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So nachhaltig sind Wärmepumpen
Wärmepumpen gelten als umweltfreundliche und zukunftsfähige Heizmethode. Doch wie nachhaltig sind Wärmepumpen tatsächlich und welche Faktoren bestimmen den CO2-Fußabdruck dieser Heizungsart?
Zuletzt aktualisiert am 11.07.2023
Lesedauer: 4 Minuten
Nachhaltigkeit von Wärmepumpen von vielen Faktoren abhängig
Wärmepumpen haben einen deutlich geringeren CO2-Fußabdruck als Öl- oder Gasheizungen, da sie keine fossilen Brennstoffe verbrauchen. Pauschal bestimmen lässt sich die Nachhaltigkeit einer Wärmepumpe aber nicht, denn sie hängt von unterschiedlichen Faktoren ab:
- Herstellung: An welchem Standort und mithilfe welcher Energieerzeugung findet die Produktion statt?
- CO2-Fußabdruck: Wie viel Strom verbraucht die Wärmepumpe? Wie effizient kann sie arbeiten?
- Herkunft des Stroms: Stammt der Strom für den Betrieb der Wärmepumpe aus erneuerbaren Energien?
- Wartung: Wird die Wärmepumpe regelmäßig gewartet, um die Lebensdauer zu verlängern?
- Kältemittel: Werden umweltfreundliche Kältemittel in der Wärmepumpe verwendet
- Recycling: Wird die Wärmepumpe am Ende ihrer Lebensdauer fachgerecht entsorgt und zu Teilen recycelt?
Um die Nachhaltigkeit von Wärmepumpen zu beurteilen, sehen wir uns also am besten den gesamten Lebenszyklus des Gerätes an – von der Herstellung über den laufenden Betrieb bis hin zum Recycling.
Wie Wärmepumpen hergestellt werden
Moderne Wärmepumpen werden in einem aufwändigen Arbeitsprozess mit mehreren Fertigungsschritten hergestellt. In diesem Punkt unterscheiden sich die Wärmepumpen in puncto Nachhaltigkeit nicht wesentlich von anderen Heizungsanlagen. Die Industrie arbeitet kontinuierlich daran den Produktionsprozess von Wärmepumpen weiter zu verschlanken.
Für die Herstellung von Wärmepumpen werden Rohstoffe wie Kupfer, Stahl und Aluminium abgebaut und weiterverarbeitet. Die Materialien werden von A nach B transportiert und in der Produktionsstätte mit anderen industriell verarbeiteten Stoffen und Bestandteilen zusammengefügt. All das verbraucht Energie und verursacht CO2-Emissionen.
Um die Emissionen bei der Herstellung zu reduzieren, helfen:
- kurze Transportwege zwischen den Produktions- und Abbaustätten,
- die Verwendung recycelter Materialien und
- die Nutzung erneuerbarer Energiequellen für die Produktion
CO2-Fußabdruck von Wärmepumpen
Der CO2-Fußabdruck einer Heizungsanlage im laufenden Betrieb, hängt von der Menge an verbrauchter Energie ab. Während der CO2-Fußabdruck bei der Verbrennung von Heizöl und Erdgas relativ hoch ist, schneiden Wärmepumpen viel besser ab. Um die Wärme aus der Umgebungsluft, dem Grundwasser oder dem Erdreich zum Heizen nutzen zu können, benötigen Wärmepumpen Strom. Das Ziel lautet aus einer KWh Strom möglichst viel Wärme zu erzeugen. Dann läuft eine Wärmepumpe effizient.
Als Richtwert für die Effizienz gilt die Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie misst das Verhältnis von zugeführter Energie (Strom) zu erzeugter Energie (Wärme für Warmwasser und Heizung) unter realen Bedingungen. Ganz grob kann man die Effizienz einer Wärmepumpe wie folgt zusammenfassen: Eine Wärmepumpe mit der JAZ 4 verbraucht einen Teil Strom und erzeugt damit unter Zunahme von Umweltwärme 4 Teile Wärme für Heizung und Warmwasser. Je höher die JAZ, umso mehr Emissionen können mit einer Wärmepumpe beim Heizen vermieden werden.
Grundlagen für den effizienten Wärmepumpen-Betrieb
Um eine möglichst hohe Jahresarbeitszahl zu erreichen, sind laut einer Studie des Borderstep-Instituts verschiedene Faktoren wichtig:
- Die Leistung der Wärmepumpe sollte möglichst passgenau auf das Haus ausgelegt sein. Zu viel Leistung führt zu einer schlechteren Effizienz. Optimalerweise hat das Haus auch einen gewissen Energieeffizienzstandard erfüllen, damit die Wärmepumpe umso nachhaltiger arbeiten kann. Daher kommt die Sanierung eines alten Gebäudes dem Betrieb der Wärmepumpe zugute.
- Ideal sind zudem niedrige Vorlauftemperaturen. Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Heizwassers, das den Heizkörpern oder der Fußbodenheizung zugeführt wird. Flächen- oder Wandheizungen können beispielsweise mit 30 bis 35 Grad Vorlauftemperatur arbeiten, während konventionelle Heizkörper je nach Größe 55 bis 65 Grad Vorlauftemperatur benötigen.
