Neue Studie zeigt: Die Wärmepumpe heizt auch im Altbau effizient

Wärmepumpen werden hierzulande immer beliebter: Im ersten Halbjahr des laufenden Jahres 2025 standen sie erstmals in der Geschichte des deutschen Heizungsmarkts an der Spitze der verkauften Heizungsanlagen (wir berichteten). Im Neubau haben Wärmepumpen seit Längerem die Nase vorn – in fast drei Viertel der 2024 fertiggestellten Wohngebäude sind sie der primäre Wärmeerzeuger. Die Frage ist: Sind Wärmepumpen auch was für den Bestand? Eine neue Studie bejaht diese Frage eindeutig. Was Wärmepumpen im Bestand leisten, lest ihr hier.

Im Neubau machen Wärmepumpen das Rennen

Die Zeitung für kommunale Wirtschaft (ZfK) berichtet von folgender Entwicklung des Heizungsmarktes im Neubau: Im Jahr 2024 seien demnach 73,9 Prozent der fertiggestellten Wohngebäude primär mit erneuerbaren Energien beheizt worden. Berücksichtige man auch ergänzende Energiequellen wie Solarthermieanlagen (als sekundäre Wärmeerzeuger), liege der Anteil erneuerbarer Energien sogar bei 82,3 Prozent aller Neubauten.

Ein genauer Blick auf die Verteilung der erneuerbaren Heizsysteme im Jahr 2024 zeigt, dass

• Wärmepumpen mit einem Marktanteil von 69,4 Prozent mit Abstand das Rennen machen.
• Holzwärme, wie sie Pelletheizungen oder Kaminöfen bereitstellen, wurden dem Bericht zufolge in 3,6 Prozent der Neubauten als primäre Heizquelle genutzt.
• Solarthermie kam in 0,5 Prozent der Fälle zum Einsatz,
• Biogas und Biomethan jeweils in 0,2 Prozent.
• Weitere Formen von Biomasse spielten ebenfalls mit 0,2 Prozent nur eine untergeordnete Rolle.

Wärmepumpen heizen auch im Bestand effizient und klimafreundlich

Das ist das Ergebnis eines Forschungsprojektes des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE), für das vier Jahre lang detaillierte Messungen an 77 Wärmepumpen in Ein- bis Dreifamilienhäusern unter realen Einsatzbedingungen vorgenommen wurden.

• Die Wärmepumpen im Test erreichten Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 2,6 bis 5,4.
• Die CO₂-Emissionen der Wärmepumpen, die dem ISE zufolge erstmals unter Berücksichtigung zeitvariabler Faktoren berechnet wurden, waren im Jahr 2024 um 64 Prozent niedriger als jene von Erdgasheizungen.

Mit seinem Forschungsprojekt macht das ISE Schluss mit Zweifeln am effizienten Einsatz von  Wärmepumpen im Bestand:

“Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass Wärmepumpen auch in älteren Gebäuden effizient betrieben werden können und dass sie klimaschonend heizen, ohne dass die Gebäude auf Neubaustandard saniert werden müssen”

Das sagt Danny Günther, Teamleiter “Wärmepumpen und Transformation Gebäudebestand” am Fraunhofer ISE gegenüber der Presse.

Effizienz: Jahresarbeitszahlen von 2,6 bis 5,4

Die Luftwärmepumpen im Test erreichen im Durchschnitt eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3,4. Das heißt: Sie erzeugen aus einer Einheit Strom 3,4 Einheiten Wärme.

Die im Schnitt effizienteren Erdwärmepumpen kommen demnach auf eine mittlere JAZ von 4,3 auf. Die Bandbreite der JAZ dieser ergekoppelten Anlagen reicht von 3,6 bis 5,4.

Spannend: Die ISE-Untersuchung zeigte auch, dass ausreichend dimensionierte Heizkörper im Mittel mit ähnlich niedrigen Temperaturen betrieben werden können wie Flächenheizungen. Die Energieverbräuche der Elektroheizstäbe, die bei besonders kalten Temperaturen die Wärmepumpe unterstützen, spielen bei den vermessenen Anlagen eine untergeordnete Rolle, was auch mit den vergleichsweise milden Witterungsbedingungen in der vermessenen Periode zusammenhängt. Sie übernahmen bei den Luft/Wasser-Wärmepumpen lediglich 1,3 Prozent der elektrischen Arbeit, bei den Erdreichwärmepumpen lag der Anteil nahe null Prozent.

Wärmepumpen verursachen 57 bis 68 Prozent weniger Treibhausgasemissionen als bei Gaskesseln

Dank ihrer effizienten Arbeitsweise sind Wärmepumpen deutlich klimafreundlicher als Gasheizungen. Mit dem deutschen Strommix des vergangenen Jahres 2024 emittierte der untersuchte Wärmepumpenpool 68 Prozent weniger an CO₂ als Heizungen, die Gas verfeuern. Wichtig: Die ISE-Forschenden weisen darauf hin, dass diese auf Jahreswerten beruhende Bilanzierung nicht die unterjährige/untertägige Varianz der Wärmepumpeneffizienz sowie der Beiträge einzelner Kraftwerkstypen zur Stromproduktion berücksichtige.

