CO2 pro kWh: Wie klimafreundlich sind Wärmepumpen?

Wärmepumpen gelten als Wundermittel der Energiewende. Aber wie klimafreundlich sind die elektrischen Heizungen eigentlich?

Wärmepumpen sollen eine klimafreundliche Alternative zu Öl- und Gasheizungen sein.

Mit dem Gebäudeenergiegesetz soll ihnen zum Durchbruch verholfen werden, trotz hoher Kosten.

Aber wie sinnvoll sind die elektrischen Heizungen als Klimaschutzmaßnahme?

Die Antwort überrascht: Vor dem Kohleausstieg sparen Wärmepumpen gar kein CO2 gegenüber Erdgas.

Warum werden sie dann so gehyped?

Wie viel CO2 stoßen Gasheizung, Ölheizung & Wärmepumpe aus?

CO2-Emissionen von Wärmepumpe und Brennwertheizung im Vergleich:

  • 480 gCO2/kWhth Brennwertheizung (Holzpellets)
  • 450 gCO2/kWhth Brennwertheizung (Heizöl)
  • 300 gCO2/kWhth Luft-Wärmepumpe (Marginalstrom)
  • 264 gCO2/kWhth Brennwertheizung (Erdgas)
  • 220 gCO2/kWhth Luft-Wärmepumpe (Erdgas)
  • 150 gCO2/kWhth Luft-Wärmepumpe (Strommix)

CO2-Emissionen im Betrieb, ohne Lebenszyklus

Diese Zahlen ergeben sich aus dem Wirkungsgrad und den lokalen CO2-Intensitäten in Deutschland in Dreisatzrechnung.123 Die Zahlen für den gesamten Lebenszyklus unterscheiden sich kaum, solange sie von den Betriebs-Emissionen dominiert werden.

Ob eine elektrische Luft-Wärmepumpe klimafreundlich ist, hängt hauptsächlich von der CO2-Intensität der zum Heizen verbrauchten Elektrizität ab. Bei dreckigem Strom ist eine mit Erdgas betriebene Heizung besser fürs Klima.

Weil Deutschland (viel Kohle) sehr klimaschädlichen Strom erzeugt, sind die CO2-Emissionen der Wärmepumpe bei uns recht hoch. Die CO2-Intensität ist in Ländern wie Frankreich (viel Kernkraft) oder Norwegen (viel Wasserkraft) deutlich besser.

Nach dem realistischen Marginalstrom-Ansatz stoßen elektrische Wärmepumpen in Deutschland mehr CO2 aus als Gas-Brennwertheizungen. Den Strommix anzusetzen ist Schönrechnerei durch Doppelzählung.

CO2-Intensität Wärmepumpe: Marginalstrom vs Strommix

Beim verwendeten Strom lässt sich die Klimabilanz von Wärmepumpen schön oder schlecht rechnen:

  • ~1200 gCO2/kWh CO2-Intensität von deutscher Braunkohle: Wärmepumpen-Gegner rechnen unaufrichtig so als ob Wärmepumpen mit Braunkohle betrieben werden.
  • ~ 450 gCO2/kWh CO2-Intensität vom deutschen Jahresmittel: Wärmepumpen-Fans rechnen ebenso verlogen mit dem Durchschnitts-Strommix in Deutschland.
  • ~ 800 gCO2/kWh CO2-Intensität vom deutschen Marginalstrom: Die Wahrheit liegt dazwischen.

Die klimafreundlichen Erzeuger Wind, Solar, Wasserkraft und Kernkraft liefern grundsätzlich so viel sie können. Auf eine Veränderung des Verbrauchs müssen deshalb klimaschädliche fossile Kraftwerke reagieren.

Stell dir vor, Emma hat eine Hybridheizung mit elektrischer Wärmepumpe und Gas-Brennwertkessel. Wenn sie an einem Heiztag die Wärmepumpe abschaltet und nur mit Erdgas heizt, dann kann ein Kohlekraftwerk oder Gaskraftwerk die Leistung drosseln.

Selbst wenn Emma eine eigene Solaranlage auf dem Dach installiert hat, ändert das nichts. Es ist klimafreundlicher, mit dem Solarstrom fossilen Strom aus dem Netz zu verdrängen, statt damit zu heizen.

Deshalb ist es falsch den Durchschnittsstrom anzusetzen. Damit zählt man klimafreundlichen Strom doppelt. Braunkohle, Steinkohle und Erdgas bestimmen die CO2-Intensität des Wärmepumpenstroms, nicht Wind und Solar.

Eine Einschätzung des Klimaeffekts von Marginalstroms befindet sich am Ende des Artikels. Zugegeben, die Grenzstrombetrachtung ist unintuitiv. Hier ist noch ein anderer Erklärungsversuch des Marginalstroms.

Wie sinken die CO2-Emissionen von Wärmepumpen bis 2025, 2035 & 2045?

Heute mag die elektrische Wärmepumpe noch nicht klimafreundlich sein. Aber wenn der deutsche Strom sauberer wird, sinken automatisch ihre CO2-Emissionen. Was bedeutet das für die Jahre 2025, 2035 und 2045?

