Wärmepumpe erklärt: COP, SCOP, JAZ und echte Kosten

Eine Wärmepumpe verbrennt nichts. Sie treibt mit Strom einen Verdichter an, der Wärme aus Außenluft, Erdreich oder Wasser ins Haus holt. Wärme zu verschieben kostet weit weniger Energie, als sie zu erzeugen, deshalb liefert eine Wärmepumpe drei bis vier Einheiten Wärme pro Einheit Strom. Darum setzt jeder ernsthafte Plan zur Dekarbonisierung von Gebäuden auf Wärmepumpen, und darum enttäuschen schlecht geplante Anlagen. Dieser Ratgeber erklärt die Physik, die Effizienzkennzahlen, die deine Rechnung wirklich vorhersagen, die Auslegung und den fairen Kostenvergleich mit Gas, Öl und elektrischer Direktheizung.

So funktioniert eine Wärmepumpe

Ein Kühlschrank und eine 20-MW-Großwärmepumpe für die Fernwärme arbeiten mit demselben Kompressionskreislauf:

1. Verdampfer. Kältemittel, das kälter ist als die Außenluft (oder das Erdreich), strömt durch einen Wärmetauscher. Es nimmt Wärme auf und verdampft selbst bei −10 °C Lufttemperatur, weil Kältemittel wie R290 (Propan) oder R32 bei sehr niedrigen Temperaturen sieden.
2. Verdichter. Der elektrische Verdichter presst den Dampf zusammen und hebt seine Temperatur auf 50–80 °C.
3. Verflüssiger. Der heiße Dampf gibt seine Wärme an das Heizwasser (Luft-Wasser) oder die Raumluft (Luft-Luft) ab und wird wieder flüssig.
4. Expansionsventil. Der Druck fällt, das Kältemittel kühlt stark ab, und der Kreislauf beginnt von vorn.

Strom brauchen nur Verdichter und Ventilatoren. Den Rest der Wärme liefert die Umwelt kostenlos, deshalb zählt das EU-Recht Wärmepumpen als erneuerbare Wärme, sofern ihre Jahreseffizienz hoch genug ist.

Die wichtigsten Bauarten

Die Kosten sind Richtwerte für Anlagen in Europa 2024–2026 vor Förderung. Großbritannien, Deutschland und Skandinavien liegen am oberen Ende, Osteuropa darunter. Die Sondenlänge für deinen Boden ermittelst du mit dem Erdwärmepumpen-Rechner.

COP, SCOP und JAZ: die Zahlen, auf die es ankommt

Der COP (Leistungszahl) ist das momentane Verhältnis von abgegebener Wärme zu aufgenommenem Strom:

Die Carnot-Formel zeigt: Nichts zählt so sehr wie der Temperaturhub. Heizwasser von 35 °C (308 K) aus Luft mit 7 °C (280 K) ergibt ein theoretisches Maximum von 308 / 28 ≈ 11. Reale Maschinen erreichen etwa 40–55 % davon, der COP landet also bei rund 4,5–5. Hebst du die Vorlauftemperatur auf 55 °C, sinkt die theoretische Grenze auf etwa 6,8 und der reale COP auf rund 3. Jedes Grad weniger Vorlauftemperatur verbessert die Effizienz um etwa 2–3 %.

Der SCOP (saisonaler COP) ist ein genormter Wert nach EN 14825. Er gewichtet den COP über eine simulierte Heizperiode in einem Referenzklima (durchschnittlich, kälter oder wärmer) bei fester Vorlauftemperatur: 35 °C für „Niedertemperatur“ oder 55 °C für „Mitteltemperatur“. Du findest ihn auf dem EU-Energielabel. Für den Produktvergleich taugt er gut, er bleibt aber eine Laborschätzung.

Die JAZ (Jahresarbeitszahl) misst du im echten Haus über ein Jahr: gesamte abgegebene Wärme geteilt durch gesamten Strom, einschließlich Abtauen, Umwälzpumpen, Heizstab und Warmwasser. Feldstudien sind der faire Maßstab. Fraunhofer ISE hat Wärmepumpen über mehrere Jahre in bestehenden, teilsanierten deutschen Häusern gemessen. Die JAZ der Luftwärmepumpen lag meist zwischen etwa 2,6 und 4,0, im Mittel bei rund 3,1–3,4, Erdwärmepumpen kamen im Mittel auf etwa 4. Anlagen mit niedriger Vorlauftemperatur lagen stets weit vorn.

