Die Beliebtheit von Wärmepumpen nimmt zu, doch die Kosten und die sich weiterentwickelnde Technologie bleiben Hindernisse

Valeria Silva (links) und Edwin Caro von GreenSavers arbeiten am 24. Mai 2023 an der Installation eines Wärmepumpensystems in einem Haus im Nordwesten von Portland. Wärmepumpeninstallationen sind im Nordwesten aufgrund ihrer Energieeffizienz und Klimavorteile auf dem Vormarsch. Dave Killen / Der Oregonianer

Als Jack Schniepps Heizung in diesem Winter in seinem zweistöckigen Haus in Bend ausfiel, beschlossen er und seine Frau, sie auszureißen und durch eine Wärmepumpe zu ersetzen.

„Wir wollten es aus klimatischen Gründen tun, um von der Nutzung von Erdgas wegzukommen“, sagte Schniepp. „Ich denke, es ist das Richtige.“

Sie hatten auch einen Gasgeruch in ihrem Haus, und obwohl die Gasgesellschaft ihnen versicherte, dass es sich nicht um ein Leck handelte, wollten sie mit zwei Kindern zu Hause kein Risiko eingehen.

Auch wenn der Preis nicht gerade günstig war – 18.500 US-Dollar für eine kanalisierte Kaltklima-Wärmepumpe und eine Aufrüstung der Schalttafel nach einem staatlichen Rabatt von 1.500 US-Dollar – war er nur ein paar Tausend mehr als ein neuer High-End-Gasofen und ersetzte auch die alternde Luft im Haus Conditioner.

Wärmepumpen sind plötzlich in aller Munde. Befürworter preisen ihre Energieeffizienz und ihre Fähigkeit, die Stromrechnungen zu senken. Die Bundesregierung und der Bundesstaat Oregon setzen auf eine rasche Umsetzung, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Auswirkungen von Hitzewellen abzumildern. Und lokale und bundesstaatliche Anreize werden eingeführt, um die Einführung von Wärmepumpen erschwinglicher zu machen.

Trotz aller Fanfare wird der Übergang zu Wärmepumpen alles andere als einfach sein.

The Oregonian/OregonLive interviewte Elektrifizierungsbegeisterte, HVAC-Installateure, Energieexperten und mehr als ein Dutzend Familien im ganzen Bundesstaat, die kürzlich Wärmepumpen installiert haben. Die überwiegende Mehrheit der Familien entfernte ihre Gasöfen und trennte ihre Gasleitungen, einige hielten jedoch einen Gasofen oder einen Kamin als Ersatzwärmequelle bereit.

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Während viele die unzähligen Vorteile von Wärmepumpen lobten, betonten viele, dass ihr hoher Preis von 10.000 bis 20.000 US-Dollar, die Verzögerung bei der Verfügbarkeit staatlicher Rabatte sowie der Mangel an Know-how und Arbeitskräftemangel in der Branche Hindernisse für eine schnelle, flächendeckende Einführung darstellen könnten.

Schniepp hofft, dass die hohe Effizienz seiner Wärmepumpe die höheren Kosten mit der Zeit ausgleichen wird. Doch die größte Sorge der Familie ist: Funktioniert es gut genug, wenn es kalt wird?

„Wir waren definitiv über Nacht im Teenageralter und dafür war es in Ordnung“, sagte er. Da die Wärmepumpe im März installiert wurde, müssen sie bis zum nächsten Winter warten, um es wirklich herauszufinden.

Wie gefragt sind sie?

Wärmepumpen sind nicht neu. Sie sind in Asien allgegenwärtig und haben in Europa gerade ein Rekordjahr erlebt. Sie werden seit Jahrzehnten im amerikanischen Süden installiert, weil sie energieeffizienter als Klimaanlagen sind und in milden Wintern für Wärme sorgen.

