Sind Wärmepumpen wirklich umweltfreundlich?

Wärmepumpen gelten als wichtige Eckpfeiler der Energiewende im Gebäudesektor. Sie gelten als nachhaltiges Heizsystem und Sie werden zu den erneuerbaren Energien gezählt, da sie überwiegend Umweltwärme zum Heizen verwenden. Doch wie umweltfreundlich sind Wärmepumpen wirklich? Wir versuchen, das Thema aus unterschiedlichen Perspektiven zu beleuchten.

Wärmepumpen und CO2

Im Vergleich zu Gas-, Holz- oder Ölheizungen verbrennen Wärmepumpen keine festen, gasförmigen oder flüssigen Stoffe. Denn Wärmepumpen nutzen als Wärmequellen die Luft, das Erdreich oder das Grundwasser. Um die darin gespeicherte Wärmeenergie zu nutzen, benötigt die Wärmepumpe Strom. Wird dieser Strom konventionell mit Kohle erzeugt, versursacht die Wärmepumpe ebenfalls CO2-Emissionen. Um klimaneutral mit Wärmepumpen zu heizen, wird am besten Ökostrom oder der mit einer PV-Anlage selbst erzeugte Strom verwendet.

• Eine Gasheizung stößt durchschnittlich rund 200 Gramm CO2 pro Kilowattstunde erzeugte Wärme aus.
• Eine Ölheizung stößt im Durchschnitt rund 260 Gramm CO2 pro Kilowattstunde aus.

Wer ein Einfamilienhaus mit einer Wärmepumpe beheizen möchte, benötigt abhängig von der Wärmepumpenart und der energetischen Qualität des Gebäudes rund 5.000 Kilowattstunden Strom. Würde dieser Strom ausschließlich mit Braunkohle erzeugt, lägen die Emissionen bei rund 1.000 Gramm CO2 pro Kilowattstunde.

Wird einen Wärmepumpe also nur mit Strom betrieben, der mit Braunkohle erzeugt wird, kann sie bei einem Einfamilienhaus rund fünf Tonnen CO2 pro Jahr indirekt erzeugen.

Geht man vom gängigen Strommix aus, werden pro Kilowattstunde Strom rund 420 Gramm CO2 ausgestoßen. Pro Jahr würde die Wärmepumpenheizung beim herkömmlichen Strommix rund 2,1 Tonnen CO2 ausstoßen.

Bei einem Wärmebedarf von rund 16.000 Kilowattstunden pro Jahr in einem Einfamilienhaus für einen Vier-Personen-Haushalt stößt eine Gasheizung rund 3,2 Tonnen CO2 aus, eine Ölheizung würde rund 4,2 Tonnen CO2 emittieren.

Dieses kurze Beispiel zeigt, dass die Umweltfreundlichkeit der Wärmepumpe in Bezug auf CO2-Emissionen maßgeblich von der Art des verwendeten Stroms abhängt. Eine rein mit Braunkohlestrom betriebene Wärmepumpe wäre in der CO2-Bilanz unter bestimmten Umständen sogar schlechter als eine Gas- oder Ölheizung. Wird der Strom für die Wärmepumpe jedoch mit einer PV-Anlage oder Windkraft erzeugt, lassen sich die CO2-Emissionen auf Null reduzieren.

Noch deutlicher wird der Unterschied dann, wenn man die Lebensdauer von 20 Jahren für eine Wärmepumpe oder Öl- und Gasheizung ansetzt. Die Gasheizung aus unserem Beispiel würde in dieser Zeit entsprechend rund 64 Tonnen CO2 emittieren, die Ölheizung läge bei rund 84 Tonnen. Eine mit Ökostrom betriebene Wärmepumpe läge auch nach 20 Jahren bei 0 Tonnen CO2.

Wärmepumpen und ihre Energieeffizienz

Die Effizienz von Wärmepumpen wird u.a. mit der Jahresarbeitszahl angegeben. Die Jahresarbeitszahl zeigt den Faktor an, mit welchem die eingesetzte Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Anders ausgedrückt: Liegt die Jahresarbeitszahl bei 3, erzeugt die Wärmepumpe mit einer Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Wärme.

