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May 13, 2023

Der Austausch von Gaskesseln durch Wärmepumpen ist der schnellste Weg, den deutschen Gasverbrauch zu senken

Kommunikation Erde und Umwelt

Communications Earth & Environment Band 4, Artikelnummer: 56 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Die Versorgungssicherheit von fossilem Gas wurde durch den Russisch-Ukrainischen Krieg gestört. Entscheidungen zur Verlagerung der Produktion und des Transports von Gas sind so dringlich geworden, dass neue langfristige Verträge bevorstehen, die das Pariser Klimaabkommen untergraben. Hier simulieren wir, wie schnell die Hinzufügung von erneuerbarem Strom und die Installation von Wärmepumpen ausreichend Gas ersetzen können, um das Versorgungsrisiko zu verringern und gleichzeitig einen entscheidenden Schritt zur Erfüllung des Pariser Abkommens zu machen. Unsere Bottom-up-Modellierung am Beispiel Deutschland zeigt technische Wege auf, wie der Einbau von Wärmepumpen neben der Reduzierung der Laststunden von Gaskraftwerken eine der schnellsten Möglichkeiten zur Reduzierung des Gasverbrauchs darstellt. Mit gezielten Anstrengungen können bis 2025 maximal 60 % des Gases aus der Russischen Föderation durch Wärmepumpen und Netzausbau substituiert werden und es bleibt so viel Strom verfügbar, dass der Kohleausstieg und der Einstieg in die E-Mobilität noch umsetzbar sind.

Um einen Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um mehr als 1,5 °C über dem vorindustriellen Niveau zu verhindern, ist eine rasche Defossilisierung der globalen Energiesysteme notwendig1. Der akzeptierte Weg, dies kosteneffizient2 im Stromsektor zu erreichen, ist ein schneller Ersatz fossiler Brennstoffe hauptsächlich durch Photovoltaik (PV), Windkraft und zusätzlichen Ausgleich aus verschiedenen erneuerbaren Quellen3. Ein weiterer Energiesektor, der Treibhausgasemissionen verursacht, ist die Heizung4. Die Reduzierung der Emissionen beim Heizen muss möglicherweise durch verschiedene Maßnahmen gleichzeitig erreicht werden, darunter Wärmedämmung von Gebäuden, Solarthermie und der Ersatz von Gas- und Ölkesseln durch Wärmepumpen5,6, die mit erneuerbarem Strom betrieben werden, die als eine wichtige Komponente für die Defossilisierung des Energiesystems gelten3 ,7,8. Wichtig für die effektive Nutzung von Wärme sind darüber hinaus ein bewusstes Verbraucherverhalten9, Fernwärmenetze auf Basis der Nutzung industrieller Abwärme, Solarthermie und Geothermie sowie verschiedene Speichertechnologien10. Der Ausbau von Holz, Pellets und anderer Biomasse zum Heizen ist begrenzt und oft nicht nachhaltig11. Es besteht weitgehend Einigkeit darüber, dass erneuerbarer Wasserstoff für die Hausheizung ungeeignet ist, da er zum halben Preis von Strom geliefert werden müsste (aber es wird etwa dreimal so viel Strom benötigt, um eine entsprechende Menge Wasserstoff zu erzeugen) und die Gesamtsystemkosten höher wären etwa doppelt so hoch wie bei Wärmepumpen12,13. Bei all dieser Vielfalt werden der Wärmeerzeugung in den integrierten Bewertungsmodellen4 vielfältigere Entwicklungspfade zugeordnet als der Stromerzeugung.

Die Versorgungssicherheit von fossilem Gas wurde durch den jüngsten russisch-ukrainischen Krieg plötzlich gestört. Entscheidungen zur Verlagerung von Produktion und Logistik sind so dringlich geworden, dass neue langfristige Verträge das Pariser Klimaabkommen zu untergraben drohen14. In diesem Dokument entwickeln wir einen Weg, der das Versorgungsrisiko reduziert und gleichzeitig einen entscheidenden Schritt zur Erfüllung des Pariser Abkommens macht. Wir gehen davon aus, dass die Installation von Wärmepumpen eine der schnellsten Möglichkeiten ist, da sie nur wenige Planungs- und Genehmigungsverfahren erfordert und modular aufgebaut ist, ähnlich wie PV. Allerdings konkurrieren Wärmepumpen um den gleichen erneuerbaren Strom wie die Verdrängung der gasbetriebenen Stromerzeugung. Darüber hinaus muss an manchen Wintertagen, an denen Solar- und Windkraft nicht ausreichen, der Strom für Wärmepumpen von Gaskraftwerken geliefert werden. Daher ist unklar, wie viel Gas auf diese Weise ersetzt werden kann, insbesondere wenn die Isolierung von Gebäuden mäßig ist und Wärmepumpen möglicherweise ineffektiv arbeiten. Wir modellieren daher den Gasverbrauch im Gebäudebestand, in der Industrie sowie der Stromerzeugung in Deutschland in stündlicher Auflösung. Vorrang hat der größtmögliche Ersatz von fossilem Gas durch erneuerbaren Strom. Wir verwenden Deutschland als Fallstudie, da der Zugang zu den erforderlichen Daten allgemein verfügbar ist und die Heizung hauptsächlich auf Erdgas (50 %) und Öl (25 %) basiert15. Unsere Methodik und Ergebnisse sind jedoch weitgehend auf andere gemäßigte Länder anwendbar.

Wir untersuchen Engpässe bei der Installation von Wärmepumpen in Deutschland von Grund auf, indem wir Erzählungen von Handwerkern sammeln und diese mit einem Experteninterview abgleichen. Daraus entwickeln wir konkrete Szenarien zur Beschleunigung der Installation von Wärmepumpen. Indem wir diese Randbedingungen schließlich in unsere Szenarien für unser Stundenmodell einbeziehen, berechnen wir die Substitution von fossilem Gas durch erneuerbaren Strom in den kommenden Jahren und die damit verbundenen Auswirkungen auf die Energiewende.

Im Jahr 2020 wurden in Privathaushalten in Deutschland insgesamt 285 TWh Gas für Raumheizung und Kochen verbraucht16, die wir auf Basis statistischer Erfahrungswerte in 273 TWh für Raumheizung und 12 TWh für Kochen aufteilen.

