Wie berechnet man den Stromverbrauch einer Wärmepumpe?

Die Landschaft der erneuerbaren Heizmethoden ist vielfältig: Da gibt es Solarthermieanlagen, einfache Holzkamine, moderne Pelletskessel und Wärmepumpen. Jeder dieser erneuerbaren Wärmeerzeuger spart im Vergleich zu fossilen Heizungen unterschiedlich viel Energie ein, verursacht unterschiedliche Investitionskosten und auch unterschiedliche Kosten im Betrieb. In letzter Zeit höre ich immer wieder die Frage danach, wie man die laufenden Kosten beziehungsweise den Stromverbrauch einer Wärmepumpe realistisch einschätzen kann. Die Antwort ist meistens: Faustregel gibt es nicht, hängt von zu vielen Faktoren ab … Doch ich finde, man muss es wenigstens probieren.

Ich habe mal einige Infos zusammengetragen, die ich hier zur Diskussion stellen möchte. Die klassische Formel lautet folgendermaßen.

Heizleistung/Jahresarbeitszahl * Heizstunden * Wärmepumpentarif

= Stromkosten der Wärmepumpe/Jahr

Als Laie kann man mit keinem der einzelnen Punkte etwas anfangen, hab’ ich Recht?

Bevor ich also auf die Formel im Detail eingehe, zäume ich das Pferd einmal von hinten auf und versuche, von meiner Wohnung ausgehend die zukünftigen Heizkosten, die ich bei der Umstellung von Heizgas auf Umweltwärme (Wärmepumpe) hätte, zu ermitteln:

Ich verbrauche derzeit circa 8.000 Kilowattstunden (kWh) Gas im Jahr. Ich denke, das ist auch die einzige Information, die ich als Heimbesitzerin habe, wenn ich die Energiekostenabrechnung aus den Unterlagen hervorkrame. Es geht jetzt auch nicht unbedingt um Neubau, da hat man all die oben stehenden Werte noch eher zur Hand. Mir geht’s hier ums grundsätzliche Verständnis und darum, dass das jede:r mal für sich durchrechnen kann.

Warmwasser- und Heizwasserverbrauch sind entscheidend

Bevor man jedoch überhaupt zu rechnen beginnen kann, muss man sich dessen bewusst sein, dass man in einem Haus zwei verschiedene Nutzungsmöglichkeiten von Warmwasser mit jeweils unterschiedlichen Temperaturniveaus hat:

• Während ich beim Brauchwasser, das in Küche und Bad benötigt wird, höhere Temperaturen um die 50 Grad Celsius (°C) benötige,
• will die Fußbodenheizung mit niedrigeren Temperaturen um die 30° C betrieben werden.

Das Temperaturniveau ist ganz entscheidend, weil jedes gewünschte Grad mehr auch entsprechend mehr Leistung von der Heizung verlangt.

Nun hat man als Normalverbraucher aber leider keinen Einblick in die Aufteilung der verbrauchten Energie zur Warmwasserbereitstellung und zum Heizen. Am Ende des Jahres kommt nämlich nur eine Gesamtrechnung ins Haus geflattert. Das macht die Sache nicht unbedingt leichter. Früher ist man von einer Aufteilung von 80:20 oder 70:30 zugunsten der Heizung ausgegangen. Das ist auch logisch, da schlecht gedämmte Häuser im Verhältnis viel mehr Heizenergie verbraucht haben als Warmwasser.

Inzwischen werden Häuser immer besser gedämmt und der Heizwärmebedarf sinkt entsprechend. Nicht aber jener fürs Brauchwasser. Wir duschen ja nicht weniger häufig, nur weil das Haus jetzt gedämmt ist. Dieses Verhältnis verrückt sich in vielen neuen Häusern nun natürlich dementsprechend und es gibt Fälle, wo der Warmwasserbedarf jenen der Heizung bereits überschritten hat. Für mein Rechenbeispiel nehme ich der Einfachheit halber nun eine fiktive 50:50-Aufteilung in Heiz- und Brauchwasser an. Dies kann zum Beispiel bei Passivhäusern möglich sein.

Meine persönliche Milchmädchenrechnung

Ich entschuldige mich schon mal vorab für die vermutlich sehr vereinfachte Darstellung, aber hier geht’s primär um das Verständnis und sie soll vor allem als Diskussionsgrundlage dienen für die Frage, wie man den zukünftigen Stromverbrauch einer Wärmepumpe definieren kann.

