Durchbruch für die Wärmepumpe - STUDIE Praxisoptionen für eine effiziente Wärmewende im Gebäudebestand - Stiftung Mercator
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Durchbruch für die Wärmepumpe Praxisoptionen für eine effiziente Wärmewende im Gebäudebestand STUDIE
Durchbruch für die
Wärmepumpe
IMPRESSUM
STUDIE DANKSAGUNG / SONSTIGES
Durchbruch für die Wärmepumpe Erst das Engagement vieler weiterer Kolleginnen
und Kollegen hat diese Studie möglich gemacht.
Praxisoptionen für eine effiziente Wärmewende Für die tatkräftige Unterstützung bedanken
im Gebäudebestand möchten wir uns daher bei Nikola Bock,
Chrissie Donnelly, Janne Görlach, Andreas Graf,
ERSTELLT IM AUFTRAG VON Janna Hoppe, Maxi Matzanke, Dr. Jahel Mielke,
Agora Energiewende Simon Müller, Frank Peter, Ada Rühring,
Anna-Louisa-Karsch-Straße 2 | 10178 Berlin Michael Spiekermann, Gloria Watzinger, Uta Weiß,
T +49 (0)30 700 14 35-000 Anja Werner (alle Agora Energiewende) und
F +49 (0)30 700 14 35-129 Duncan Gibb, Andreas Jahn, Dr. Jan Rosenow
www.agora-energiewende.de (alle Regulatory Assistance Project).
info@agora-energiewende.de
PROJEKTLEITUNG
Alexandra Langenheld
alexandra.langenheld@agora-energiewende.de
ERSTELLT DURCH
Öko-Institut e.V.
Merzhauser Straße 173 | 79100 Freiburg
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Heidenhofstraße 2 | 79110 Freiburg
AUTORINNEN UND AUTOREN
Dr. Veit Bürger, Dr. Sibylle Braungardt
(beide Öko-Institut e.V.); Unter diesem Scan-Code steht
Dr. Marek Miara (Fraunhofer-Institut diese Publikation als PDF zum
für Solare Energiesysteme ISE) Download zur Verfügung.
Satz: Andrea Trumpf Bitte zitieren als:
Korrektorat: Infotext Öko-Institut und Fraunhofer ISE (2022): Durchbruch
Titelbild: iStockphoto | technotr für die Wärmepumpe. Praxisoptionen für eine effizi-
ente Wärmewende im Gebäudebestand. Studie im
Auftrag von Agora Energiewende
273/05-S-2022/DE
Version: 1.2, Oktober 2022 www.agora-energiewende.deVorwort
Liebe Leserin, lieber Leser, gelegte Klimaziel verfehlt. Gleichzeitig sind horrende
Öl- und Gaspreise eine schwere gesellschaftliche
der Angriffskrieg Russlands gegen die Ukraine und Belastung. Deutschland hat bereits viel Zeit verspielt,
die daraus entstandene fossile Energiekrise zwingen nun steht die Bundesregierung vor der Aufgabe den
uns, so schnell wie möglich unabhängig von russi- Zubau an Wärmepumpen bis 2024 zu verdreifachen.
schem Gas zu werden. Gleichzeitig drängt die Klima-
krise: Zum Erreichen der Klimaziele müssen wir die Ein Blick ins europäische Ausland sollte uns zuver-
Wärmewende hin zu klimaneutralen Gebäuden sichtlich stimmen: In Schweden haben Wärmepum-
massiv beschleunigen. pen heute einen Marktanteil von 90 Prozent und
heizen auch an kalten Wintertagen Gebäude
Ein entscheidender Schritt zur Lösung dieser zuverlässig. Und das „Gasland“ Niederlande hat den
doppelten Herausforderung ist die Vorgabe im Ausbau von Wärmepumpen seit 2014 nahezu ver-
Sofortprogramm Gebäude: Ab 2024 müssen neu zehnfacht.
eingebaute Heizungen zu mindestens 65 Prozent mit
Erneuerbaren Energien betrieben werden. Damit steht Mit dieser Studie wollen wir zeigen, was moderne
fest, dass neben Wärmenetzen künftig vor allem Wärmepumpen für die Wärmewende in Gebäuden
Wärmepumpen zum Einsatz kommen. Eine ambitio- leisten können und wie der Hochlauf in Deutschland
nierte Ausgestaltung und schnelle gesetzliche Veran- gelingt.
kerung der 65%-Regel kann ihnen zum Durchbruch
verhelfen – hier ist jetzt politisches Handeln erforderlich. Eine angenehme Lektüre wünscht Ihnen
Der Handlungsdruck ist enorm: 2021 hat der Gebäu- Ihr Simon Müller
desektor zum zweiten Mal in Folge das gesetzlich fest- Direktor Deutschland, Agora Energiewende
Ergebnisse auf einen Blick:
Eine gesetzlich verankerte und ambitioniert gestaltete 65-Prozent-Regel senkt den Gasverbrauch
und hilft die Gebäude-Klimaziele zu erreichen. Ausnahmeregelungen sollten eng gefasst sein.
1 (Nachhaltige) Biomasse ist knapp und sollte Gebäuden vorbehalten sein, die anders schwer zu
versorgen sind. Wasserstoff steht mittelfristig im Wärmemarkt nicht ausreichend zur Verfügung und
stellt keine sinnvolle Umsetzungsoption dar.
Die 65%-Regel schafft Planungssicherheit für Marktakteure und fördert so den Aufbau von
Wärmepumpen-Fertigungskapazitäten und neuen Geschäftsmodellen. Dies unterstützt
2 den notwendigen Hochlauf auf 500.000 Wärmepumpen pro Jahr ab 2024 und ermöglicht
deutschen Wärmepumpenherstellern, Kostenreduktionspotenziale durch stärker automatisierte
Fertigungsprozesse zu erschließen.
Wärmepumpen heizen auch im Bestand ohne oder mit geringen Sanierungsmaßnahmen effizient.
Wärmepumpen am Markt erfüllen schon heute nahezu alle denkbaren Anforderungen. In sehr
3 vielen Fällen arbeiten Wärmepumpen auch mit vorhandenen Heizkörpern erfolgreich und liefern
kostengünstiger Wärme als Gaskessel.
Mehr Fachkräfte für die Installation – dafür braucht es begleitende Maßnahmen. Um ausreichend
Fachkräfte zu qualifizieren, müssen die Ausbildungsinfrastruktur gefördert, die Fortbildung
4 finanziert und die Ausbildungscurricula aktualisiert werden. So werden neue, attraktive Berufsfelder
geschaffen, während Qualität und Tempo des Wärmepumpen-Einbaus steigen.