Zu den größten Industriegasverbrauchern17 in Deutschland zählen die Chemie-, Papier- und Lebensmittelindustrie. Wir möchten betonen, dass wir nur gasbetriebene Wärme unter 100 °C berücksichtigen, da diese am schnellsten durch Wärmepumpen ersetzt werden kann. Wir kommen zu folgenden jährlichen Gasmengen im Jahr 2020: Chemische Industrie 116,9 TWh, Lebensmittelverarbeitung 38,6 TWh und Papierindustrie 25,4 TWh (Einzelheiten siehe Methodenteil und Ergänzende Anmerkung 1). Diese Mengen umfassen schätzungsweise drei Viertel der industriellen Prozesswärme unter 100 °C18. Den Handels- und Dienstleistungssektor modellieren wir nicht, da dieser zu vielfältig ist, obwohl sicherlich auch in diesen Sektoren zusätzliche Wärmepumpen installiert werden.

Wir quantifizieren die Schwankung des Gasverbrauchs im Jahresverlauf anhand von Lastprofilen in Abhängigkeit von der täglichen Durchschnittstemperatur, individuell für jeden Industriesektor und für die Raumheizung19,20. Es wird zwischen Werktagen und Wochenendtagen unterschieden. Um die hohe Volatilität des Wärmebedarfs und auch der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien angemessen berücksichtigen zu können, werden für die Industrie stündliche Lastkurven aus den Referenzen entnommen. 19,21, je nach Jahreszeit, und für Wärmepumpen ab Ref. 22, abhängig von der täglichen durchschnittlichen Außentemperatur. Die Wärmepumpendaten basieren auf ca. 600 Haushalten und berücksichtigen die Reifbildung und Abtauung an der Wärmepumpe. Weitere Informationen finden Sie in der Ergänzenden Anmerkung 2.

Ausgangspunkt für die Modellierung des gesamten öffentlichen Stromnetzes in Deutschland sind die stündlichen Erzeugungsdaten aller beteiligten Kraftwerke, Windparks und dezentralen PV sowie Speicherkapazitäten im Referenzjahr 202023. Zur Modellierung der nahen zukünftigen Stromerzeugung beziehen wir mit ein Zugänge zu Onshore- und Offshore-Wind sowie zu PV nach den Plänen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz24 (dargestellt in Anhangangabe 3). Der Vorteil dieses Modellierungsansatzes besteht darin, dass alle Details des Gesamtsystems sowie der Klimadaten in ganz Deutschland einbezogen werden. Die drei wichtigsten begleitenden Näherungen und Einschränkungen werden im Methodenteil besprochen, beispielsweise dass wir von ausreichenden Netzerweiterungen ausgehen.

Eine entscheidende Frage ist, ob durch den Einbau von Wärmepumpen mehr Gas substituiert werden kann, anstatt weiterhin mit Gas zu heizen und den zusätzlichen erneuerbaren Strom zur Reduzierung der Laststunden bestehender Gaskraftwerke zu nutzen. Dies hängt von der erreichbaren Leistungszahl (COP) von Wärmepumpen ab, also der erzeugten Wärme dividiert durch die dafür benötigte elektrische Energie25,26, und muss mit der Effizienz von Gaskraftwerken verglichen werden.

In Deutschland liefern GuD-Gasturbinen (GuD) den Großteil des gasbasierten Stroms. Ihr durchschnittlicher Jahreswirkungsgrad im Jahr 2020 ist das Verhältnis zwischen ihrer Stromerzeugung, die 95,0 TWh betrug, und dem Gasverbrauch, der 171,4 TWh27 betrug, was einer Ausbeute von 55 % entspricht. Um Netzverluste zu berücksichtigen, senken wir diesen Wert auf 50 %.

Für Prozesswärme in der Industrie verwenden wir einen COP von 2 für Industriewärmepumpen, was der Notwendigkeit Rechnung trägt, relativ hohe Temperaturen (verbunden mit niedrigen COP-Werten) zu erreichen, insbesondere für Trocknungszwecke, aber auch der Tatsache, dass die Quellentemperatur oft variieren kann aufgrund der Restwärmenutzung recht hoch sein (was hohe COP-Werte ermöglicht)28.

Für die Wohnraumheizung halten wir einen jährlichen gemittelten COP von Wärmepumpen für zu approximativ, da Gebäude mit geringerer Isolierung höhere Heiztemperaturen erfordern und daher niedrigere COP-Werte erzielen. Daher modellieren wir den COP mit stündlicher Auflösung und zerlegen ihn in Energieklassen von Gebäuden, die den Isolationszustand widerspiegeln29. Eine gängige Kenngröße zur Quantifizierung der Dämmung von Gebäuden ist die spezifische Raumwärme, also der jährliche Wärmeverbrauch pro Quadratmeter beheizter Räume. Wir haben Daten von Referenz gesammelt. 30 und konsolidiert sie, wie in der Ergänzenden Anmerkung 4 beschrieben. Abbildung 1 zeigt die resultierende Menge an in Deutschland verbrauchter Wärme in jedem Segment (Energieklasse), unterschieden nach Einzelhäusern und Mehrfamilienhäusern.

Die Mengen werden pro Jahr, in Einzelhäusern bzw. Mehrfamilienhäusern, unterschieden in Energieeffizienzklassen (Gebäudedämmung) von A bis H31, ausgedrückt als spezifische Heizenergie, aus einer Datensammlung30 angegeben. Die Daten sind in der Ergänzungstabelle S3 aufgeführt.

Der nächste wichtige Eingangsparameter für unser Modell ist die Wassertemperatur, die die Wärmepumpe in den Heizkreislauf einspeisen muss, um eine ausreichende thermische Behaglichkeit zu gewährleisten. Neben der Isolierung des Gebäudes kommt es auch darauf an, wie der Heizkreislauf ausgelegt ist. Fußboden- oder Flächenheizungen benötigen die niedrigsten Temperaturen und ermöglichen die höchsten COP-Werte, während Heizkörper höhere Temperaturen erfordern und zu niedrigeren COP-Werten führen. Wir stützen uns auf einen Datensatz von Hunderten von Gebäuden in Deutschland31. Bei einer rasanten Verbreitung von Wärmepumpen kann nicht damit gerechnet werden, dass Fußboden- oder Flächenheizungen eingebaut werden. Daher ist es wichtig zu beachten, dass wir in diesem Datensatz31 nur Gebäude berücksichtigen, in denen trotz Wärmepumpe noch Heizkörper verwendet werden. Abbildung 2 zeigt Beispiele für die Wasserversorgungstemperatur als Funktion der Außeneintrittstemperatur in solchen Gebäuden (dünne Linien) sowie unsere konservative, lineare Anpassung für das Modell (fette Linien). Wir gehen davon aus, dass Gebäude der Energieklasse H ohne vorherige Verbesserung der Dämmung nicht mit Wärmepumpen ausgestattet werden.

