Studie zu Langzeit-Heizkosten: Wärmepumpe günstiger als Gasheizung

Wenn ihr heute eine neue Heizung kauft, wirkt die Entscheidung weit in die Zukunft eures Haushalts hinein: Immerhin laufen Heizungen 20, 30 Jahre. Deshalb solltet ihr beim Heizungskauf nicht nur an die Kauf- und Installationskosten (Stichwort: Heizungskosten) denken, sondern auch an die Kosten, die über die Betriebsjahrzehnte hinweg anfallen (Stichwort: Langzeit-Heizkosten). Weil diese Langzeit-Heizkosten vorab schwer zu berechnen sind, bleiben sie beim Heizungskauf jedoch oft unberücksichtigt. Ein Fehler, der ins Geld geht – wie eine aktuelle Studie zeigt: Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) berechnete die Langzeit-Heizkosten für verschiedene Heiztechniken in bestehenden Wohngebäuden über 20 Jahre und kam zum Ergebnis: Wärmepumpen und Fernwärme heizen nicht nur klimaschonender, sondern langfristig auch kostengünstiger als Gasheizungen.

Die Forschenden vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE setzten in ihrer Studie “Heizkosten und Treibhausgasemissionen in
Bestandswohngebäuden. Aktualisierung auf Basis der GEG-Novelle 2024″, die im Rahmen des Energiewende-Projekts Ariadne entstand,  den Fokus auf bestehende Wohngebäude. Zudem berücksichtigten sie zur Berechnung der Langzeit-Heizkosten die am 1. Januar 2024 in Kraft getretene Förderung im Gebäudeenergiegesetz (GEG) und die Förderrichtlinie “Bundesförderung für effiziente Gebäude-Einzelmaßnahmen” (BEG EM). Sie betrachteten darüber hinaus auch die Treibhausgas-Emissionen der verschiedenen Heiztechnologien.

Viele Menschen würden den Studienautor:innen zufolge beim Heizungskauf vor allem auf die Investitionskosten achten. Stattdessen sollten aber sämtliche zu erwartenden Kosten, insbesondere die Energieträgerpreise inklusive CO₂-Preis, über den Lebenszyklus berücksichtig werden. Das rät Robert Meyer vom Fraunhofer ISE, ein Autor der Studie. Entscheidend sei ihm zufolge vor allem das Verhältnis von Strom, Gas und gegebenenfalls Fernwärme bei der Wahl des kostengünstigsten Heizsystems. Dies habe auch schon in der Vergangenheit gegolten, erlange aber aufgrund der absehbaren Steigung der CO₂-Preise in den nächsten 20 Jahren eine zusätzliche Relevanz.

Die wichtigsten Studienergebnisse in Kürze

In der Studie würden Wärmepumpen in Einfamilienhäusern als umweltfreundlichste und wirtschaftlichste Wärmeerzeuger abschneiden. Die Gesamtkosten ließen sich mit einer Photovoltaik-Anlage für den Eigenverbrauch noch senken.

In Mehrfamilienhäusern sei die Umstellung auf Wärmepumpen oder Fernwärme ebenfalls kostengünstiger als eine erneuerte Gasheizung. Die positive Kostenbilanz von entweder Wärmepumpen oder Fernwärme treffe auch bei un- und teilsanierten Altbauten
zu, trotz höherer Verbrauchs- und Investitionskosten im Vergleich zu energetisch sanierten Altbauten.

In ihrer Analyse betrachteten die Forschenden

• aktuell anfallende Kosten für Kauf und Installation
• sowie die zukünftigen Betriebskosten

für die folgenden Wärmeerzeuger:

• Gas-Brennwertkessel, die fossiles Heizgas, Biogas oder Wasserstoff verfeuern,
• Luftwärmepumpen mit und ohne Nutzung einer eigenen Photovoltaik-Anlage,
• Erdwärmepumpen,
• Pelletheizungen
• und Fernwärmeheizungen.