3Inhalt
Abbildungsverzeichnis 5
Zusammenfassung6
1 Hintergrund und Ziele 10
2 Die 65-Prozent-Anforderung als Schlüssel für den Markthochlauf 12
2.1 Wärmepumpe – Schlüsseltechnik der Wärmewende 12
2.2 Wärmepumpe – Beitrag für mehr Energiesouveränität 13
2.3 Bedeutung der 65-Prozent-Anforderung für die Markttransformation 14
2.4 Die 65-Prozent-Anforderung im europäischen Kontext 16
3 Wärmepumpen als Erfüllungsoption der 65-Prozent-Anforderung 19
3.1 Wärmepumpen im Bestand: Ökonomische und ökologische Einordnung 19
3.2 Die Rolle von Hybrid-Wärmepumpen 25
3.3 Einsatzbereiche für Wärmepumpen im Gebäudebestand 28
4 Lösungsansätze aus anderen Ländern 33
4.1 Markthochlauf für Wärmepumpen in Schweden 33
4.2 Markthochlauf für Wärmepumpen in den Niederlanden 35
4.3 Schlussfolgerungen für den Markthochlauf in Deutschland 37
5 Rolle der Marktakteure bei der Markttransformation in Deutschland 39
5.1 Wärmepumpenhersteller 39
5.2 Handwerk/Installateur:innen 42
Sicherstellung der Fachkräfteverfügbarkeit 43
Verkürzung der Installationszeit 44
Gewährleistung eines hohen Qualifikationsniveaus 45
5.3 Energiewirtschaft und Netzbetrieb 47
5.4 Wohnungswirtschaft 48
5.5 Hauseigentümer:innen 48
6 Politische Handlungsempfehlungen 50
7 Referenzen 53
4Abbildungsverzeichnis
Abbildung 2-1 Absatzstruktur der Wärmeerzeuger (Raumwärme) in Deutschland 12
Abbildung 2-2 Marktabsatz von Heizungs-Wärmepumpen in Neubau und
Gebäudebestand 13
Abbildung 2-3 Quellenländer der nach Deutschland importierten Gasmengen 2020 14
Abbildung 2-4 Marktabsatz der Wärmeerzeuger in Deutschland 2011-2021 15
Abbildung 2-5 Altersstruktur der messpflichtigen Öl- und Gaskessel 16
Abbildung 2-6 Impulse für die Markttransformation für Wärmeerzeuger
auf EU-Ebene 17
Abbildung 2-7 Übersicht Phase-out-Regulierungen in ausgewählten
europäischen Ländern 18
Abbildung 3-1 Effizienzwerte der Wärmepumpenanlagen aus zwei Feldprojekten
in Bestandsgebäuden 20
Abbildung 3-2 Jahresarbeitszahlen von 41 Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen
in Abhängigkeit von maximalen Vorlauftemperaturen und Art des
Wärmeübergabesystems 21
Abbildung 3-3 Kohlendioxid-Emissionsminderungen mit einer Wärmepumpe
gegenüber Gaskessel + Solarthermie 22
Abbildung 3-4 Vergleich der monatlichen Betriebskosten für ein Einfamilienhaus
in Abhängigkeit vom energetischen Standard
(Wärmepumpe vs. Gaskessel) 24
Abbildung 3-5 Grenztemperaturen für den Einsatz einer Hybrid-Wärmepumpe
am Beispiel eines unsanierten Einfamilienhauses 26
Abbildung 3-6 Generelle Klassifizierung der Lösungen in Mehrfamilienhäusern 30
Abbildung 4-1 Absatz Wärmepumpen pro 1.000 Haushalte (2021) 33
Abbildung 4-2 Verhältnis von Endverbraucherpreisen für Strom und Gas (Q2/2022) 34
Abbildung 4-3 Ausschreibungsrunden für Wärmepumpen in Schweden in den
Jahren 1989-1995 35
Abbildung 4-4 Absatz Wärmepumpen in den Niederlanden 36
Abbildung 4-5 Preise für Strom und Erdgas für Haushalte in den
Niederlanden (inkl. Steuern und Abgaben) 37
Abbildung 5-1 Anzahl Betriebe und Beschäftigte im SHK-Handwerk 43
5Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
Zusammenfassung
Die 65-Prozent-Regel als Schlüssel für Diese neue Anforderung kann dem Wärmepum-
den Markthochlauf von Wärmepumpen pen-Rollout den notwendigen Rückenwind verleihen.
Es gilt jedoch, sie konsequent und ambitioniert
Damit der Gebäudesektor klimaneutral wird, braucht auszugestalten. Erstens muss die 65-Prozent-Anfor-
es eine Wärmewende. Die Wärmewende umfasst drei derung jetzt gesetzlich verankert werden, damit
zentrale Handlungsfelder: Bestandsgebäude energe- Marktakteure die notwendige Planungssicherheit
tisch sanieren, aus der fossilen Versorgung mit Öl- haben und möglichst keine neuen Gaskessel einge-
und Gaskesseln aussteigen sowie Wärmenetze baut werden, die dann vor dem Ende ihrer Lebens-
ausbauen und dekarbonisieren. Fortschritte in diesen dauer stillgelegt werden müssen. Zweitens müssen
Handlungsfeldern senken gleichzeitig den Bedarf an Ausnahmeregelungen stark begrenzt und zielgerich-
fossilen Energieimporten und leisten so einen tet sein, denn Wärmepumpen sind in den meisten
wichtigen Beitrag für mehr Energiesouveränität in Gebäuden schon heute effizient einsetzbar. Drittens
Deutschland. muss die Regelung bestehende Knappheiten reflek-
tieren und damit den Einbau von Heizungsanlagen
Eine Technologie rückt dabei besonders in den stark eingrenzen, die auf Biomasse- oder Wasserstoff
Mittelpunkt: die Wärmepumpe. Sie soll künftig sehr basieren.
viele der heute laufenden Öl- und Gaskessel ersetzen
– es sei denn, vor Ort wird bereits ein Wärmenetz Eine solche konsequente Umsetzung führt dazu, dass
betrieben. Zahlreiche Studien, unter anderem die Hauseigentümer:innen ihre Investitionsentschei-
„Big-5“-Klimaneutralitätsstudien, verdeutlichen die dungen zukünftig zugunsten klimafreundlicher
Notwendigkeit eines steilen Markthochlaufs von Heizungstechnologien treffen. Gleichzeitig erhalten
Wärmepumpen für das Erreichen der Klimaziele. Marktakteure, wie Anlagenhersteller, Handwerksbe-
Rund sechs Millionen Wärmepumpen müssen laut triebe, Energieversorger und die Wohnungswirt-
dem Szenario „Klimaneutrales Deutschland 2045“ schaft, verlässliche Rahmenbedingungen. Dies
(AEW et al. 2021) bis 2030 installiert werden. Dafür ermöglicht ihnen, in neue Produktionsmethoden und
ist jedoch ein deutlich höheres Ausbautempo erfor- Geschäftsmodelle zu investieren – und so weitere
derlich. Die existierenden Förderinstrumente allein wirtschaftliche Vorteile zu erschließen.
werden die erforderliche Dynamik nicht entfesseln
können: Es braucht eine ordnungsrechtliche Die 65-Prozent-Anforderung ist anschlussfähig mit
Flankierung. den Impulsen auf EU-Ebene: Der European Green
Deal stellt die Weichen für eine vollständige Dekar-
So beschloss die Bundesregierung im März 2022, bonisierung bis 2050; und der im Mai 2022 veröf-
dass neue Heizungsanlagen ab dem 01.01.2024 mit fentlichte RePowerEU-Plan sieht konkret eine
mindestens 65 Prozent Erneuerbaren Energien Installation von zehn Millionen Wärmepumpen
betrieben werden müssen. Die sogenannte innerhalb der nächsten fünf Jahre vor. Zusätzlich
65-Prozent-Anforderung gilt für Neubauten sowie haben einige europäische Länder weitere Regelungen
Heizungsanlagen in bestehenden Gebäuden. zur Begrenzung des Einsatzes fossiler Brennstoffe
Damit schließt die Regel reine öl- und gasbefeuerte umgesetzt, etwa in Form von Einbau- oder Nut-
Anlagen aus. zungsverboten für Öl- und Gaskessel, anlagenbezo-
genen CO₂-Grenzwerten oder Nutzungspflichten für
erneuerbare Wärme.
6Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
Markthochlauf bleibt hinter erforderlicher Heizkörper beheizt werden. Wichtig ist jedoch, dass
Dynamik zurück die Wärmepumpe sorgfältig geplant, installiert und
eingestellt wird. In vielen Fällen lässt sich das
Bislang wurden in Deutschland rund eine Millionen Temperaturniveau auch durch einfache Maßnahmen,
Wärmepumpen installiert. Weitere fünf Millionen wie den Einbau neuer Fenster oder den Austausch
Wärmepumpen müssen für das Erreichen der einzelner „kritischer“ Heizkörper, auf das notwendige
Klimaziele bis 2030 folglich noch hinzukommen. Niveau reduzieren.