Dünne Linien: Gemessene Wasservorlauftemperatur des Heizkreises als Funktion der Außeneintrittstemperatur der Wärmepumpe31. Es werden nur Kreisläufe mit Heizkörpern berücksichtigt. Die Vorlauftemperatur variiert bei Gebäuden mit der angegebenen Energieeffizienz (Gebäudedämmung) von A bis G, was als Bereich der spezifischen Heizenergie angegeben wird. Fette Linien: Unsere lineare Anpassung für das Modell. Bei schlecht isolierten Gebäuden ist es konservativ, über eher ineffiziente Heizkreise nachzudenken. Die Daten sind in der Ergänzungstabelle S4 aufgeführt.

Die Unterschiede innerhalb der einzelnen Energieklassen resultieren vor allem aus den unterschiedlichen Größen der Heizkörper. Wir betonen, dass in vielen Fällen bereits die strategische Vergrößerung von nur einem oder zwei kleinen Heizkörpern die erforderliche Vorlauftemperatur deutlich reduziert32 und daher mit dem Einbau von Wärmepumpen oft keine aufwändigen Arbeiten am Heizkreislauf einhergehen müssen. Diese systematische Beobachtung31 steht im Widerspruch zu weit verbreiteten Überzeugungen aus der Pionierzeit der Wärmepumpe. Um dennoch auf der konservativen Seite zu bleiben, addieren wir 10 °C zu unseren Anpassungen in den höheren Energieklassen (siehe Ergänzende Anmerkung 5).

Schließlich entnehmen wir den COP einem Datenblatt einer handelsüblichen Luft-Wasser-Wärmepumpe33 als Funktion der Temperaturdifferenz, bei der eine Wärmepumpe arbeiten muss, siehe Abb. 3. Auch hier nehmen wir eine konservative Schätzung vor, mit das quadratische Polynom34. Wir berücksichtigen nur den COP von Luft-Wasser-Wärmepumpen, um konservativ zu bleiben und eine schnelle Installation zu ermöglichen. Es gibt Alternativen wie Luft-Luft- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen, die noch höhere COP-Werte aufweisen. Eine Sensitivitätsanalyse gegenüber niedrigeren COP-Werten finden Sie in der Ergänzenden Anmerkung 6.

Der Leistungskoeffizient (COP) einer weit verbreiteten Luft-Wasser-Wärmepumpe für verschiedene Wasservorlauftemperaturen zum Heizkreis als Funktion der Temperaturdifferenz, bei der die Wärmepumpe arbeitet (d. h. Wasservorlauftemperatur minus Außeneinlass). Lufttemperatur)33. Fette Linie: Unsere konservative Schätzung mit einem quadratischen Polynom34, angegeben in der Ergänzenden Anmerkung 6.

Für Warmwasser gehen wir von einem durchschnittlichen COP von 2,5 aus, da Tauchsieder oder Durchlauferhitzer entweder zur gesamten Warmwasserbereitung oder zur Erwärmung von Wasser durch Wärmepumpen auf höhere Temperaturen eingesetzt werden können.

Wir sind uns bewusst, dass die Installation von Wärmepumpen durch die Umstände in Sanitär- und Heizungsbetrieben eingeschränkt sein kann. In Deutschland gibt es derzeit etwa 50.000 Sanitär-/Heizungs-/Klimabetriebe mit etwa 380.000 Mitarbeitern, die jährlich etwa 1 Million Heizgeräte installieren35. Im Durchschnitt sind dies 7,6 Mitarbeiter pro Betrieb und nur etwa 3 Heizgeräte pro Mitarbeiter und Jahr. Viele Unternehmen arbeiten bevorzugt im Sanitärbereich (z. B. bei der Sanierung von Badezimmern oder beim Bau neuer Gebäude). Von allen 50.000 Unternehmen installieren nur 10–20 % regelmäßig Wärmepumpen35 und verfügen über die notwendige Zusatzausbildung35.

Wir haben uns daher entschieden, unsere Szenarien von unten nach oben zu entwickeln, indem wir halbstrukturierte, qualitative Interviews mit einigen Eigentümern solcher Unternehmen führten. Diese Experteninterviews haben keinen Anspruch auf Repräsentativität. Dennoch möchten wir ausgewählte Kernaussagen (Gedächtnistranskript) von Inhabern zweier recht typischer Unternehmen wiedergeben. Beide Unternehmen sind durchschnittlich groß, in Familienbesitz und seit mehr als vier Jahrzehnten in der Metropolregion Rhein-Main tätig. Sie geben wichtige Einblicke in die Perspektiven der Praktiker.

Kernaussagen des Eigentümers (A), dessen Unternehmen keine Wärmepumpen installiert:

A1). Heizen (unabhängig von der Heizungsart) ist für Klempner derzeit nur dann attraktiv, wenn es zu wenige Aufträge im Sanitärbereich gibt.

A2). Es gibt zu wenige Mitarbeiter. Der Arbeitsmarkt ist leer, Lehrlinge sind schwer zu finden.

A3). Es gibt zu wenige Schulungsangebote für Wärmepumpen und die Qualität der Schulungen ist oft mangelhaft.

A4). Wärmepumpen sind technisch noch nicht ausgereift, sie machen oft Ärger, egal vom Hersteller.

A5). Ein unterschätztes Problem bei der Installation einer Wärmepumpe besteht darin, dass die Warmwasserversorgung häufig an das Heizsystem angeschlossen ist.

Eigentümer (B) erwirtschaftet etwa 10 % seines Umsatzes mit der Installation von Wärmepumpen, Tendenz seit Jahren langsam steigend. Die Hälfte der Mitarbeiter ist für die Installation von Wärmepumpen qualifiziert. Die Kernaussagen des Eigentümers (B) sind:

B1). Der Fachkräftemangel als Hauptproblem.