Untersucht wurden Fallbeispiele mit Einfamilienhaus und Mehrfamilienhaus, wobei de Analyst:innen verschiedene Gebäude-Effizienzstandards berücksichtigten. Sie beziehen sich dabei auf aktuelle Regelungen (hinsichtlich GEG) und zukünftig zu erwartenden Entwicklungen von CO₂-Preis und Energieträgerpreisen.

Alle Studien-Ergebnisse im Überblick

Auf den Preis pro Quadratmeter (m²) gerechnet, ist die Wasserstoffheizung die teuerste Heiztechnik, gefolgt vom Pelletkessel.

Im 20-Jahres-Vergleich zeigt sich die Rangfolge sehr deutlich: Insgesamt fielen

• bei der Wasserstoffheizung 1.014 Euro/m²,
• beim Pelletkessel 816 Euro/m²
• und bei der Biogas-Heizung etwa 806 Euro/m² an.

Der Abstand zu den Langzeit-Heizkosten

• von Fernwärme (618 Euro/m²)
• und von Umweltwärme (Wärmepumpe mit PV-Anlage: 614 Euro/m²)

ist dann noch einmal ordentlich.

Langzeit-Heizkosten im Einfamilienhaus und Mehrfamilienhaus

Die folgenden Balkendiagramme stammen aus der Studie. Sie zeigen die Annuitäten über 20 Jahre für die beschriebenen Heizsysteme pro m² Wohnfläche (Skala in Euro/m² pro Jahr auf der linken y-Achse). Die Balken setzen sich demnach aus verbrauchs-, kapital- und betriebsgebundenen Kosten sowie dem CO₂-Preis zusammen.

Die Förderung ist separat mit einer umrahmten Fläche ausgewiesen und bei den kapitalgebundenen Kosten bereits herausgerechnet. Daran sehr ihr, wie die Förderung die jährliche Annuität senkt.

Für jede Heiztechnik sind außerdem die jährlichen Treibhausgas-Emissionen angeben (rote Punkte). Im Fall der PV-Anlage wird – wie im GEG – nur der vor Ort verbrauchte Strom mit null Gramm CO₂-Äquivalent je Kilowattstunde (kWh) bilanziert.

Einfamilienhaus: Langzeit-Heizkosten bei verschiedenen Heizungssystemen

In Einfamilienhäusern unterscheiden sich die Langzeit-Heizkosten der verschiedenen Wärmeerzeugungssystemen deutlich:

Gasbrennwertkessel: höchste Verbrauchskosten und Gesamtkosten

Gasbrennwertkessel haben mit jährlich 5 Euro/m²  zwar die niedrigsten kapitalgebundenen Kosten. Aber: Diese Heizgeräte verursachen die höchsten Verbrauchskosten, insbesondere das 100-prozentige H₂-System, und mit 40 bis 51 Euro/m² pro Jahr die höchsten Gesamtkosten, vorausgesetzt, die Förderung wird bei allen Systemen berücksichtigt. Nur die nicht mit dem GEG 2024 konforme fossile Gasheizung hat Gesamtkosten, die etwa in der Höhe der Erdwärmepumpe liegen.

Die Gas-Brennwertkessel haben alle außerdem hohe durchschnittliche Treibhausgas-Emissionen von über 35 Kilogramm (kg) CO₂-Äquivalent pro m² Wohnfläche über den Lebenszyklus. Lediglich die 100-prozentige Gas-Wasserstoffheizung, de allerdings sehr teuer ist, kommt der Studie zufolge auf mittlere Treibhausgas-Emissionen von etwa 14 kg CO₂-Äquivalent pro m² Wohnfläche.

Die Studie benennt als Grund für die hohen Emissionen der Gasbrennwertekessel mit anteiliger Nutzung von Wasserstoff beziehungsweise Biogas nach GEG die geringen geforderten Anteile dieser erneuerbaren Gase in den frühen Betriebsjahren. Erst nach 16 Betriebsjahren steige demnach die Mindestquote auf einen relativ hohen Anteil von 60 Prozent an der Wärmeerzeugung. Dabei sei die Wasserstoffheizung noch etwas vorteilhafter als die Biogasheizung, da für den erneuerbaren Wasserstoff mit null g CO₂-Äquivalent/kWh gerechnet werde und im Fall des Biogases mit 140 g CO₂-Äquivalent/kWh entsprechend Anlage 9 GEG.