Das entspricht einem durchschnittlichen Zubau von
500.000 Wärmepumpen pro Jahr. Zum Vergleich: Wärmepumpen werden bisher hauptsächlich in Ein-
Im Jahr 2021 wurden in Deutschland rund 154.000 und Zweifamilienhäusern eingebaut. Die 65- Pro-
neue Heizungs- Wärmepumpen eingebaut. Trotz sehr zent-Anforderung weitet den Einsatzbereich der
guter Förderkulisse installierten Hauseigentümer Wärmepumpe deutlich aus. Wärmepumpen werden
2021 immer noch fast fünfmal so viele Gaskessel wie sich in Gebäudesegmenten etablieren, in denen sie
Wärmepumpen. bislang nur in Einzelfällen eingesetzt wurden. Hierzu
gehören vor allem Mehrfamilienhäuser, in denen die
Obwohl der Marktanteil von Wärmepumpen in den Installation zwar eine komplexe, zumeist aber lösbare
letzten zwei Jahren deutlich gestiegen ist, schneidet Aufgabe, darstellt. Herausforderungen bestehen zum
Deutschland im europäischen Vergleich mangelhaft Beispiel in der Erschließung der Wärmequelle.
ab. So wurden in den Vorreiterländern Norwegen und Wenn bei Luft/Wasser-Wärmepumpen eine ebener-
Finnland im Jahr 2021 über zehnmal mehr Wärme- dige Aufstellung aufgrund der räumlichen Gegeben-
pumpen pro 1.000 Haushalte installiert als in heiten nicht möglich ist, kann die gesamte Anlage auf
Deutschland. In Schweden liegt der Marktanteil von dem Dach des Gebäudes installiert werden. Mit
Wärmepumpen bei circa 90 Prozent. Auch in Ländern Abwasserkanälen, PV-Thermie-Solaranlagen (PVT),
wie den Niederlanden, in denen die Wärmeversor- Eisspeichern oder kalter Nahwärme stehen weitere
gung traditionell auf Erdgas basiert, hat sich der Wärmequellen zur Verfügung, die bisher nur wenig
Wärmepumpenmarkt in den letzten Jahren erfolg- genutzt werden. Eine weitere Lösungsvariante ist die
reich entwickelt – Grund sind unter anderem ein kaskadierte Anordnung mit einer ersten Erwär-
günstiges Preisverhältnis von Strom und Erdgas, eine mungsstufe durch eine Luft/Wasser-Wärmepumpe
fortgeschrittene kommunale Wärmeplanung sowie auf dem Gebäudedach sowie einer zweiten Erwär-
ambitionierte Ziele zum Ausstieg aus der Nutzung mungsstufe (Nachheizung) durch Wärmepumpen in
von Erdgas zur Wärmeversorgung. den einzelnen Wohnungen. Solche bereits erprobten
Technologien gilt es jetzt in die Breite zu tragen und
zu standardisieren.
Einsatzbereiche im Gebäudebestand
Aktuelle Feldtests zeigen, dass Wärmepumpen auch Attraktive Betriebskosten,
in bestehenden Gebäuden sehr effizient Raumwärme hohe Investitionskosten
und Warmwasser erzeugen. Die Effizienz einer
Wärmepumpe (Jahresarbeitszahl) hängt insbesondere Wärmepumpen sind viel klimafreundlicher als
von dem Temperaturniveau des Heizungssystems Gaskessel und weisen niedrigere Betriebskosten auf.
eines Gebäudes ab. Viele Bestandsgebäude kommen Wärmepumpen haben auch bei einer vergleichsweise
mit einem Temperarturniveau aus, das einen effizi- geringen Jahresarbeitszahl große CO₂-Vorteile
enten Betrieb einer Wärmepumpe zulässt. Dies trifft gegenüber einem Gaskessel. Mit Blick auf das im
auch auf Gebäude zu, die über „herkömmliche“ novellierten Erneuerbare-Energien-Gesetz veran-
7Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
kerte Ziel, den Erneuerbaren-Anteil an der Stromer- ihre Fortbildungsangebote intensivieren. Eine neue
zeugung bis zum Jahr 2030 auf 80 Prozent zu erhö- Komponente „Installationsgeschwindigkeit“ sollte
hen, wird der Klimavorteil sehr schnell weiter die bisher auf die Installationsqualität ausgerichte-
steigen. Auch die Betriebskosten sind bei Wärme- ten Schulungsschwerpunkte ergänzen. Es bedarf
pumpen viel günstiger. Ohne Förderung liegen die der Entwicklung neuer Qualifizierungskonzepte,
Investitionskosten bei Wärmepumpen jedoch noch neuer Zuschnitte bei den Ausbildungscurricula
deutlich über denen eines Gaskessels. Verbunden mit (dabei auch Schaffung neuer attraktiver Berufsbil-
neuen Produktionsverfahren und einer Verkürzung der) sowie gegebenenfalls einer Verkürzung der
der Installationszeiten sehen Marktakteure hier Ausbildungszeiten. Außerdem können die Ausbil-
allerdings die Chance, die Investitionskosten um bis dung von deutlich mehr Frauen, eine schnelle
zu 40 Prozent zu reduzieren. Integration von Geflüchteten in den Arbeitsmarkt,
Quereinstiege von Fachkräften aus anderen
Sogenannte Hybrid-Wärmepumpen, die gewöhnli- Branchen sowie ein verstärkter Zuzug aus dem
cherweise aus einer Kombination aus einer Wärme- Ausland die Zahl der Fachkräfte erhöhen.
pumpe und einem Gas- oder Ölkessel bestehen, haben
zumindest im Bereich der Einfamilienhäuser in den → Der Wärmepumpenhochlauf erfordert und bietet
meisten Fällen weder einen ökologischen noch die Chance auf die Entwicklung neuer Produkte,
ökonomischen Vorteil gegenüber rein elektrischen Dienstleistungsangebote, Finanzierungsmodelle
Wärmepumpenanlagen. und Märkte. Stromverteilnetze sind auf die
zusätzlichen Lasten und Flexibilitätsoptionen, die
sich mit Wärmepumpen verbinden, auszurichten.
Erforderliche Anpassungen Netzentgelte sollten Anreize setzen, das Zusam-
des Heizungsmarktes menspiel zwischen lokaler EE-Einspeisung,
flexibler Verbraucher und Speicher intelligent zu
Der notwendige Markthochlauf von Wärmepumpen steuern.
erfordert grundlegende Anpassungen auf allen
Ebenen des Heizungsmarktes: Politischer Handlungsbedarf
→ Anlagenhersteller müssen ihre Fertigungskapazi- Der Markthochlauf von Wärmepumpen bedarf einer
täten ausweiten beziehungsweise bestehende starken politischen Flankierung. Kernelement ist
Produktionslinien auf Wärmepumpen umstellen. dabei die 65-Prozent-Anforderung. Sie muss Aus-
Der Automatisierungs- und damit Industrialisie- nahmeregelungen eng fassen, Knappheiten (Bio-
rungsgrad des Fertigungsprozesses ist zu erhöhen. masse) und Verfügbarkeiten (grüner Wasserstoff)
Hinzu kommt eine stärkere Standardisierung der berücksichtigen und sofort gesetzlich geregelt
Einzelkomponenten. Der Markt benötigt möglichst werden. Denn erst eine gesetzliche Verankerung
fehlerresistente und einfach zu installierende verschafft Marktakteuren die notwendige Planungs-
Standardlösungen. sicherheit, um Produktionsprozesse und Angebots-
portfolios umzustellen, Aus-, Fort- und Weiterbil-
→ Betriebe des Sanitär-, Heizungs- und Klimahand- dungsaktivitäten anzupassen, neue Geschäftsmodelle
werks (SHK-Handwerk) müssen ihr Portfolio auf zu entwickeln und die dafür notwendigen
den Vertrieb, den Einbau und die Wartung von Investitionen zu mobilisieren. Je früher die Umset-
Wärmepumpen ausrichten. Dafür benötigen die zung kommt, desto kleiner wird zudem der Gaskes-
Betriebe entsprechende Schulungen ihrer Mitar- selbestand, der vor Ablauf seiner durchschnittlichen
beitenden. Auch Wärmepumpenhersteller sollten Nutzungsdauer stillgelegt werden muss.
8Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
Weiterhin notwendig ist eine Verstetigung der durch Multiplikatoren verankerte Informationskam-
Breitenförderung. Außerdem braucht es gezielte pagne sollte außerdem Gebäudeeigentümer:innen
Förderschwerpunkte für Einsatzbereiche, die und die Fachwelt über die neuen Regelungen und
Wärmepumpen bisher nur in Einzelfällen nutzen, Lösungen informieren.
die durch die 65-Prozent-Anforderung aber schnell
erschlossen werden müssen (vor allem Um Wärmepumpen möglichst effizient in die Strom-
Mehrfamilienhäuser). Einkommensschwache verteilnetzinfrastruktur zu integrieren und deren
Gebäudeeigentümer:innen benötigen gezielte Unter- Flexibilitätspotenzial zu nutzen, bedarf es einer
stützung. Um eine sozial gerechte Transformation entsprechenden Anreizstruktur, insbesondere durch
sicherzustellen, muss der Gesetzgeber zudem die eine zügige Umsetzung der Regelung zu steuerbaren
Rahmenbedingungen zur Verteilung der Kosten Verbrauchsanlagen und einer beschleunigten Digita-
zwischen Vermietenden und Mietenden prüfen und lisierung der Verteilnetze. Außerdem sollten verblei-
gegebenenfalls anpassen. bende regulatorische Hemmnisse bei der Installation
von Wärmepumpen beziehungsweise der Erschlie-
Ein Schlüssel zur Förderung des Markthochlaufs liegt ßung von Wärmequellen abgebaut werden. Nicht
in der Ausgestaltung des Energiepreisgefüges. Die zuletzt sollte eine aktive Standortpolitik dafür sorgen,
aktuelle Energiekrise erfordert dabei eine gezielte Wertschöpfungsketten der Fertigung von Wärme-
Absicherung wettbewerbsfähiger Betriebskosten für pumpen in Europa sicherzustellen.
Wärmepumpen. Mit Blick auf die Zeit nach der Krise
ist ein stetig ansteigender (im Idealfall bekannter)
CO₂-Preispfad notwendig, um die Wettbewerbsbe-
dingungen für Wärmepumpen zu verbessern und
eine verlässliche Planungsgrundlage für Investitions-
entscheidungen zu bieten. Mit der Abschaffung der
EEG-Umlage wurden die Betriebskosten von Wärme-
pumpen bereits entlastet. Weitere Entlastungen sind
geplant (Energie-Umlagen-Gesetz). Denkbar wäre
auch die Absenkung der Stromsteuer auf den
EU-Mindeststeuersatz.
Der Markthochlauf benötigt eine Intensivierung der
Maßnahmen, um der Fachkräfteproblematik zu
begegnen, insbesondere durch den Auf- und Ausbau
der entsprechenden Fort- und Weiterbildungsinfra-
struktur. Auch wenn hier insbesondere die Marktak-
teure am Zug sind, sollte der Aufbau zumindest in der
Startphase durch staatliche Förderung beschleunigt
werden. Eine weitere Maßnahme besteht in der
Finanzierung von Kursgebühren und Fortbildungs-
zeit, um Anreize zu setzen, Schulungsangebote
stärker zu nutzen. Gleichzeitig sollten Ausbildungs-
curricula aktualisiert werden, um dem neuen Fokus
auf Wärmepumpen Rechnung zu tragen. Eine vor Ort
9Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
1 Hintergrund und Ziele
Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie für die für den Gebäudesektor2 beinhaltet die gesetzliche
Wärmewende. Die als „Big 5“1 bezeichneten Klima- Umsetzung der 65-Prozent-Anforderung. Das
neutralitätsszenarien sehen für die Dekarbonisierung Sofortprogramm weist insbesondere auf die Notwen-
des Gebäudesektors in Deutschland eine zentrale digkeit geeigneter ordnungspolitischer Regelungen
Rolle für Wärmepumpen. Auch auf EU-Ebene hebt hin, um Investitionsentscheidungen mit den mittel-
der im Mai veröffentlichte RePowerEU-Plan Wärme- bis langfristigen Klimazielen in Einklang zu bringen.
pumpen als eine wichtige Technologie für die Trans-
formation des Wärmesektors sowie für die Reduktion Die 65-Prozent-Anforderung ist ein wirkmächtiges
der Importabhängigkeit der EU hervor. Im Gegensatz ordnungsrechtliches Instrument, das dazu führt, dass
dazu sind auf Biomasse beruhende Heiztechnologien Hauseigentümer:innen ihre Investitionsentschei-
in ihrem Potenzial stark begrenzt: Nachhaltige dungen künftig zugunsten klimafreundlicher
Biomasse ist knapp. Die „Big 5“-Szenarien sehen Heizungstechnologien treffen. Zudem erhalten
daher konstante oder bis 2045 sogar sinkende Marktakteure wie Anlagenhersteller, Handwerksbe-
Verbräuche von Biomasse im Gebäudesektor vor. triebe, Energieversorger und die Wohnungswirt-
schaft verlässliche Rahmenbedingungen, um die
In Deutschland hat die Bundesregierung am 23. März Transformation des heute noch durch fossile Brenn-
2022 beschlossen, gesetzlich festzuschreiben, „dass stoffe dominierten Heizungsmarktes hin zu klimaf-
ab dem 1. Januar 2024 möglichst jede neue Heizung reundlichen Alternativen umzusetzen.
mit mindestens 65 % erneuerbaren Energien betrieben
werden soll“. Damit schließt die Regel reine öl- und Die Bedeutung der 65-Prozent-Anforderung leitet
gasbefeuerte Anlagen aus. Auch Kombinationen von sich auch daraus ab, dass der Gebäudesektor seit
fossil befeuerten und Erneuerbaren-Anlagen – zum Inkrafttreten des Klimaschutzgesetzes im Jahr 2020
Beispiel von einem Gasbrennwertkessel und Solar- seine sektorspezifischen Zielmarken verfehlt. Zudem
thermie – können die 65-Prozent-Anforderung nicht zeigen von der Bundesregierung beauftragte Model-
erfüllen. Die neue Anforderung gilt für Neubauten lierungsarbeiten, dass die bislang umgesetzten
und Heizungsanlagen in bestehenden Gebäuden. Politikmaßnahmen3 bei Weitem nicht ausreichen, um
das Emissionsminderungsziel des Gebäudesektors für
Zuvor hatte der Koalitionsvertrag von November das Jahr 2030 zu erreichen (Öko-Institut et al. 2021a).
2021 eine entsprechende Regelung ab dem 1. Januar Von allen geplanten Maßnahmen im Gebäudesektor
2025 vorgesehen. Auch das am 13. Juli 2022 vorge- verfügt die 65-Prozent-Anforderung über das größte
legte Sofortprogramm mit Klimaschutzmaßnahmen
2 siehe https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Pressemittei
lungen/2022/07/20220713-bmwk-und-bmwsb-legen-
sofortprogramm-mit-klimaschutzmassnahmen-fuer-
den-gebaeudesektor-vor.html
1 AEW et al. (2021): Klimaneutrales Deutschland 3 Der Projektionsbericht schätzt in seinem „Mit-
2045 (Szenario KND 2045); BDI (2021): Klimapfade; Maßnahmen-Szenario“ (MMS), dass alle Maßnahmen,
Kopernikus-Projekt Ariadne (2021): Ariadne-Report die bis Ende August 2020 verabschiedet wurden, die
(Szenario Technologiemix); BMWK Langfristszenarien CO₂-Emissionen im Gebäudesektor auf 90,9 Millionen
(2021) (Szenario TN-Strom), dena Leitstudie (2021) Tonnen im Jahr 2030 reduzieren können. Die Obergrenze
(Szenario KN100) liegt laut Klimaschutzgesetz bei 67 Millionen Tonnen.
10Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
CO₂-Minderungspotenzial und kann somit helfen, die ner:innen flossen in die Untersuchungsergebnisse
Ziellücke zu schließen (Öko-Institut 2022). und Markteinschätzungen ein. Auf eine Nennung
von Personen oder Unternehmen wird aus Vertrau-
Der vorliegende Bericht untersucht die Rolle elektri- lichkeitsgründen verzichtet.
scher Wärmepumpen im Hinblick auf die Umsetzung
der 65-Prozent-Anforderung und den damit verbun-
denen erforderlichen Markthochlauf. Der Bericht ist
folgendermaßen aufgebaut:
→ Kapitel 2 beschreibt die derzeitige Marktsituation
sowie die Bedeutung von Wärmepumpen für das
Erreichen der Klimaschutzziele im Gebäudesektor.
