Wärmepumpen werden als wahre Effizienzwunder in der Heiztechnologie der Zukunft dargestellt. Aus einer Kilowattstunde (kWh) elektrischer Energie sollen bis zu vier kWh Wärmeenergie resultieren, was einem Wirkungsgrad von 400 Prozent entspricht. Das ist fast zu schön, um wahr zu sein (Merkur: 09.03.23).
Klimaminister plant Heizwunder: Warum die Wärmepumpen-Offensive zum Alptraum werden könnte
Beim zweiten „Wärmepumpengipfel“ am 11. November äußerte Klimaminister Robert Habeck (Grüne) seinen Wunsch, Heizwunder in allen Häusern zu haben und bezeichnete diese Technologie als die Zukunft. Sein Ziel ist es, bis 2030 sechs Millionen Wärmepumpen zu installieren. Habeck stellte auch einen Gesetzesentwurf vor, der die Bürger dazu ermutigen soll, diese Heiztechnologie zu nutzen.
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Es ist jedoch ratsam, genauer hinzuschauen, bevor man sich von vermeintlichen Patentlösungen blenden lässt. Deutschland könnte aus einem energiepolitischen Alptraum aufwachen, anstatt aus dem Wunschtraum des Ministers zu profitieren.
Wie die Funktionsweise einer Wärmepumpe dem Kühlschrank ähnelt – das sollten Sie über Luftwärmepumpen wissen
Die Funktionsweise der Wärmepumpe ähnelt der eines Kühlschranks, bei dem Wärmeenergie einem kühleren Medium entzogen und einem bereits wärmeren Medium zugeführt wird. Beim Kühlschrank wird dazu das schwarze Gitter auf der Rückseite genutzt, während bei der Wärmepumpe thermische Energie aus der Umgebung entnommen und verwendet wird, um das Wasser im Heizkreislauf zu erwärmen. Der Kompressor wird durch die hineingesteckte Energie angetrieben.
Luftwärmepumpen haben im Vergleich zu Erd- oder Grundwasserwärmepumpen die niedrigsten Investitionskosten und sind daher weit verbreitet. Die folgenden Überlegungen beziehen sich auf Luftwärmepumpen und gelten nur eingeschränkt für andere Wärmepumpen.
Wärmepumpen vs. Solaranlagen: Warum die Effizienz im Winter sinkt und teure Heizstäbe einspringen müssen
Wenn wir den Wirkungsgrad betrachten, wird deutlich, dass eine Wärmepumpe umso effizienter ist, je geringer die Temperaturdifferenz ist. Im Sommer bei 25 Grad Celsius im Schatten ist es sehr attraktiv, das Badewasser mit einer Wärmepumpe auf 30 Grad zu erhitzen. Im Winter bei Minusgraden ist es hingegen um ein Vielfaches schwieriger, diese 30 Grad zu erreichen und noch viel schwieriger, die 55 Grad zu erreichen, die für eine alte Gebäudeheizung erforderlich sind.
Selbst im Sommer könnte eine Solaranlage die Wärme ohne jeglichen Stromverbrauch liefern, abgesehen von der Steuerelektronik und den Pumpen. Daher ist die Wärmepumpe, wenn man es genau betrachtet, im Nachteil. Sie ist zwar sehr effizient, aber nur dann, wenn man sie nicht wirklich braucht. Ihr Vorteil schwindet, wenn in der kalten Jahreszeit viel Wärme benötigt wird. Im Extremfall kann das System ausfallen und ein Heizstab springt ein. Das teure und hochkomplexe Energiewunder mutiert dann zu einer Art simplem Tauchsieder.
Wärmepumpen-Boom gefährdet Ökostrom-Ziele: Warum der höhere Energiebedarf im Winter zum Problem wird
Die ökologischen Vorteile der Wärmepumpe relativieren sich durch den höheren Energiebedarf im Winter, wenn die Sonnenenergie als Stromquelle nicht ausreicht. In dieser Zeit muss viel Energie für die Heizung aufgewendet werden, die meist aus fossil gespeisten Kraftwerken stammt, deren Wirkungsgrad unter 50 Prozent liegt. Selbst die Wärmepumpe benötigt in diesem Fall Strom, der knapp wird und deren Effizienz stark abnimmt, insbesondere wenn ein Heizstab zum Einsatz kommt.
Je mehr sich die Zahl der Wärmepumpen Habecks Ziel von sechs Millionen nähert, für deren Strombedarf im Winter Gas- und Kohlekraftwerke hochgefahren werden, desto drastischer wird dieser Effekt. So kann man den angestrebten Ökostromanteil von 65 Prozent nicht erreichen oder nur, indem man Kohlestrom – wie bereits beim Elektroauto – für klimaneutral erklärt. Denn die riesigen Offshore-Windparks, die einmal die elektrische Grundlast bedienen sollen, sind ferne Zukunftsmusik.
Der Denkfehler bei der Wärmepumpen-Nutzung: Warum die Strompreisgestaltung zu teuren Rechnungen führt
Das war der erste Denkfehler: Man stellt auf durchschnittliche Verbräuche ab, anstatt das Verbrauchsprofil über den Tages- und Jahresverlauf auszudifferenzieren. Denn erst dann würde sich ein Gesamtbild ergeben, das mit den schöngerechneten Werbebotschaften nicht mehr viel zu tun hat. Der zweite Denkfehler hängt eng damit zusammen: Es ist die Strompreisgestaltung. Da gibt es einen fixen Tarif pro Kilowattstunde. Das ist ein Durchschnittspreis, mit dem die Versorger auf ihre Kosten kommen sollten. Doch dieser Preis gibt ein grob vereinfachtes Bild der Wirklichkeit von Angebot und Nachfrage wieder.
Die Kosten für die Bereitstellung von Strom sind stark schwankend. An sonnigen Tagen mit gleichmäßigem Wind ist die Energie aus Sonnen- und Windkraft für Netzbetreiber praktisch kostenlos verfügbar. Doch an kalten Wintertagen, wenn fossile Reservekraftwerke hochgefahren werden müssen, steigt der tatsächliche Strompreis auf ein Vielfaches des Tarifs. Während der Heizperiode verbrauchen Wärmepumpen viel Strom, was den realen Bereitstellungspreis deutlich teurer macht als den vereinbarten Tarif. Folglich subventionieren im Winter alle Stromverbraucher über ihre Stromrechnungen die vermeintlich wirtschaftlichen Wärmepumpen, was mit jeder weiteren Umrüstung zunimmt. Jeder zahlt für den teuren Strom, den nur wenige verbrauchen. Variable Strompreise in Zukunft könnten dieses Ungleichgewicht korrigieren, was für die Betreiber von Wärmepumpen eine unangenehme Überraschung sein könnte.
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