B2). Die angebotenen Schulungen wirken langweilig und praxisfern.

B3). Schnell könnte es nur gehen, wenn sich Wärmepumpen mit einer Ausgangstemperatur von 70 °C und mehr durchsetzen würden: „Dann könnten wir ohne endlosen Aufwand in die Altbauten kommen. Schließlich wohnen die Menschen in Altbauten – und zwar in Komplettsanierungen.“ Gebäude sind zu teuer und dauern viel zu lange.“

B4). „Wenn die Politik Wärmepumpen in den Haushalten will, muss sie sowohl die Gas- als auch die Ölheizung richtig teuer machen, sogar noch teurer als jetzt – aber gleichzeitig den Strompreis deckeln. Dann wird das schon klappen.“ [Anmerkung: Das Interview wurde nach dem Preisanstieg aufgrund des Russisch-Ukrainischen Krieges geführt, aber bevor die Bundesregierung für Anfang 2024 ein Verbot36 für konventionelle Heizsysteme mit weniger als 65 % erneuerbarer Energie ankündigte].

B5). Eine Vervielfachung der Wärmepumpen bis 2030 sei illusorisch: „Das schaffen wir nie; wer sagt, das sei möglich, ist ein ‚Traumtänzer‘.“

Da diese Eigentümer ein Eigeninteresse haben, flankieren wir diese Aussagen durch ein Interview mit einem wirtschaftlich unabhängigen Experten37:

E1) Es besteht zwar ein Mangel an Personal (A2 und B1), aber in letzter Zeit gibt es einen großen Vorstoß für Schulungsmöglichkeiten, darunter einen Tag mit praktischen Übungen, der von Wärmepumpenherstellern organisiert wird (relativiert A3 und B2).

E2) Zur Lukrativität: Die Verhältnisse haben sich in den letzten Monaten völlig verändert (im Gegensatz zu A1). Wer den Einbau von Wärmepumpen anbietet, hat die Wahl zwischen eifrigen Kunden und die Wartezeit beträgt derzeit etwa 12 Monate. Allerdings scheinen viele Unternehmer noch zögerlich zu sein.

E3) Zur Technik: Wärmepumpen sind ausgereift. Nur in wenigen Fällen kommt es zu anfänglichen Problemen durch falsche Einstellungen und mögliche Unverträglichkeiten mit Kombispeichern. Aus der Pionierzeit der 1980er-Jahre herrscht die weitverbreitete veraltete Meinung vor, die Technik sei problematisch (relativiert die Aussagen A4 und A5).

E4) Systematische Untersuchungen über 15 Jahre in rund 350 Bestandsgebäuden, davon 100 sehr alt, haben immer wieder nachgewiesen31, dass Wärmepumpen selten mehr als 55 °C und praktisch nie bis zu 70 °C (relativiert) an den Heizkörperheizkreis liefern müssen B3). In den wenigsten Altbauten müssen möglicherweise ein oder zwei Heizkörper durch größere ersetzt werden, meist sind jedoch sowohl die vorhandene Gasheizung als auch die Heizkörper überdimensioniert.

Diese Erzählungen werden im Folgenden zur Erstellung von Szenarien verwendet.

Die Anzahl der in Häusern zu installierenden Wärmepumpen wurde durch Ref. festgelegt. 38 für Ref. 35 bei 15–17 Millionen Einheiten. Dies sind weniger als 44 Millionen Haushalte, da aus Kostengründen in der Regel nur eine große Wärmepumpe pro Mehrfamilienhaus installiert ist und die Gebäude zudem an ein Wärmenetz angeschlossen sind, das teilweise von großen Wärmepumpen gespeist wird.

Abbildung 4 zeigt das Wachstum des Wärmepumpenbestands gemäß der Roadmap des Bundesverbandes Wärmepumpen (BWP) mit einem jährlichen Wachstum von etwa 20 % in Dunkelblau35. Es wurde vor dem Anstieg der Gaspreise und vor dem Russisch-Ukrainischen Krieg entwickelt. Allerdings erreichen neue Technologien, die sich durchsetzen, in der Regel einen Punkt, an dem es entweder wirtschaftlich vorteilhaft ist, auf die neuen Geräte umzusteigen, oder der Nutzen steigt39. Ab diesem Punkt wird gemäß einer S-Kurve40 eine schnellere Penetration ausgelöst. Der Krieg und die damit verbundenen politischen Entscheidungen machen dies wahrscheinlich.

Das sehr schnelle Szenario berücksichtigt Narrative von Eigentümern von Sanitär- und Heizungsunternehmen, notwendige staatliche Anreize und eine Ausbildungsoffensive für Fachkräfte. Die schnellen und beschleunigten Szenarien überwinden diese einschränkenden Faktoren nur in geringerem Maße. Die Installateur-Roadmap des Deutschen Wärmepumpenverbandes35 wurde vor Beginn des Russisch-Ukrainischen Krieges38 entwickelt. Die Daten sind in der Ergänzungstabelle S5 aufgeführt.

Auf der Makroebene ist ein schnelles Wachstum der Installationszahlen möglich, da weltweit jährlich etwa 10 Millionen Wärmepumpen produziert werden und allein in Deutschland in diesem Jahr über eine Milliarde Euro in den Ausbau der Produktion investiert wurden41. Wie die Erzählungen zeigen, ist der limitierende Faktor die Situation auf der Mikroebene.

Basierend auf den Interviews und den begrenzten Schulungskapazitäten haben wir das sehr schnelle Szenario eines Zubaus von maximal 4 Millionen Wärmepumpen pro Jahr in Deutschland angenommen, was uns aus folgenden Gründen machbar erscheint. Aus den Erzählungen (A5 und B3) gehen wir von einem bundesweiten Durchschnitt von 4–6 Personentagen pro Installation einer Wärmepumpe42 aus, was länger ist als eine Installation an einem geeigneten Standort und auch Zeit gibt, ein oder zwei Heizkörper zu vergrößern ( B. E4) oder um Schwierigkeiten bei der Integration der Wärmepumpe in das Warmwassersystem zu überwinden (A5). Selbst in einem solchen Jahr mit 4 Millionen neuen Wärmepumpen wird nicht mehr als ein Viertel der 380.000 Vollzeitkräfte für die Installation von Wärmepumpenanlagen benötigt. Unter Berücksichtigung der Aussagen (A2, B1 und E1), dass der Arbeitsmarkt leer ist, fügen wir keine neuen Arbeitskräfte hinzu. Aufgrund von Komplikationen bei Altbauten (B3, E4) begrenzen wir die Wasservorlauftemperatur auf 60 °C (Abb. 2), was bedeutet, dass an sehr wenigen sehr kalten Wintertagen (dargestellt in Abb. S8 im Anhang) die Die Wärmepumpe liefert möglicherweise nicht in allen Räumen eine Raumtemperatur von 20 °C.

