alle Projekte

Wirtschaftlichkeit von
Wärmepumpen

Auftraggeber

Deutsche Umwelthilfe

Jahr

2023


Unser Auftrag

Nach dem aktuellen Entwurf für die Novelle des Gebäudeenergiegesetzes soll ab dem 1. Januar 2024 jeder neu eingebaute Wärmeerzeuger mit mindestens 65 Prozent erneuerbarer Energie betrieben werden. Im Neubau ist die Wärmepumpe bereits Standard, im Bestand ist der Anteil von Gebäuden mit Wärmepumpen deutlich geringer.

Um Potenziale im Bestand näher zu beleuchten, hat die Deutsche Umwelthilfe (DUH) Prognos damit beauftragt, eine belastbare Zahlenbasis zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen in typischen Bestandsgebäuden zu erstellen, die unterschiedliche Rahmenbedingungen berücksichtigen (Preisniveau, Gebäudetyp etc.). Die in der Berechnung entstandenen Fallbeispiele sind in zwei Papiere der DUH eingeflossen.

Unsere Vorgehensweise

Für die Berechnung der Fallbeispiele erfolgte im ersten Schritt eine Analyse und Festlegung von Endkundenpreisen.

Strom und Erdgas

  • Die Energiepreise für die nahe Zukunft orientieren sich an den Futures (verbindliche Verträge zur Preisabsicherung).
  • Für die weitere Zukunft werden die Importpreise auf Basis des World Energy Outlooks bestimmt.  
  • Daraus werden unter Berücksichtigung der Abgaben und Umlagen Endkundenpreise für private Haushalte erzeugt.  
  • Die Energiepreise haben den Stand Mai 2023 und berücksichtigen die aktuellen Preisentwicklungen und den Strompreisdeckel.  
  • Für die Wärmepumpe wurde der Wärmepumpen-Tarif verwendet, welcher ermäßigte Netzentgelte und geringere Konzessionsabgaben für Wärmepumpen beinhaltet.
  • Der CO2-Preis im Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG) basiert auf dem Projektionsbericht 2021 der Bundesregierung.

Biomethan

  • Zur Erreichung der Klimaziele wurde ein Wechsel von „Nachwachsenden Rohstoffen“ zu „Abfall und Restoffen“ sowie „Gülle“ angenommen. Dies orientiert sich an dem Agora-Szenario Klimaneutrales Deutschland.
  • Die Herstellungspfade über Gülle und Abfall sind deutlich teurer als nachwachsende Rohstoffe. Aufgrund der teureren Substrate steigt der Preis über die Zeit an.

Wasserstoff

  • Es ist die Produktion von grünem Elektrolysewasserstoff unterstellt, der sowohl importiert als auch inländisch hergestellt wird, im Ergebnis ergibt sich ein Mischpreis.
  • Die Parameter folgen bisher einer realistisch optimistischen Einschätzung und beinhalten technologische Lernraten und Skaleneffekte. Der Preis sinkt aufgrund dieser Effekte im Zeitverlauf bis 2050 etwas ab.
  • Da das Startnetz für Wassersoff erst ab 2032 zur Verfügung steht, wird erst ab 2032 von der Verfügbarkeit von Wasserstoff ausgegangen abhängig von der Infrastrukturverfügbarkeit.

Die Berechnungen werden für die drei Zeitpunkte 2023, 2030 und 2040 durchgeführt und die jeweiligen Energiepreise über die Lebenszeit der Anlagen von 15 Jahren hinterlegt. Sämtliche Kosten werden unter Berücksichtigung von Zins (2 Prozent real) und Laufzeit (15 a) abgezinst.

Da der Gebäudebestand in Deutschland sehr vielfältig ist, wurden zwei technische Gebäudevarianten untersucht (ein Einfamilienhaus und ein kleines Mehrfamilienhaus, jeweils teilsaniert), welche sich an der Deutschen Wohngebäudetypologie des Instituts für Wohnen und Umwelt (IWU) orientieren. Diese gewählten Gebäude kommen im deutschen Wohngebäudebestand häufig vor. 

Für die Typgebäude werden je drei Wärmeerzeuger verglichen:  

  • eine Luft-Wasser-Wärmepumpe
  • eine Luft-Wasser-Wärmepumpe in Kombination mit Photovoltaik
  • ein Erdgasbrennwertkessel, als bisherige Referenztechnologie zum Vergleich
  • Biomethankessel: 50 Prozent Beimischung in 2030, 65 Prozent Beimischung in 2035
  • Wasserstoffkessel: 50 Prozent Beimischung in 2035 (bilanziell), 65 Prozent Beimischung in 2035 (nicht bilanziell, da Wasserstoff zu diesem Prozentsatz nicht beigemischt werden kann, kommt dies einer 100-Prozent-Wasserstoffversorgung gleich)

Die nötigen Investitionskosten und Annahmen zu Wartungs- und Betriebskosten wurden unter Sichtung von Studien und eigenen Annahmen hinterlegt. Aufgrund der dynamischen Kostenentwicklung der vergangenen Jahre wurden die Investitionskosten anhand von geeigneten Indizes (insb. Baupreisindex) auf das im Projektverlauf festzulegende Betrachtungsjahr (2023) normiert.

Die Berechnung der Kosten berücksichtigte auch die derzeitige bundesweite Förderung für Wärmepumpen. Für die Jahre 2030 und 2040 wurden bei den Investitionskosten Lernkurven hinterlegt, es wird für die Berechnung davon ausgegangen, dass die Wärmepumpenförderung im Jahr 2030 und 2035 geringer ausfällt und im Jahr 2040 ganz wegfällt. 