Meine Annahmen lauten also:

• derzeitiger Verbrauch 10.000 kWh/Jahr fürs Heizen und für die Warmwasserbereitstellung
• vereinfachte Aufteilung der Wärme von 50 Prozent fürs Heizen und 50 Prozent für die Warmwasserbereitstellung
• Wärmeverluste bei der Gasverbrennung bleiben unberücksichtigt

Annahmen für die Wärmepumpen müssen auch gemacht werden, weil die Jahresarbeitszahl (JAZ) sich ändert, wenn ich damit wärmeres Wasser machen möchte.

Vielleicht ist auch noch eine kurze Erklärung zur Jahresarbeitszahl nötig: Vereinfacht gesagt ist das der Faktor, der angibt, mit wie vielen Kilowattstunden (kWh) Strom ich soundsoviele Kilowattstunden warmes Wasser erzeugen kann (Was ist eine Kilowattstunde?). Eine Jahresarbeitszahl von 3 bedeutet also, dass ich mit einer kWh Strom drei kWh Wärme erzeugen kann. Hier noch Zusatzinfos zu den Einflussfaktoren auf die Wärmepumpeneffizienz.

Zurück zum Beispiel: Folgende Werte nehme ich für die Wärmepumpen an (darüber kann man sicher auch streiten, es handelt sich um eine Annahme, die ich aus verschiedenen Gesprächen entnommen habe, einen JAZ-Rechner gibt’s übrigens hier):

Luftwärmepumpe:

• JAZ Warmwasser: 2,4
• JAZ Heizung: 2,8

Erdwärmepumpe:

• JAZ Warmwasser: 3,8
• JAZ Heizung: 4

Berechnung der Stromkosten der Wärmepumpe

Jetzt, wo das alles geklärt ist, ist meine sprichwörtliche Milchmädchenrechnung recht einfach: Ich nehme die jeweils 5.000 kWh und dividiere sie durch die Jahresarbeitszahl. So bekomme ich die kWh, die ich vom Stromnetz beziehen muss. Die Beispiele sind wieder aufgeteilt in Luftwärmepumpe und Erdwärmepumpe.

Beispiel Luftwärmepumpe

Warmwasser: 5.000 kWh/JAZ 2,4 = 2.083 kWh
Heizung: 5.000 kWh/JAZ 2,8 = 1.785 kWh
Gesamt: 3.868 kWh

Würde ich die Wärmepumpe mit meinem Ökostromtarif betreiben müssen, wären das 21 Cent pro kWh (ct/kWh). Da die Energieversorger:innen den Mehrverbrauch an Strom aber begrüßen, gibt es meist Wärmepumpentarife, leider nicht bei meinem Ökostromanbieter, warum eigentlich? Ich nehme hier den aktuellen der Wien Energie. Ich weiß, dass die deutschen Stromtarife deutlich darüber liegen, aber ich sollte das Beispiel trotzdem für Österreich zu Ende rechnen. Der Nachttarif beträgt dort 14,5 ct/kWh und der Tagtarif 16,8 ct/kWh. Zur Vereinfachung nehme ich für die weitere Berechnung den Mischtarif von 15,65 ct/kWh.

• Stromkosten der Luftwärmepumpe mit Ökostromtarif: 3.868*0,21 Euro = 812 Euro/Jahr
• Stromkosten der Luftwärmepumpe mit Wärmepumpentarif: 3.868*0,1565 Euro= 605 Euro/Jahr

Beispiel Erdwärmepumpe

Warmwasser: 5.000 kWh/JAZ 3,8 = 1.315 kWh
Heizung: 5000 kWh/JAZ 4 = 1.250 kWh
Gesamt: 2.565 kWh

Nachdem wir die Tarifsache bereits bei der Luftwärmepumpe geklärt haben, hier nun die ermittelten Kosten für die Erdwärmepumpe.

• Stromkosten der Erdwärmepumpe mit Ökostromtarif: 2.565*0,21 Euro = 538 Euro/Jahr
• Stromkosten der Erdwärmepumpe mit Wärmepumpentarif: 2.565*0,1565 Euro =  401 Euro/Jahr

Meine Ergebnisse im Vergleich mit den derzeitigen Heizkosten

Uff, das war jetzt ein hartes Stück Arbeit, aber ich denke wir sind der Sache schon ein bisschen näher gekommen. Nun bleibt nur noch, die ermittelten Kosten mit den derzeitigen Kosten zu vergleichen.