  • 2025 – 800 gCO2/kWhel Marginalstrom: In den Zwanziger Jahren wird sich der Wärmepumpen-Marginalstrom-Mix kaum verändern, selbst bei einem Turboausbau von Wind und Solar. Durch höhere CO2-Preise könnte ein Teil der Kohle durch Gas verdrängt werden, was zu einer kleinen Verbesserung führt.
  • 2035 – 600 gCO2/kWhel Marginalstrom: Bis Mitte der Dreißiger Jahre wollen wir aus der Kohle aussteigen. Ohne Kohlekraftwerke wird der Marginalstrom-Mix durch Erdgas mit rund 660 gCO2 pro kWh dominiert. Immer häufiger kann die Windkraft 100% des Stromverbrauchs erzeugen und senkt die CO2-Intensität weiter. Wärmepumpen sind Mitte der Dreißiger klimafreundlicher als Gas-Brennwertheizungen.
  • 2045 – 40 gCO2/kWhel Marginalstrom: Mitte der Vierziger Jahre wollen wir klimaneutral sein. Die fossile Verbrennung soll komplett verdrängt sein und der Marginalstrom wird durch Wind, Solar und neue Wasserstoffkraftwerke bereitgestellt. Wärmepumpen sind Mitte der Vierziger deutlich klimafreundlicher als die Alternativen.

Perspektivisch könnten die CO2-Emissionen der Wärmepumpen sogar auf 0 fallen. Dazu müssten Rohstoffgewinnung, Fertigung sowie Plastik-, Aluminium- und Stahlerzeugung 100% klimaneutral werden. Ebenso müsste die Herstellung von Solar- und Windanlagen klimaneutral werden.

Das ist aber äußerst unwahrscheinlich. Wegen hoher Energiekosten in Deutschland wird wohl ganz im Gegenteil unsere Industrie ins Ausland auswandern, mit entsprechend hohen CO2-Emissionen. (Carbon-Leakage)

Wärmepumpen-Typen: Jahresarbeitszahl bei Luft, Erdwärme & Grundwasser

Die eher schlechte Klimabilanz gilt für Luft-Wärmepumpen. Das sind Wärmepumpen mit sichtbarem Außengerät, die von der Umgebungstemperatur abhängig sind. Bei kalten Außentemperaturen sinkt deren Wirkungsgrad.

Wasser- oder Erd-Wärmepumpen sind von der Außentemperatur unabhängig und haben deshalb einen höheren Nutzungsgrad. Das drückt sich in Jahresarbeitszahlen von rund 4 aus, statt rund 3 bei Luft-Wärmepumpen.4

Erd- und Wasser-Wärmepumpen sind deshalb heute schon klimafreundlicher als Gas-Brennwertheizungen, trotz des dreckigen deutschen Stroms. Sie werden aber nicht oft eingebaut, hauptsächlich bei Neubauten von Einfamilienhäusern.

Für Nachrüstungen sind hingegen Luft-Wärmepumpen die mit Abstand die beliebteste Wahl. Außenluft als Wärmequelle bedeutet deutlich weniger Aufwand als bei Erd- und Wasser-Wärmepumpen und auch der Investitionsbedarf ist kleiner.

Eine Wasser- oder Erd-Wärmepumpe in einem Neubau ist eigentlich ein Nobrainer – falls genug Platz vorhanden ist und sich eine Installationsfirma findet, ohne eine Wartezeit von mehreren Jahren.

Hybrid-Heizung: Kombis sind effizienter als Wärmepumpe allein

Man muss keine Erd- oder Wasser-Wärmepumpe installieren, um eine hohe Jahresarbeitszahl (JAZ) zu erzielen. Auch eine Hybrid-Heizung kann die Effizienz bereits signifikant steigern.

Hybrid-Heizungen sind generell eine Kombination von mindestens 2 verschiedenen Energieträgern. Interessant ist es zum Beispiel, eine alte Öl- oder Gasheizung mit einer zusätzlichen Wärmepumpe aufzurüsten.

Die Wärmepumpe wird nur als Zusatzheizung dimensioniert und auf niedrige Vorlauf-Temperaturen konfiguriert. Wenn es zu kalt wird, springt zusätzlich die fossile Heizung ein.

Weil beide Heizungen in einem optimalen Arbeitsbereich betrieben werden, steigen die Jahresarbeitszahlen. Bei Luft-Wärmepumpen ist z.B. eine Steigerung von JAZ 3 auf 4 möglich.

Hybrid-Heizungen sind also ein günstiger und einfacher Weg eine Gas-Brennwertheizung klimafreundlicher zu machen. Wie gut eine bestimmte Heizungs-Kombination funktioniert, zeigt dieser Wärmepumpen-Rechner.

Günstige Wärmepumpen-Alternative: Heizen mit Klimaanlage

Eine Hybrid-Heizung muss keine vollwertige Wärmepumpe beinhalten und die Wärmepumpe muss auch nicht unbedingt an eine Zentralheizung angeschlossen sein. Es muss nicht einmal eine Zentralheizung geben.

