Ist die Wärmepumpe die Zukunft?

« Ein Blick auf die Heizpotenziale »

Das Thema Heizung spielt bei der Frage nach Energieeinsparpotentialen privater Haushalte eine gewichtige Rolle. Denn rund ein Drittel des heimischen Energieverbrauchs ist im Durchschnitt alleine der Beheizung zuzurechnen. Hinzu kommt das Bewusstsein um Umweltschutz und Ressourcenschonung, das die Heizung der Zukunft vor enorme Herausforderungen stellt. Klassische Feuerstätten sind damit faktisch kaum mehr tragbar. Aber was kommt dann? Ist beispielsweise die Wärmepumpe die Zukunft des Heizens?

Was ist eine Wärmepumpe?

Um dieser Frage nachzugehen, ist zunächst einmal zu klären, was genau eine Wärmepumpe eigentlich ist. Auch bei dieser Technik handelt es sich um eine Heizung. Also um ein System, das Heizwärme und Warmwasser für ein oder mehrere Gebäude erzeugt. Allerdings kommt dazu nicht wie bei althergebrachten Systemen ein Verbrennungsprozess zum Einsatz. Stattdessen wird einem Medium Energie entzogen, indem ein Kühlmittel über einen Wärmetauscher Energie aufnimmt. Durch Kompression und Entspannung kann diese Technik selbst niedrige Energieniveaus technisch so anheben, dass ein technisch nutzbares Energielevel erzielt wird.

Welche Energieträger gibt es?

Heute sind drei Energiequellen für Wärmepumpensysteme etabliert und soweit entwickelt, dass sie großer Zahl zum Einsatz kommen. Und auch in Zukunft wird sich hier wenig ändern, da die Quellen alle Bereiche der einfach zugänglichen Umweltwärme abdecken: Einmal besteht die Möglichkeit, über Tiefenbohrungen die Erdwärme in tiefen Gesteinsschichten zu erschließen. Eine zweite Methode ist der Griff zur Wärme des Grundwassers. Hier wird weniger tief gebohrt, da Grundwasser im Gegensatz zur Geothermie nicht in mehreren hundert, sondern meist schon um ca. 5 bis 10 Metern Tiefe verfügbar ist. Zuletzt besteht die Möglichkeit, mit sehr geringem Aufwand und ganz ohne Bohrung die Energie der Umgebungsluft nutzbar zu machen. Von Geothermie über die Wasserwärmepumpe bis zur Luftwärmepumpe sinkt der Aufwand für Einrichtung und Unterhaltung enorm. Gleichzeitig sinkt aber auch die erzielbare energetische Ausbeute spürbar.

Die Wärmepumpe der Zukunft ist effizienter, leistungsfähiger, noch nachhaltiger

Auch wenn die typischen Energieträger kaum wechseln werden und für die Anwendung in der Breite nur wenig neue Perspektiven bestehen, darf man trotzdem davon ausgehen, dass dieses Heizsystem durch eine stetige Weiterentwicklung immer leistungsfähiger wird. Das heißt, Wärmepumpen von heute werden kaum mit solchen in zehn Jahren vergleichbar sein. Das heißt, was heute schon „gut“ ist, wird voraussichtlich in Zukunft noch „besser“. Die große Frage ist allerdings, wie viel „besser“.

Strom statt Brennstoff: Geht so nachhaltig heizen?

Eine berechtigte Frage beim Thema Wärmepumpen ist die, ob mit dieser Heiztechnik tatsächlich die Heizung der Zukunft gefunden ist. Denn auch hier geht es nicht ohne externe Energiezufuhr. Zwar ist kein Verbrennungsprozess mehr involviert. Aber für die erforderlichen Pumpen und Kompressoren ist nach wie vor Energie nötig. Diese wird üblicherweise in Form von elektrischer Energie, sprich Strom, hinzugezogen. Man ersetzt faktisch lediglich den Energieträger. Und auch Strom wird heute nach wie vor in großer Menge durch Verbrennung von Kohle oder Gas erzeugt. Wo liegt also der Vorteil beim Griff zu Umweltwärme?

Der Wirkungsgrad macht den Unterschied

Der große Unterschied zwischen einer herkömmlichen Heizung und Wärmepumpenanlage ist der Wirkungsgrad. Er gibt an, wie viel Energie je investierter Energie gewonnen wird. Und hier überzeugen die Systeme mit Umweltwärme im Vergleich zu Gas- oder Ölheizungen eindeutig. Zwar geht es nach wie vor nicht ohne Strom, aber mit Strom nur noch als Hilfs- und nicht zentraler Wärmeerzeugungsenergie kommt man dem Ziel, nachhaltig zu heizen, ein ganzes Stück näher.

