Gasheizung oder Wärmepumpe? Wissenschaft ist sich einig!

Der Wärmesektor macht in Deutschland etwa ein Drittel des Endenergiebedarfs aus, daher ist seine Dekarbonisierung zentral für das Erreichen der Klimaschutzziele. Etwa 70 Prozent des Wärmebedarfs fallen dabei in Privathaushalten an.

Um die Energiewende auch bei der Gebäudewärmeversorgung zu realisieren, sind die nächsten Jahre entscheidend, da bei den Lebenszeiten der verschiedenen Heiztechnologien vor dem Jahr 2045 in der Regel nur noch eine Neuinvestition getätigt wird.

Der Wärmepumpe kommt innerhalb der Wärmewende eine besondere Bedeutung zu, da sie – mit Ökostrom betrieben – gänzlich CO₂-frei heizen kann. Dennoch entscheiden sich noch zu wenige Privathaushalte für eine Wärmepumpe statt Gasheizung.

Dabei sind die wissenschaftlichen Ergebnisse eindeutig. Bei der Frage „Wärmepumpe vs Gasheizung“ fällen Wissenschaftler ein recht klares Urteil: Sowohl hinsichtlich der heiztechnischen Effizienz insbesondere im Altbau, der Wirtschaftlichkeit als auch hinsichtlich des Klimaschutzes kann die Wärmepumpe gegenüber der Gasheizung punkten!

Der im Juli 2020 veröffentlichte Abschlussbericht des Forschungsprojekts des Fraunhofer ISE „WPsmart im Bestand“, in dem über fünf Jahre bis Mitte 2019 56 Altbauten mit Wärmepumpen in der Praxis untersucht wurden, stellt eindeutig fest, dass bei richtiger Planung Wärmepumpen im Altbau sehr effizient und klimafreundlich ganzjährig heizen können.

„Die Wärmepumpen in unserem Forschungsprojekt liefern die gewünschte Wärme zuverlässig, es gab kaum Betriebsstörungen“, sagt Dr. Marek Miara, Koordinator Wärmepumpen am Fraunhofer ISE. „Offensichtliche Fehler bei der Installation oder Parametrierung der Regler traten im Vergleich zu früheren Feldtests deutlich seltener auf. Dies ist auch auf den Zuwachs von Know-how bei Herstellern und Installateuren in den letzten zehn bis 15 Jahren zurückzuführen.“

Die untersuchten Wärmepumpen funktionieren nicht nur einwandfrei im Altbau, sondern sind auch noch deutlich klimafreundlicher als fossile Gasheizungen:

• Im Jahr 2018 lagen die auf Basis der Messungen errechneten Kohlendioxid-Emissionen der vermessenen Außenluft-Wärmepumpen um 19 bis 47 Prozent niedriger als dies bei Wärmeversorgung der gleichen Gebäude mit Gas-Brennwertheizungen der Fall gewesen wäre.
• Bei den Erdreich-Wärmepumpen lagen die entsprechenden Werte sogar bei 39 bis 57 Prozent.

Die maximal zur Raumheizung erforderlichen Vorlauftemperaturen lagen für die 27 Außenluft-Wärmepumpen im Mittel bei knapp 44 Grad Celsius, bei den elf Erdreich-Wärmepumpen waren es etwas über 45 Grad Celsius (jeweils ohne Ausreißer).

„Im Bestandsgebäudebereich werden oft die erforderlichen Heizkreistemperaturen im Normauslegungspunkt diskutiert, also die Heizkreistemperaturen bei sehr geringen Außentemperaturen um minus zwölf bis minus 16 Grad Celsius“, so Dr. Marek Miara, Koordinator Wärmepumpen am Fraunhofer ISE. So bitterkalte Tage treten jedoch nur äußerst selten auf. Bei der Frage „Gasheizung oder Wärmepumpe“ sind für die Effizienz daher vor allem die erforderlichen Temperaturen, wenn am meisten geheizt wird, also bei Temperaturen knapp über null Grad Celsius entscheidend.

Wenn es darum geht, sich zwischen einer Wärmepumpe vs Gasheizung zu entscheiden, ist auch das Alter des Gebäudes nach den im Fraunhofer-Projekt erhobenen Daten nicht von besonderer Relevanz.

Auch ein Umstieg auf Flächenheizsysteme ist nicht zwangsläufig erforderlich, da die Ergebnisse zeigen, dass auch Heizkörper mit Wärmepumpen mit vergleichsweise geringen Temperaturen betrieben werden können.

Zu diesem Ergebnis kommt auch das ifeu aus Heidelberg in seiner 2021 veröffentlichten Studie „Energieeffizienz als Türöffner für erneuerbare Energien im Gebäudebereich“.

Dazu hat das ifeu ausgewählte Beispielgebäude modellhaft mit verschiedenen Dämm-Varianten modernisiert und Änderungen an den Heizkörpern vorgenommen, um festzustellen, wie weit und mit welchen Maßnahmen die Vorlauftemperatur abgesenkt werden kann.

Im Ergebnis dieser Berechnungen konnte ein sogenanntes „NT-ready-Maßnahmenpaket“ definiert werden, das ein erforderliches Paket an Maßnahmen für die Beheizung des Gebäudes mit niedrigen Temperaturen, ohne neue Flächenheizungen verlegen zu müssen, umfasst.

Das ifeu empfiehlt bei der Entscheidung Gasheizung vs Wärmepumpe, diese nicht vom Vorhandensein einer Fußbodenheizung abhängig zu machen. Wer sich zwischen einer Wärmepumpe oder Gasheizung im Altbau entscheiden soll, sollte eher Dämm-Maßnahmen in Betracht ziehen, um die Vorlauftemperatur zu reduzieren.