Die Minimallösung sind kleine Klimaanlagen, die dezentral einzelne Räume heizen können. Diese sogenannten Klima-Splitgeräte funktionieren vom Prinzip genauso wie die großen Luft-Wärmepumpen und können ebenso effizient sein.

Vorteile einer Hybrid-Heizung mit Klimaanlagen sind:

  • günstiger Preis
  • gute Verfügbarkeit
  • einfache Installation
  • Klima-Anlage im Sommer

Nachteile gibt es auch, insbesondere die störende Optik und die schlechte Verteilung der warmen Luft im Raum ohne Heizkörper.

Andreas Schmitz hat das Heizen mit Klimaanlagen populär gemacht, hier ein Einstiegsvideo von ihm.

Gebäudeenergiegesetz: Was bedeutet das GEG für den Heizungstausch?

Das Gebäudeenergiegesetz schreibt in der Fassung vom 19. April 2023 bei allen neu installierten Heizungen einen regenerativen Anteil von 65% vor. Das gilt für Neubauten genauso wie für einen Heizungstausch.5

Der Trick dabei ist, dass die Umgebungswärme der Wärmepumpe als „regenerativ“ gewertet wird. Bei einer Jahresarbeitszahl von 2,9 wäre der Anteil einer Wärmepumpenheizung demnach 65% regenerativ, selbst bei 100% Kohlestrom.6

Durch diesen Trick dürfte eine Alleinheizung über eine Wärmepumpe mit Gasantrieb statt elektrischem Antrieb ebenso erlaubt sein. Solange die Jahresarbeitszahl bei mindestens 2,9 liegt, ist der regenerative Anteil bei 65% oder höher.

Eine hybride Heizung mit Wärmepumpe wird ebenso akzeptiert, wenn man nachweisen kann, dass 65% der Heizwärme regenerativ erzeugt werden. Ein Aufbessern durch z.B. Brauchwasser-Solarthermie ist möglich, dann zählt das Gesamtsystem.

Wenn die Wärmepumpe bei einer Hybrid-Heizung mindestens 30% der Leistung der Komplementärheizung erbringt, wird auf einen Nachweis des 65%-Anteils sogar aus Kulanz verzichtet.

Das Heizen mit Holz und Holzpellets wird, obwohl sehr klimaschädlich, zu 100% als regenerativ angerechnet. Auch Direktheizungen werden als 100% regenerativ angerechnet, weil erwartet wird, dass der Strom dekarbonisiert wird.

Möglich wäre sogar das Heizen mit „grünem Gas“, solange der Massenanteil bei 65% liegt. Das ist aber bisher nur eine theoretische Option. Selbst wenn sie verfügbar sein werden, dürften E-Fuels zu teuer sein um sie zu verheizen.

Haushalte mit Fernwärme sind von der Regelung ausgenommen, egal wie die Fernwärme erzeugt wird. Es wird unterstellt, dass das Fernwärmenetz sowieso dekarbonisiert wird.

Klimaschutzmaßnahme: Ist ein Öl- und Gasheizungsverbot gerechtfertigt?

Anhand der Ausführungen oben sollte klar sein: das Gebäudeenergiegesetz (GEG) enthält gar kein Einbauverbot von Öl- und Gasheizungen. Eine fossile Heizung kann immer noch installiert werden, wenn zusätzlich eine deutlich kleinere Wärmepumpe eingebaut wird.

Solche Hybrid-Heizungen sind wegen der höheren Effizienz auch für den Klimaschutz besser. Bei einer Alleinheizung mit elektrischer Luft-Wärmepumpe müssten wir erst auf den Kohleausstieg warten, um überhaupt CO2-Emissionen zu vermeiden.

Eine wirksame Klimaschutzmaßnahme ist das GEG trotzdem nicht. Selbst Habecks Wirtschaftsministerium geht von bestenfalls 10,5 Millionen Tonnen CO2-Vermeidung jährlich ab 2030 aus.7

Dabei rechnet sich das BMWK die Einsparungen auch noch schön, mit einem erwarteten Marginalstrom von 650 gCO2/kWhel im Jahr 2030.8 So niedrig wird der Marginalstrom aber erst nach dem Kohleausstieg.

Die Verlängerung eines einzigen der 6 deutschen Kernkraftwerke würde jedes Jahr 12 Millionen Tonnen CO2 vermeiden, wenn dafür Braunkohlekraftwerke stillgelegt werden. Auch viele andere Klimaschutzmaßnahmen sind effektiver und effizienter.

Fazit: Gebäudeenergiegesetz (GEG)

Warum soll eine dermaßen ineffiziente Klimaschutzmaßnahme trotzdem per Gebäudeenergiegesetz jetzt schon eingeführt werden? Das liegt wahrscheinlich am deutschen Klimaneutralitäts-Ziel 2045.