Bei den Zusatzschulungen (A3, B2 und E1) gehen wir davon aus, dass Wärmepumpen in kleinen Teams installiert werden, sodass es ausreicht, dass nur jeder zweite Handwerker die Zusatzschulung absolviert. Diese Schulung dauert derzeit 3 ​​bis 4 Tage42 und von den Teilnehmern wird erwartet, dass sie im Anschluss praktische Erfahrungen sammeln. In diesem Maximalszenario wird daher davon ausgegangen, dass dieser Kurs in den ersten Jahren insgesamt etwa 70.000 Mitarbeitern vermittelt wird.

Aus all diesen Gründen erscheint uns das sehr schnelle Szenario nicht utopisch, sondern erfordert konzertierte Anstrengungen und Zusammenarbeit zwischen Regierung, Unternehmen und Kunden. Im schnellen und beschleunigten Szenario muss eine entsprechend geringere Anzahl an Mitarbeitern geschult und für die Installation von Wärmepumpen eingesetzt werden (Details siehe Anhangangabe 7).

Für industrielle Anwendungen unter 100 °C gehen wir von den gleichen, proportionalen Szenarien aus wie für die Raumwärme, wobei deutlich weniger weitaus größere Wärmepumpen installiert werden. Eine Bewertung günstiger staatlicher Anreize für die Branche würde den Rahmen dieses Dokuments sprengen.

Abbildung 5 zeigt die Gasmenge, die durch den Einbau von Wärmepumpen und durch die Reduzierung der Laststunden von Gaskraftwerken durch erneuerbaren Strom ersetzt wird, in den vier Szenarien von Abbildung 4. Die Menge ist im Verhältnis zum gesamten importierten Gas aufgetragen nach Deutschland im Jahr 2020, das waren 971 TWh. Im Szenario der Installateure wird selbst bis 2030 nur ein kleiner Teil substituiert. Gezielte Anstrengungen sind erforderlich, wie zum Beispiel das sehr schnelle Szenario, das bis 2025 eine Einsparung von fossilem Gas von etwa 30 % (etwa 290 TWh oder 28 Milliarden m3) erreicht. Wenn man bedenkt, dass im Jahr 2020 etwa 50 % des Gases aus der Russischen Föderation importiert wurden, kann das sehr schnelle Szenario bis 2025 etwa 60 % dieses Gases einsparen. Es ist daher zu erwarten, dass gezielte Anstrengungen die Preisvolatilität und das Versorgungsrisiko von fossilen Brennstoffen verringern Gleichzeitig bringen sie Deutschland auf dem Weg zur Erfüllung des Pariser Klimaabkommens entscheidend weiter. Das sehr schnelle Szenario wird außerdem bis 2025 kumulativ mindestens 180 Mt Treibhausgasemissionen einsparen (weitere Einzelheiten finden Sie in der Ergänzenden Anmerkung 8).

Modellierter Anteil des nach Deutschland importierten Gases, substituiert durch erneuerbaren Strom durch den Einbau von Wärmepumpen in Privathaushalten und in der Chemie-, Papier- und Lebensmittelindustrie, in den vier Szenarien von Abb. 4. Die Spalten im Hintergrund zeigen die Menge von Gas ersetzt werden, ohne dass neue Wärmepumpen installiert werden müssen (durch Nutzung neu installierter PV- und Windkraftanlagen, um Strom aus Gaskraftwerken zu ersetzen). Der Fehlerbalken im Jahr 2025 gibt die jährlichen Wetterschwankungen als Standardabweichung an, der Fehlerbalken im Jahr 2026 die lokalen Wetterschwankungen innerhalb Deutschlands (siehe Ergänzende Anmerkung 9). Diese Schwankungen sind relativ gering und in allen Jahren ähnlich. Die Daten sind in der Ergänzungstabelle S7 aufgeführt.

Abbildung 6 zeigt, wie der neu hinzugekommene (nicht der gesamte) erneuerbare Strom aufgeteilt und genutzt wird. In den ersten beiden Jahren reduzieren die zusätzlichen Wind- und PV-Kapazitäten größtenteils die Laststunden der Gaskraftwerke (in wettbewerbsintensiven Tagesmärkten eher automatisch). Unsere stündlich aufgelöste Modellierung zeigt, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass es in diesen ersten Jahren viele Stunden gibt, in denen die Sonne scheint und/oder der Wind weht, aber nicht genügend Windparks und PV-Kapazitäten installiert sind, um den Netzbedarf vollständig zu decken (siehe Ergänzende Anmerkung). 10). In den Jahren 2024 und 2025 beziehen Wärmepumpen im sehr schnellen Szenario 70 % des neu hinzukommenden erneuerbaren Stroms, was deutlich an die Grenzen des Modells stößt, da es einen ausreichenden Netzausbau unterstellt. Auch wenn die Bundesnetzagentur den Netzausbau angeordnet hat, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass in den Jahren 2024 und 2025 überall in Deutschland ausreichend Netzkapazität zur Verfügung stehen wird (siehe Abschnitt Methoden). In späteren Jahren sind die erneuerbaren Stromkapazitäten so groß, dass Gaskraftwerke nur noch dort laufen müssen, wo zusätzliche installierte Windparks und PV-Kapazitäten nicht helfen würden, etwa in windstillen Nächten. Diese Situation wird etwa im Jahr 2030 erreicht sein, wenn der jährliche Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung etwa 80 %24 beträgt (siehe Ergänzende Anmerkung 11).

Der neu hinzugekommene (nicht der gesamte) erneuerbare Strom wird in den vier modellierten Szenarien zu unterschiedlichen Anteilen genutzt: für Wärmepumpen, zur Reduzierung der Laststunden von Gaskraftwerken und für andere Nutzungen wie Kohleausstieg und Elektromobilität . Die Daten sind in der Ergänzungstabelle 7 aufgeführt.