Mittlerweile fassen sie überall in den USA Fuß. Letztes Jahr kauften die Amerikaner erstmals mehr Wärmepumpen als Gasöfen. Und im Nordwesten sind die Installationen von Wärmepumpen mittlerweile gleichauf mit denen von Gasöfen.

Wärmepumpen ersetzen Klimaanlagen immer noch nicht annähernd, obwohl sich das in den kommenden Jahren ändern könnte, sagen Experten.

Örtliche HVAC-Installateure sagen, dass das Interesse an Wärmepumpen erstmals im Jahr 2019 begann, als Berkeley, Kalifornien, als erste Stadt an der Westküste Erdgas in Neubauten verbot. Andere Städte folgten – darunter auch Eugene Anfang des Jahres, obwohl dort nun eine stadtweite Abstimmung geplant ist.

Und im vergangenen August verabschiedete der Kongress den Inflation Reduction Act, einen Gesetzentwurf, der massive Anreize bietet, den Übergang zu sauberer Energie, unter anderem durch Wärmepumpen, zu beschleunigen.

Lesen Sie: Eine Wärmepumpe kaufen? Hier finden Sie finanzielle Hilfe.

Oregon hat – anders als das benachbarte Washington – kein Mandat, die Einführung von Wärmepumpen in neuen oder bestehenden Gebäuden vorzuschreiben, obwohl Gebäude nach dem Verkehr die zweitgrößte Quelle der Klimaverschmutzung in Oregon sind. Staatsbeamte hoffen, dass Entwickler und Hausbesitzer Wärmepumpen freiwillig einführen, was durch Steuersenkungen und -nachlässe auf Bundes- und Landesebene veranlasst wird – und offenbar gehen einige diesen Weg.

„Früher musste ich den Leuten das Thema Wärmepumpe nahebringen. Dieses Jahr … wollen sie von Anfang an etwas über Wärmepumpen wissen“, sagte Zachary Turner, Schätzer bei Climate Control, einem in Portland ansässigen Heizungs- und Klimaanlagenunternehmen.

Brad Twiss, ein Immobilienmakler aus Portland, bemerkte einen ähnlichen Trend bei Hauskäufern. Früher hätten sich die meisten entweder nicht um Heizsysteme gekümmert oder sich gezielt ein Haus mit einem Erdgasofen und einem Gasherd angeschafft, sagte er.

„Ich stehe jetzt in Häusern, die schöne, teure Gasherde haben, und die Kunden fragen sich: ‚Wie schwierig wäre es, hier einen Induktionsherd einzubauen?‘ Und die Leute fragen: ‚Kann ich hier eine Wärmepumpe installieren?‘“, sagte Twiss.

Edwin Caro von GreenSavers arbeitet am Mittwoch, 24. Mai 2023, an der Installation eines Wärmepumpensystems in einem Haus im Nordwesten von Portland. Dave Killen / The Oregonian

WIE FUNKTIONIEREN WÄRMEPUMPEN?

Der Name „Wärmepumpe“ ist eine Fehlbezeichnung, da die Maschine Strom und ein Kältemittel verwendet, um sowohl zu heizen als auch zu kühlen.

Luftwärmepumpen – die beliebtesten und im Mittelpunkt dieser Geschichte stehenden – liefern Wärme, indem sie sie der Außenluft entziehen und in das Innere des Hauses übertragen. Zum Kühlen gehen sie den umgekehrten Weg, indem sie die Wärme vom Inneren eines Hauses nach außen transportieren.

Da Wärmepumpen bereits vorhandene Wärme nutzen und diese einfach bewegen – oder „pumpen“ – anstatt sie zu erzeugen, sind Wärmepumpen energieeffizienter als Öfen. Und obwohl sie auf der gleichen Technologie wie Klimaanlagen basieren, haben Wärmepumpen höhere Effizienzstandards und sind daher energieeffizienter als die meisten Klimaanlagen. Sie können auch Wärme liefern, was Klimaanlagen nicht leisten können.

