Kapitel 1

Vom Mauerblümchen zum Medienstar

IN DIESEM KAPITEL

• Rolle der Wärmepumpe für Klima und Energiewende
• Bedeutung der Technologie in der Welt, in Europa, in Deutschland und für Sie
• Herausforderungen und Entwicklungen des »Heizens ohne Verbrennung«
• Meilensteine rund um Niedertemperaturheizungen

Wärmepumpen heizen, ohne fossile oder nachwachsende Energieträger zu verbrennen. Sie nutzen in der Regel zu mindestens zwei Dritteln die Energie aus der Umwelt (vorwiegend aus Erde, Luft und Grundwasser) und zu höchstens einem Drittel Strom zum Antrieb.

Strom wird zunehmend aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne gewonnen. Je größer der Anteil des erneuerbaren Stroms wird, desto klimaschonender ist die Wärmepumpe - und zwar nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen.

Was fast zu schön klingt, um wahr zu sein, ist nicht neu: Die Funktionsweise der Wärmepumpe basiert auf einem thermodynamischen Prinzip aus dem frühen 19. Jahrhundert - eine kleine historische Einordnung finden Sie weiter hinten.

Und dennoch ist die Wärmepumpentechnologie (zumindest in Deutschland) erst in den 2020er-Jahren so richtig populär geworden. Warum das so ist, können Sie in dem Kasten »Die Wärmepumpe in der energiepolitischen Debatte« nachlesen.

Die Wärmepumpe in der energiepolitischen Debatte

2022 und 2023 können in Deutschland rückblickend wohl als die »Jahre der Wärmepumpe« bezeichnet werden. Vielleicht gehören Sie auch zu den Menschen, die erst durch die energiepolitische Debatte im Zuge der Energiekrise und allem, was dann folgte, zum ersten Mal von dieser Technologie gehört haben?

Die politische Komponente der Wärmepumpendiskussion hatte nicht nur mit dem Wunsch nach »Energieautarkie«, sondern primär mit der Anpassung des Gebäudeenergiegesetzes zu tun, nach welchem der Anteil an erneuerbaren Energien beim Heizen zukünftig mindestens 65 Prozent betragen soll. Die Wärmepumpe spielt dabei eine wichtige Rolle und wurde deshalb ein wenig zum »Punchingball« der politischen Debatte um das Gesetz, bei der vieles falsch verstanden und auch unglücklich kommuniziert wurde.

Durch die Diskussion rund um das GEG (»liebevolle« Abkürzung für das Gebäudeenergiegesetz, oft auch Heizungsgesetz genannt) wurde zum Teil vergessen, worum es eigentlich geht, nämlich darum, die Klimaziele zu erreichen: Deutschlands Gebäudesektor soll bis 2045 weitgehend klimaneutral sein. Dieses nationale Ziel beruht wiederum auf dem Entschluss der UN-Klimakonferenz in Paris (2015), nachdem die globale Erderwärmung begrenzt werden soll.

Das Gesetz ist in Deutschland ein Baustein zum Erreichen dieses Ziels. Attraktive Fördergelder sollen den Umstieg auf erneuerbare Heizungen und die energetische Sanierung der Gebäude unterstützen. Alles Wichtige rund um Gesetz und Förderung lesen Sie in Kapitel 5.

Reizthema Klimawandel

»Klimawandel« und »Energiewende« sind in aller Munde - in Deutschland, in Europa und weltweit. Klar, das Klima hat sich schon immer verändert - es gab über die vergangenen Millionen Jahre Eiszeiten, Hitzezeiten, Dürrezeiten -, doch diese Veränderungen fanden über lange Zeiträume statt und in der Regel hatten die meisten Lebewesen genug Zeit, sich an die neuen Bedingungen anzupassen. Heute wird diese Veränderung zahlreichen Studien zufolge sehr viel schneller passieren.

Nicht nur Klimaaktivisten machen darauf aufmerksam, dass die Ressourcen der Erde begrenzt sind und wir unser Verhalten ändern müssen: für uns, unsere Kinder, Enkel und Urenkel. Insbesondere geht es darum, weniger CO2 zu emittieren. Veränderungen tun immer weh - deshalb sind die Themen Klimawandel und Energiewende Inhalt sehr vieler kontroverser Diskussionen.

Ihren persönlichen CO2-Fußabdruck können Sie auf der Seite des Umweltbundesamtes berechnen: www.uba.co2-rechner.de. Spannend dabei: Der größte Teil der eigenen Umweltsünden hat in der Regel mit unserem Wohn- und Heizverhalten zu tun.

In Deutschland liegt der CO2-Pro-Kopf-Ausstoß für eine erwachsene Person, die in einem 4-Personen-Haushalt in einem Einfamilienhaus (teilsaniert, mit Ölheizung) lebt, pro Jahr bei etwa 10,3 Tonnen (siehe Abbildung 1.1). Davon entfallen 2,5 Tonnen auf Wohnen und Heizen.

