Der Staat gibt Geld. Sehr viel Geld. „Die För- derung ist jetzt top – bis zu 70 Prozent“, verkündete Robert Habeck, als er im August durch Norddeutschland reiste, um für die „Wärmewende“ zu werben. Wenn man den Förderbescheid vom Staat erst habe, gelte er – unabhängig davon, wer künftig die Regierung stellt. Dennoch warnte der Grünenpolitiker davor, bis zur Bundestagswahl im kommenden Jahr zu warten. „Dann kann es ein böses Erwachen geben.“
Aber warum? Selbst wenn eine künftige Koalition die Förderung wieder zurückschrauben würde, selbst wenn das Heizungsgesetz außer Kraft gesetzt würde, selbst wenn es wieder Frieden mit Russland und einen neuen Gasvertrag gäbe: Würde das an der Präferenz für die Wärmepumpe als Heizsystem etwas ändern? Wohl kaum. Das hat zum einen klimapolitische Gründe: Die Klimakrise geht auch mit einer konservativen Regierung nicht weg. Auch wenn sie so täte, als gäbe es ihn nicht, wird sich der Klimawandel immer wieder mit Naturkatastrophen und Extremwettereignissen zurückmelden und Handlungsbedarf anmelden.
Zum anderen gelten weiterhin die Ziele des Pariser Klimavertrags von 2015, den weltweiten Temperaturanstieg möglichst auf 1,5 Grad Celsius, auf jeden Fall aber auf deutlich unter zwei Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter zu beschränken. Es gelten ebenso die Dekarbonisierungsziele der Europäischen Union und der Bundesregierung: Die Treibhausgas-Emissionen sollen demnach bis 2030 um mindestens 65 Prozent und bis 2040 um mindestens 88 Prozent gegenüber 1990 gesenkt werden. Bis zum Jahr 2045 will Deutschland treibhausgasneutral wirtschaften. Nach dem Jahr 2050 sollen sogar negative Treibhausgas-Emissionen erreicht werden.
Mit Erdöl oder Erdgas ist ist das nicht möglich. Also nicht mit einer Öloder Gasheizung – oder richtig: Nur dann, wenn sie statt mit Erdöl mit Green Fuels oder statt mit Erdgas mit grünen Gasen, etwa Wasserstoff, betrieben würde. Aber das wäre extrem ineffizient: Bei der Umwandlung von Strom in Wasserstoff gehen rund 26 Prozent der Energie verloren, bei Green Fuels sind es noch mehr. Die Wärmepumpe hingegen kann den Strom direkt nutzen. Wenn also jemand von Wasserstoffheizungen spricht, ist das ideologisch bedingt. Technisch wäre es unsinnig.
»Es ist eine reine Kosten-Nutzen-Rechnung«
Und so bleibt die Wärmepumpe das derzeit klimaschonendste Heizgerät, weil es in der Lage ist, Strom aus Erneuerbaren Quellen in Wärme umzuwandeln. Und das sogar mit einem Bonus: Denn im Gegensatz zu einer reinen Elektroheizung, die Strom direkt in Wärme umwandelt, ist die Wärmepumpe in der Lage, aus ihrer Umgebung Energie zu beziehen und sie der elektrischen Energie hinzuzufügen. Das Prinzip der Wärmepumpe ähnelt dem eines Kühlschranks, nur umgekehrt. Während ein Kühlschrank dem Innenraum Wärmeenergie entzieht und diese nach außen leitet, macht eine Wärmepumpe das Gegenteil. Eine klassische Wärmepumpe entzieht der Luft außerhalb des Gebäudes Wärmeenergie und macht sie für die Beheizung des Innenbereichs nutzbar. Neben der Außenluft ist eine Wärmepumpe in der Lage, auch andere Wärmequellen anzuzapfen, etwa Wärmeenergie aus dem Grundwasser oder dem Erdreich in der Tiefe.
Drei technische Komponenten müssen zusammenspielen, damit die Wärmepumpe ein Gebäude beheizen kann: Zum einen ist das die sogenannte, Wärmequellenanlage, also das Gerät, das der Umgebung die Energie entzieht. Dann kommt das Herzstück, die eigentliche Wärmepumpe. Sie macht die Umweltwärme nutzbar. Und die dritte Komponente gibt es in jedem Heizungssystem, nämlich das Speichersystem und die Wärmeverteilung.