Unter idealen Bedingungen kann eine effiziente Wärmepumpe 300 % mehr Energie übertragen, als sie an Strom verbraucht, verglichen mit einem neuen Gasofen mit 95 % Effizienz.

Weniger verbrauchte Energie bedeutet niedrigere Rechnungen und eine geringere Belastung des Stromnetzes der Region.

WELCHE ART SOLL ICH BEKOMMEN?

Eine Einheitslösung gibt es nicht für alle und die Technologie entwickelt sich schnell weiter.

Das Design variiert von Haus zu Haus erheblich, ebenso wie der Preis. Hausbesitzer können aus einer Vielzahl von Typen, Marken, Modellen und Konfigurationen wählen.

Wärmepumpen sind in der Regel kanalgebunden oder kanallos – und die beiden Systeme können auch zusammen in einem Haus verwendet werden. Wenn Sie Mieter sind oder Ihren Erdgasverbrauch reduzieren möchten, stehen tragbare Wärmepumpen zur Verfügung.

Lesen Sie: Wärmepumpen-Glossar

Am wichtigsten ist vielleicht die Wahl des richtigen Kompressors, der sich auf den Heizkomfort, die Energieeffizienz und die Stromrechnung auswirkt.

Einstufige Wärmepumpen sind zwar günstig, können aber nur auf Hochtouren laufen und verbrauchen viel Energie. Zweistufige Wärmepumpen sind zwar etwas teurer, aber energieeffizienter.

Wärmepumpen mit variabler Kapazität bieten, ähnlich wie Fahrräder mit mehreren Geschwindigkeiten, eine stufenlose Anpassung, was sich in höherer Effizienz, konstanten Temperaturen und einem leiseren System niederschlägt – aber sie haben auch die höchsten Vorlaufkosten.

Auch die Größe der Wärmepumpe ist entscheidend: Sie muss groß genug sein, um das Haus mit ausreichend Wärme und Kälte zu versorgen. Ein Bauunternehmer kann dabei helfen, die richtige Dimensionierung basierend auf der Quadratmeterzahl des Hauses, der Isolierung, der Zugluft sowie dem Klima und anderen Faktoren zu ermitteln.

Wärmepumpen sind teuer – sie kosten oft 10.000 bis 20.000 US-Dollar, abhängig von der Größe Ihres Hauses, normalerweise mehrere tausend US-Dollar mehr als ein hocheffizienter Gasofen. Und viele Hausbesitzer sind überrascht, dass sie nicht nur ein Heiz-/Kühlgerät austauschen, sondern mit zusätzlichen Modernisierungen konfrontiert werden.

Ältere Häuser, in denen es oft zugig ist, benötigen möglicherweise eine Isolierung oder neue Fenster, damit die Wärmepumpen effektiv funktionieren. In Häusern mit schlechter Isolierung können Zugluft und kalte Stellen stärker auffallen, da Wärmepumpen nicht wie Öfen heiße Luft ausstoßen, sondern sanfter und gleichmäßiger heizen.

Ältere Häuser benötigen möglicherweise auch eine Modernisierung der Schalttafel und eine neue Verkabelung – alles kann sich auf Tausende von Dollar summieren. (Eine neue Technologie namens Circuit Sharing oder Load Sharing bietet möglicherweise einen Workaround für kostspielige Panel-Upgrades.)

HEIZEN SIE WIRKLICH?

Die Skepsis gegenüber der Heizfähigkeit von Wärmepumpen sorgt weiterhin für Verwirrung – und das aus gutem Grund.

Die ältere Generation erinnere sich noch daran, dass Wärmepumpen bei sinkenden Temperaturen nicht funktionierten, sagte Twiss, der Immobilienmakler.

Während die heutigen Wärmepumpen effizienter sind, haben die auf dem Markt drängenden Standard-Wärmepumpen immer noch Probleme, wenn die Außentemperaturen unter 30 oder 40 Grad sinken, sagte Craig Aaker, Geschäftsführer von GreenSavers, einem Unternehmen für Energieeffizienz bei Eigenheimen, das in Bend und Portland tätig ist.

