Wärmepumpen: Auch im Altbau effizient und klimafreundlicher als Gasheizungen
Wärmepumpen gelten als zentraler Baustein der Wärmewende. Eine umfassende vierjährige Langzeitstudie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat nun eindeutig belegt, dass sich diese Technologie auch für ältere Gebäude in Deutschland eignet. Die Messungen an 77 Wärmepumpen in Wohnhäusern, deren Baujahre von 1826 bis 2001 reichen, zeigen, dass die Anlagen selbst nicht komplett sanierte Altbauten effizient mit Heizwärme und Warmwasser versorgen. Die Ergebnisse widerlegen somit die bisherige Skepsis gegenüber dem Einsatz von Wärmepumpen im Altbau.
Nachgewiesene Effizienz und CO2-Einsparung im Altbaubestand
- Die Studie umfasste 61 luft- und 16 erdbasierte Anlagen, wobei rund die Hälfte der älteren Gebäude nachträglich gedämmte Fassaden aufwies.
- Die Forschenden stellten keinen Zusammenhang zwischen dem Baujahr der Gebäude und der Effizienz der Wärmepumpe fest.
- Die luftbasierten Anlagen erreichten eine durchschnittliche Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3,4, was bedeutet, dass aus einer Einheit Strom 3,4 Einheiten Wärme erzeugt werden.
- Die erdgekoppelten Anlagen waren mit einer mittleren JAZ von 4,3 im Schnitt noch effizienter; die höchsten gemessenen Werte lagen bei 5,4.
Klimaschutz und Synergien mit Photovoltaik
In puncto Klimaschutz sind Wärmepumpen eine klare Verbesserung gegenüber fossilen Heizsystemen. Ausgehend vom deutschen Strommix des Jahres 2024 verursachten die untersuchten Anlagen im Schnitt 64 Prozent weniger CO2-Emissionen als eine Gasheizung. Teamleiter Danny Günther fasst zusammen: „Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass Wärmepumpen auch in älteren Gebäuden effizient betrieben werden können und dass sie klimaschonend heizen, ohne dass die Gebäude auf Neubaustandard saniert werden müssen.“ Bis 2030 könnten die CO2-Einsparungen, basierend auf der Entwicklung des Strommarktes, sogar bei 61 bis 90 Prozent liegen. Zudem zeigte die Untersuchung, dass ausreichend dimensionierte Heizkörper im Mittel mit ähnlich niedrigen Temperaturen betrieben werden können wie moderne Flächenheizungen.
Die Effizienz und Wirtschaftlichkeit können durch die Kombination mit Solarenergie weiter gesteigert werden. Solarstrom ist günstiger als Netzstrom, auch bei speziellen Wärmepumpentarifen. Gebäude in der Studie mit einer PV-Anlage ohne Batterie erreichten bereits eine Autarkie von 25 bis 40 Prozent. Mit einer Batterie stiegen die Werte für die Gebäude-Autarkie auf 32 bis 62 Prozent und für den Gebäude-Eigenverbrauch auf 40 bis 83 Prozent. Dies macht die Wärmepumpe in Verbindung mit Photovoltaik zu einer besonders lohnenden Investition.
Optimierungspotenziale und Ausblick
Obwohl die Gesamtergebnisse positiv sind, identifizierte das Forschungsteam um Danny Günther auch Optimierungspotenziale. Günther sagt: „Wir haben aber auch Optimierungspotenziale aufgedeckt.“ Beispielsweise waren viele Wärmepumpen in Bezug auf den tatsächlichen Verbrauch überdimensioniert, und einige Anlagen wiesen eine sehr hohe Schalthäufigkeit auf. Bei einem Teil der Anlagen mit Kombispeichern gab es zudem Probleme bei der Trennung der Temperaturniveaus für Raumheizung und Trinkwassererwärmung, was zu unnötigem Energieverbrauch führte.
Basierend auf den Messdaten hat das Fraunhofer ISE im Abschlussbericht des Projekts WP-QS im Bestand eine Prozessmatrix erstellt. Diese dokumentiert für Planungs-, Installations- und Inbetriebnahmephasen wichtige Hinweise, um Qualitätsdefizite zu vermeiden. Das Projekt liefert somit wertvolle Erkenntnisse für Planer, Installateure und Betreiber von Wärmepumpensystemen, um die Effizienz der Anlagen flächendeckend zu maximieren. Bereits im ersten Halbjahr 2025 waren Wärmepumpen die am häufigsten verkauften Heizungsanlagen in Deutschland, was den Trend zur Wärmewende bestätigt.