Heizungssysteme haben lange Lebenszeiten von mehreren Jahrzehnten. Wenn heute neue Öl- und Gasheizungen eingebaut werden, würden die mit hoher Wahrscheinlichkeit 2045 noch betriebsbereit sein.

Mit der Lebenszeit als Argument, ist es aber völlig inkonsequent überhaupt noch fossile Heizungen als Hybrid-Heizung zu erlauben. Das GEG landet zwischen den Stühlen Klimaneutralität und effizienter CO2-Vermeidung.

Generell schadet ein Klimaneutralitäts-Ziel, wie das deutsche, dem Klimaschutz. Ineffiziente Maßnahmen, wie Wärmepumpen oder E-Autos werden vorgezogen. Insgesamt wird so mehr CO2 emittiert.

Dem Klima ist es egal, WANN CO2 ausgestoßen wird. Entscheidend ist, WIEVIEL CO2 noch ausgestoßen wird. Am effizientesten ließe sich das durch einen CO2-Preis minimieren.

Das Gebäudeenergiegesetz ist also Symbolpolitik statt pragmatischem Klimaschutz, wie so oft in der Energiewende. Dabei wird leider auch noch viel politisches Kapital und Wohlwollen der Gesellschaft verspielt.

Exkurs #1: Wie hoch ist die CO2-Intensität des Wärmepumpenstroms?

Mit welchem Marginalstrommix werden Wärmepumpen in Deutschland betrieben?

Aktuelle Literaturwerte zu Marginalstrom-CO2-Intensitäten sind folgende:

  • 704 gCO2/kWh: Emissionsvermeidung AKW Streckbetrieb 2023910
  • 775 gCO2/kWh: E-Auto Ladestrom je nach Bezugsjahr 2017-202211
  • 781 gCO2/kWh: Emissionsvermeidung verschiedener Erneuerbarer Energien 2013-202112
  • 786 gCO2/kWh: Prognose Marginalstrommix für 2025 13
  • 795 gCO2/kWh: H2-Erzeugungsmix Netzbezug 14
  • 1.038 gCO2/kWh: Emissionsvermeidung AKW Laufzeitverlängerung 20211516

Der Median all dieser CO2-Intensitäten für Marginalstrom liegt bei 781 gCO2/kWh.

Zum Vergleich: Der durchschnittliche CO2-Emissionsfaktor für Deutschlands Stromsektor lag in 2023 bei genau 400 gCO2/kWh und in den Vorjahren zwischen 400 und 500 gCO2/kWh.17

Leider bezieht sich kein einziger dieser Werte gezielt auf Wärmepumpen mit ihrem Lastschwerpunkt in den kalten Winternächten mit höherem Gas- und Kohleanteil.

Vermutlich ist die CO2-Intensität von Wärmepumpenstrom in Deutschland aber nicht sehr viel schlechter als 800-900 gCO2/kWh.

Dass sich zur CO2-Intensität von Wärmepumpenstrom in Deutschland keine einzige aktuelle Berechnung finden lässt, ist schon eine ziemliche Pleite für die Energiewende-Forschung.

Exkurs #2: Wärmepumpen sind UNMERKLICH effizienter als Brennwertkessel

Ja, eine Wärmepumpen ist für sich genommen effizienter als ein Brennwertkessel. Man darf aber nicht nur ein Glied in der Wirkungsgrad-Kette betrachten. Nur eine Betrachtung des gesamten Systemwirkungsgrad mit Vorketten zur Energieerzeugung macht Sinn.

Die Elektrizität für die Wärmepumpe muss erst erzeugt werden und dabei kommt es zu Verlusten. Wer die minderwertige thermische Energie der Gasheizung mit der hochwertigen elektrischen Energie der Wärmepumpe gleichsetzt, tut so, als wäre die Stromerzeugung verlustfrei.

Tatsächlich wird aus 2,5 Einheiten thermischer Energie im Schnitt nur eine Einheit elektrische Energie erzeugt – und umgekehrt.18 Zur Vergleichbarkeit von thermischer und elektrischer Energie wird als Umrechnungsfaktor der Primärenergiefaktor verwendet mit z.B. einem Wert von 2,5.

Es spielt dabei keine Rolle, woher die Energie stammt:

  • Eine Kilowattstunde Strom ist physikalisch exakt das Gleiche, egal ob von einem Gaskraftwerk oder einem Windrad erzeugt.
  • Eine Kilowattstunde Wärme ist physikalisch exakt das Gleiche, egal ob durch Gasverbrennung oder durch Solarthermie erzeugt.

Luft-Wärmepumpen sind mit Vorketten immer noch rund 20% effizienter als Brennwertkessel. Das ist natürlich sehr gut. Märchenhafte Effizienzsteigerungen um den Faktor 3 oder 4 beruhen aber auf einer Verwechslung von kWhel und kWhth .