Aus diesem Grund berichten einige Hausbesitzer, die Wärmepumpen installiert haben, dass sie im Winter frieren.

Das ist auch der Grund, warum einige HVAC-Unternehmen sagen, dass Wärmepumpen nicht ausreichend Wärme liefern, und deshalb Dual-Brennstoff-Systeme fördern – in Oregon sind das typischerweise Wärmepumpen, die mit Erdgasöfen gekoppelt sind. Andere Installateure installieren regelmäßig elektrische Widerstandsheizbänder im Luftbehandlungsgerät der Wärmepumpe, um als Notheizung zu fungieren, wenn die Außenluft kalt wird – obwohl sie viel weniger energieeffizient sind.

Wärmepumpen für kaltes Klima – auch Wärmepumpen mit erweiterter Kapazität oder Hyperwärmepumpen genannt – sind der Goldstandard, am effizientesten, aber auch am teuersten. Sie leiten die Wärme außergewöhnlich gut ab, selbst wenn die Temperatur je nach Modell minus 5 bis minus 12 Grad beträgt, und verfügen über eine Abtaufunktion für den Betrieb bei eisigem Wetter – allerdings werden sie mit sinkenden Temperaturen weniger effizient.

Und während viele Standard-Wärmepumpen mit Heizstreifen ausgestattet sind, benötigen Kaltklima-Wärmepumpen im Allgemeinen weder diese Streifen noch eine andere Ersatzwärmequelle – mit wenigen Ausnahmen.

„Sie zahlen mehr im Voraus, aber Ihre Heizkosten werden noch niedriger sein“, sagte Brian Stewart, Mitbegründer von Electrify Now, über Kaltklima-Wärmepumpen. „Weil diese Dinge einfach unglaublich effizient sind.“ Seine von Freiwilligen geführte Organisation fördert die Förderung der Elektrifizierung in Oregon.

Ein Kaltklima-Wärmepumpenkompressor wird vor dem Haus von Joe Hoffbeck in Bethany, einer nicht rechtsfähigen Gemeinde in der Nähe von Portland, Oregon, installiert. Kaltklima-Wärmepumpen bleiben auch dann effizient, wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen. Sean Meagher/The Oregonian

Norwegen, Schweden und Finnland, europäische Länder, die für ihre langen und kalten Winter bekannt sind, sind führend bei der Installation von Wärmepumpen. Und Maine – ein Bundesstaat, in dem es brutal kalt sein kann – hat jetzt eine der höchsten Pro-Kopf-Wärmepumpen-Einsatzquoten in den USA. Eine letztes Jahr in Maine durchgeführte Studie ergab, dass der Ersatz von Heizsystemen durch Wärmepumpen kosteneffektiv und komfortabel sein kann und erfordert in den meisten Fällen keine Ersatzheizung.

Die meisten der in Maine für Wärmepumpen angebotenen Rabatte gehen an kanallose Kaltklima-Wärmepumpen ohne integrierte Heizstreifen, sagte Kate Rankin, eine Sprecherin von Efficiency Maine, einer quasi-staatlichen Agentur, die die Rabatte verwaltet.

Experten sagen, dass Sie mit der Installation einer Standard-Wärmepumpe in Portland immer noch durchkommen können – vor allem, wenn es sich um ein effizienteres Modell handelt –, aber Sie benötigen möglicherweise ein Backup-System, es sei denn, es macht Ihnen nichts aus, ein paar Tage im Jahr kälter zu sein.

Aber wenn Sie in Portland eine Kaltklima-Wärmepumpe installieren – was Aaker mit GreenSavers allen seinen Kunden empfiehlt –, brauchen Sie keinen Ersatzofen oder Heizbänder – selbst in einem großen Haus, sagte er.