Besonders energieeffizient sind Wärmepumpen, die Grundwasser oder Erdreich als Wärmequelle nutzen. So erzielen Grundwasserwärmepumpen eine JAZ von bis zu 5 und Erdwärmepumpen erreichen JAZ von 4 bis 4,5. Übertragen auf den Wirkungsgrad, lägen die Werte bei 500 bzw. 400 und 450 Prozent.

Im Vergleich zur Gasheizung oder Ölheizung nutzen Wärmepumpen die aufgewendete Energie deutlich besser. So lassen sich mit Öl- und Gasheizungen meist Wirkungsgrade von 95 Prozent erzielen.

Im Vergleich der Wärmepumpen liegt die Luft-Wasser-Wärmepumpe hinsichtlich ihrer Effizienz auf dem dritten Platz. Ihre Jahresarbeitszahl liegt bei rund 3.

Wichtig ist also: Wer eine besonders umweltfreundliche und effiziente Wärmepumpe kaufen möchte, sollte auf eine möglichst hohe Jahresarbeitszahl achten. Je höher die Zahl, desto effektiver wandelt die Wärmepumpe Umweltenergie in Heizwärme um.

Sind Kältemittel in Wärmepumpen umweltschädlich?

Damit eine Wärmepumpe das Temperaturniveau der aus der Umwelt bezogenen Wärme erhöhen kann, benötigt sie ein Kältemittel. In vielen Wärmepumpen werden Kältemittel verwendet, die per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen, kurz PFAS, enthalten. Diese PFAS gelten als sehr schädlich, weil sie in der Umwelt nicht mehr abgebaut werden können und zudem krebserregend sind. Um zu verhindern, dass die PFAS aus dem Kältemittel in die Umwelt gelangen, darf der Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe nicht beschädigt werden. Das gilt insbesondere bei der Entsorgung alter Pumpen.

Mittlerweile gibt es jedoch Wärmepumpen, die auf das schädliche Kältemittel verzichten. Sie nutzen stattdessen Propan.

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Wie hoch ist die Umweltbelastung von Wärmepumpen durch Geräusche?

Wärmepumpen erzeugen Geräusche. Diese entstehen u.a. beim Verdichten des Kältemittels sowie durch die Ventilatoren der Luft-Wasser-Wärmepumpen. Um die Geräuschbelastung für Nachbarn und sich selbst zu reduzieren, sollten beim Aufstellen der Luft-Wasser-Wärmepumpe zum einen Abstände eingehalten werden. Zum anderen können Maßnahmen zur Reduzierung der Schallreflexion getroffen werden. Hier stehen Hausbesitzern unterschiedliche Methoden zur Auswahl. Sie reichen von einer Einhausung der Wärmepumpe über die Verwendung von Schallabsorbern beim Aufstellen bis hin zum Anpflanzen von Sträuchern und Büschen zur Lärmunterbrechung.

Um die Lärmbelastung zu reduzieren, prüfen Fachbetriebe im Vorfeld, welcher Aufstellort der beste für die Wärmepumpe ist. Darüber hinaus können Sie als Verbraucher durch die Wahl besonders leiser Wärmepumpen eine Vorauswahl treffen. Hersteller geben hierfür den sogenannten „LWA-Wert“ in Dezibel an. Dabei handelt es sich um den Schallpegel, der direkt beim Gerät erzeugt wird.

In der Regel erzeugen Luft-Wasser-Wärmepumpen zwar Geräusche. Doch sorgen diese bei einer korrekten Installation des Geräts nur für eine geringe Lärmbelastung.

Fazit: Wärmepumpen sind nachhaltig, wenn alle Voraussetzungen stimmen

Grundsätzlich werden Sie mit einer Wärmepumpe weniger CO2 ausstoßen als mit einer Gas- oder Ölheizung. Darüber hinaus sind Sie unabhängiger von Brennstoffpreisen und Sie unterstützen nicht mehr die Förderung von fossilen und somit endlichen Brennstoffen.

Wird die Wärmepumpe zudem mit ökologisch erzeugtem Strom betrieben, können Sie mit diesem Gerät klimaneutral heizen. Wenn die Wärmepumpe professionell geplant und richtig dimensioniert wird, setzen Sie auf ein leistungsfähiges Heizsystem, das umweltfreundlich Wärme erzeugt.

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