Warmwasser wird das ganze Jahr auf 50–55 °C erhitzt, meist bei einem COP von 2,5–3,2. In gut gedämmten Häusern, in denen Warmwasser einen großen Teil des Bedarfs ausmacht, drückt das die Jahreszahl etwas.

Betriebskosten: die Preisverhältnis-Regel

Drei Dinge bestimmen deine Heizkosten: wie viel Wärme das Haus braucht, wie effizient die Heizung arbeitet und was die Energie kostet. Für einen fairen Vergleich mit einem Gaskessel:

Nimm eine JAZ von 3,2 und einen Kesselwirkungsgrad von 0,90. Das ist für einen Brennwertkessel im Bestand realistisch, anders als die 98 % auf dem Karton. Die Wärmepumpe gewinnt dann, solange Strom weniger als 3,2 / 0,9 ≈ 3,6-mal so viel kostet wie Gas pro kWh. Kannst du den Gasanschluss ganz kündigen, spart der wegfallende Grundpreis (oft 100–300 € im Jahr) zusätzlich.

Die Verhältnisse ändern sich mit Tarifen und Politik. Aktuelle Preise für dein Land findest du auf unseren Länderseiten, durchrechnen kannst du alles im Rechner Wärmepumpe oder Gasheizung.

Rechenbeispiel: 140-m²-Haus in Deutschland

• Jährlicher Bedarf für Raumwärme und Warmwasser: 15.000 kWh Wärme (teilsaniertes Haus aus den 1980er-Jahren).
• Luft-Wasser-Wärmepumpe, Heizkörper mit 50 °C Auslegungsvorlauf, gemessene JAZ 3,3.
• Strom 0,34 €/kWh (Wärmepumpentarif ~0,28 €/kWh); Gas 0,11 €/kWh plus 150 € Grundpreis im Jahr; Jahresnutzungsgrad des Kessels 0,90.

Gaskessel: 15.000 / 0,90 = 16.667 kWh Gas × 0,11 € = 1.833 € + 150 € = 1.983 €/Jahr.

Wärmepumpe (Standardtarif): 15.000 / 3,3 = 4.545 kWh × 0,34 € = 1.545 €/Jahr, also 438 € Ersparnis.

Wärmepumpe (Wärmepumpentarif): 4.545 × 0,28 € = 1.273 €/Jahr, also 710 € Ersparnis.

Angenommen, die Wärmepumpe kostet nach 30–50 % Förderung netto 12.000 € und ein neuer Gaskessel 4.000 €. Die Mehrkosten von 8.000 € spielen sich dann allein über die Energiekosten in etwa 11–18 Jahren wieder ein. Steigende CO₂-Preise verkürzen das (der EU-ETS2 erfasst Brennstoffe für Gebäude ab 2027–2028). Eine Dach-PV-Anlage verlagert einen Teil des Verbrauchs auf kostenlosen Solarstrom am Tag; wie viel, zeigt der Solarrechner. Deine eigenen Zahlen trägst du in den Wärmepumpenrechner ein.

Auslegung: der häufigste Fehler

Ein Installateur, der einen 24-kW-Kessel „sicherheitshalber“ durch eine 16-kW-Wärmepumpe ersetzt, schafft teure Probleme. Überdimensionierte Geräte takten ständig, laufen mit schlechterem Teillastwirkungsgrad und kosten in der Anschaffung mehr. Kessel wurden routinemäßig zwei- bis dreifach überdimensioniert, weil das fast nichts kostete. Eine Wärmepumpe sollte zur Heizlast des Gebäudes passen:

Faustwerte für die spezifische Heizlast bei −10 °C Normaußentemperatur:

Für Bestandsgebäude gibt es eine schnelle Abkürzung: Nimm den Gasverbrauch der letzten drei Jahre, multipliziere ihn mit dem Kesselwirkungsgrad, um den Wärmebedarf zu erhalten, und teile durch die örtlichen Vollbenutzungsstunden der Heizung (in Mitteleuropa etwa 1.800–2.400 h). 20.000 kWh Gas × 0,9 / 2.000 h ≈ 9 kW.

Senk den Bedarf, bevor du auslegst. Dämmung von Dachboden und Hohlwänden reduziert die Heizlast meist um 20–35 %. So reicht ein kleineres, günstigeres Gerät, das mit niedrigerer Vorlauftemperatur läuft. Mehr dazu in unserem Ratgeber zur Wärmedämmung und im Dämmungsrechner.

