Die Familie Echternkamp hat einen alten Gaskessel von 1994 durch eine Wärmepumpe mit Photovoltaikanlage und Stromspeicher ersetzt. Die erste Jahresbilanz und sehr niedrige Energiekosten zeigen, dass es eine gute Entscheidung war.
Dass Wärmepumpen im Neubau sinnvoll sind, daran besteht inzwischen kein Zweifel mehr. Anders sieht es im Bestand aus. Hier fürchten Eigentümer häufig noch explodierende Energiekosten durch den Strombedarf, der im Winter für die Wärmepumpe anfällt. Das kann so sein, muss es aber nicht. Dies zeigt das Beispiel der Familie Echternkamp in Oberfranken. Sie hat im vergangenen Jahr den alten Gaskessel in ihrem Haus aus dem Baujahr 1994 durch eine Luftwärmepumpe ersetzt. Der neue Wärmeerzeuger wurde mit einem E3/DC-Hauskraftwerk und einer Photovoltaikanlage kombiniert. So ließen sich die Energiekosten auf ein beeindruckendes Minimum reduzieren. Vor der Entscheidung hat die Familie zusammen mit ihrem Installateur geprüft, ob die nötigen Voraussetzungen gegeben sind, um nicht doch eine Stromkosten-Überraschung zu erleben.
„Unser Haus ist nicht optimal für eine Wärmepumpe“, weiß der Geologe Michael Echternkamp. Das fast 30 Jahre alte Doppelhaus, von dem die Familie 2014 eine Hälfte erwarb, ist zwar massiv gebaut, hat jedoch keine zusätzliche Dämmung und auch keine Fußbodenheizung. Es hat 134 Quadratmeter beheizte Wohnfläche und 60 Quadratmeter Nutzfläche im Kellergeschoss.
Als die Familie das Haus kaufte, war noch der atmosphärische Gaskessel von 1994 installiert, also noch kein effizienteres, abgasärmeres Gasbrennwertgerät. „Wir haben schon bald beschlossen, die Heizung mit Fokus auf Nachhaltigkeit zu tauschen“, erzählt Echternkamp, der in einer Umweltbehörde arbeitet und mit den Herausforderungen des Klimawandels gut vertraut ist. Zusammen mit seiner Frau entschied er: „Wir müssen an unserem CO2-Fußabdruck etwas ändern.“ Deshalb gaben sie der energetischen Sanierung den Vorzug vor Verschönerungen wie einer neuen Küche.
Neuer Standard in der Heizungstechnik
Nach einem Vortrag der Gemeinhardt AG, einem Fachbetrieb für Energie- und Haustechnik aus Oberkotzau bei Hof, waren sie von der Systemkombination Wärmepumpe, Photovoltaik und Stromspeicher überzeugt. „Die Kombination ist schon fast Standard“, berichtet Firmenchef Matthias Gemeinhardt und bezieht dies auf den Bestand. Neubauten gebe es wegen der Zinsangst und hoher Baupreise in der Hofer Region derzeit kaum. In 90 Prozent der Fälle installiert er beim Öl- und Gaskesseltausch zusätzlich zur Wärmepumpe eine Photovoltaikanlage mit einem Stromspeicher.
Bevor Gemeinhardt zu einer Wärmepumpe rät, prüft er zusammen mit den Kunden, ob sie wirklich sinnvoll ist in dem Haus. Alternativ würde er eine Pelletheizung empfehlen. „Die Entscheidung steht und fällt mit der Wärmeverteilung“, sagt der Fachmann. „Eine Fußbodenheizung ist für eine Wärmepumpe ideal. Wenn es diese nicht gibt, müssen die Heizkörper zumindest möglichst große Flächen haben.“ Nur so können sie bei niedriger Vorlauftemperatur von etwa 40 bis 45°C die Wärme gut verteilen. Bei kleinen Heizkörpern seien im Winter 70 bis 90°C Vorlauftemperatur nötig, dann eigne sich eine Wärmepumpe nicht. „Man muss es sich im Einzelfall anschauen, ob die Vorlauftemperatur reicht“, betont Gemeinhardt. Seine Kunden fragt er auch, ob sie im vorherigen Winter mit 40 bis 45°C gut zurechtgekommen sind. Familie Echternkamp konnte dies für die im Haus verbauten Rippen- und Konvektionsheizkörper bejahen.