Was eine Photovoltaikanlage mit der Wärmepumpe der Zukunft zu tun hat

Auch in Zukunft wird ein Heizsystem mit Umweltwärme nicht gänzlich ohne Strom auskommen. Und auch die Energieversorger werden in absehbarer Zeit nicht vollständig auf nachhaltige Energiequellen umstellen können. Daher greift hier ein anderer Aspekt moderner Energieerzeugung: die Photovoltaik. Sie ist mittlerweile auf unzähligen Hausdächern zu finden und bietet die echte Chance, den benötigten Strom vollständig regenerativ zu erwirtschaften. In Kombination mit Wärmepumpensystemen ergibt sich so ein Gesamtkomplex, der sowohl bei der Hauptenergiequelle als auch bei der nötigen Hilfsenergie auf nachhaltige Ressourcen setzt. Da die Photovoltaik immer stärker gefördert und teilweise sogar gesetzlich vorgeschrieben wird, steigt auch die Möglichkeit, Umweltwärme nachhaltig zu erschließen und damit die bestehenden Nachteile Zug um Zug zu eliminieren.

Wie sieht es mit der praktischen Umsetzung aus?

Über die Theorie hinaus spielt aber vor allem die praktische Umsetzbarkeit für jedes Heizsystem eine wesentliche Rolle, wenn es um die Suche der Heiztechnik der Zukunft geht. Und genau hier lassen sich nicht pauschal Wärmepumpen betrachten. Stattdessen bietet jede Energiequelle eigene Vorzüge und natürlich auch Nachteile.

Geothermie: hoher Aufwand für hohe Ausbeute

Eine Geothermie-Heizung ist hocheffizient, da die Wärmeausbeute tiefer Erdschichten enorm hoch ist. Allerdings ist diese Heizungsanlage nicht überall realisierbar, da die Tiefenbohrungen technisch machbar und rechtlich zulässig sein müssen. Hinzu kommt ein hoher Aufwand für die Tiefenbohrungen, sowie die Kühlmittelkreisläufe. Somit zeigt sich diese Technik zwar sehr vorteilhaft im Einzelnen, in der Breite der Bevölkerung aber sicher nicht für jeden Haushalt geeignet. Vor allem im Bestand fehlt häufig der Platz für die Bohrungen, sodass spätestens beim Heizungstausch eine Neueinrichtung scheitert.

Die Grundwasser-Wärmepumpe: nachhaltig heizen, aber nicht überall und nicht in beliebiger Menge

Nachhaltig Heizen mit Grundwasser funktioniert vielerorts, allerdings nicht in unbegrenzter Anzahl je Fläche. Denn im Gegensatz zur Erdwärme ist bereits bei wenigen Entnahmen lokal eine Absenkung der Grundwassertemperatur feststellbar. Dadurch wird die Anzahl möglicher Anlagen auf ein Heizsystem oder nur wenige Geräte begrenzt. Eine echte Heizalternative mit Zukunftsperspektive ist damit auf dem Papier, nur bedingt dagegen in der Praxis gegeben.

Die Luftwärmepumpe: richtig aufgestellt, die Wärmepumpe der Zukunft

Zuletzt verbleibt die Luftwärmepumpe. Diese Heizung kann in faktisch grenzenloser Zahl aufgestellt werden, da eine Reduzierung der Außenlufttemperatur über den Einsatz zu Heizzwecken real nicht zu befürchten ist. Zwar ist hier die geringste Ausbeute zu erwarten. Denn gerade bei Heizwärmebedarf ist die Umgebungsluft naturgemäß am kältesten und der Wirkungsgrad damit am geringsten. Allerdings steht mit geringen Anschaffungskosten und einer guten Nachrüstbarkeit im Bestand tatsächlich eine Technik mit Potential zur Verfügung, die über Ansätze der Photovoltaik zur Hilfsenergieerzeugung tatsächlich nachhaltig aufgestellt werden kann.

Die Heizung der Zukunft: Wie wir mit der Wärmepumpe dem Heizsystem der Zukunft ein ganzes Stück näher kommen

Es ist bereits heute absehbar, dass die Wärmepumpe in Zukunft eine immer größere Rolle spielen wird. Ergänzt um nachhaltige Methoden zur Stromerzeugung wird sie zur Heizungsanlage mit Zukunftspotential. Vor allem die Luftwärmepumpe, die heute noch mit geringer Effizienz zu kämpfen hat, kann sich dann zum echten Leistungsträger entwickeln. Und das sowohl rechnerisch auf dem Papier als auch in der praktischen Anwendung. Denn durch einen geringen Installationsaufwand und eine einfache Aufstellung vor oder sogar auf dem Gebäude bietet sich für Neubau wie Bestand nahezu immer eine gute Platzierbarkeit. Zwar sind wir heute noch nicht ganz am Ziel, wird die gegenwärtige Entwicklung aber weiterverfolgt, steht in wenigen Jahren ein umfassendes nachhaltiges wie leistungsfähiges System zur Verfügung, das sich zudem ideal mit anderen nachhaltigen Heizungen wie Solaranlagen kombinieren lässt. Kurzum: Ja, das Wärmepumpensystem ist mit hoher Wahrscheinlichkeit die Heizung der Zukunft.