- Wenn die Wärmepumpe ihre Energie aus einer möglichst warmen Quelle bezieht, arbeitet sie ebenfalls effizienter als bei kälteren Umgebungstemperaturen. Die Studie des Borderstep Instituts nennt hier als Beispiel die 10°C warme Erdwärme im Vergleich zu 0°C kalter Außenluft.
Am effizientesten arbeiten entsprechend Grundwasser-Wärmepumpen (Wasser-Wasser-Wärmepumpen). Dann folgen die Erdwärmepumpen (Sole-Wasser-Wärmepumpen) und die Luftwärmepumpen (Luft-Wasser-Wärmepumpen). Die Relevanz dieses Faktors sinkt den Wissenschaftlern zufolge jedoch: Durch den Klimawandel ist mit steigenden Temperaturen zu rechnen, sodass sich der Vorteil der Erdwärmebohrung gegenüber einer Luft-Wärmepumpe über das Jahr gesehen verringern dürfte.
Gut zu wissen: Ein Heizungs-Check führt bei etwa der Hälfte aller Wärmepumpen zu einer deutlichen Verbesserung der Effizienz. Das hat eine Studie der Universität Bamberg und der ETH Zürich ergeben. Deswegen gehören ein hydraulischer Abgleich des Heizsystems und regelmäßige Wartungen der Wärmepumpe zu einem effizienten Betrieb.
Fossilfreier Strom macht Wärmepumpen nachhaltiger
Die Herkunft des verbrauchten Stroms bestimmt ebenfalls die Umweltbilanz einer Wärmepumpe. Am klimafreundlichsten ist eine Kombination aus Photovoltaikanlage und Wärmepumpe. Alternativ können Sie auf zertifizierten Ökostrom zurückzugreifen. Die Wärmepumpentarife von Vattenfall bestehen zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien. Je mehr Strom aus Wind- und Sonnenkraft und anderen erneuerbaren Energien in den allgemeinen Strommix einfließt, desto klimafreundlicher heizt die Wärmepumpe.
Nachhaltigkeit von Kältemitteln in Wärmepumpen
In Wärmepumpen werden verschiedene Kältemittel verwendet. In der Anfangszeit der Wärmepumpe kamen Kältemittel mit einem hohen Erderwärmungspotenzial (GWP) zum Einsatz. Inzwischen setzen sich jedoch moderne natürliche Kältemittel durch, die keine oder nur geringe Auswirkungen auf die Erderwärmung haben. Dazu zählt zum Beispiel Propan (R290), welches in den von Vattenfall angebotenen Wärmepumpen verwendet wird. Solche natürlichen Kältemittel beeinflussen die Umweltbilanz einer Wärmepumpe positiv. Details erfahren Sie in unserem Artikel über umweltfreundliche Kältemittel in Wärmepumpen.
Umweltfreundliches Recycling der Wärmepumpen
Die Nutzungsdauer von Wärmepumpen hat ebenfalls einen Einfluss auf ihre Nachhaltigkeit. Allerdings ist das Thema Lebensdauer laut der Studie des Borderstep-Instituts bisher noch wenig untersucht, da die Wärmepumpe sich erst seit knapp 30 Jahren als Heiztechnik etabliert. Fest steht: Je länger ein Gerät genutzt wird, umso nachhaltiger ist der Materialeinsatz im Produktionsprozess.
Um Wärmepumpen eine lange Lebensdauer zu schenken, sollten Sie das Geräte regelmäßig warten lassen. Im Falle eines Defekts kann eine Fachfirma überprüfen, ob eine Reparatur möglich ist. Sofern sich die Instandsetzung nicht mehr lohnt, kann sie entscheiden, welche Teile sie weiterverwenden können. Sollten Sie sich irgendwann für eine neuere oder andere Heizung entscheiden, ist der Weiterverkauf oder die Spende der alten Wärmepumpe möglich – und eine nachhaltige Option.
Damit das Recyclingverfahren von Wärmepumpen möglichst effektiv und umweltfreundlich ist, muss zunächst das Kältemittel vollständig entfernt und fachgerecht entsorgt werden. Das Trennen der Materialien und die korrekte Zuführung zum Recyclingkreislauf sind weitere Schritte, um die Wärmepumpe umweltschonend zu recyceln.
Vattenfall Fazit
Die Umweltbilanz von Wärmepumpen hängt von vielen Faktoren ab. Auch wenn bei der Herstellung des Geräts ein gewisser CO2-Fußabdruck entsteht, so lässt sich eine Wärmepumpe im Gegensatz zu anderen Heizungsarten mit Strom aus erneuerbaren Energien komplett klimaneutral betreiben. Wenn dann noch ein umweltfreundliches Kältemittel gewählt, die Wärmepumpe regelmäßig gewartet und am Ende ihrer Lebensdauer fachgerecht recycelt wird, ist die Umweltbilanz dieser Art von Heizung sehr gut.
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