Im Ergebnis führen die Erfüllungsoptionen mit anteiliger
Nutzung von Biogas oder Wasserstoff nach GEG-Vorschrift zu maximalen Treibhausgas-Einsparungen von 24 Prozent gegenüber der rein fossilen Gasheizung.

Luftwärmepumpe mit Photovoltaik und Fernwärme: niedrigste Gesamtkosten, geringere Verbrauchskosten

Die günstigsten Heizungen, gemessen an ihren Gesamtkosten, sind

• die Luftwärmepumpe – mit und ohne Photovoltaik
• sowie die Fernwärme.

Wichtig: Die Heizungsanlage mit PV verursacht zwar deutlich geringere Verbrauchskosten, aber auch deutlich höhere Investitionskosten (Förderkredite der KfW für PV wurden nicht berücksichtigt), die sich im Lauf der Zeit nahezu aufheben. Wird der Wärmepumpentarif für den netzbezogenen Strom angenommen, liegen die Jahresgesamtkosten minimal unter denen des reinen Luftwärmepumpensystems. Mit Haushaltsstromtarif liegen sie knapp darüber (bei 32,1 Euro/m²).

Erdwärmepumpe ähnlich teuer wie Gasheizung

Die Erdwärmepumpe kommt samt  Förderung auf ähnlich hohe Gesamtkosten wie die Gas-Brennwertkesselheizung.

Pelletkessel: höchste Gesamtkosten

Pelletkessel haben die höchsten Gesamtkosten, die vor allem

• von hohen Betriebskosten für Instandsetzung und Wartung herrühren
• sowie von einer nicht vorhandene Förderung.

Die Studienautoren weisen ausdrücklich darauf hin, dass sich auch für die Holzwärmeerzeuger ähnliche Kosten wie bei der Erdwärmepumpe ergeben würden, wenn für Pelletsheizungen dieselben Förderbedingungen wie für Umweltwärme und Fernwärme gelten würden.

Treibhausgas-Emissionen der verschiedenen Heizungssysteme im Einfamilienhaus

Die Treibhausgas-Emissionen

• von Wärmepumpenheizungen
• und Pelletkesseln

sind laut den Studienergebnissen am geringsten.

Die Fernwärme verursacht mit etwa 20 kg CO₂-Äquivalent pro m² Wohnfläche demnach höhere Emissionen, wobei diese immer noch weniger als halb so hoch wie die der GEG-konformen Gaskesselheizungen sind.

Energieeffizienz der verschiedenen Heizungssysteme im Einfamilienhaus

Die Endenergieeffizienz bezogen auf die Nutzfläche beträgt bei den Gasheizungen etwa 140 kWh/mAN²*a (inklusive Warmwasser) und entspricht damit etwa der Energieeffizienzklasse E. Im Fall des Pelletkessels liegt die Effizienz sogar nur bei 156 kWh/mAN²*a. Bei
der Luftwärmepumpe liegt sie hingegen bei 50 kWh/mAN²*a – in der Version mit PV-Anlage sogar bei nur 38 kWh/mAN²*a, was fast der Energieeffizienzklasse A entspricht.

Mehrfamilienhaus: Langzeit-Heizkosten bei verschiedenen Heizungssystemen

Schauen wir als Nächstes auf die Studienergebnisse zu den Langzeit-Heizkosten im Mehrfamilienhaus:

Im Fall Wärmepumpenheizung mit PV-Anlage wurde hier angenommen, dass der vor Ort erzeugte PV-Strom nur in der Wärmepumpe eingesetzt wird und nicht in den Wohnungen (Mieterstrom). Überschüsse werden ins Netz eingespeist.