Ferner widmet sich das Kapitel der Bedeutung der
65-Prozent-Anforderung für den Markthochlauf
von Wärmepumpen sowie der Einbettung der
neuen Regelung in den EU-Kontext.
→ In Kapitel 3 wird der aktuelle Wissensstand zum
Einsatz von Wärmepumpen im Gebäudebestand
dargestellt, es erfolgt eine ökologische und ökono-
mische Einordung des Wärmepumpen-Einsatzes
sowie eine Bewertung sogenannter Hybrid-
Wärmepumpen.
→ Kapitel 4 beschreibt Politikansätze, die Schweden
und die Niederlande als Fallbeispiele für den
Markthochlauf verfolgen. Dabei werden Elemente
identifiziert, die auch auf Deutschland übertragbar
sind.
→ Kapitel 5 diskutiert Anpassungen, die auf den
verschiedenen Ebenen des Heizungsmarktes
notwendig sind, um den Markthochlauf und die
damit verbundene Markttransformation in der
gebotenen Dynamik sicherzustellen.
→ In Kapitel 6 werden abschließend politische
Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Im Rahmen der Untersuchung fanden eine Reihe von
Interviews und Gesprächen mit verschiedenen
Akteuren des Wärmepumpenmarktes statt, insbe-
sondere mit Vertreter:innen von Herstellern und
Verbänden. Die Einschätzungen der Gesprächspart-
11Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
2 Die 65-Prozent-Anforderung als Schlüssel für
den Markthochlauf
2.1 Wärmepumpe – Schlüsseltechnik Im Szenario „Klimaneutrales Deutschland 2045“
der Wärmewende (AEW et al. 2021) werden bis 2030 rund 6 Millionen
Wärmepumpen installiert.
Neben der Gebäudesanierung und den Energieeffizi-
enztechniken, die den Energieverbrauch der Gebäude Das Szenario „Klimaneutrales Deutschland 2045“
reduzieren, gehören klimafreundliche Fernwärme zeigt die Marktentwicklung, die notwendig ist, um
und Wärmepumpen zu den Schlüsseltechniken für die Klimaziele des Gebäudesektors zu erreichen. So
die Dekarbonisierung des Gebäudesektors. In den als muss der Marktanteil von Wärmepumpen von rund
„Big 5“4 bezeichneten Klimaneutralitätsszenarien für 17 Prozent im Jahr 2021 auf nahezu 50 Prozent bis
Deutschland liegt die Anzahl installierter Wärme- 2025 ansteigen. 2030 muss er bei mindestens
pumpen im Jahr 2030 zwischen 4,1 Millionen (dena 70 Prozent liegen. Im Durchschnitt erfordert das den
KN100) und 6,5 Millionen (BDI Klimapfade). Zubau von mehr als 500.000 Wärmepumpen pro Jahr.
Zum Vergleich: Im Jahr 2021 wurden in Deutschland
4 AEW et al. (2021): Klimaneutrales Deutschland 2045
„nur“ rund 154.000 neue Heizungs-Wärmepumpen
(Szenario KNDE 2045); BDI (2021): Klimapfade;
Ariadne (2021) (Szenario Technologiemix); BMWK
installiert (Abbildung 2-2). Allerdings verzeichnete
Langfristszenarien (2021) (Szenario TN-Strom), dena der Wärmepumpen-Markt gerade in den letzten
Leitstudie (2021) (Szenario KN100) beiden Jahren einen deutlichen Anstieg; 2021 wurden
Absatzstruktur der Wärmeerzeuger (Raumwärme) in Deutschland Abbildung 2-1
100
9 12 13 13 14
90 2
3 4 4 4
80 16
70
Wärmeerzeuger [%]
9
46
60
50 71 73 73
40 52
11
30
20
28
10
12 11 10 10
0,5
0
2016–2020 2021–2025 2026–2030 2031–2040 2041–2050
Heizöl Biomasse Wärmepumpe Fernwärme
Gas Strom (direkt) Solarthermie
Agora Energiewende et al. (Hg.) (2021): Klimaneutrales Deutschland 2045
12Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
circa 35.000 mehr Wärmepumpen installiert als zwei Drittel der Gasimporte stammten aus Russland
noch im Jahr zuvor. Grund dafür ist insbesondere die (Abbildung 2-3). Der Gasverbrauch für die Wärme-
deutliche Anhebung der Fördersätze im Rahmen versorgung der Gebäude (Raumwärme- und Warm-
der Bundesförderung effiziente Gebäude (BEG). wassererzeugung) lag 2020 bei rund 360 Terawatt-
Die Zielmarke von 6 Millionen Wärmepumpen im stunden (AGEB 2021). Die Gebäudewärme ist damit
Jahr 2030 erfordert, dass der Markthochlauf in den einer der Hauptverbraucher importierten Erdgases.
kommenden Jahren eine den Jahren 2020/21 ver- Auch Heizöl wird entweder direkt oder in Form
gleichbare Dynamik aufweist. seiner Vorprodukte fast komplett importiert.
Im Bereich der Wohngebäude wird inzwischen bei Der Austausch eines Gas- oder Ölkessels zugunsten
rund der Hälfte aller Neubauten eine Heizungs- einer Wärmepumpe führt damit zu einem Rückgang
Wärmepumpe eingebaut (Destatis 2022). Bis 2019 der Gas- beziehungsweise Ölnachfrage und damit
wurde stets mehr als die Hälfte des Marktabsatzes in automatisch zu einem geringeren Bedarf an Energie-
Neubauten eingesetzt. Dieses Verhältnis hat sich importen. Auf diese Weise leisten Wärmepumpen
allerdings seit dem Jahr 2020 umgekehrt. Wie aus auch einen wichtigen Beitrag für mehr Energieunab-
Abbildung 2-2 ersichtlich wird, wurden 2021 fast hängigkeit, denn fast alle Wärmepumpen laufen mit
zwei Drittel aller verkauften Wärmepumpen in Strom. Nach den Beschlüssen der Bundesregierung
bestehenden Gebäuden installiert. soll dieser bis 2030 zu mindestens 80 Prozent aus
Erneuerbaren Energien stammen und bis 2035 so gut
wie klimaneutral sein. Die entsprechenden erneuer-
2.2 Wärmepumpe – Beitrag für mehr baren Kraftwerke, vor allem Windkraft- und PV-An-
Energiesouveränität lagen, werden hauptsächlich in Deutschland stehen.
Durch den Markthochlauf von Wärmepumpen
Laut Monitoringbericht der Bundesnetzagentur wies werden importierte fossile Brennstoffe durch heimi-
Deutschland 2020 bei Erdgas einen Importsaldo von sche Erneuerbare Energien ersetzt.
rund 860 Terawattstunden auf (BNetzA 2022). Rund
Marktabsatz von Heizungs-Wärmepumpen in Neubau und Gebäudebestand Abbildung 2-2
180
160
140
55
120
100
54
[Tsd.]
80
60 46 49
43
37 99
40 35
66
20 35 38 37
22 30
0
2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Gebäudebestand Neubau
Agora Energiewende basierend auf Marktdaten des Bundesverbands Wärmepumpen (BWP) sowie Destatis (2022)
13Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
Quellenländer der nach Abbildung 2-3 betriebenen neuen 700.000 Heizkessel pro Jahr mehr
Deutschland importierten als 4 Millionen Tonnen CO₂. Bei einer üblichen
Gasmengen 2020 Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren könnten die
meisten dieser Anlagen auch 2045 noch laufen. Mit
Sonstige
jedem weiteren Jahr, in dem vergleichbar viele neue
1% Gas- oder Heizölkessel installiert werden, wird die
Niederlande
11 %
zukünftige Klimabilanz mit ähnlich hohen Emissio-
nen belastet. Mit den Zielen eines klimaneutralen
Gebäudesektors im Jahr 2045 ist dies nicht vereinbar.