Updates:

  • 27.05.2023: Erstmals veröffentlicht.
  • 23.08.2024: Aktualisiert mit Literaturwerten statt eigener Berechnung der Marginalstrom-CO2-Intensität

Quellen

  1. Local Emission factors Electricitymap (2023)
  2. Annahme Nutzungsgrade: Luft-Wärmepumpe [300%], Brennwertheizung [100%], Primärenergiefaktor [2,5]
  3. Annahme CO2-Intensitäten: Holz [1200 gCO2/kWhel], Erdöl [1125 gCO2/kWhel], Marginalstrom [900 gCO2/kWhel], Erdgas [660 gCO2/kWhel], Strommix [450 gCO2/kWhel]
  4. Time series of heat demand and heat pump efficiency for energy system modeling Ruhnau et al (2019)
  5. Klimafreundlich Heizen: Neues Gebäudeenergiegesetz kommt Bundesregierung (2023)
  6. 65 Prozent erneuerbare Energien beim Einbau von neuen Heizungen ab 2022 Konzeption zur Umsetzung Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (2022)
  7. Schriftliche Fragen mit den in der Woche vom 3. April 2023 eingegangenen Antworten der Bundesregierung Deutscher Bundestag (2023)
  8. 10,5 Mio. Tonnen CO2-Vermeidung bei 35 TWhel Energieverbrauch durch Wärmepumpen ergibt bei mittlerer JAZ 3,1 eine Einsparung von 97 gCO2/kWhth. 50/50 Öl/Gas haben eine ⌀-CO2-Intensität von 357 gCO2/kWhth. Wärmepumpen haben laut BMWK im Jahr 2030 also eine CO2-Intensität von 260 gCO2/kWhth. Mit Primärenergiefaktor 2,5 bedeutet das 651 gCO2/kWhel Marginalstrom
  9. 2. Stresstest zum Stromsystem Übertragungsnetzbetreiber (2022)
  10. spezifische CO2-Emissionen in gCO2/kWh Braunkohle: 1.215, Steinkohle: 935, Erdgas: 572
  11. Ökobilanz-Studie zu verschiedenen Antriebssystemen Verein Deutscher Ingenieure e.V. (2023)
  12. Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger 2022 Umweltbundesamt (2023)
  13. Dynamic Prospective Average and Marginal GHG Emission Factors—Scenario-Based Method for the German Power System until 2050 Seckinger & Radgen (2021)
  14. Flexible green hydrogen: The effect of relaxing simultaneity requirements on project design, economics, and power sector emissions Ruhnau & Schiele (2023)
  15. DIW Wochenbericht 18 / 2024 Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (2024)
  16. spezifische CO2-Emissionen in gCO2/kWh Braunkohle: 1.215, Steinkohle: 935, Erdgas: 572
  17. Yearly Data Zone DE Electricitymaps (2024)
  18. Methodology BP (2022)

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Dieser Beitrag hat 13 Kommentare

  1. Mase

    Bitte verwende den CO2 Ausstoß über die Lebenserwartung der Heizung um die Technologien zu vergleichen. Die Betrachtung zum aktuellen Zeitpunkt x macht keinen Sinn. Das ist analog zu Investitionsrechnungen. Stichwort TCO

    1. Florian Blümm

      Der Artikel geht darauf ein. So eine Berechnung hängt halt stark vom Zeitpunkt des Kohleausstiegs ab. 2035? 2038? 2042, nach Verbot der Stillegung durch Bundesnetzagentur?

      Bei diesen Daten sind wir schon in der Größenordnung der Lebensdauer einer Wärmepumpe. Der Kohleausstieg rettet die CO2-Bilanz also auch nicht.

      1. Mase

        Es gibt keinen Zeitpunkt x bei dem der CO2 Ausstoß pro kWh kippt, das ist ein schleichender Prozess. Sobald es immer mehr Zeiträume im Jahr gibt bei dem es mehr Erneuerbare gibt als Nachfrage! Das heißt der Zeitpunkt des Kohleausstiegs nicht relevant sondern die Zubaugeschwindigkeit der Erneuerbaren.

        1. Florian Blümm

          Stimmt, es gibt eine lineare Verbesserung des Marginalstrommixes. Wenn der Marginalstrommix heute 97% der Jahresstunden von fossilen Kraftwerken dominiert wird und nächstes Jahr nur noch 96,5%, dann ist der Marginalstrommix besser geworden.

          Der Kohleausstieg ist aber um Größenordnungen entscheidender und der Erdgasausstieg ebenso.

  2. Adrian S.

    @Christian S.
    Ja das gute alte Norwegen wird gern als proof of concept genannt, wenn es um die Elektromobilität geht. Doch Norwegen stellt eine Ausnahme dar, warum wohl?
    Sie finanzieren die hohen BEV Subventionen mit dem Verkauf fossiler Energie. Das funktioniert aber nur solange weiter gefördert wird, also kein Konzept das andere Länder einfach übernehmen könnten.
    Der zweite Grund ist der hohe Anteil Wasserkraft. In der Schweiz ist das ähnlich, durch die Verfügbarkeit billigen Stroms, wird vieles direkt damit betrieben. In der Konsequenz entstand historisch ein weit überdurchschnittlich starkes Stromnetz. Das fehlt in anderen Ländern und würde in DE schon allein für die Elektromobilität hunderte Mrd. kosten! Darüber hinaus befinden sich in Norwegen praktischerweise schon Steckdosen an den meisten Stellplätzen, die für die Standheizung der Verbrenner installiert wurden.