Hauskraftwerk für mehr Energieautarkie
Bevor es an die Anlagentechnik ging, ließ die Familie zunächst die nach Süden gerichtete Dachhälfte sanieren. Ein Dachdecker ersetzte den in die Jahre gekommenen Kunstschiefer durch beschichtetes Aluminiumblech. Darauf installierte Gemeinhardt auf nahezu der gesamten verfügbaren Fläche eine Photovoltaikanlage mit 7,6 Kilowattpeak Leistung, kombiniert mit einem E3/DC-Hauskraftwerk mit 12 Kilowattstunden Speicherkapazität. „Den Speicher haben wir gewählt, weil wir mehr Autarkie wollten“, berichtet Echternkamp. Für E3/DC entschied er sich wegen der hohen Qualität und Funktionen wie dem 3-phasigen Ersatzstrombetrieb bei Stromausfall.
Die Luftwärmepumpe hat 11 Kilowatt Leistung und zusätzlich einen integrierten Heizstab mit bis zu 9 kW Leistung. Er kann die Wärmepumpe unterstützen, wenn der Außenluft bei extrem kalten Temperaturen, zum Beispiel unter -20°C, kaum mehr Wärme entzogen werden kann. „Im ersten Betriebsjahr hat sich der Heizstab bei uns allerdings kein einziges Mal eingeschaltet. Ein Beleg für die optimale Planung unseres Installateurs und das gute Zusammenspiel mit der bestehenden Wärmeverteilung“, sagt Echternkamp. Die Jahresarbeitszahl für die Wärmepumpe, also das Verhältnis zwischen zugeführtem Strom und der tatsächlich erzeugten Heizwärme, liegt aktuell bei knapp 3. Mit einer Erdwärmesonde oder Erdkollektoren wäre dabei noch eine bessere Effizienz erreichbar gewesen, allerdings verbunden mit weiteren Investitionen und größeren Eingriffen in das schön eingewachsene Gartengrundstück.
Für die Wärmespeicherung wurde ein Puffer-Schichtenspeicher mit 1.000 Liter Fassungsvermögen aufgestellt. Wenn die Solarmodule auf dem Dach mehr Solarstrom produzieren als gerade benötigt wird, sorgt das Energiemanagementsystem des Hauskraftwerks dafür, dass der überschüssige Strom durch die Wärmepumpe umgewandelt und als Wärme im Pufferspeicher vorgehalten wird.
Obwohl Familie Echternkamp mit der Energiebilanz im ersten Winter schon sehr zufrieden war, hat sie im Mai dieses Jahres als letzten Baustein ihres Modernisierungsprojektes noch einen wassergeführten Pelletofen mit 16 kW Leistung einbauen lassen – zur Unterstützung der Wärmepumpe in der kalten beziehungsweise dunklen Jahreszeit, so die Begründung. Vorher war ein alter Kaminofeneinsatz im Wohnzimmer installiert, in dem etwa eine Tonne Scheitholz und Holzbriketts im Jahr verfeuert wurde. „Neben reichlich Feinstaub ging dabei die Hälfte der Wärme gleich wieder zum Kamin raus“, so Echternkamp über die veraltete Technik. Der neue Pelletofen ist in die Heizungssteuerung eingebunden und gibt einen Großteil der Wärme für Brauchwasser und die Heizkörper im Haus ab. Und obwohl nun modernste Feuerungstechnik inklusive App-Anbindung Einzug ins Wohnzimmer gehalten hat, bleibt vom Sofa der Blick auf ein behagliches Kaminfeuer erhalten.
Energiebilanz nach einem Jahr
Und wie sieht die Energiebilanz nach einem Jahr aus? Vor dem Umbau verbrauchte die vierköpfige Familie durchschnittlich 24.000 kWh Erdgas für die Heizung und die Brauchwassererwärmung pro Jahr. Dazu kamen 2.500 kWh Strom für den Haushalt und die Anlagentechnik. In ersten Jahr nach der Inbetriebnahme der Wärmepumpe am 8. Mai 2021 hat sie nur 7.000 kWh Strom verbraucht. „Davon mussten wir lediglich 3.000 kWh Strom zukaufen und 1.500 kWh haben wir ins Netz eingespeist“, berichtet Echternkamp und drückt es gleich noch in Zahlen für die Energiekosten aus: „Aktuell und in naher Zukunft zahlen wir dank der PV-Anlage und des Hauskraftwerks pro Monat unterm Strich schlanke 15 Euro für Netzstrom. Eigentlich sind es 35 Euro Abschlag, aber rund 20 Euro bekommen wir monatlich über 20 Kalenderjahre für den eingespeisten Strom vergütet, das ist schon abgezogen“, rechnet er vor. Dazu kommen, grob geschätzt, etwa 30 bis 40 Euro im Monat für Pellets. Familie Echternkamp geht davon aus, dass sie rund eine Tonne Pellets pro Jahr verbrauchen wird. Die aktuell anzusetzenden rund 300 Euro Abschlag für die Energieversorgung pro Monat konnten somit auf etwa 50 Euro monatlich reduziert werden.