Gas ist leider immer ein undankbarer Vergleichspartner. Die Kosten sind zwar gestiegen und werden es weiter tun, aber Öl ist da den Erneuerbaren gegenüber schon deutlich dankbarer, wenn man es vom Einsparungspotenzial her betrachtet. Mein geringer Energieverbrauch ist auch nicht unbedingt förderlich für ein wahnsinnig hohes Einsparpotenzial. Derzeit zahle ich für die kWh Gas 8ct/kWh. Das sind bei den angenommenen 10.000 kWh also 800 Euro/Jahr.

Hier nochmal die Ergebnisse im Überblick:

• Stromkosten der Luftwärmepumpe mit Ökostromtarif: 3.868*0,21 Euro = 812 Euro/Jahr
• Stromkosten der Luftwärmepumpe mit Wärmepumpentarif: 3.868  0,1565 Euro = 605 Euro/Jahr
• Stromkosten der Erdwärmepumpe mit Ökostromtarif: 2.565*0,21 Euro = 538 Euro/Jahr
• Stromkosten der Erdwärmepumpe mit Wärmepumpentarif: 2.565*0,1565 Euro = 401 Euro/Jahr

Der Umstieg auf die Luftwärmepumpe mit Ökostromtarif macht derzeit leider keinen Sinn. Auch die Ersparnisse aus dem Wärmepumpentarif sind bescheiden.

Bei der Erdwärmepumpe sieht’s schon etwas besser aus, wobei ich konsequenterweise schon zu einem Ökostromtarif tendieren würde. Was bringt mir die Wärmepumpe, wenn dafür Kohle verbrannt werden muss? Wie gesagt, mein Beispiel mit wenig Energieverbrauch und Gas zum Vergleich ist wenig repräsentativ. Ich wollte es aber aus meiner Situation heraus vergleichen, damit es mir andere gleich tun können. Nicht zu vergessen sind natürlich auch die Investitionskosten. Wirtschaftlich ist diese Anlage auf keinen Fall, weil ja fast keine Ersparnisse zu erwarten sind. “Rechnen” tut sie sich also nicht.

Der Haken: Unabhängigkeit wird schwierig

Die Energieversorger haben großes Interesse daran, dass möglichst viele Menschen ihre Heizung auf Wärmepumpen umstellen. Bei immer härteren Effizienzmaßnahmen und der flächendeckenden Einführung von LEDs, die ihnen vor allem in der Nachtabnahme weh tun, sind Wärmepumpen, denen man nachts Energie liefern kann, natürlich eine willkommene Einnahmequelle.

Über photovoltaikbetriebene Wärmepumpen habe ich nach wie vor keine fertige und fundierte Meinung und da sich auch die hohe Wissenschaft in der Frage nicht einig ist, dauert die Erkenntnisgewinnung wohl noch ein wenig, beziehungsweise hängt die Frage maßgeblich von der zukünftigen Entwicklung der Strompreise ab, über die aber weder ich noch die Wissenschaft Bescheid weiß.

Wenn ich mir anschaue, wie massiv der Leistungsabfall meiner Photovoltaikanlage im Winter ist, kann ich mir nicht vorstellen, dass die Heizleistung von der Anlage erbracht werden kann. Man muss sich also bewusst sein, dass der Strom im Winter hauptsächlich aus dem Netz kommt. Solange dieser nicht aus Wind- und Wasserkraft ist, ist die Gefahr sehr hoch, dass vor allem Kohle- und Atomkraftwerke angeworfen werden müssen, um diesen Mehrverbrauch an Strom zu decken. Wenn das Haus fast keine Wärme braucht, lässt sich das natürlich leichter bewerkstelligen.

Ich hoffe, ihr könnt nun selbst auch die Berechnung anstellen, um die Kosten des Wärmepumpenstroms zu ermitteln. In weiterer Folge werden wir solche Berechnungsmodelle für alle Heizarten vorstellen. Wirklich spannend wird die Berechnung bei der Kombination der Systeme. Leider gibt’s da noch nicht wirklich gute Rechner, oder hat hierzu jemand Tipps?

Fotos: Paradigma