Wirtschaftlichkeit von
Wärmepumpen

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