    Man kann also auch zum gegenteiligen Schluss kommen; Denn trotz bester Voraussetzungen geht es nicht ohne enorme Subventionen um wenigstens einen 50% BEV Anteil bei neuen PKW zu erreichen.

  3. Martin

    Frage: Ich finde den Gas-Brennwert von 264 gCO2/kWh th nirgendwo.
    Üblich sind hier für Brennwert-Technik meiner nochmaligen Recherche nach Angaben von 183 g Co2 * Primärenergiefaktor 1,1= 202 gCo2/kWh.
    Wie kommt es zu dieser Abweichung, oder wie wurde hier gerechnet?
    Danke für Aufklärung!

  4. Christian S.

    Hallo Florian,

    ich bin Fan deiner Analysen.
    Vorallem sehe ich den Austieg aus der Kernkraft VOR dem Austieg aus der Braunkohle (aber nicht generell den Austieg) ähnlich kritisch wie du. Ebenso die (auch) politisch gewolten/geduldeten extrem hohen Strompreise.

    Allerding leiden viele deine Texte natürlich unter dem selben Problem dem fast die gesamte schreibende Zunft im Internet unterliegt:
    Du bist systeminharent auf Aufmerksamkeit angewiesen -> Wiederspruch erzeugt aufmerksamkeit -> es gibt einen generellen Bias zum Wiederspruch an bestehenden Maßnahmen.
    Wiederspruch, vorallem wenn er gut begründet ist, ist natürlich immer notwendig für eine effektive Problemlösung.
    Allerdings glaube ich das in letzter Zeit deine Texte etwas sehr stark von der „der Lust zum Wiederspruch“ geprägt sind. Was sich subtil in deiner Quellenselektion und deinen Argumentationslinienen bemerkbar macht.

    Ein paar Beispiele:
    Die AZ von Luft-Wärmepumpen im Gebäudebestand liegt zwischen 3,1-3,5 tendenz deutlich steigend da sich die Anlageneffizienz und vorallem die Einbauqualität in den letzten Jahren stark verbessert hat.
    Der Jahresnutzungsgrad einer Gasbrennwert Heizung liegt natürlich nicht bei 1, vorallem nicht im Gebäudebestand. Ein Wert zwischen 0.7-0.85 ist hier wohl deutlich näher and der Realität, der Rest entweicht aus dem Schornstein.
    Und schwups ist die CO2 Intensität schon heute genauso groß oder sogar leicht besser – selbst mit Marginalstrommix.
    Wobei sich der Vorteil natürlich jedes Jahr erhöht.

    Dazu kommen diverse Sekundäreffekte:
    -Der GWP von Gas ist geschönt, vorallem durch die Transportverluste im Niederdrucknetz zu den Heizungen, aber auch in den Heizungen direkt gibt es signifikante Methan Leckagen. Die dezentrale Nutzung von Methan hat vermutlich einen höheren GWP als die zentrale Nutzung von Steinkohle.
    -GWP Kältemittel Wärmepumpe darf man da natürlich auch nicht unterschlagen, da der Trend aber deutlich zu Propan als Natürliches Kältemittel geht ist das Problem definitv lösbar.
    -Die Instalation einer Wärmpumpe löst häufig Folgeinvestionen in die Gebäudehülle und Heizungshydraulik aus die den Heizenergiebedarf insgesamt senken. Das hat zwar eher etwas mit Psychologie zu tun. Aber die Investionsentscheidungen der meisten Menschen sind nunmal nicht rational.

    Nun zu meinem Hauptritikpunkt und deinem Argumentationskern – dem Marginalstrommix.
    Genau wie in deinem Text zu Elektroautos predigst du die Anahme des Marginalstrommix und kommst so natürlich auf extrem hohe CO2-Equivalente. Das ist aus nicht zielführend und es hat seine Gründe warum fast alle seriösen Wissenschaftlichen in Veröffentlichungen mit dem Durschnittsstrommix rechnen. Und der hat natürlich nichts mit der „Verlogenheit der Wärmepumpenfans“ zu tun.

    1)
    „Wind, Solar, Wasserkraft und Kernkraft liefern grundsätzlich so viel sie können“ – Falsch.
    Sie liefern gurndätzlich so viel wie die Verteilnetzte in den täglichen Leistungsspitzen vertragen. Aktuell sind wir bei 2% Abregelung, dieser Wert wird sich in den nächsten Jahren mindestens verzehnfachen. Zeitlich flexible Verbraucher wie Wärmepumpen und Elektroautos sind dabei die deutlich günstigere allternative zu Batterien und (übermäßigen) Netzausbau.