Abbildung 6 zeigt auch, dass im Laufe der Jahre immer mehr Strom aus erneuerbaren Energien für andere Zwecke zur Verfügung stehen wird, etwa für den Ausstieg aus Kohlekraftwerken und den Antrieb der Elektromobilität.

In der Ergänzenden Anmerkung 12 finden Sie eine Quantifizierung für einen unmittelbaren deutschlandspezifischen Zubau erneuerbarer Kapazitäten zum kurzfristigen Ersatz von Gas.

Wenn erneuerbare Stromkapazitäten installiert werden, ist die beschleunigte Installation von Wärmepumpen eine wirksame Strategieoption, um den Verbrauch fossiler Gase deutlich zu reduzieren, auch wenn in den meisten Gebäuden weiterhin Heizkörper installiert sind und ein Teil des Stroms durch fossile Gaskraftwerke erzeugt wird. Mit gezielten Anstrengungen können bis 2025 maximal etwa 60 % der im Jahr 2020 in Deutschland aus der Russischen Föderation importierten Gasmenge substituiert werden (etwa 40 % in einem weniger ambitionierten Szenario). Die Szenarien gehen von gezielten Anstrengungen aus, die unter anderem durch die Zusammenarbeit von Staat, Unternehmen und Kunden dafür sorgen, dass die Installation von Wärmepumpen für Installateure lukrativ wird, eine Ausbildungsoffensive für Installateure gestartet wird und das Stromnetz an den benötigten Stellen ausgebaut wird.

Die hier für Deutschland entwickelten Szenarien müssen entsprechend an die Besonderheiten in anderen Ländern angepasst werden, bieten aber klare, greifbare Wege, um die Preisvolatilität und Versorgungsrisiken von fossilem Gas zu reduzieren und gleichzeitig einen entscheidenden Schritt zur Erfüllung des Pariser Klimaabkommens zu machen .

Ziel des Modells ist es, die Substitution von Gas durch Wärmepumpen durch erneuerbaren Strom in Deutschland in stündlicher Auflösung abzuschätzen. Wir verwenden daher einen deterministischen Ansatz mit nur einer einzigen, nominalen Realisierung der erneuerbaren Erzeugung für Wärmepumpen. Die Grenzen dieses Ansatzes werden im Folgenden kritisch beurteilt.

Für die Modellierung der Stromerzeugung in der nahen Zukunft wählen wir das Referenzjahr 2020, in dem folgende installierte Kapazitäten zur Verfügung standen: 55 GW für Onshore-Wind, 6,3 GW Offshore-Wind und 54 GW für PV. Für die Jahre zwischen 2022 und 2030 berücksichtigen wir die in der ergänzenden Abbildung S4 dargestellte geplante Hinzufügung von Onshore- und Offshore-Windenergie und PV. Der Vorteil dieses Referenzansatzes besteht darin, dass alle Details des Gesamtsystems sowie Klimadaten für ganz Deutschland einbezogen werden.

Es gibt drei wesentliche begleitende Näherungen zu dieser Modellwahl:

Erstens ist die geografische Lage der neuen Onshore-Windparks wichtig43, da der Ertrag im Norden Deutschlands höher ist als im Süden. Es ist realistisch, davon auszugehen, dass der Neuzugang an Windparks in einer ähnlichen geografischen Verteilung erfolgen wird wie in der Bestandsaufnahme 2020, da die Energiewende in Deutschland so weit fortgeschritten ist, dass neue Windparks an optimalen Standorten und mehr Wind neu bestromt werden Auch an suboptimalen Standorten wurden bereits landwirtschaftliche Betriebe errichtet. Dennoch ist die Multiplikation der Onshore-Windkraft des Jahres 2020 mit einem Faktor, der proportional zur künftig neu hinzukommenden Kapazität ist, konservativ, da neue Windenergieanlagen in der Regel größer und höher sind und zu mehr Laststunden führen als die Kapazitäten im Jahr 2020. Im Gegensatz dazu ist die geografische Verteilung der neu hinzugekommenen Windkraftanlagen Der Anteil der installierten PV-Anlagen ist weniger wichtig und die Stundenwerte korrelieren in ganz Deutschland recht gut (mit Ausnahme des Nordhangs der Bayerischen Alpen)44.

Zweitens bleibt die Stromerzeugung durch andere Kraftwerke als Wind-, PV- und Gaskraftwerke in allen kommenden Jahren unverändert. Dies geht aus den Modellierungsergebnissen in den Abbildungen hervor. 5 und 6, dass neben dem Betrieb von Wärmepumpen und dem Ersatz von Laststunden von Gaskraftwerken ein zunehmender Teil der neu hinzugekommenen PV- und Windenergie für andere Anwendungen übrig bleiben wird. Da ein Großteil des Stroms in Deutschland nach dem Merit-Order-Prinzip gehandelt wird, werden Kohlekraftwerke durch den Reststrom ersetzt, nicht durch den Strom für Wärmepumpen und den Ersatz von Gasfeuerungen. Zukünftige Veränderungen in der Kohle- und sonstigen Stromerzeugung haben daher nur einen geringen Einfluss auf unsere Ergebnisse zur Gassubstitution. So auch der Einzug der E-Mobilität.

Drittens schwankt die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien von Jahr zu Jahr, bei der Windenergie stärker als bei der Photovoltaik. Um die Wetterschwankungen von Jahr zu Jahr zu quantifizieren, modellieren wir auch die Jahre 2017, 2018 und 201923 zum Vergleich mit der Referenz für 2020. Unser modellierter Gasverbrauch ergibt eine Standardabweichung von 1,2 % im Vergleich zum importierten Gas im Jahr 2020 (970 TWh). Dies steht im Einklang mit der Standardabweichung der Gasimporte16. Da wir die Standardabweichung nur aus vier Jahren ableiten, multiplizieren wir sie mit dem Faktor zwei, um auf der sicheren Seite zu sein, wie der Fehlerbalken im Jahr 2025 in Abb. 5 zeigt. In einigen Wintern können typische großräumige Wetterbedingungen45 auftreten führen zu einer düsteren Flaute46, in der weder Windenergie noch PV die Netznachfrage ausreichend decken können. Solche Zeiträume würden die Gaseinsparungen nur bis zu einem gewissen Grad verringern, da diese typischen Wetterbedingungen nicht zu sehr kalten Temperaturen führen.