In jedem Fall hilft eine gute Isolierung. Aakers Unternehmen installiert häufig zusätzliche Isolierungen und luftdichte Häuser, um sie energieeffizienter zu machen und die Wärmebelastung zu senken.

In kälteren Teilen des Staates sollten Sie sich auf jeden Fall für eine Kaltklima-Wärmepumpe entscheiden, sagte Aaker. Und selbst dann benötigen Sie möglicherweise Ersatzheizbänder, wenn Sie ein großes, weitläufiges Haus haben oder keine gute Isolierung haben, sagte er. Tatsächlich erfordert die Stadtordnung eine Ersatzheizung in Bend (wahrscheinlich aufgrund der in der Vergangenheit schwachen Heizleistung der Wärmepumpen).

Wie finde ich Installateure?

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass viele HVAC-Installateure im pazifischen Nordwesten, wo Wärmepumpen nicht so verbreitet sind, sich möglicherweise nicht gut mit der Wärmepumpentechnologie auskennen oder sich nicht für sie begeistern, so Hausbesitzer, HVAC-Fachleute und Befürworter der Elektrifizierung.

Da die Installationskompetenz unterschiedlich ist, ist es wichtig, mehrere HVAC-Unternehmen aufzusuchen, mehrere Angebote einzuholen und Vertriebsmitarbeiter zu finden, die sich mit Wärmepumpen auskennen, sagte Stewart von Electrify Now. Die Organisation bietet ein Netzwerk von Installateuren und schlägt Fragen vor, die man einem Installateur stellen kann.

Wenn Sie ein Heimwerker sind, können Sie eine Wärmepumpe auch selbst installieren.

Anschauen: Heimwerker, hier erfahren Sie, wie Sie Ihre eigene Wärmepumpe installieren

Andernfalls müssen Sie möglicherweise in der Schlange auf den richtigen Auftragnehmer warten. Es bestehe bereits ein Mangel an HVAC-Arbeitskräften und der Mangel an kompetenten Wärmepumpeninstallateuren, um den wachsenden Bedarf zu decken, sei eine große Herausforderung, sagte Aaker, der Geschäftsführer von GreenSavers.

„Wenn man sich die Ziele für die Einführung von Wärmepumpen in Kalifornien, Oregon und Washington in den nächsten sechs Jahren ansieht, sind wir als Branche bei weitem nicht in der Lage, die Kapazitäten zu erreichen, die wir benötigen, um den von uns geforderten Wandel herbeizuführen“, Aaker sagte.

Edwin Caro von GreenSavers arbeitet am 24. Mai 2023 an der Installation eines Wärmepumpensystems in einem Haus im Nordwesten von Portland. Wärmepumpen werden immer beliebter, aber es mangelt an kompetenten Installateuren, um die wachsende Nachfrage zu decken. Dave Killen / Der Oregonianer

SIND SIE WIRKLICH SO EFFIZIENT?

Stewart von Electrify Now sagte, dass es einer positiveren Botschaft über deren Nutzen für den Planeten und den Geldbeutel nach der Vorabinvestition bedarf, um mehr Oregoner davon zu überzeugen, auf Wärmepumpen umzusteigen.

Er warnte jedoch davor, dass ein übermäßiger Verkauf der Effizienz von Wärmepumpen nach hinten losgehen könne. Sie sind möglicherweise energieeffizienter als andere Heiz- und Kühlsysteme, aber ihre tatsächliche Effizienz ist geringer als angegeben, und der Wechsel zu einer Wärmepumpe wird nur für einige Haushalte zu erheblichen Energie- und Kosteneinsparungen führen.

Wer von einem Ölofen, Elektroofen oder Fußbodenheizungen oder von einem sehr alten Gasofen umsteigt, wird deutlich niedrigere Rechnungen erhalten, ebenso wie der Umstieg von einem normalen Warmwasserbereiter auf einen Warmwasserbereiter mit Wärmepumpe.