    2)
    Die Umstellung der Wärmeversorgung und der Mobilität ist ein ein extrem langwiergiger Prozess. Wir müssen jetzt anfangen wenn wir irgendwann ankommen wollen.
    Die Aufbau von Fertigungskapazitäten, die notwendigen Industriellen-Lernkurven, die Schulung von Personal in Industrie und Handwerk, die zu etablierenden bürokratischen Prozesse, Lösungen von Problemen die wir noch garn nicht kennen …..
    Das geht alles nur über Zeit, Erfahrung und Stückzahlen, Stückzahlen, Stückzahlen.
    Es ist eine absolute Ilusion zu glauben das wir einfach warten können bis der Marginalstrommix zur positiven CO2 Bilanz verschiebt.
    und dann erst anfangen Wärmepumpen oder Elektroautos zu bauen. Wir müssen jetzt Anfangen und brauchen langrfistig planbare Entwicklungs und Absatzpläne. Auch aus industriepolitischer Sicht wenn wir den Anschluss an Technologie und Fertigung nicht verlieren wollen.

    Noch etwas eher grundsätzliches zum Marginalstrommix und der Ausage:
    „Dem Klima ist es egal, WANN CO2 ausgestoßen wird. Entscheidend ist, WIEVIEL CO2 noch ausgestoßen wird“
    Diese ausage ist im Grundsatz richtig, Für Deutschland aber völlig FALSCH.
    Der deutsche/europäische CO2 Ausstoss ist für das Klima nicht entscheiden!

    Es geht darum möglichst schnell eine klimaneutrale wohlhabende Industriegesellschaft zu werden,
    und so die Lernkurve und die Kosten zu reduzieren für die aufstrebenden Nationen wie Indien, Brasilien, Nigeria, Russland, Vietnam, Indonsien …
    Vereinfacht gesagt haben wir eine Vorbildfunktion und müssen den Beweis erbringen das Klimaneutralität nicht nur machbar ist sondern die Geselschaft auch davon profitiert (<- Ja Ja ich weiß, jetzt kommt gleich wieder: "Am deutschen Wesen soll die Welt geneßen bla bla" …)
    Aber so ist es, das ist die einzig signifikatne Rolle die wir bei der Verhinderung des Klimawandels spielen können. Forschung, Entwicklung und großes Freiluftlabor. Das wird teuer aber wenn wir uns nicht ganz doof anstellen werden wir auch wirtschaftlich davon profitieren.
    Wenn Deutschland, eine dichtbesiedelte Industrienation ohne große Wasserkraft-Resourcen Klimanaeutral werden kann, dann kann es im prinzip jedes andere Land auch.

    Gutes Beispiel ist dafür Norwegen, nach "Marginalstrom-Logik" sollten sie mit Ihrer Wasserkraft lieber Stromleitungen bauen und dänischen und finnischen Kohlestrom aus den Netzen verdängen statt Elektroautos zu betreiben das würde ja mehr CO2 einsparen. Für den globalen Klimawandel sind diese CO2 einsparungen allerding völlig irrelvant.

    Den Schub für die Elektroautoentwicklung die Norwegen durch seine zu beginn extrem hohen Förderungen ausgelöst hat. (Norwegen war zu begin quasi der einzige funktionierende Elektroauto Absatzmarkt) Und der Beweiß das ein Mobilitästsystem mit einem sehr hohen Anteil an Elektroautos auch in einem so kalten Land möglich ist hat Norwegen defacto zu einem Proof of Concept und globalen Vorbild gemacht. Dieser Effekt ist viel größer als die unmittelbare CO2 Einsparung und sollte auch bei der klimaneutralität Deutschlands immer mitgedacht werden. Das Ziel und Wie wir möglichst schnell dahin kommen ist in der Rolle Deutschlands viel wichtiger als ein paar tausen Tonnen CO2 mehr oder weniger.

    VG.
    Christian

    VG
    Christian

    1. Hi Christian,

      Aufmerksamkeit generiere ich nicht über Inhalte, sondern allein durch die Überschrift. Wie du siehst, sind meine Überschriften absolut ergebnisoffen formuliert. Das ist also das Gegenteil von Clickbait.

      Auch meine Recherchen sind ergebnisoffen. Ob die Wärmepumpe klimafreundlich ist oder nicht, könnte mir wurschter nicht sein. Aber ich verschließe ganz sicher nicht die Augen vor Problemen. Und wenn mir Unstimmigkeiten auffallen, weise ich darauf hin.

      Zur Luft-Wärmepumpe in kalten Weltregionen, würde ich gerne die Quelle zu JAZ größer 3 im Bestand sehen. Nach meinen Recherchen ist selbst JAZ 3 extrem optimistisch. Ich wollte erst die realistischere JAZ 2,5 ansetzen, aber habe bewusst die wohlwollendere Zahl genommen.

      Auch bei der Gasbrennwert-Thermen ist eine JAZ 1 leicht wohlwollend. Werte von 0,93 bis 0,98 sind wahrscheinlicher. Wohlgemerkt, ich spreche hier über eine neue Brennwertheizung mit Wirkungsgraden von 110+%, bei der eben kaum Wärme über den Schornstein entweicht.

