Wärmepumpen erzeugen mehr als nur heiße Luft

Die Energie zum Beheizen von Wohnhäusern, Büros, Schulen und Fabriken macht 10 % der globalen Emissionen pro Jahr aus. Bei der Heizenergie für Gebäude steht Erdgas an erster Stelle. Es deckt 42 % des globalen Bedarfs, wovon der größte Teil (70 %) für das Beheizen von Räumen genutzt wird. Obwohl die Dekarbonisierung von Gebäuden mehrere Lösungen erfordert (einschließlich erneuerbarer Energien und energiesparender Renovierungen), werden elektrische Wärmepumpen entscheidend dafür sein, die Wärmeversorgung von Gebäuden nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch sicherer und erschwinglicher zu machen.

Wärmepumpen sind drei- bis fünfmal energieeffizienter als Erdgasheizungen. Das bedeutet, dass bis zu einem Fünftel weniger Energie zum Beheizen desselben Raumvolumens benötigt wird. Es bedeutet auch einen deutlich niedrigeren Endverbrauch. Dadurch sinkt die Energienachfrage, während sich für Millionen von Haushalten, die unter energiebedingtem Preisdruck leiden, höhere Einsparungen ergeben (siehe Abbildung 1).

Den politischen Entscheidern sind die Vorteile im Hinblick auf die Energieversorgung, die Preisstabilität und die Netto-Null-Ziele bewusst – sie verfolgen einen „Zuckerbrot-und-Peitsche“-Ansatz mit entsprechenden Subventionen und Vorgaben. Fördermittel gibt es inzwischen in Regionen, auf die mehr als 70 % des weltweiten Raumwärmebedarfs in Wohngebäuden entfallen. Darüber hinaus verschärfen die Behörden in vielen Ländern die Bauvorschriften für neue und bestehende Gebäude, die von strengeren Mindeststandards für die Energieeffizienz bis hin zum völligen Verbot von Heizkesseln für fossile Brennstoffe reichen. Landesweite Verbote gibt es bereits in Dänemark, Frankreich, den Niederlanden und Norwegen. In anderen EU-Mitgliedstaaten sind gesetzliche Regelungen in Arbeit. ¹

Der kürzlich verabschiedete US Inflation Reduction Act (IRA) – der den individuellen „Energy Efficient Home Improvement Credit“ auf 30 % erhöht – sollte die Installation von Wärmepumpen durch Verbraucher und Bauherren am US-Markt ebenfalls drastisch beschleunigen. Weltweit haben die Investitionen in umweltfreundliche Energien seit 2020 stark zugenommen (siehe Abbildung 2). Dabei werden die geschätzten Zuflüsse in energieeffiziente Technologien im Jahr 2022 fast genauso hoch sein wie die in erneuerbare Energien (470 Mrd. USD bis 472 Mrd. USD).

Wärmepumpen stellen eine bewährte Technologie dar. Weltweit gibt es davon 190 Millionen installierte Geräte. In den letzten drei Jahren wurden in Europa 7 Millionen Wärmepumpen verkauft. Das entspricht einer Steigerungsrate von 40 %. Darüber hinaus wird erwartet, dass das REPowerEU-Programm bis 2030 für eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 20 % sorgen wird. Skandinavien macht die Wachstumschancen deutlich: Finanzielle Anreize in Verbindung mit Vorschriften haben in Schweden, Finnland und Norwegen zu einer Verbreitung in den Haushalten von 40-60 % geführt. Dem steht ein Wert von 20 % im übrigen Europa gegenüber.

Ein Vorteil der höheren Preise für fossile Brennstoffe besteht darin, dass sie die Gesamtkosten über die Lebensdauer und die Amortisationszeiten von Wärmepumpen und damit verbundenen Investitionen im Vergleich zu herkömmlichen Gasöfen und Heizkesseln deutlich senken (siehe Abbildung 3). Das ist eine gute Nachricht, wenn man bedenkt, dass die Emissionsreduzierung eine Verdreifachung der Renovierung von Bestandsgebäuden von derzeit 1 % pro Jahr auf etwa 3 % pro Jahr bis 2050 erfordert.