Bezahlt hat die Familie brutto 78.000 Euro für die neuen Anlagen inklusive der Dacherneuerung. 19.000 Euro hat sie davon wieder zurückerhalten. Zum einen über die BAFA-Förderung für den Kesseltausch, ein Photovoltaik-Förderprogramm des Bundeslandes sowie weitere Fördermittel wie zum Beispiel den Wallbox-Zuschuss der KfW oder eine PV-Förderung des neuen Ökostromversorgers. Zum anderen wählte die Familie für den Betrieb der Photovoltaikanlage den Weg der sogenannten Regelbesteuerung. Dadurch muss zwar auf den verkauften und auch auf den selbst verbrauchten Strom für einige Jahre Umsatzsteuer entrichtet werden, allerdings konnten dadurch auch sämtliche Ausgaben für PV-Anlage und Speicher verrechnet werden. Unterm Strich erhielt Familie Echternkamp dadurch vom Finanzamt die Mehrwertsteuer für die Photovoltaikanlage und den Speicher inklusive Planung und Installation zurück. Nach vollen fünf Jahren des Anlagenbetriebs kann die Familie dann auf die sogenannte Kleinunternehmerregelung wechseln, bei der die Umsatzsteuerpflicht zukünftig entfällt.
Auch bei der Mobilität hat Familie Echternkamp ihren CO2-Fußabdruck verbessert. Seit Februar 2021 fährt sie ausschließlich Elektroauto. Als Wallbox nutzen sie ebenfalls die Lösung von E3/DC (Wallbox easy connect 11 kW). Neben der Möglichkeit, das Auto kostenfrei beim Arbeitgeber zu laden, nutzt die Familie bei Bedarf also auch überschüssigen Strom aus der Photovoltaik-Anlage. „Wir sind sehr zufrieden, es hätte nicht besser kommen können“, resümiert Michael Echternkamp im Frühsommer 2022. Und das, obwohl sein Haus nach gängiger Meinung zunächst für eine Wärmepumpe nicht geeignet schien.
Dass Wärmepumpen im Neubau sinnvoll sind, daran besteht inzwischen kein Zweifel mehr. Anders sieht es im Bestand aus. Hier fürchten Eigentümer häufig noch explodierende Energiekosten durch den Strombedarf, der im Winter für die Wärmepumpe anfällt. Das kann so sein, muss es aber nicht. Dies zeigt das Beispiel der Familie Echternkamp in Oberfranken. Sie hat im vergangenen Jahr den alten Gaskessel in ihrem Haus aus dem Baujahr 1994 durch eine Luftwärmepumpe ersetzt. Der neue Wärmeerzeuger wurde mit einem E3/DC-Hauskraftwerk und einer Photovoltaikanlage kombiniert. So ließen sich die Energiekosten auf ein beeindruckendes Minimum reduzieren. Vor der Entscheidung hat die Familie zusammen mit ihrem Installateur geprüft, ob die nötigen Voraussetzungen gegeben sind, um nicht doch eine Stromkosten-Überraschung zu erleben.
„Unser Haus ist nicht optimal für eine Wärmepumpe“, weiß der Geologe Michael Echternkamp. Das fast 30 Jahre alte Doppelhaus, von dem die Familie 2014 eine Hälfte erwarb, ist zwar massiv gebaut, hat jedoch keine zusätzliche Dämmung und auch keine Fußbodenheizung. Es hat 134 Quadratmeter beheizte Wohnfläche und 60 Quadratmeter Nutzfläche im Kellergeschoss.
Als die Familie das Haus kaufte, war noch der atmosphärische Gaskessel von 1994 installiert, also noch kein effizienteres, abgasärmeres Gasbrennwertgerät. „Wir haben schon bald beschlossen, die Heizung mit Fokus auf Nachhaltigkeit zu tauschen“, erzählt Echternkamp, der in einer Umweltbehörde arbeitet und mit den Herausforderungen des Klimawandels gut vertraut ist. Zusammen mit seiner Frau entschied er: „Wir müssen an unserem CO2-Fußabdruck etwas ändern.“ Deshalb gaben sie der energetischen Sanierung den Vorzug vor Verschönerungen wie einer neuen Küche.
