Aus systemischer Perspektive erfolgt die Wahl geeigneter Heizungstechnologien für Gebäude im Spannungsfeld zwischen Heizkosten, Infrastrukturkosten und Emissionsminderung. Für Quartiere mit vielen sanierten Gebäuden sind elektrische Wärmepumpen oft wirtschaftlich. Für Quartiere mit vielen unsanierten Gebäuden könnten im betrachtetet Zeitraum hingegen Hybridheizungen, eine Kombination aus Wärmepumpe und Gasbrennwertgerät, eine Alternative sein: Verglichen mit rein elektrischen Wärmepumpen wäre ein geringerer Stromnetzausbau nötig, wobei zwei Drittel der Emissionseinsparungen von Wärmepumpen erreicht werden. Das zeigt eine neue Analyse des EWI, in der Hybridheizungen und Technologien mit nur einem Energieträger in Bezug auf Treibhausgasemissionen, Netzentgelte und Heizkosten verglichen wurden. Außerdem wurde der Trade-Off zwischen den drei Dimensionen für verschiedene Heizungstechnologien betrachtet.
Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) spezifiziert verschiedene Technologien, mit denen der 65%-Anteil erneuerbarer Energien gedeckt werden kann. Eine Analyse des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln (EWI) zeigt Kosten und Klimabilanz von Hybridheizungen, verglichen mit elektrischen Wärmepumpen. Die Analyse bewertet Vorteile und Herausforderungen im Kontext der Wärmewende. Sie wurde gefördert durch die Förderinitiative Wärmewende der Gesellschaft zur Förderung des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln e. V.
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen mit Heizstab deckt die Wärmepumpe einen Großteil der Heizlast. Zu Spitzenlastzeiten ist die Effizienz des Systems durch niedrige Außentemperaturen und den Einsatz des Heizstabs gering. Gleichzeitig ist der Emissionsfaktor des Stroms zu Spitzenlastzeiten in der Regel hoch. Dadurch kann das Wärmepumpensystem in Spitzenlastzeiten mehr Emissionen verursachen als eine Gasheizung. Hybridheizungen kombinieren eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einem Gasbrennwertkessel, der bei Spitzenlasten einspringt.
„Wir vergleichen die durchschnittlichen jährlichen THG-Emissionen und Kosten der Heizungssysteme im Zeitraum 2025 bis 2045 für verschiedene Gebäudetypen“, sagt Michael Moritz, Mitautor der Analyse. „Hybridheizungen könnten die THG-Emissionen in unsanierten Gebäuden im Vergleich zu Gasheizungen halbieren. Wärmepumpen mit Heizstab könnten die Emissionen um rund zwei Drittel senken – begrenzt durch die Emissionsintensität des Stroms. Die Sanierung von Gebäuden hat das größte Einsparpotenzial und könnte die THG-Emissionen um etwa 80 Prozent reduzieren“, sagt Moritz. Diese Zahlen gelten unter der Annahme, dass THG-Emissionen im Stromsektor einer Mengenbegrenzung durch den Emissionshandel unterliegen und Klimaneutralität im Jahr 2045 erreicht wird.
Die Einführung eines zweiten Emissionshandelssystems (ETS2), das auch private Heizemissionen erfasst, könnte die Wirtschaftlichkeit der Technologien beeinflussen. Laut der Analyse würden Wärmepumpen und Hybridheizungen ab einem ETS2-Preis von circa 200 EUR/tCO₂ günstiger als Gasbrennwertheizungen. Auf das Kostenverhältnis zwischen Wärmepumpen und Hybridheizungen hat der ETS2-Preis einen geringeren Einfluss als die Investitions- und Betriebskosten der Heizungen.
Die Wahl der Heizungstechnologie hat Konsequenzen für die notwendige Infrastruktur. Wärmepumpen mit Heizstab erhöhen die Stromnachfrage und die Spitzenleistung, die das Netz bereitstellen muss. Diese Anforderungen könnten vielerorts einen Ausbau der Stromnetze erfordern. Hybridheizungen hingegen nutzen zu Spitzenlastzeiten das Gasnetz. Dies könnte den notwendigen Ausbau des Stromnetzes reduzieren, aber insbesondere bei sinkendem Gasverbrauch zu steigenden Gasnetzentgelten führen. „Die Abhängigkeit der Hybridheizungen von der Gasinfrastruktur stellt langfristig eine Herausforderung dar, da die Fixkosten der Gasnetze auf immer weniger Verbraucher umgelegt werden müssten“, sagt Tobias Leibfritz, Mitautor der Analyse. Hybridheizungen könnten vorwiegend in Quartieren mit hohem Bestand an unsanierten Gebäuden wirtschaftlich sein, wenn dadurch Einsparungen beim Stromnetzausbau gemacht werden können.
In der Analyse ist keine Heizungskonfiguration in allen drei Dimensionen (Infrastrukturkosten, Emissionen und Heizkosten) die beste. Hybridheizungen haben höhere THG-Emissionen als Wärmepumpen mit Heizstab, könnten aber in Quartieren mit vielen unsanierten Gebäuden wirtschaftlich sein, wenn sie den notwendigen Stromnetzausbau reduzieren. In Quartieren mit überwiegend sanierten Gebäuden oder Neubauten scheinen Hybridheizungen weniger interessant. Damit ist die Entscheidung für eine Heizungstechnologie mit einer individuellen Abwägung zwischen Heizkosten, Infrastrukturkosten und Klimaschutz verbunden.