      660 gCO2 pro kWhel bei Erdgas ist keineswegs geschönt, sondern bereits ein sehr hoher Wert. Der wurde lokal für Deutschland errechnet abhängig von unserem LNG/Pipeline-Mix.

      Wie im Artikel beschrieben, kommt das Ansetzen des Durchschnittsstrom statt Marginalstrom für neue Verbraucher einer Doppelzählung gleich. Das kann man wissenschaftlich nicht rechtfertigen. Es stimmt auch nicht, dass es einen wissenschaftlichen Konsens gäbe, wie du implizierst. Bei E-Autos ist es rund 50-50 (schlimm genug).

      Abgeregelt wird vor allem an sonnenreichen Tagen. Das korreliert mit dem Ladestrom vermutlich kaum. Für 2035 berücksichtige ich eine Abregelung beim Ladestrom von 10% – also äußerst optimistisch

      Nein, wir müssen jetzt nicht mit ineffizienten Klimaschutzmaßnahmen anfangen. Nicht, wenn es noch jede Menge deutlich effizientere Klimaschutzmaßnahmen gibt. Für den Klimaschutz ist es nicht wichtig, WANN wir auf Nullemissionen kommen, sondern WIEVIEL wir bis dahin ausstoßen.

      „Es geht darum möglichst schnell eine klimaneutrale wohlhabende Industriegesellschaft zu werden, und so die Lernkurve und die Kosten zu reduzieren für die aufstrebenden Nationen wie Indien, Brasilien, Nigeria, Russland, Vietnam, Indonsien …“

      Absolut einverstanden. Wir sollten Technologien marktreif machen, die wir dann exportieren können. Dazu muss Deutschland aber ein Vorbild für andere Länder sein. Wenn wir unseren Wohlstand verschwenden und zum kranken Mann Mitteleuropas werden, macht uns niemand irgendwas nach.

    2. Kai Ruhsert

      „Genau wie in deinem Text zu Elektroautos predigst du die Anahme des Marginalstrommix und kommst so natürlich auf extrem hohe CO2-Equivalente. Das ist aus nicht zielführend und es hat seine Gründe warum fast alle seriösen Wissenschaftlichen in Veröffentlichungen mit dem Durschnittsstrommix rechnen.“

      Die Sprache ist verräterisch. Der Marginalstrommix ist in der Tat „nicht zielführend“ – und zwar für alle, die das politisch gesetzte Ziel schnellstmöglicher Elektrifizierungen propagandistisch begleiten und Subventionen in Milliardenhöhe legitimieren wollen.

      Dabei ist inzwischen sogar empirisch bestätigt, dass auf diese Weise kein einziges Gramm Treibhausgasemission eingespart werden kann. Und zwar von Verteidigern der deutschen Energiewende!

      Die Denkfabrik AGORA berichtete über das Krisenjahr 2020, als die Stromnachfrage aufgrund der Lockdowns sank:
      „Insbesondere die Kohleverstromung erreichte einen neuen Tiefststand seit Beginn der ganzheitlichen Aufzeichnung im Jahr 1990. … Der Nachfragerückgang wirkte sich fast ausschließlich auf die fossile Ener­gieerzeugung aus, da diese in der Merit-Order – die Einsatzreihenfolge der Kraftwerke beim Verkauf von Strom an der Börse – hinter den Erneuerbaren Energien stehen und somit als erste ihre Erzeugung reduzieren.“
      (Quelle: https://static.agora-energiewende.de/fileadmin/Projekte/2021/2020_01_Jahresauswertung_2020/200_A-EW_Jahresauswertung_2020_WEB.pdf)
      Ein Jahr später stieg die Stromnachfrage wieder an, und siehe da: Vor allem Kohlekraftwerke erhöhten ihre Leistung.
      Nun „wissen“ die Kraftwerke aber natürlich nichts über die Ursachen der Bedarfsschwankungen. Wäre 2020 der Ladestrombedarf der E-Autos gesunken, wäre der Effekt selbstverständlich genau derselbe gewesen.
      Das obige Phänomen war übrigens globaler Natur, siehe dort:
      Nachhilfe für E-Auto-Fans: Der Marginalmix im globalen Lockdown
      (Quelle: https://derelektroautoschwindel.wordpress.com/2021/02/28/nachsitzen-fur-e-auto-fans-der-marginalmix-im-globalen-lockdown/)

      Den Marginalstromansatz zu leugnen kann durchaus auf schlichter Unkenntnis beruhen. Vor allem bei Wissenschaftlern dürfte es sich jedoch meist um vorsätzliche Täuschung handeln. An Motiven mangelt es nicht, siehe dieser Beitrag in der NZZ:

      Energiewende: Wie das Geld die Forschung lenkt
      Der Bund finanziert die Energieforschung mit Hunderten Millionen. Die Politik vereinnahmt die Wissenschafter und versucht, Studien zu beeinflussen.
      https://magazin.nzz.ch/wissen/energie-ld.1292977?reduced=true

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