Norwegen Eine Zieleinhaltung kann vielmehr dazu führen, dass
21 % Importsaldo 2020:
860 TWh die heute installierten Kessel durch politische
Russland Intervention vor 2045 – also vor Ablauf der „norma-
67 %
len“ Nutzungsdauer – stillgelegt werden müssten,
zulasten der Betreiber der entsprechenden Heizungs-
anlagen.
Wie Abbildung 2–4 zeigt, konnte selbst die sehr gute
Förderung von Wärmepumpen die Dominanz von
Öko-Institut basierend auf dem Monitoringbericht 2021 der
Gaskesseln nicht brechen. Mit Einführung der
Bundesnetzagentur (BNetzA 2022)
Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG)
stiegen die Fördersätze für erneuerbare Wärmeer-
zeuger deutlich an. Für Wärmepumpen liegt die
2.3 Bedeutung der 65-Prozent- Förderquote seither bei 35 Prozent. In Kombination
Anforderung für die Markttrans- mit dem Bonus für den Austausch von Ölkesseln
formation sowie dem iSFP-Bonus6 kann die Förderquote auf bis
zu 50 Prozent steigen. Die umfangreiche Förderung
In den letzten zwei Jahren stieg der Marktabsatz an hat durchaus zu einem höheren Marktanteil Erneu-
Heizungsanlagen – insbesondere aufgrund der erbarer Energien geführt. Allerdings wird der Markt
verbesserten Förderkulisse – deutlich an (Abbildung nach wie vor durch Gaskessel dominiert. Finanzielle
2–4). Der Zuwachs geht vor allem auf einen verstärk- Förderung reicht also allein nicht aus, um die not-
ten Austausch bestehender Heizkessel zurück. Nach wendige Marktumkehr auf dem Heizungsmarkt
Marktdaten des Bundesverbands der Deutschen schnell genug umzusetzen.
Heizungsindustrie (BDH) wurden 2021 in Deutsch-
land rund 920.000 neue Heizanlagen abgesetzt, Notwendig ist vielmehr ein wirkmächtiges ord-
davon rund 700.000 Gas- und Ölkessel. Damit nungsrechtliches Instrument, das dazu führt, dass
basieren drei von vier neu installierten Heizungsan- Hauseigentümer:innen ihre Investitionsentschei-
lagen auf der Verbrennung fossiler Energieträger. dungen zukünftig zugunsten klimafreundlicher
Heizungstechnologien treffen und Marktakteure wie
Eingesetzt in durchschnittlichen deutschen Wohnge- Anlagenhersteller, Handwerksbetriebe, Energiever-
bäuden5 verursachen diese mit fossilen Brennstoffen sorger und die Wohnungswirtschaft, also Akteure
über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg,
5 Wohngebäude mit 200 Quadratmetern Wohnfläche und
einem wohnflächenspezifischen Gasverbrauch von 145 6 Bonus bei Vorlage eine gebäudeindividuellen
Kilowattstunden pro Quadratmeter pro Jahr Sanierungsfahrplans (iSFP)
14Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
Marktabsatz der Wärmeerzeuger in Deutschland 2011–2021 Abbildung 2-4
1.000
Marktabsatz Wärmeerzeuger [Tsd.]
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Ölkessel Gaskessel Biomassekessel Wärmepumpen
Öko-Institut basierend auf Marktdaten des Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) (2021 und 2022)
verlässliche Rahmenbedingungen erhalten, die damit reine öl- und gasbefeuerte Anlagen aus. Der
Transformation des Heizungsmarktes hin zu klimaf- 65-Prozent-Anteil liegt auch oberhalb der Erneuer-
reundlichen Techniken umzusetzen. Angesichts der baren-Anteile bestimmter Kombinationen von
üblichen Nutzungsdauern von Heizanlagen ist es Heizsystemen: zum Beispiel reichen Gasbrennwert-
zudem notwendig, die ordnungsrechtliche Regelung kessel mit Solarthermie üblicherweise nicht an die
sofort gesetzlich zu verankern. 65 Prozent heran.
Die Bundesregierung hat deswegen am 23. März 2022 Die 65-Prozent-Anforderung trifft dabei auf einen
beschlossen, gesetzlich festzuschreiben, dass ab dem deutlich veralteten Heizanlagenbestand. Laut einer
1. Januar 2024 möglichst jede neue Heizung mit aktuellen Erhebung des Zentralinnungsverbands der
mindestens 65 Prozent Erneuerbaren Energien Schornsteinfeger (ZIV) wurden von den bestehenden
betrieben werden muss.7 Diese 65-Prozent-Anforde- mit fossilen Brennstoffen betriebenen Heizkesseln
rung gilt für Neubauten und Heizungsanlagen in knapp 3 Millionen Ölkessel und 3,7 Millionen Gas-
bestehenden Gebäuden. Dem Wortlaut der Regelung kessel vor dem Jahr 2000 installiert (Abbildung 2–5).
nach sind dann nur noch Heizanlagen oder Kombina- Damit sind 67 Prozent aller messpflichtigen Ölkessel
tionen aus Heizsystemen (Hybrid-Systeme) zulässig, und 57 Prozent aller messpflichtigen Gaskessel älter
die einen EE-Anteil der Wärmeversorgung zwischen als 20 Jahre und gelten als technisch veraltet. Gleich-
65 und 100 Prozent aufweisen. Die Regelung schließt zeitig kommen auch die in der ZIV-Statistik nicht
aufgeführten Brennwertkessel in die Jahre. Ange-
7 Ergebnis des Koalitionsausschusses vom 23. März 2022: sichts durchschnittlicher Anlagenlebensdauern
Maßnahmenpaket des Bundes zum Umgang mit den
zwischen 20 und 30 Jahren muss die anstehende
hohen Energiekosten (https://www.bundesregierung.
de/breg-de/service/publikationen/massnahmenpa-
Austauschwelle direkt in klimazielkompatiblen
ket-des-bundes-zum-umgang-mit-den-hohen-ener- Investitionen münden. Dafür braucht es ein wir-
giekosten-2020522) kungsvolles ordnungsrechtliches Signal. Nur so
15Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
werden Hauseigentümer:innen vor Fehlinvestitionen pelung des derzeitigen Einsatzes vorgesehen, sodass
in Gas- und Ölkessel geschützt, die zu späteren in den nächsten fünf Jahren insgesamt zehn Millio-
Stranded Assets führen, wenn die entsprechenden nen Geräte eingebaut werden sollen.
Kessel aus Klimaschutzgründen vor Ablauf ihrer
Nutzungsdauer stillgelegt werden müssen. Im Rahmen des RePowerEU-Plans schlägt die
EU-Kommission weiterhin vor, bis 2029 den Einbau
monovalenter Heizkessel, die ausschließlich mit
2.4 Die 65-Prozent-Anforderung im fossilen Brennstoffen betrieben werden, zu stoppen.
europäischen Kontext Dabei wird für die EU-Ebene ein De-facto-Phase-
out monovalenter Gas-, Öl- und Kohlekessel über die
Auf EU-Ebene sind mit dem European Green Deal die Ökodesign-Verordnungen für Heizungsanlagen
Weichen gestellt für eine vollständige Dekarbonisie- angekündigt.
rung bis 2050. Die Kommunikation zur Renovie-
rungswelle sowie die derzeit laufenden Novellierun- Abbildung 2-6 gibt einen Überblick über zentrale
gen der Richtlinien im Rahmen des Fit-for-55-Pakets Impulse, die aus den laufenden Prozessen um das
konkretisieren die dafür notwendigen Ziele für den Fit-for-55-Paket sowie den RePowerEU-Plan für den
Ausbau Erneuerbarer Energien und der Steigerung Gebäudebereich und insbesondere die Verbreitung
der Energieeffizienz in Gebäuden für das Jahr 2030. von Wärmepumpen gesetzt werden. Dies umfasst die
EU-Gebäuderichtlinie (EPBD), die Energieeffizienz-
Um auch kurzfristig die Energiesouveränität der EU richtlinie (EED), die EU-Richtline für Erneuerbare
zu stärken, schlug die EU-Kommission im Rahmen Energien (RED) sowie die Ökodesign- und Label-
des im Mai 2022 veröffentlichten RePowerEU-Plans ling-Umsetzungsverordnungen für Heizungsanlagen.
weitere Verschärfungen der Klimaziele vor. Der
RePowerEU-Plan gibt damit wichtige Impulse für die Neben den Ansätzen auf EU-Ebene haben auch
Transformation des europäischen Marktes für einige europäische Länder bereits Regelungen zur
Wärmeerzeuger. Für Wärmepumpen ist eine Verdop- Begrenzung des Einsatzes fossiler Brennstoffe in der
Altersstruktur der messpflichtigen Öl- und Gaskessel Abbildung 2-5
1.800
1.600
Zahl der Heizkessel [Tsd.]