Die Studie hat erstmals auch die viertelstündlich berechneten Emissionswerte im deutschen Strommix berücksichtigt. Das erlaubt, die Klimafreundlichkeit der Wärmepumpen präziser zu bewerten. Mit dieser dynamischen Bilanzierung sinkt die Einsparung zwar, aber nur leicht. Im Jahr 2024 lag der CO₂-Ausstoß der untersuchten Wärmepumpen im Schnitt um 64 Prozent niedriger als bei Gasheizungen – vier Prozentpunkte weniger als bei der statischen Methode.

Lautstärke von Wärmepumpen: Am richtigen Standort gehen Betriebsgeräusche im Umgebungslärm unter

In dem Projekt haben die Forschenden des ISE auch eine Methode zur Durchführung von Langzeit-Schallfeldmessungen an Luftwärmepumpen entwickelt und an fünf zufällig gewählten Anlagen erfolgreich demonstriert. Das Ergebnis kann sich hören lassen:

• In zwei Gebäuden war der Umgebungslärm so dominant, dass die Wärmepumpen akustisch kaum ins Gewicht fielen und bei keiner der Wärmepumpen zurechenbare Grenzwertüberschreitungen feststellbar waren.
• An drei Standorten korrelierte der Wärmepumpenbetrieb mit erhöhter Überschreitung der zulässigen Nachtimmissionen. Die Überschreitung lag jedoch konstant unterhalb des Umgebungslärms. Die Vorgaben der TA Lärm (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm) hätten mit der Wahl – mit Blick auf Schalleistungspegel – besserer Geräte, der Platzierung der Wärmepumpe oder gängiger Schallschutzmaßnahmen erfüllt werden können.

Wärmepumpe plus  Photovoltaikanlage: Das bringt die erneuerbare Kombi

Die Ergebnisse der Untersuchung von sechs Kombis Wärmepumpe plus PV-Anlage zeigen:

• Ohne Batterie erreichen Gebäude mit einer PV-Anlage 25 bis 40 Prozent Autarkie und 22 bis 37 Prozent Eigenverbrauch an Solarstrom.
• Mit Batterie verschieben sich diese Wertebereiche für die Gebäude-Autarkie von 32 bis 62 Prozent und für den Gebäude-Eigenverbrauch von 40 bis 83 Prozent deutlich nach oben.

Was schmälert die Effizienz von Wärmepumpen im Bestand?

Trotz der guten Effizienzwerte, die die getesteten Wärmepumpen im Bestand erreichten, zeigte das Forschungsprojekt des ISE auch, an welcher Stelle sich der Einsatz von Wärmepumpen im Bestand noch verbessern lässt.

• So sind viele der Wärmepumpen – bezogenauf den Wärmeverbrauch des jeweiligen Gebäudes – überdimensioniert. Im Bericht heißt es dazu, dass “… die meisten Wärmepumpen tendenziell größer als benötigt ausgelegt” sind. 
• Auch die Schalthäufigkeiten lagen bei einigen Wärmepumpen im Bestand im sehr hohen Bereich.
• Bei einem Teil der Anlagen mit Kombispeichern wurde keine zuverlässige Trennung der Temperaturniveaus für Raumheizung und Trinkwassererwärmung realisiert, was teils zu unnötiger Wärmebereitstellung auf Warmwasser-Temperaturniveau führte.

“Wir haben aber auch Optimierungspotenziale aufgedeckt. Auf Basis der detaillierten Messdatenanalyse lasse sich nachvollziehen, welche Planungs- oder Installationsfehler besonders häufig auftreten und wo sich ineffizientes Betriebsverhalten zeigt”, sagt Danny Günther weiter.

Hintergrundinfos

2 Fakten zu den Wärmepumpen im ISE-Forschungsprojekt

Der vom ISE untersuchte Wärmepumpenpool umfasste:

• 61 Wärmepumpen mit der Wärmequelle Umgebungs- beziehungsweise Außenluft. Diese Luftwärmepumpen sind der hierzulande meistgenutzte Wärmepumpentyp.
• 16 Solewärmepumpen, die als Wärmequelle das Erdreich nutzen.

3 Fakten zu den Gebäuden im Forschungsprojekt

• Für seine Effizienzbewertung berücksichtigte das ISE Wärmepumpen in Gebäuden mit Baujahren zwischen 1826 bis 2015, davon wurden 83 Prozent vor 1995 errichtet.
• Die beheizte Fläche liegt bei 90 bis 370 Quadratmetern, der Mittelwert bei 170 Quadratmetern.
• Die vor 1977 (erste Wärmeschutzverordnung) errichteten Wohnhäuser sind etwas umfangreicher saniert als im Bundesdurchschnitt. Bei der Fassade etwa wurde die Hälfte der Gebäude, 51 Prozent, nachträglich gedämmt – deutschlandweit waren es (bezogen auf 2016) lediglich 30 Prozent. Die ab 1977 errichteten Häuser sind – abgesehen von einem – durchweg unsaniert.

Fotos: by-studio – Adobe-Stock.com (Titel), bearbeitet von Doreen Brumme, Paradigma (Wärmepumpen)