Verglichen mit dem Einfamilienhaus führt der Langzeit-Heizkostenvergleich im Mehrfamilienhaus zu leicht abweichenden Ergebnissen: Laut der Studie fallen jedoch die Investitionskosten insgesamt weniger ins Gewicht. Der Grund: Die Kosten werden auf das Mehr an m² im Mehrfamilienhaus umgelegt. Auch die verbrauchsgebundenen Kosten sind demnach in spezifischen Werten, bezogen auf die Wohnfläche, geringer als beim Einfamilienhaus. Das begründen die Studienautor:innen vor allem mit dem besseren Verhältnis von Wohn- zu Außenwandfläche und damit höherer Effizienz und geringeren flächenbezogenen Verbräuchen. Für den Kauf eines neuen Heizsystems seien dieselben acht Systeme betrachtet worden wie beim Einfamilienhaus.

Der Pelletkessel ist demnach im Mehrfamilienhaus verglichen mit Wärmepumpe und Fernwärme weniger teuer als im Einfamilienhaus, was die Studienautor:innen vor allem mit den im Verhältnis zum Einfamilienhaus geringeren Anteilen von Investitions- und betriebsgebundenen Kosten begründen.

Auch die Erdwärmepumpe ist im Mehrfamilienhaus deutlich kostengünstiger als im Einfamilienhaus. Dies liege vor allem an der deutlich höheren Förderung: Die Deckelung der Förderung werde im Mehrfamilienhaus nicht erreicht, während sie im Einfamilienhaus klar überschritten werde, sodass die effektive Förderquote im Einfamilienhaus nur bei 28 Prozent statt 50 Prozent liege.

Der spezifische Endenergiebedarf ist wie erwartet im Mehrfamilienhaus niedriger als im Einfamilienhaus. Bei den gasbetriebenen Heizungen liege er bei 108 kWh/(m²AN*a), was der Energieeffizienzklasse D entspricht. Die effizientesten Heizungen (Luftwärmepumpe mit PV-Anlage und Erdwärmepumpe) kommen der Studie zufolge sogar auf nur einen Endenergiebedarf von knapp unter 30 kWh/(m²AN*a), was der Effizienzklasse A+ entspricht.

Fazit zu den Langzeit-Heizkosten verschiedener Heizsysteme

Wer eine neue Heizung kaufen möchte, sollte folgende Faktoren bei der Wahl des Systems bedenken:

• Nutzung und energetische Qualität des Gebäudes,
• Dimensionierung des vorhandenen Wärmeübergabesystems,
• verfügbare Energieträger
• investitions-, wartungs- und verbrauchsbedingte Kosten.

Laut den Studienergebnissen sind die Vollkosten der Wärmeversorgung

• in kleinen Gebäuden für Heizungen mit spürbar niedrigen Treibhausgas-Emissionen wie Fernwärmeheizungen, Luftwärme- und Erdwärmepumpen günstiger als Gasbrennwertheizungen.
• Auch in unsanierten Mehrfamilienhäusern werden dank der aktuellen Förderung niedrigere Kosten für Umweltwärmeheizungen (Wärmepumpen) erreicht, als mit neu installierten Gaskesseln. Der Grund: Alle Gasbrennstoffe, sowohl fossiles Heizgas, als auch Biogas und Wasserstoff führen zu hohen Betriebskosten über den Lebenszyklus.

Die Wirtschaftlichkeit und die Treibhausgas-Bilanz von Stromheizungen (Wärmepumpen) lassen sich mit einer PV-Anlage verbessern.

Bei der Kaufentscheidung für oder gegen einen Heizungstyp spielt den Studienautor:innen zufolge auch das verfügbare Eigenkapital eine wichtige Rolle: Obwohl die Verbraucher:innen wüssten, dass Umweltwärme und Fernwärme über den Lebenszyklus der Heizung vorteilhafter seien, würden sie in fossile Heiztechnik investieren, da diese in der Anschaffung günstiger seien. Wer es sich leisten könne, sollte laut der Studie beim Heizungstausch dennoch auf eine Wärmepumpe mit PV-Anlage oder auf das Nah- und Fernwärmenetz setzen.

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