Das EU-Emissionshandelssystem (EU Emissions Trading Scheme – ETS) ist eine zentrale Säule bei den Plänen der EU zur Erreichung von netto null CO₂-Emissionen. Allerdings erhöht es den Preis von CO₂-intensiven Prozessen wie der Beheizung von Räumen und belastet indirekt die Budgets der Haushalte, da steigende Preise an die Endverbraucher weitergegeben werden. Die EU plant, das Emissionshandelssystem auf Heizstoffe auszudehnen – ein Bereich, der auch gewerbliche Büroräume und Prozesswärme aus industriellen Tätigkeiten umfasst. Das kann für Bürger in der EU größere wirtschaftliche Belastungen mit sich bringen. ²

Angesichts neuer Vorschriften und höherer Preise überdenken einige gasintensive EU-Regionen ihre Entscheidung, Erdgas als kurzfristigen Übergangsbrennstoff zu verwenden, und ziehen es vor, direkt auf Wärmepumpen für die Raumheizung umzusteigen.³ In Polen, wo fossile Brennstoffe bislang positiv gesehen wurden, stieg die Verbreitung von Wärmepumpen bis 2021 um 88 %. In anderen Mitgliedstaaten der EU wie Österreich, Italien und den Niederlanden verdoppelte sich das Absatzwachstum.⁴

Nicht alle Wärmepumpen sind gleich und regionale Unterschiede im Hinblick auf Temperaturen und Infrastruktur stellen eine Herausforderung für die Einführung dar. Wärmepumpen, die Wärme aus externen Quellen im Wasser und in der Erde beziehen, sind effizienter als Luft-Wärmepumpen, allerdings sind auch ihre Installationskosten höher. Es überrascht daher nicht, dass 85 % aller für Gebäude genutzten Wärmepumpen solche sind, welche die Wärme der Luft entziehen. Besonders beliebt sind sie in Regionen, in denen die Außentemperaturen im Winter relativ mild sind und wo der Prozess im Sommer für Kühlzwecke umgekehrt werden kann.

Auch wenn die Wärmepumpen-Technologie ausgereift und die Produktion skalierbar ist, hemmen dennoch mehrere Engpässe die Ausbreitung. Zwar weisen Wärmepumpen insgesamt niedrigere Kosten über die Lebensdauer auf. Jedoch bedeutet die Notwendigkeit komplizierter Ausrüstung und die komplexe Installation, dass bei den energieeffizientesten Modellen (solche, die Wärme aus der Erde und aus Wasser ziehen) die anfänglichen Kosten sehr hoch sind. Weiter erschwert wird der Einsatz von Wärmepumpen durch Verzögerungen bei Baugenehmigungen, Knappheiten beim Fachpersonal zur Installation, unzureichende Isolation der Umgebung und die Integration in bestehende Netze.

Die Innovation zur Bewältigung dieser Herausforderungen schreitet schnell voran, insbesondere in Regionen wie den USA und Europa, wo die Regierungen beträchtliche Finanzierungsanreize bieten. Die Aussichten sind vielversprechend, denn weltweit haben sich die Investitionen in neue Hersteller bzw. in den Kapazitätsausbau bestehender Hersteller von Wärmepumpen zwischen 2016 und 2021 fast versechsfacht. Ehrgeizige Programme wie US IRA und REPowerEU tragen zusätzlich zur Verbreitung von Wärmepumpen bei und signalisieren für Hersteller und Installateure eine hohe künftige Nachfrage. Allein in der EU kündigten führende Hersteller für den Zeitraum von 2022-2026 Investitionen von mehr als 4 Mrd. Euro zum Ausbau der Wärmepumpenproduktion an. ⁵

Regierungen auf der ganzen Welt verschärfen die Vorschriften und erhöhen die Subventionen, welche die Produktion und die Verbreitung von Wärmepumpen sowie die diesbezügliche Forschung und Entwicklung im privaten und im öffentlichen Sektor ankurbeln. Wärmepumpen sind ein wichtiger Faktor im Rahmen der Energiewende. Wir erwarten in den kommenden Jahren eine Konsolidierung und erhebliche Kapitalzuflüsse in die Unternehmen aus der Heiztechnik-Wertschöpfungskette – von den vorgelagerten Geräteherstellern bis zu den nachgelagerten Installateuren und Händlern.