1.400
1.200
1.000
800
600
400
200
0
vor 1975 1975–1979 1980–1984 1985–1989 1990–1994 1995–1999 2000–2004 2005–2009 2010–2014 2015–2019 2020–2021
Installationszeitraum der messpflichtigen Öl- und Gaskessel 2021 Gaskessel
Öko-Institut basierend auf Zentralinnungsverband der Schornsteinfeger (ZIV) (2022)
16Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
Beheizung von Gebäuden gesetzt (Abbildung 2-7).
Dabei kommen verschiedene Ausgestaltungsvarian-
ten zum Einsatz. Diese beinhalten Einbau- oder
Nutzungsverbote für Gas-, Öl- und Kohlekessel,
anlagenbezogene CO2- Grenzwerte oder Nutzungs-
pflichten für erneuerbare Wärmeenergien.
Impulse für die Markttransformation für Wärmeerzeuger auf EU-Ebene Abbildung 2-6
EED
→ Stärkung der Anforderungen
für öffentliche Gebäude
→ Unterstützung von Phase-out-
Regelungen durch Stärkung
der Wärmeplanung
Ökodesign und EU-Energielabel RED
→ Vorschlag RePowerEU: Impulse aus der → Mindestanforderung für
Ökodesign-Anforderungen mit EU-Ebene: die Nutzung Erneuerbarer
Verbot monovalenter fossiler Fit-for-55-Paket und Energien in Gebäuden
Kessel ab dem Jahr 2029 REPowerEU-Plan → jährlicher Anstieg des
→ Reskalierung der Labelling- Erneuerbaren-Anteils in der
Skala für Heizungen Wärme um 1,1 Prozentpunkte
EPBD
→ Unterstützung für nationale
Phase-out-Regelungen
→ Stärkung nationaler Phase-
out Regelungen in
dicht besiedelten Gebieten
→ Anforderungen für fossilfreie
Gebäude
Agora Energiewende basierend auf Öko-Institut (2021b)
17Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
Übersicht Phase-out-Regulierungen in ausgewählten europäischen Ländern Abbildung 2-7
Niederlande Norwegen
→ Verbot für den Anschluss an → Verbot der Nutzung von
Gasnetz für Neubauten Öl zum Heizen (Neubau und
→ Ankündigung, dass ab 2026 Bestand)
nur noch hybride bzw.
erneuerbare Heizungen
eingebaut werden dürfen
Dänemark
→ Verpflichtung zur Nutzung
von Erneuerbaren Energien
Belgien gekoppelt mit Wärmeplanung
→ regionale Verbote für den
Einbau fossiler Kessel
Deutschland
→ angekündigt: Anforderung
für 65 % Erneuerbare
Energien 2024
→ bisher umgesetzt:
Verbot monovalenter
Ölkessel ab 2026
Frankreich
→ De-Facto-Verbot für Österreich
Kohle- und Ölkessel ab 2022
über CO₂-Grenzwerte → Einbauverbot für fossile
Kessel ab 2023 (nur Neubau)
→ Enddatum für die Nutzung
fossiler Ölkessel ab 2035
und Gaskessel ab 2040
Agora Energiewende basierend auf Öko-Institut (2021b)
18Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
3 Wärmepumpen als Erfüllungsoption der
65-Prozent-Anforderung
Während Wärmepumpen derzeit vor allem im Neubau keine Wärmepumpe zu installieren und auf technolo-
sowie in sanierten Einfamilienhäusern zur Anwen- gische Weiterentwicklungen zu warten.
dung kommen, erschließt die Einführung der
65-Prozent-Anforderung weitere Einsatzgebiete. Das Fraunhofer ISE hat im Laufe von 20 Jahren rund
In Abschnitt 3.1 wird gezeigt, dass Wärmepumpen 300 im Einsatz befindliche Wärmepumpenanlagen
auch im Bestand aus ökologischer und ökonomischer vermessen und die Jahresarbeitszahlen8 (JAZ) dieser
Perspektive eine sinnvolle Lösung darstellen. Anlagen ermittelt.9 Abbildung 3-1 zeigt die Ergeb-
Abschnitt 3.2 geht auf die Rolle von Hybridanlagen nisse aus zwei Projekten, im Rahmen dessen die
als Erfüllungsoption der 65-Prozent-Anforderung Jahresarbeitszahlen verschiedener Wärmepumpen-
ein. In Abschnitt 3.3 werden Lösungsmöglichkeiten typen in Bestandsgebäuden vermessen wurden. Die
für Gebäudesegmente aufgezeigt, in denen Wärme- Projekte wurden im Abstand von ungefähr zehn
pumpen bisher eine untergeordnete Rolle spielten. Jahren durchgeführt. Die Verbesserung der mittleren
Jahresarbeitszahlen lässt sich vor allem mit der
technologischen Verbesserung der Wärmepumpen
3.1. Wärmepumpen im Bestand: erklären.
Ökonomische und ökologische
Einordnung Im ersten Projekt (2008 bis 2009) wurden überwie-
gend unsanierte Gebäude, die zu 90 Prozent mit
Wärmepumpen nicht nur im Neubau effizient, herkömmlichen Heizkörpern beheizt wurden,
sondern auch im Bestand untersucht. Das zweite Projekt (2018 bis 2019)
Mittlerweile wurden Wärmepumpen unter einer erfasste ebenfalls Bestandsgebäude, von denen
Vielzahl von realen Bedingungen getestet und allerdings einige teil- beziehungsweise vollständig
wissenschaftlich untersucht. Beispielhaft zeigen saniert waren. Viele der untersuchten Gebäude
Feldtests aus Deutschland (Fraunhofer ISE et al. 2020) wurden über Heizkörper beheizt, einige Gebäude ver-
und aus der Schweiz (Prinzing et al. 2020) eindeutig, fügten über eine Fußbodenheizung oder gemischte
dass Wärmepumpen inzwischen nicht nur im Wärmeübergabesysteme. Alle untersuchten Wärme-
Neubau, sondern auch in Bestandsgebäuden gute
Effizienzwerte erreichen können. Es gibt somit kaum
8 Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist ein Indikator für die
technische Gründe, die gegen den Einsatz von
Effizienz einer Wärmepumpe im realen Betrieb. Sie
Wärmepumpen in Bestandsgebäuden sprechen. Seit beschreibt das Verhältnis zwischen der erzeug-
Jahren erreichen auf dem Markt erhältliche Wärme- ten Heizungswärme sowie der eingesetzten Energie
pumpen Temperaturniveaus, die für die Beheizung (Strom) und ist ein Mittelwert über die Dauer eines
eines Großteils der Bestandsgebäude ausreichend Jahres. Eine Jahresarbeitszahl von vier bedeutet, dass
die Wärmepumpe mit einer Kilowattstunde elektrischer
sind. In den vergangenen Jahren wurden Geräte
Energie im Jahresdurchschnitt vier Kilowattstunden
entwickelt, die Temperaturen von bis zu 75 Grad Wärme bereitstellt.