Familien, die einen neueren Gasofen ausbauen, um ihn durch eine Wärmepumpe zu ersetzen, werden keinen großen Unterschied in ihren Rechnungen feststellen, sagte er. Tatsächlich könnten ihre Betriebskosten steigen, wenn sie vorher nicht über eine Klimaanlage verfügten. Denn obwohl eine Wärmepumpe effizienter ist als ein Gasofen, ist der Preis für Gas immer noch niedriger als der für Strom.

Dennoch lohnt sich der Wechsel auf lange Sicht, sagte Stewart, da die Gaspreise wahrscheinlich in die Höhe schießen werden, da die Elektrifizierungsbemühungen zunehmen und Erdgasunternehmen weniger Privatkunden haben, die ihre Kosten decken können.

Umweltnachteile?

Wärmepumpen – so viele Klimalösungen – sind nicht perfekt.

Genau wie Klimaanlagen verwenden Wärmepumpen derzeit ein chemisches Kältemittel namens Fluorkohlenwasserstoff (HFC) 410a, das über einen Zeitraum von 20 Jahren 4.260-mal stärker als Treibhausgas wirkt als Kohlendioxid.

Dieses Kältemittel entweicht im Laufe der Lebensdauer einer Wärmepumpe langsam in die Atmosphäre – obwohl die meisten Emissionen am Ende ihrer Lebensdauer entstehen, wenn das verbleibende Kältemittel nicht ordnungsgemäß entsorgt wird. Während strenge Vorschriften von HVAC-Fachleuten verlangen, das Kältemittel zu sammeln und zurückzugewinnen, werden diese Regeln in Wirklichkeit allzu oft nicht befolgt, erklärten mehrere Installateure gegenüber The Oregonian/OregonLive.

Dennoch weisen Umwelt- und Elektrifizierungsbefürworter darauf hin, dass die von Wärmepumpen freigesetzten Emissionen im Vergleich zu denen, die ein erdgasbetriebener Ofen im Laufe seiner Lebensdauer erzeugt, in der Größenordnung verblassen.

Und neu genehmigte Sicherheitsstandards werden Gerätehersteller dazu verpflichten, stattdessen Kohlenwasserstoff-Kältemittel wie Propan und Isobutan zu verwenden, die eine viel geringere Auswirkung auf das Klima haben – obwohl es wahrscheinlich noch mehrere Jahre dauern wird, bis die neuen Standards in Kraft treten.

Ein weiterer Nachteil, zumindest vorerst: Oregons Stromnetz ist immer noch nicht sauber. Bis zum Jahr 2040, wenn das Stromnetz auf fossile Brennstoffe verzichten soll, werden Wärmepumpen zu einem kleinen Teil mit Strom aus Erdgas und Kohle betrieben.

Auch die weit verbreitete Einführung von Wärmepumpen – neben anderen Elektrifizierungsbemühungen – könnte das Netz zusätzlich belasten. Um den steigenden Bedarf zu decken, müssen Energieversorger enorme – und teure – Mengen an erneuerbaren Energien und Speicherkapazitäten hinzufügen und neue Stromleitungen bauen, ein Prozess, der Jahre dauern kann.

Aber die Belastung ist möglicherweise nicht so groß, wie manche befürchten.

Denn der Übergang zu Wärmepumpen markiert nicht nur eine Abkehr von Erdgasöfen, sondern auch eine Abkehr von ineffizienten elektrischen Widerstandsheizungen.

Eine Studie des Beratungsunternehmens Synapse Energy Economics aus dem Jahr 2022, die vom gemeinnützigen Sierra Club in Auftrag gegeben wurde, ergab, dass der Stromverbrauch im Wohnsektor Oregons aufgrund der weit verbreiteten Einführung von Wärmepumpen tatsächlich sinken könnte, was hauptsächlich auf die Umstellung von ineffizienter Widerstandsheizung auf Wärmepumpen zurückzuführen ist.

– Gosia Wozniacka; [email protected]; @gosiawozniacka

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