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Wärmepumpen für Einfamilienhäuser im Bestand – ökologische und ökonomische Auswirkungen

Broszies, Tanja / Stuht, Lena / Vogdt, Frank U.

Zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im deutschen Gebäudesektor wurde zum 1. Januar 2024 das Gebäudeenergiegesetz novelliert, welches seitdem vorschreibt, dass neu eingebaute Heizerzeuger zu mindestens 65 % mit erneuerbaren Energien betrieben werden müssen. In neuen Einfamilienhäusern ist die Wärmepumpe bereits eine Standardlösung, aber auch in Bestandsgebäuden gilt sie als vielversprechend. Inwiefern ein Wechsel vom aktuell häufig verbauten Gasbrennwertkessel zur Wärmepumpe ökologisch aber auch ökonomisch vorteilhaft ist, wurde anhand eines exemplarischen Einfamilienhauses untersucht. Hierfür wurden mittels einer Heizlastberechnung, einer energetischen Bilanzierung und einer Dimensionierung der Anlagenkomponenten für verschiedene Heiztechnikvarianten, Gebäudedämmstandards und Energiepreisentwicklungen eine Ökobilanz und Lebenszykluskostenrechnung erstellt. Es wird bei den Treibhausgasemissionen und dem nichterneuerbaren Primärenergieverbrauch eine eindeutige Vorteilhaftigkeit der Wärmepumpe festgestellt. Bei den weiteren Umwelteffekten wie beispielsweise Eutrophierung und Ozonschichtabbau schneiden je nach Variante Gasbrennwertkessel oder Wärmepumpe besser ab. Trotz der geringeren absoluten Energiekosten in Folge des gesunkenen Verbrauchs der Wärmepumpe können die hohen Anschaffungskosten nicht ausgeglichen werden, sodass der Gasbrennwertkessel für das betrachtete Gebäude stets die wirtschaftlichere Alternative bleibt.

Heat pumps for existing single‐family homes – ecological and economic implications

To reduce greenhouse gas emissions in the German building sector, the Building Energy Act was amended on January 1, 2024, which stipulates that newly installed heat generators must be powered by at least 65 % renewable energy. Heat pumps are already a standard solution in new single‐family homes, but they are also considered promising in existing buildings. The potential ecological and economic benefits of replacing the currently prevalent gas condensing boiler with a heat pump were investigated using an exemplary single‐family home. For this purpose, a life cycle assessment and life cycle cost calculation were prepared using a heat load calculation, an energy balance and a dimensioning of the system components for different heating technology variants, building insulation standards and energy price developments. In terms of greenhouse gas emissions and non‐renewable primary energy consumption, the heat pump is clearly advantageous. Regarding the other environmental effects, such as eutrophication and ozone layer depletion, the performance of gas condensing boilers and heat pumps varies depending on the variant in question. Despite the lower absolute energy costs resulting from the reduced consumption of the heat pump, the high production costs cannot be offset, meaning that the gas condensing boiler always remains the more economical alternative for the building under consideration.