Celsius bereitstellen können. In den meisten Fällen
9 https://www.ise.fraunhofer.de/de/leitthemen/waerme-
arbeiten diese Wärmepumpen mit dem natürlichen pumpen.html oder
und umweltfreundlichen Kältemittel Propan. Es gibt https://blog.innovation4e.de/2021/03/03/wie-gut-
somit aus Kundensicht keinen Grund, vorerst noch funktionieren-waermepumpen-im-gebaeudebestand/
19Agora Energiewende | Durchbruch für die Wärmepumpe
Effizienzwerte der Wärmepumpenanlagen aus zwei Feldprojekten in Bestandsgebäuden Abbildung 3-1
Projektname Luft/Wasser-WP Sole/Wasser-WP Anlagenanzahl Messperiode
Projekte im Bestand
Projekt 1: WP im 2,1 2,6 3,3 35
01.2008 – 12.2009
Gebäudebestand 2,2 3,3 4,3 36
07.2018 – 06.2019
Projekt 2: WPsmart 2,5 3,1 3,8 (4,6) 29
(neueste
im Bestand (1,8) 3,3 4,1 4,7 12 Ergebnisse)
2,0 3,0 4,0 5,0
Effizienz der Wärmepumpenanlagen
Fraunhofer ISE (2021)
pumpen dienten sowohl der Erzeugung von Raum- Abbildung 3-2. Die Grafik ermöglicht einen detail-
wärme als auch von Trinkwarmwasser. Auch der lierten Vergleich der unterschiedlichen Wärmeüber-
Strombedarf der zusätzlichen Elektroheizstäbe wurde gabesysteme. Dargestellt ist die Abhängigkeit der
bei der Berechnung der Effizienzwerte berücksich- jährlichen Jahresarbeitszahlen von 41 Luft/Wasser-
tigt.10 Wärmepumpen von der maximalen Vorlauftempera-
tur des Heizsystems.11 Die lilafarbenen Punkte
Im Zeitraum von Juli 2018 bis Juni 2019 erreichten repräsentieren Gebäude, die mit „normalen“ Heizkör-
die 29 untersuchten Luft/Wasser-Wärmepumpen pern beheizt werden, die blauen Punkte repräsentie-
Jahresarbeitszahlen von 2,5 bis 3,8. Der Mittelwert lag ren Gebäude mit Fußbodenheizung und die pinkfar-
bei 3,1. Für die zwölf Sole/Wasser-Wärmepumpen benen Punkte Gebäude mit gemischten Systemen.
wurden Jahresarbeitszahlen zwischen 3,3 und 4,7 bei
einem Mittelwert von 4,1 ermittelt. Es zeigt sich deutlich: Je niedriger die Vorlauftempe-
raturen sind, desto höher sind die Jahresarbeitszahlen
Die Auswertung der Effizienzmittelwerte ermöglicht (und damit die Effizienz). Aufgrund der tendenziell
nur ein grobes und aggregiertes Bild der erreichbaren niedrigeren Vorlauftemperaturen erreichen die
Effizienz der Wärmepumpen. Diese Werte sind Systeme mit Fußbodenheizung (in Blau) wie erwartet
gleichzeitig entscheidend für eine ökologische und tendenziell höhere jährliche Effizienzen als die
ökonomische Bewertung der Wärmepumpen. Um die Anlagen mit Heizkörpern (in Lila). Allerdings weisen
einzelnen Anlagen zu vergleichen und damit Zusam- die meisten der untersuchten Wärmepumpen
menhänge zwischen unterschiedlichen Faktoren zu Jahresarbeitszahlen zwischen 3,0 und 4,0 auf. In
erkennen, ist eine detaillierte Auswertung der diesem Bereich befinden sich sowohl Häuser mit
Messdaten notwendig. Ein Beispiel dafür zeigt Fußbodenheizung als auch mit „normalen“ Heizkör-
pern. Dieses Beispiel zeigt, dass die Art des Wärme-
10 Heizstäbe werden als elektrische Zusatzheizung ein-
gesetzt. Sie kommen dann zum Einsatz, wenn die 11 Auswertung für: Miara, Marek (2022): Blogserie
Wärmepumpe – zum Beispiel an besonders kalten Tagen Wärmepumpen im Bestand, https://blog.innovation4e.
– nicht den vollen Wärmebedarf eines Gebäudes decken de/2021/03/03/wie-gut-funktionieren-waermepum-
kann. pen-im-gebaeudebestand/
20Studie | Durchbruch für die Wärmepumpe
Jahresarbeitszahlen von Abbildung 3-2 musste bei diesen Anlagen der Elektroheizstab
41 Luft/Wasser-Wärmepumpen- vergleichsweise häufig zum Einsatz kommen. Das
anlagen in Abhängigkeit von maximalen
wirkt sich negativ auf die Effizienz aus.
Vorlauftemperaturen und Art des
Wärmeübergabesystems
Die Heizkreistemperaturen sind somit nicht allein
6 ausschlaggebend für die Effizienz der Anlagen. Wenn
jährliche Effizienz im Heizmodus [-]
5
Anlagen sorgfältig geplant, installiert und eingestellt
sind, lassen sich auch bei Gebäuden mit relativ hohen
4
Vorlauftemperaturen gute Effizienzwerte erreichen.
3
2 Mithilfe zusätzlicher, relativ kostengünstiger und
kurzfristig umsetzbarer Maßnahmen lässt sich die
1
Effizienz einer Wärmepumpe positiv beeinflussen.
0
30 35 40 45 50 55 60
Ein Beispiel ist der Austausch von einzelnen Heiz-
maximale Vorlauftemperatur [ C]
O körpern. Im Vergleich zu älteren Heizkörpertypen
Heizkörper gemischt Fußbodenheizung (zum Beispiel Gliederheizkörper) übertragen moderne
Radiatoren auch bei signifikant geringerer Heiz-
Fraunhofer ISE (2021) systemtemperatur die gleiche Wärmemenge an den
Raum. In vielen Gebäuden reicht es aus, wenn
einzelne „kritische“ Heizkörper ersetzt werden.
verteilungssystems nicht alleinentscheidend für die So kann die Heizsystemtemperatur bereits deutlich
Effizienz der Wärmepumpenanlage ist. Vielmehr sind abgesenkt werden und der Betrieb der Wärmepumpe
sowohl Gebäude mit Fußbodenheizung als auch mit wird effizienter. Solche einfachen Sanierungsmaß-
„normalen“ Heizkörpern für Wärmepumpen geeignet nahmen können der erste Schritt eines Sanierungs-
und in beiden Fällen ist es möglich, gute Effizienz- fahrplans sein, mit dem sich später weitere Effizienz-
werte zu erreichen. verbesserungen erzielen lassen.
Das Bild zeigt ebenfalls, dass Anlagen mit einer Akzeptable Effizienzwerte lassen sich auch in kalten
ähnlichen maximalen Vorlauftemperatur sehr Winterwochen erreichen: Eine aktuelle Auswertung
unterschiedliche Effizienzen aufweisen können, in des Fraunhofer ISE von 20 Luft/Wasser-Wärmepum-
der Grafik beispielsweise die sieben Anlagen mit pen für die zwei kältesten Februarwochen des Jahres
maximalen Vorlauftemperaturen um 48 Grad Celsius 2022 ergab einen mittleren Effizienzwert von 2,3.
mit Jahresarbeitszahlen zwischen 1,5 und 3,8. Dabei
waren die Anlagen mit den auffällig niedrigen Deutlich geringere CO₂-Emissionen als bei
Effizienzwerten um 1,5 eher ältere Geräte, die über Kombination von Gaskessel und Solarthermie
geringere Normleistungszahlen (COP-Wert) verfüg- Die Reduktion klimaschädlicher CO₂-Emissionen
ten.12 Aufgrund von Mängeln bei der Auslegung durch den Einsatz elektrisch betriebener Wärme-
pumpen hängt im Wesentlichen von der Effizienz des
12 Der COP (Coefficient of Performance) ist – wie Geräts (Jahresarbeitszahl) sowie dem CO₂-Emissions-
die Jahresarbeitszahl – eine Kennzahl, die bei faktor des Stroms ab, mit dem die Wärmepumpe
einer Wärmepumpe das Verhältnis von erzeugter
betrieben wird. Der Emissionsfaktor gibt an, wie viel
Heizungswärme zur aufgewendeten elektrischen Energie
Gramm Kohlendioxid bei der Bereitstellung einer
ausdrückt. Anders als die Jahresarbeitszahl wird der COP
allerdings unter normierten Betriebsbedingungen auf Kilowattstunde Strom emittiert werden.
einem Teststand ermittelt.
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