Kernergebnisse

Aufgrund der veränderten Energiepreise und weiterhin vorhandenen Förderungen ist die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen in mittelmäßig sanierten Gebäuden im Vergleich zu fossil befeuerten Wärmeerzeugern in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen. Der Wechsel zur Wärmepumpe ist unter den getroffenen Annahmen mittlerweile kostengünstiger als der bloße Austausch eines Gaskessels. Darüber hinaus verbessert sich in diesem Berechnungsszenario die Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe auch in den kommenden Jahren 2030 und 2040. Die verbesserte Wirtschaftlichkeit in den Jahren 2023 und 2040 liegt vor allem daran, dass langfristig von einem Anstieg des Gaspreises aufgrund des steigenden CO2-Preises im Vergleich zum Strompreis ausgegangen wird. Dies deckt sich mit den Preisprognosen in aktuellen Studien wie beispielsweise den Langfristszenarien (Fraunhofer ISI et.al.) oder des Kurzgutachtens zur GEG-Novelle (Ifeu, Prognos et.al. 2021).

Die Ergebnisse des Biomethan- und Wasserstoffkessels zeigt, dass diese Varianten aufgrund der hohen Energiebezugskosten deutlich teurer als eine Wärmepumpe sind. Selbst bei einer anteiligen Beimischung sind die Kosten dieser Varianten, die im GEG-Entwurf als Erfüllungsoptionen vorgesehen sind, etwas doppelt so teurer wie die einer Wärmepumpe.

Links und Downloads

Faktenpapier Wärmepumpe (PDF, DUH)

Kostencheck zur Wärmeversorgung mit Wasserstoff und Biomethan (PDF, DUH)

Mehr zu unserer Arbeit im Bereich Wärme & Energieeffizienz

Projektteam: Nora Langreder (PL), Frederik Lettow, Nils Thamling, Sven Kreidelmeyer, Hans Dambeck

Stand: 13.06.2023

Haben Sie Fragen?

Ihr Kontakt bei Prognos

Nora Langreder

Projektleiterin

Profil ansehen

Nils Thamling

Prinzipal

Profil ansehen

Mehr Studien & Projekte zu diesem Thema

More studies & projects on this topic

Ökonomische Impactanalyse in ausgewählten SDGs

laufend
| Projekt

Ein Stiftungskonzern beauftragte uns, den Einfluss der Stiftungsaktivitäten innerhalb ihrer identifizierten Fokus-SDGs durch ökonomische KPIs sichtbar zu machen.

Gasheizung oder Wärmepumpe: Welche Heizung lohnt sich mehr?

2024
| Expertise

Was kosten Gasheizung und Wärmepumpe langfristig? Wir haben es für einen typischen Wärmebedarf, z. B. eines unsanierten Einfamilienhauses, durchgerechnet. Viel hängt von künftigen Energiepreisen ab – aber nicht alles.

Begleitung der Just Transition Platform

2024
| Projekt

Durch die Just Transition Platform (JTP) unterstützt die EU die Mitgliedstaaten und Regionen beim gerechten Erreichen ihrer Klimaziele. Prognos begleitete die JTP mit fundierten Analysen und Wissensmanagement.

12. Monitoring der Energiewende

2024
| Projekt

Die Energiewende hinkt weiter ihren Zielen hinterher – das zeigt unser 12. Monitoring. Bei zwei von vier Bereichen stehen die Ampeln weiter auf Rot.

Windenergie auf See: Marktentwicklung und regulatorischer Rahmen

2024
| Projekt

Die Ausbauziele für die Offshore-Windenergie in Deutschland wurden 2023 deutlich erhöht. Für das BMWK haben wir die Entwicklungsmöglichkeiten dieser Technologie untersucht.

Technologien der Klimaanpassung aus NRW gehen um die Welt

2024
| Aus dem Projekt

Die Publikation im Rahmen des Netzwerk Klimaanpassung und Unternehmen.NRW beschäftigt sich erstmals mit globalen Handelsverflechtungen von Technologien und Dienstleistungen der Klimaanpassungswirtschaft.

Modellierungsgutachten für die Carbon-Management-Strategie

laufend
| Projekt

Prognos wurde im Februar 2023 von der Deutschen Energie-Agentur (dena) damit

Umsetzung der Klimapfade in Baden-Württemberg

2024
| Projekt

In Baden-Württemberg sollen die Emissionen bis 2030 um weitere 23 Prozent reduziert werden. Prognos untersucht in einem mehrstufigen Konzept die Herausforderungen und Handlungsmöglichkeiten im Rahmen der Transformation.

Alternatives Verkehrsszenario für Deutschland

2024
| Projekt

Umweltorganisationen haben Prognos damit beauftragt, ausgewählte Annahmen der BMDV-Verkehrsprognose so anzupassen, dass sich eine klimafreundliche Verkehrsentwicklung ergibt.

Fortsetzung der Unterstützungsleistungen im Projekt R2K-Klim+

2023
| Aus dem Projekt

Auch in der zweiten Phase begleitet Prognos das Projekt R2K-Klim+. Das Forschungsprojekt thematisiert die Auswirkungen des globalen Klimawandels sowie entsprechende Klimaanpassungsmaßnahmen auf regionaler und kommunaler Ebene.

Über Prognos

Wir geben Orientierung.

Prognos ist eines der ältesten Wirtschaftsforschungsunternehmen Europas. An der Universität Basel gegründet, forschen Prognos-Expertinnen und -Experten seit 1959 für verschiedenste Auftraggeber aus dem öffentlichen und privaten Sektor – politisch unabhängig, wissenschaftlich fundiert.

Mehr erfahren