Das Fraunhofer- Institut für Solare Energiesysteme ISE hat in einer neuen Studie Wärmepumpe vs Gasheizung auf ihre jeweilige Wirtschaftlichkeit und Klimawirksamkeit miteinander verglichen.

Da herkömmliche Heizkostenvergleiche häufig mit heutigen Preisen von Energieträgern und deren Besteuerung sowie statischen CO₂-Emissionsfaktoren arbeiten, betrachtete das Forschungsteam daher auf Basis des für den Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) erstellten Heizkostenvergleichs heutige Investitionen in Einfamilien- und Mehrfamilienhäusern im Alt- und Neubau und bezog auch die Entwicklung des CO₂-Preises und die potenzielle zukünftige Entwicklung im deutschen Energiesystem über die nächsten 20 Jahre mit ein.

Die Studie „Heizungstechnologien im Gebäude: Ein Beitrag zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit und Klimawirksamkeit“ des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE geht davon aus, dass die CO₂-Intensität des deutschen Strommixes durch den Umbau der Stromversorgung und den Ausbau der erneuerbaren Energien sinken wird.

Daher werden die CO₂-Emissionen aller Heizungssysteme mit Wärmepumpen und anderen Stromverbrauchern reduziert und langfristig deutlich emissionsärmer als Erdgas-basierte Lösungen sein. Fernwärme kann bei der Nutzung von Abwärme, Geothermie und Solarthermie sowie Großwärmepumpen eine CO₂-arme Alternative darstellen, insbesondere in verdichteten Siedlungsräumen.

Unter der Annahme eines steigenden CO₂-Preises kommen die Studienautorinnen und -autoren zu dem Schluss, dass in vielen Anwendungsfällen Wärmepumpen in Kombination mit Photovoltaik wirtschaftlicher und weitaus klimafreundlicher sind als Gasheizungen.

Der zukünftige CO₂-Preis ist vor allem im Altbaubereich entscheidend für eine Beurteilung der wirtschaftlichen Vorteilhaftigkeit von entweder Gasheizung oder Wärmepumpe. Auch die weiteren Fördermechanismen spielen eine Rolle.

Bei Neubauten hat der zukünftige CO₂-Preis dagegen einen schwächeren Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Heizungssysteme, da die Verbräuche geringer sind und Technologien auf Basis erneuerbarer Energien bereits bei aktuellen CO₂-Preisen kostengünstiger sind.

So ist die Wärmepumpe im Neubau von Einfamilienhäusern vor allem dank geringer Betriebskosten schon heute Standard, andere Lösungen werden es in diesem Segment in Zukunft schwer haben.

Bei Berücksichtigung der aktuellen Förderung und bei einem unterstellten langfristigen Anstieg der CO₂-Bepreisung fossiler Brennstoffe sind in kleinen Gebäuden elektrische Luft-Wasser-Wärmepumpen kombiniert mit einer PV-Anlage günstiger als Gaskessel. Bei unsanierten Einfamilienhäusern mit elektrischer Luft-Wärmepumpe ohne PV-Nutzung sind die Kosten von Gasbrennwertgeräten und Wärmepumpen auf gleichem Niveau.

Durch einen hohen Eigenverbrauchsanteil an Solarstrom in der Wärmeversorgung besteht die Möglichkeit, günstigen und CO₂-freien Strom zu nutzen. Durch die sehr niedrigen Stromgestehungskosten von PV-Anlagen gegenüber dem Strompreis bei Netzbezug erhöht sich hierdurch die Wirtschaftlichkeit in der Jahresbilanz, auch wenn der Eigenstromanteil stark saisonal geprägt ist.

“In jedem Fall können die Kosten und die Treibhausgasbilanz der betrachteten Wärmepumpensysteme durch die Installation einer PV-Anlage deutlich verbessert werden. Die sehr niedrigen Stromgestehungskosten von PV-Anlagen gegenüber dem Bezug von Netzstrom erhöhen die Wirtschaftlichkeit in der Jahresbilanz, selbst wenn der Eigenstromanteil stark saisonal geprägt ist“, erklärt Robert Meyer, Hauptautor der Fraunhofer-Studie „Heizungstechnologien im Gebäude: Ein Beitrag zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit und Klimawirksamkeit“.

In Mehrfamilienhäusern sind durch die aktuelle Förderung die Kosten für Gasbrennwertgeräte und Wärmepumpensysteme mit Photovoltaik vergleichbar. Hier bestehen im Altbau derzeit noch die größten wirtschaftlichen Hemmnisse für eine günstige und CO₂-arme Wärmeversorgung, da im Mehrfamilien-Altbau der Austausch der Heizsysteme komplexer ist und die Anforderungen an die Heiztemperaturen im un- und teilsanierten Bestand größer sind als im Neubau.

Die Politik hat die Frage „Gasheizung oder Wärmepumpe?“ allerdings bereits beantwortet: Denn zum 1. Januar 2025 soll jede neu eingebaute Heizung auf Basis von 65 Prozent Erneuerbarer Energien (EE) betrieben werden. Die Wärmewende im Neubau und Bestand wird mit dieser Vorgabe konkret und Wärmepumpen werden bei dieser Transformation eine zentrale Rolle spielen, so der BWP.

Viele Hauseigentümer teilen die Meinung des BWP. Bei der Entscheidung Wärmepumpe vs Gasheizung wünschen sich laut einer im Dezember 2021 durchgeführten Umfrage von co2online 50 Prozent der Hauseigentümer*innen als neue Heizung eine Erd- oder Luft-Wärmepumpe.