Abbildung 1.1: CO2-Fußabdruck, Beispiel. Quelle: Umweltbundesamt/M. Roloff

Der weltweite jährliche Pro-Kopf-Ausstoß liegt übrigens (laut Umweltbundesamt UBA) bei 6,5 Tonnen. Der weltweite CO2-Ausstoß im Jahr 2022 lag laut einem Bericht des Global Carbon Projects bei 36,6 Gigatonnen, also 36.600.000.000 Tonnen. Laut dieser Studie ist eine Reduzierung bislang kaum erkennbar.

Deutschland liegt laut dieser Studie auf Platz 7 hinsichtlich des Anteils am weltweiten CO2-Ausstoß (hinter 1. China, 2. USA, 3. Indien, 4. Russland, 5. Japan, 6. Iran).

Kopplung der Sektoren: So funktioniert die Energiewende

Energiewende bedeutet, fossile Energieträger durch erneuerbare Energien zu ersetzen - und zwar in allen Bereichen (Sektoren), die Energie verbrauchen: Strom, Mobilität und Wärme.

Die »Stromwende« funktioniert da schon ganz gut: Mit Wind, Sonne und Wasserkraft wird alleine in Deutschland schon mehr als die Hälfte des Strombedarfs gedeckt (siehe Abschnitt »Strommix in Deutschland«).

Der Ausbau der Photovoltaik auf Hausdächern und Freiflächen und der Zu- und Ausbau von Windparks (onshore und offshore, also auf Land und Meer) hat höchste Priorität in der Klimapolitik.

Nun geht es darum, diesen erneuerbaren Strom auch in die anderen Sektoren zu bringen und diese zu koppeln, denn die Energiewende erfordert nicht nur die Stromwende, sondern auch die Mobilitäts- und die Wärmewende. Abbildung 1.2 (links) illustriert ganz anschaulich die »alte fossile Welt« ohne Sektorenkopplung.

Im Gebäudesektor in Deutschland waren 2023 übrigens erst weniger als 20 Prozent der eingesetzten Energien erneuerbar.

Abbildung 1.2: Alte und neue Energiewelt

Die Wärmepumpe ist ein Musterbeispiel der Sektorenkopplung und wichtiger Bestandteil der Wärmewende, denn sie kann aus erneuerbarem Strom Wärme machen, die dann auch gespeichert werden kann. Dadurch verbindet sie die Sektoren Strom und Wärme (siehe Abbildung 1.2) (rechts).

Wenn die Wärmepumpe außerdem mit selbst erzeugtem Photovoltaikstrom betrieben wird, bedeutet das langfristig eine höchstmögliche Unabhängigkeit von Energieimporten und vom Strommarkt (mehr dazu in Kapitel 3 und in Kapitel 12).

Wärmewende: Der Gebäudesektor verändert sich

Ein Schornstein gehörte sicherlich auch in Ihren kindlichen Zeichnungen zu einem Haus - am besten mit einigen Kringeln versehen, die signalisierten: Hier ist es schön warm! Ohne Schornstein kein richtiges Haus (interessanterweise außer bei dem berühmt-berüchtigten »Haus vom Nikolaus«, das hatte nie einen Schornstein. Aus heutiger Sicht: sehr fortschrittlich!)

Das Heizen von Innenräumen durch die Verbrennung von Energieträgern ist eigentlich schon seit der Steinzeit gang und gäbe. Der kontrollierte Einsatz des Feuers ist die Errungenschaft der Menschheit, die unsere Welt vermutlich am meisten verändert hat.

Der Schornstein am Haus ist nötig, damit Gase und Rauch, die bei der Verbrennung von Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen oder fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl und Gas entstehen, nach außen abgeleitet werden. Dabei wird auch jede Menge Wärme abgeführt. Kurz gesagt: bis zu 35 Prozent der so erzeugten Wärmeenergie verpuffen durch den Schornstein.

Wärmemarkt in Deutschland

Rund ein Drittel der Treibhausgasemissionen in Deutschland entsteht im Gebäudesektor (Baustoffe, Heizen, Kühlen etc.). Das Beheizen von Räumen und das Erwärmen von Trinkwasser nehmen den größten Teil ein. Insbesondere die 11 Millionen Ein- und kleinen Mehrfamilienhäuser, die vor 1979 erbaut wurden, emittieren mehr als 55 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr (Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V., Daten für 2020).

Laut dena Gebäudereport 2023 (dena = deutsche Energieagentur) gab es 2020 in Deutschland rund 21 Millionen Gebäude, davon 16 Mio. Ein- und Zweifamilienhäuser und 3,3 Mio. Mehrfamilienhäuser. Die Zahl der zentralen Wärmeerzeuger lag 2022 bei: etwa 14 Mio. Gas-(Brennwert-)Kesseln, 5 Mio. Öl-(Brennwert-)Kesseln, 1,4 Mio. Wärmepumpen und etwa 1 Mio. Biomasse-Kesseln. Fernwärme als dezentraler Wärmeerzeuger ist hier nicht berücksichtigt, die Zahlen zu den Wärmeerzeugern stammen aus der Statistik des BDH (Bundesverband der Heizungsindustrie) für 2022.

Ziel ist es, diese Treibhausgas-Emission bis 2030 um 66 Prozent zu reduzieren. Bis 2045 soll der gesamte Gebäudesektor klimaneutral sein. Das sind ambitionierte Ziele...