Das Modell konzentriert sich auf neu hinzugefügte erneuerbare Erzeugungskapazitäten und neu hinzugefügte Wärmepumpen und vernachlässigt Änderungen bei fossilen Erzeugungskapazitäten. Da der Kohleausstieg erst für 2030 geplant ist und aufgrund des russisch-ukrainischen Krieges Überkapazitäten an LNG-Terminals installiert werden14, ist es unwahrscheinlich, dass die Reduzierung der fossilen Erzeugungskapazität zu unerwarteten Zuteilungen von erneuerbarem Strom führt und somit Auswirkungen auf die Stromerzeugung hat die hier vorgestellten Ergebnisse. Darüber hinaus berücksichtigt das Modell nur die Erzeugung und den Verbrauch von Strom, nicht jedoch die Details der Stromübertragung im Stromnetz, wo es zu Engpässen kommen kann. Dies stellt eine Einschränkung des Modells dar, insbesondere im sehr schnellen Szenario für 2024 und 2025, in dem 70 % des gesamten neuen erneuerbaren Stroms durch Wärmepumpen genutzt werden. Die Lastkurve in der ergänzenden Abbildung S3 zeigt, dass Wärmepumpen nicht die berüchtigten Bedarfsspitzen verursachen, die von Klimaanlagen an heißen Tagen bekannt sind, was teilweise auf die Wärmespeicherung in Heizkesseln zurückzuführen ist. Darüber hinaus können Wärmepumpen sehr flexibel betrieben werden. Da Gebäude ein großer Wärmeenergiespeicher sind und viele Gebäude über einen Heizkessel verfügen, können Wärmepumpen einige Stunden vor dem Wärmebedarf betrieben werden, z. B. in den Nachtstunden, wenn oft Windstrom verfügbar ist und die Netzlast gering ist. Im Frühjahr und Herbst47 kann die Kopplung von Wärmepumpen mit lokaler PV tagsüber Wärme liefern. Diese Flexibilität ist nicht in der Lastkurve in der ergänzenden Abbildung S3 enthalten. Werden Wärmepumpen so betrieben, dass sie in Zeiten niedriger Marktpreise laufen, wird das Stromnetz erheblich entlastet. Dennoch ist eine Kombination aus Netzausbau48,49 und Stromspeicherung erforderlich, wie sie die Bundesnetzagentur vorschreibt. Und auf keinen Fall sollte das Modell in Zukunft länger genutzt werden als bis zu einem Anteil von etwa 80 % der erneuerbaren Energien im Netz. Bei höheren Prozentsätzen müssen Ausgleichskapazitäten von Mehrstoff-Verbrennungsmotoren/Gasturbinenanlagen mit offenem Kreislauf (ICE/OCGT) in Stunden hinzugefügt werden, in denen es nicht ausreichend Wind oder Sonnenschein gibt. Nach den Plänen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz24 soll die 80-Prozent-Marke im Jahr 2030 erreicht werden.

Zur Quantifizierung der Variation des Gasverbrauchs verwenden wir die täglichen sigmoidalen linearen (sigLin) Lastprofile d aus dem Standard Load Profiles (SLP)-Handbuch19, die wie folgt von der täglichen Durchschnittstemperatur Td abhängen:

Für die Wohnraumheizung verwenden wir das Profil DE_HEF04 mit A = 3,1850191, B = –37,4124155 °C, C = 6,1723179 und D = 0,0761096, während wir für Gaskochen das Profil DE_HKO03 mit A = 0,4040932, B = –24,4392968 verwenden °C, C = 6,5718175 und D = 0,7107710. Beides an allen Wochentagen.

Da die Lufttemperatur in ganz Deutschland variiert, haben wir in den bevölkerungsreichsten Ballungsräumen mit stündlichen Temperaturdaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD)50 modelliert, siehe Ergänzende Anmerkung 10. Hannover liegt dem Median dieser Standorte am nächsten, und alle Daten wurden mit modelliert die Temperaturdaten aus Hannover. Die Standardabweichung aufgrund der Ortswahl (sicherheitshalber mit dem Faktor 2 multipliziert) wird in Abb. 5 durch den Fehlerbalken im Jahr 2026 dargestellt.

Wie in der Ergänzenden Anmerkung 2 gezeigt, werden stündliche Lastprofile h als Funktion der stündlichen Außentemperatur Th genommen und auf 1 normiert.

Die Gasmenge Gi,2020, die im Jahr 2020 in jeder Stunde in einem Sektor s = {Heizung von Wohnräumen, Kochen, Chemie, Papier- und Lebensmittelindustrie} verbraucht wurde, beträgt: Gs,2020 = d(Td) * h(Th) * gs,2020, wobei gs,2020 ein Faktor ist, der so gewählt wird, dass die Summe des Gasverbrauchs im gesamten Jahr 2020 in jedem Sektor mit den im Haupttext angegebenen Werten übereinstimmt. Bitte beachten Sie, dass d und h keine Einheit haben, während g die Einheit TWhg hat, wobei g für Gas steht.

Um die zukünftige Menge Gs,Jahr an substituiertem Gas im Jahr = {2022, 2023 … 2030} zu berechnen, multiplizieren wir Gs,2020 mit einem Faktor fJahr, Szenario, der vom Szenario abhängt = {Installationsplan, beschleunigt, schnell, sehr schnell}. Beachten Sie, dass wir f so wählen, dass es für alle Sektoren s gleich ist, und dabei die in Abb. 4 gezeigten Szenarien für die Wärmepumpen in der Wohnraumheizung in Millioneneinheiten verwenden. Um f zu erhalten, skalieren wir diese Zahlen daher so, dass der Faktor im Jahr 2020 0 und 1 beträgt, wenn 16 Millionen Wärmepumpen installiert sind, wie in der Ergänzungstabelle S5 aufgeführt. Dann ergibt Gs,2020 * fyear,scenario die Menge an substituiertem Gas in TWhg. Um den benötigten Strom in TWhe zu berechnen, wird Gs,2020 * fyear,szenario durch den (momentanen) COP dividiert. Für die private Raumheizung wird Gs,2020 * fyear,scenario durch ein in Abb. 3 gezeigtes quadratisches Polynom dividiert, das 5,4 – 0,013 * (Theat − Th) − 0,00062 * (Theat − Th)2 beträgt. Eine Parametrisierung der Heizwassertemperatur (in Abhängigkeit von Th) in den verschiedenen Gebäudeeffizienzklassen A bis G ist in Abb. 2 dargestellt und in der Ergänzungstabelle S4 aufgeführt.