So erreichst du in der Praxis eine hohe Effizienz

• Senk die Vorlauftemperatur auf das Minimum, bei dem die Räume noch behaglich sind, und schalte die witterungsgeführte Regelung ein, damit der Vorlauf der Außentemperatur folgt.
• Lass sie langsam und gleichmäßig laufen. Wärmepumpen arbeiten am effizientesten im Dauerbetrieb bei niedriger Leistung. Starke Nachtabsenkung erzwingt morgens ein Aufheizen mit hoher Temperatur.
• Öffne das System. Bau Thermostatventile aus, die du in den Hauptwohnräumen nicht brauchst, und verzichte auf Pufferspeicher, sofern die Hydraulik keinen verlangt. Jeder zusätzliche Wärmetausch oder Mischvorgang kostet Effizienz.
• Tausch die schwächsten Heizkörper. Oft bestimmen zwei oder drei Räume die nötige Vorlauftemperatur. Größere Heizkörper oder Gebläsekonvektoren in diesen Räumen können die Systemtemperatur um 5–10 °C senken.
• Behalte den Heizstab im Blick. Ein elektrischer Heizstab oder Durchlauferhitzer mit COP 1 kann die Jahresarbeitszahl unbemerkt ruinieren. Lass ihn erst unterhalb des Bivalenzpunkts zuschalten.
• Miss nach. Ein Wärmemengenzähler und ein separater Stromzähler kosten ein paar hundert Euro und zeigen deine echte JAZ.

Klimawirkung

Die Emissionen einer Wärmepumpe hängen vom Strom ab. Beim weltweiten Durchschnitt von rund 460 g CO₂/kWh im Jahr 2025 (Ember / Our World in Data) ergibt eine JAZ von 3,2 etwa 145 g CO₂ pro kWh Wärme. Ein Gaskessel kommt auf etwa 225 g (≈ 202 g/kWh Gas bei 90 % Wirkungsgrad). Saubererer Strom vergrößert den Abstand drastisch: In Frankreich (~40 g/kWh) sinkt die Wärmepumpe auf etwa 13 g pro kWh Wärme. Nur in sehr kohlelastigen Netzen mit über etwa 650–700 g/kWh kommt eine ineffiziente Wärmepumpe in die Nähe von Gas. Wie dein Land abschneidet, zeigen die Seite zur CO₂-Intensität von Strom und der Strom-CO₂-Rechner.

Nach Schätzung der IEA könnten Wärmepumpen, wenn sie im Rahmen der nationalen Zusagen ausgebaut werden, die weltweiten CO₂-Emissionen bis 2030 um mindestens 500 Millionen Tonnen senken. Laut ihren Zahlen stoßen sie selbst in gaslastigen Netzen mindestens 20 % weniger aus als Gaskessel, in sauberen Netzen bis zu 80 % weniger.

Verbreitete Mythen

• „Wärmepumpen funktionieren bei Kälte nicht.“ Norwegen, Schweden und Finnland haben die höchste Wärmepumpendichte Europas. Bei Kälte sinkt die Effizienz, aber die Geräte laufen weiter; siehe Wärmepumpe bei Kälte.
• „Du brauchst eine Fußbodenheizung.“ Sie hilft, ist aber keine Voraussetzung. Die meisten Heizkörperanlagen schaffen es nach kleinen Anpassungen mit 45–55 °C.
• „Du brauchst ein Passivhaus.“ Eine richtig ausgelegte Wärmepumpe heizt jedes Haus. Dämmung macht Anschaffung und Betrieb nur billiger.
• „Das sind doch nur Elektroheizungen.“ Ein Heizstab hat einen COP von 1. Eine Wärmepumpe liefert pro kWh das 2,5- bis 5-Fache an Wärme.

Fazit

Keine elektrische Heizung ist effizienter als eine Wärmepumpe, und in den meisten Teilen Europas und Nordamerikas ist eine gute Anlage im Betrieb schon heute günstiger als Gas. Die Wirtschaftlichkeit hängt an zwei Zahlen, die du beeinflussen kannst, der Vorlauftemperatur (sie bestimmt deine JAZ) und deinem Stromtarif, und an einer, die du kaum beeinflussen kannst: dem Verhältnis von Gas- zu Strompreis. Lass eine ordentliche Heizlastberechnung machen, schließ zuerst die offensichtlichen Dämmlücken und vergleich Angebote anhand garantierter Jahresarbeitszahlen statt Spitzen-COP. Danach stellst du die Wärmepumpe im Heizkostenvergleich allen Alternativen gegenüber.

Die Zahlen in diesem Ratgeber sind typische Bandbreiten aus den genannten Quellen. Deine eigenen Werte hängen von Standort, Preisen und Ausstattung ab. Für standortgenaue Schätzungen nutzt du am besten die verlinkten Rechner.