Neuer Standard in der Heizungstechnik
Nach einem Vortrag der Gemeinhardt AG, einem Fachbetrieb für Energie- und Haustechnik aus Oberkotzau bei Hof, waren sie von der Systemkombination Wärmepumpe, Photovoltaik und Stromspeicher überzeugt. „Die Kombination ist schon fast Standard“, berichtet Firmenchef Matthias Gemeinhardt und bezieht dies auf den Bestand. Neubauten gebe es wegen der Zinsangst und hoher Baupreise in der Hofer Region derzeit kaum. In 90 Prozent der Fälle installiert er beim Öl- und Gaskesseltausch zusätzlich zur Wärmepumpe eine Photovoltaikanlage mit einem Stromspeicher.
Bevor Gemeinhardt zu einer Wärmepumpe rät, prüft er zusammen mit den Kunden, ob sie wirklich sinnvoll ist in dem Haus. Alternativ würde er eine Pelletheizung empfehlen. „Die Entscheidung steht und fällt mit der Wärmeverteilung“, sagt der Fachmann. „Eine Fußbodenheizung ist für eine Wärmepumpe ideal. Wenn es diese nicht gibt, müssen die Heizkörper zumindest möglichst große Flächen haben.“ Nur so können sie bei niedriger Vorlauftemperatur von etwa 40 bis 45°C die Wärme gut verteilen. Bei kleinen Heizkörpern seien im Winter 70 bis 90°C Vorlauftemperatur nötig, dann eigne sich eine Wärmepumpe nicht. „Man muss es sich im Einzelfall anschauen, ob die Vorlauftemperatur reicht“, betont Gemeinhardt. Seine Kunden fragt er auch, ob sie im vorherigen Winter mit 40 bis 45°C gut zurechtgekommen sind. Familie Echternkamp konnte dies für die im Haus verbauten Rippen- und Konvektionsheizkörper bejahen.
Hauskraftwerk für mehr Energieautarkie
Bevor es an die Anlagentechnik ging, ließ die Familie zunächst die nach Süden gerichtete Dachhälfte sanieren. Ein Dachdecker ersetzte den in die Jahre gekommenen Kunstschiefer durch beschichtetes Aluminiumblech. Darauf installierte Gemeinhardt auf nahezu der gesamten verfügbaren Fläche eine Photovoltaikanlage mit 7,6 Kilowattpeak Leistung, kombiniert mit einem E3/DC-Hauskraftwerk mit 12 Kilowattstunden Speicherkapazität. „Den Speicher haben wir gewählt, weil wir mehr Autarkie wollten“, berichtet Echternkamp. Für E3/DC entschied er sich wegen der hohen Qualität und Funktionen wie dem 3-phasigen Ersatzstrombetrieb bei Stromausfall.
Die Luftwärmepumpe hat 11 Kilowatt Leistung und zusätzlich einen integrierten Heizstab mit bis zu 9 kW Leistung. Er kann die Wärmepumpe unterstützen, wenn der Außenluft bei extrem kalten Temperaturen, zum Beispiel unter -20°C, kaum mehr Wärme entzogen werden kann. „Im ersten Betriebsjahr hat sich der Heizstab bei uns allerdings kein einziges Mal eingeschaltet. Ein Beleg für die optimale Planung unseres Installateurs und das gute Zusammenspiel mit der bestehenden Wärmeverteilung“, sagt Echternkamp. Die Jahresarbeitszahl für die Wärmepumpe, also das Verhältnis zwischen zugeführtem Strom und der tatsächlich erzeugten Heizwärme, liegt aktuell bei knapp 3. Mit einer Erdwärmesonde oder Erdkollektoren wäre dabei noch eine bessere Effizienz erreichbar gewesen, allerdings verbunden mit weiteren Investitionen und größeren Eingriffen in das schön eingewachsene Gartengrundstück.
Für die Wärmespeicherung wurde ein Puffer-Schichtenspeicher mit 1.000 Liter Fassungsvermögen aufgestellt. Wenn die Solarmodule auf dem Dach mehr Solarstrom produzieren als gerade benötigt wird, sorgt das Energiemanagementsystem des Hauskraftwerks dafür, dass der überschüssige Strom durch die Wärmepumpe umgewandelt und als Wärme im Pufferspeicher vorgehalten wird.