Die stündliche Summe aller dieser von Wärmepumpen benötigten TWhe-Werte, H, wird mit dem gemäß der Ergänzung Abb. S4 berechneten zusätzlichen PV- und Windstrom verglichen, und zwar durch Multiplikation der stündlichen PV- und Windstromwerte von 2020 mit den in der Ergänzung angegebenen Faktoren Tabelle S1. Wenn H größer ist als der hinzugefügte erneuerbare Strom R, wird die Gasmenge Gpp berechnet, die von Gaskraftwerken zur Deckung dieses zusätzlichen Bedarfs verwendet wird, wobei für diese Kraftwerke ein Wirkungsgrad von 50 % angenommen wird, wie im Haupttext erläutert : Gpp = (H − R)/0,5. In diesem Fall wird Gpp von dem durch Wärmepumpen substituierten Gas abgezogen und die Nettomenge wird in Abb. 6 als „für Wärmepumpen verwendet“ markiert. Wenn H kleiner als R ist, ist Gpp negativ, was bedeutet, dass zumindest ein Teil von R substituiert Gas, indem es die Leistung der Gaskraftwerke reduziert. Diese Menge wird in Abb. 6 als „Laststundenreduktion bei Gaskraftwerken“ bezeichnet. Steht mehr R zur Verfügung, als für die Leistungsreduzierung der Gaskraftwerke genutzt werden kann, wird diese verbleibende Leistung als „sonstige Nutzung“ bezeichnet " in Abb. 6. In Abb. 5 ist die Summe aus „Einsatz für Wärmepumpen“ und „Reduktion der Laststunden in Gaskraftwerken“ dargestellt. Schließlich handelt es sich bei den mit „keine Wärmepumpen“ gekennzeichneten Spalten in Abb. 5 um eine Berechnung mit H = 0. Die Modellierungsergebnisse sind in Tabelle S7 aufgeführt.

Wir berechnen nicht die Investition und den Preis. Durch die Beschränkung unseres Modells auf den Einbau von Wärmepumpen und nur geringfügige Änderungen am Heizkreislauf werden private Investitionen jedoch auf ein Minimum beschränkt.

Sämtliche Ein- und Ausgabedaten finden Sie sowohl im Haupttext als auch im Supplement. Darüber hinaus sind sie als Excel-Datei unter https://doi.org/10.5281/zenodo.7559161 verfügbar. Die Gleichungen sind im Abschnitt „Methoden“ und im Anhang angegeben. Die Daten des deutschen Stromsystems für die Jahre 2017 bis 2020 wurden den Autoren durch Ref. zur Verfügung gestellt. 23 für die nichtkommerzielle Nutzung, sind jedoch nicht allgemein öffentlich zugänglich (diese Daten können unter https://www.agora-energiewende.de angefordert werden).

Da die Daten des deutschen Elektrizitätssystems für die Jahre 2017 bis 2020 nicht öffentlich verfügbar sind, können wir den Originalcode nicht veröffentlichen, er enthält jedoch die im Methodenteil und im Supplement angegebenen Gleichungen.

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Wir danken dem Team von Agora Energiewende für die großzügige Bereitstellung von Daten aus dem deutschen Netz. Wir danken dem Deutschen Wärmepumpenverband für die großzügige Bereitstellung von Daten zu Wärmepumpenanlagen und Prof. Heiko Werdin von der Fachhochschule Dresden für die Bereitstellung von Daten zur COP-Leistung von Wärmepumpen. Wir danken den drei Gutachtern für die Verbesserung der Schwachstellen dieser Arbeit.

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Pietro P. Altermatt, Jens Clausen, Heiko Brendel, Christian Breyer, Christoph Gerhards, Claudia Kemfert & Urban Weber

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Peter P. Altermatt

Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit, Berlin, Deutschland

Jens Clausen

University of Tübingen, Geschwister-Scholl-Platz, Tübingen, Germany

Heiko Brendel

LUT-Universität, Lappeenranta, Finnland

Christian Breyer

Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) Berlin, Berlin, Deutschland

Claudia Kemfert

Fachhochschule Bingen, Bingen am Rhein, Deutschland

Urban Weber

Abteilung für Materialien, Universität Oxford, Oxford, Großbritannien

Matthew Wright

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PPA entwickelte das Modell und führte die Berechnungen durch. JC brachte sein Fachwissen zur Wärmewende und zur Technologieeinführung ein. HB führte die Interviews und brachte sein Fachwissen in den Sozialwissenschaften und der allgemeinen quantitativen Forschung ein. CB trug mit seiner Expertise in der Energiewende zur Modellentwicklung bei. CK brachte ihr Fachwissen zum Gassystem ein. UW und CG brachten ihr Fachwissen im Bereich Energiesysteme und Gebäude ein. MW half bei der Konzeptualisierung und validierte das Modell. Der erste Entwurf des Papiers wurde von PPA verfasst und alle anderen Autoren fügten Abschnitte mit ihrem Fachwissen hinzu.

Korrespondenz mit Pietro P. Altermatt.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Communications Earth & Environment dankt Richard Lowes, Manfred Fischedick und Brage Rugstad Knudsen für ihren Beitrag zum Peer-Review dieser Arbeit. Hauptredakteure: Alessandro Rubino und Joe Aslin. Peer-Reviewer-Berichte sind verfügbar.

Anmerkung des Herausgebers Springer Nature bleibt hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten neutral.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht durch gesetzliche Vorschriften zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Altermatt, PP, Clausen, J., Brendel, H. et al. Der Austausch von Gaskesseln durch Wärmepumpen ist der schnellste Weg, den deutschen Gasverbrauch zu senken. Commun Earth Environ 4, 56 (2023). https://doi.org/10.1038/s43247-023-00715-7

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Eingegangen: 14. Juni 2022

Angenommen: 15. Februar 2023

Veröffentlicht: 3. März 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-023-00715-7

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