Nur im Zusammenspiel ermöglichen die Bestandteile einer Wärmepumpe die Nutzung von Umweltenergie. Der Prozess beginnt mit der Wärmequellenanlage. Die handelsübliche Luft-Wasser-Wärmepumpe saugt die Außenluft über einen Ventilator an. Diese Luft gelangt zur eigentlichen Wärmepumpe. Die hebt in einem sogenannten Kältekreisprozess das Temperaturniveau an. Anschließend wird die Heizwärme auf das Verteilsystem aus Fußbodenheizung oder Heizkörper übertragen oder in einem Puffer- oder Warmwasserspeicher gespeichert.
Weil die Temperatur der gewonnenen Wärme in der Regel nicht ausreicht, um ein Gebäude oder das Warmwasser zu erwärmen, ist bei der Funktionsweise der Wärmepumpe ein thermodynamischer Prozess notwendig. Der beginnt mit dem Verdampfen: Am Verdampfer geht die Umweltwärme auf ein flüssiges Kältemittel über, das aufgrund seiner Eigenschaften schon bei niedrigen Temperaturen verdampft. Ein strombetriebener Kompressor, der als Verdichter bezeichnet wird, saugt den Kältemitteldampf an und presst diesen zusammen. Durch den Druckanstieg erhöht sich auch die Temperatur. Beobachten lässt sich das Prinzip nicht nur bei der Funktion der Wärmepumpe. Wird bei einer Fahrradluftpumpe die Öffnung zugehalten und die Luft zusammengedrückt, erwärmt sich der Zylinder der Luftpumpe. Am Verflüssiger wird die Wärme des heißen Kältemitteldampfes auf das Wärmeverteilsystem übertragen. Da das Kältemittel Energie abgibt, kühlt es sich ab. Das sogenannte Expansions- oder Entspannungsventil reduziert den Druck des Kältemittels. Dadurch geht es wieder in seinen Ausgangszustand über und der Wärmepumpenprozess kann von Neuem beginnen. Das Prinzip kann man zum Beispiel auch bei einer Flüssiggasflasche beobachten. Wird das Ventil geöffnet, kann es selbst im Sommer zur Eisbildung an dem Ventil kommen.
Bei der Wärmepumpe wird also mechanische Arbeit in Form von Kompression und Expansion genutzt, um thermische Energie zu gewinnen. Diese mechanische Arbeit erzeugt Geräusche: Zum einen ist das bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe der Ventilator. Zum anderen entstehen hörbare Luftbewegungen. Auch der Lüftermotor und der elektrische Kompressor (Verdichter) erzeugen Geräusche. Beim Anlaufen einer Wärmepumpe können die Geräusche lauter sein. Ebenso beim sogenannten Abtauen: Sinkt die Temperatur beim Verdampfen unter den Taupunkt der Luft, kann sie vereisen. Um diese Vereisung zu lösen, verfügen moderne Wärmepumpen über Abtauprogramme, die ein Rauschen verursachen können. Die Lautstärke von Luft-Wärmepumpen soll laut Herstellerangaben 60 Dezibel nicht überschreiten. Demgegenüber gilt die Lautstärke von Erdwärmepumpen und Wasserwärmepumpen als vernachlässigbar. Dennoch sollte bei der Aufstellung einer Wärmepumpe der Ort gut überlegt werden.
»Die Wärmepumpe funktioniert auch im Winter bei niedrigen Außentemperaturen.«
Damit die Wärmepumpe ihre Funktion erfüllen kann, ist ein Kältemittel notwendig. Wärmepumpen der neuesten Generation – etwa die des Herstellers Viessmann – nutzen das natürliche Kältemittel Propan.. Wichtiges Merkmal ist der tiefe Siedepunkt, durch den die Flüssigkeit schon bei niedrigen Temperaturen von dem flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Dafür reichen sogar Temperaturen von minus 20 Grad Celsius aus. Deshalb funktioniert die Wärmepumpe auch im Winter bei niedrigen Außentemperaturen.