Obwohl Familie Echternkamp mit der Energiebilanz im ersten Winter schon sehr zufrieden war, hat sie im Mai dieses Jahres als letzten Baustein ihres Modernisierungsprojektes noch einen wassergeführten Pelletofen mit 16 kW Leistung einbauen lassen – zur Unterstützung der Wärmepumpe in der kalten beziehungsweise dunklen Jahreszeit, so die Begründung. Vorher war ein alter Kaminofeneinsatz im Wohnzimmer installiert, in dem etwa eine Tonne Scheitholz und Holzbriketts im Jahr verfeuert wurde. „Neben reichlich Feinstaub ging dabei die Hälfte der Wärme gleich wieder zum Kamin raus“, so Echternkamp über die veraltete Technik. Der neue Pelletofen ist in die Heizungssteuerung eingebunden und gibt einen Großteil der Wärme für Brauchwasser und die Heizkörper im Haus ab. Und obwohl nun modernste Feuerungstechnik inklusive App-Anbindung Einzug ins Wohnzimmer gehalten hat, bleibt vom Sofa der Blick auf ein behagliches Kaminfeuer erhalten.
Energiebilanz nach einem Jahr
Und wie sieht die Energiebilanz nach einem Jahr aus? Vor dem Umbau verbrauchte die vierköpfige Familie durchschnittlich 24.000 kWh Erdgas für die Heizung und die Brauchwassererwärmung pro Jahr. Dazu kamen 2.500 kWh Strom für den Haushalt und die Anlagentechnik. In ersten Jahr nach der Inbetriebnahme der Wärmepumpe am 8. Mai 2021 hat sie nur 7.000 kWh Strom verbraucht. „Davon mussten wir lediglich 3.000 kWh Strom zukaufen und 1.500 kWh haben wir ins Netz eingespeist“, berichtet Echternkamp und drückt es gleich noch in Zahlen für die Energiekosten aus: „Aktuell und in naher Zukunft zahlen wir dank der PV-Anlage und des Hauskraftwerks pro Monat unterm Strich schlanke 15 Euro für Netzstrom. Eigentlich sind es 35 Euro Abschlag, aber rund 20 Euro bekommen wir monatlich über 20 Kalenderjahre für den eingespeisten Strom vergütet, das ist schon abgezogen“, rechnet er vor. Dazu kommen, grob geschätzt, etwa 30 bis 40 Euro im Monat für Pellets. Familie Echternkamp geht davon aus, dass sie rund eine Tonne Pellets pro Jahr verbrauchen wird. Die aktuell anzusetzenden rund 300 Euro Abschlag für die Energieversorgung pro Monat konnten somit auf etwa 50 Euro monatlich reduziert werden.
Bezahlt hat die Familie brutto 78.000 Euro für die neuen Anlagen inklusive der Dacherneuerung. 19.000 Euro hat sie davon wieder zurückerhalten. Zum einen über die BAFA-Förderung für den Kesseltausch, ein Photovoltaik-Förderprogramm des Bundeslandes sowie weitere Fördermittel wie zum Beispiel den Wallbox-Zuschuss der KfW oder eine PV-Förderung des neuen Ökostromversorgers. Zum anderen wählte die Familie für den Betrieb der Photovoltaikanlage den Weg der sogenannten Regelbesteuerung. Dadurch muss zwar auf den verkauften und auch auf den selbst verbrauchten Strom für einige Jahre Umsatzsteuer entrichtet werden, allerdings konnten dadurch auch sämtliche Ausgaben für PV-Anlage und Speicher verrechnet werden. Unterm Strich erhielt Familie Echternkamp dadurch vom Finanzamt die Mehrwertsteuer für die Photovoltaikanlage und den Speicher inklusive Planung und Installation zurück. Nach vollen fünf Jahren des Anlagenbetriebs kann die Familie dann auf die sogenannte Kleinunternehmerregelung wechseln, bei der die Umsatzsteuerpflicht zukünftig entfällt.
Auch bei der Mobilität hat Familie Echternkamp ihren CO2-Fußabdruck verbessert. Seit Februar 2021 fährt sie ausschließlich Elektroauto. Als Wallbox nutzen sie ebenfalls die Lösung von E3/DC (Wallbox easy connect 11 kW). Neben der Möglichkeit, das Auto kostenfrei beim Arbeitgeber zu laden, nutzt die Familie bei Bedarf also auch überschüssigen Strom aus der Photovoltaik-Anlage. „Wir sind sehr zufrieden, es hätte nicht besser kommen können“, resümiert Michael Echternkamp im Frühsommer 2022. Und das, obwohl sein Haus nach gängiger Meinung zunächst für eine Wärmepumpe nicht geeignet schien.
