In vielen Projekten sind die eingesetzten Komponenten technisch solide ausgeführt: Marken-Wärmepumpe ausgewählt, PV sauber installiert, Speicher integriert, teilweise sogar ein Energiemanagementsystem (EMS) aufgesetzt. Dennoch häufen sich Symptome wie Taktung, hohe Warmwassertemperaturen oder instabile Zustandswechsel. Die Verluste entstehen oft systemisch – etwa durch konkurrierende Regelkreise, unklare Führungsgrößen und fehlende Prioritäten im Gesamtsystem. Entscheidend ist dabei: Nicht die Einzelkomponente bestimmt das Ergebnis, sondern deren Zusammenspiel – die Logik des Gesamtsystems im Betrieb. Diese Verhaltensebene wird im Folgenden als Systembetriebslogik bezeichnet.
Blick in die Praxis
Zur strukturierten Erfassung konzipierte und leitete der Autor im Rahmen der Forschungsinitiative System Shift eine Querschnittsstudie mit 238 Praktikern aus Planung, Installation, Inbetriebnahme und Service (SHK und Elektrotechnik), die er durchführte und empirisch auswertete. Für systembezogene Fragen wurde eine Teilstichprobe von 60 Systemexperten ausgewertet, die regelmäßig mit allen Kernkomponenten vernetzter Systeme arbeiten sowie die hydraulische Einbindung und Regelung betreuen.
Erhoben wurden gezielt die Wahrnehmungen und Erfahrungen von Praktikern, nicht nur Laborwerte einzelner Anlagen. Genau diese Erfahrungsdimension ist in der aktuellen Debatte oft unterbelichtet, prägt jedoch enorm das reale Handeln in Planung, Ausführung, Diagnose und Beratung. Und sie macht Muster sichtbar, die in Modellannahmen häufig verschwinden.
Problemgröße und Verlusthöhe
86 Prozent der Experten beobachten systemische Effizienzverluste bei mindestens 40 Prozent der betreuten Anlagen, 38 Prozent sogar bei 60 bis 80 Prozent (Abb. 1). Aus Praxissicht ist mehr als jede zweite Anlage betroffen. Die typischen Verlusthöhen werden mit 15 bis 30 Prozent angegeben (Abb. 2, Mittelwert zirka 20 Prozent). Gleichzeitig stimmen 85 Prozent der Aussage zu, dass die meisten Systeme deutlich effizienter betrieben werden könnten, wenn die Komponenten im Betrieb besser aufeinander abgestimmt wären.
Die Verluste werden also nicht als Schicksal komplexer Technik verstanden, sondern als Folge ihres Zusammenwirkens. Genau dieses Zusammenwirken wird in Planung, Bewertung und Förderung bislang jedoch nicht systematisch berücksichtigt. Solange Energiesysteme komponentenorientiert geplant und betrieben werden, entstehen diese Verluste systembedingt – als Folge der Struktur, nach der wir Energiesysteme heute denken und organisieren.
Drei Systemzustände – und ein bemerkenswertes Fehlen
Die Fachkräfte führen die beobachteten Verluste nur selten auf Einzelkomponenten zurück. Betrachtet man die beschriebenen Symptome und Verlustpfade, zeigt sich vielmehr ein wiederkehrendes Bild: Die Auffälligkeiten treten nicht isoliert auf, sondern in typischen Kombinationen. Bestimmte Symptome erscheinen regelmäßig gleichzeitig und prägen als zusammenhängendes Fehlmuster das Betriebsverhalten. Effizienzprobleme erscheinen damit weniger als Einzelabweichungen, sondern als Ausdruck einer zugrunde liegenden Systemlogik – oder eines Systemkonflikts.
Die Unterschiede zwischen Anlagen lassen sich daher nicht primär über die Technik erklären, sondern über die Systembetriebslogik. Die Studie macht diese Muster beobachtbar: Aus den Daten lassen sich drei charakteristische Systemzustände ableiten – typische Erscheinungsformen der drei grundlegenden Systembetriebslogiken (Abb. 3) und zugleich eine Landkarte für Diagnose und Beratung. Reale Anlagen folgen nicht beliebigen Betriebsweisen, sondern lassen sich auf diese drei zentralen Systembetriebslogiken zurückführen. Jede beobachtete Anlage lässt sich einer dieser Logiktypen zuordnen – unabhängig von Hersteller,
Dimensionierung oder Gerätequalität.
Systemtyp 1: wärmegeführtes Einzelsystem (häufig und verlustintensiv)
Praxisbeispiel: Nach der Nachtabsenkung steigt morgens der Heizbedarf stark an, der Regler fordert hohe Leistung. Die Wärmepumpe startet bei niedriger Außentemperatur und ungünstiger Leistungszahl (Coefficient of Performance, COP). Sie fährt mit hoher Leistung, erreicht schnell die Solltemperatur, schaltet ab und startet wenig später erneut. Tagsüber bei milderen Temperaturen und besserem Wirkungsgrad läuft sie kaum. Ergebnis ist ein wiederholtes Aufheizen und Abschalten unter ungünstigen Bedingungen: erhöhte Leistungsaufnahme, mehr Verdichterstarts und eine sinkende Jahresarbeitszahl (JAZ) – obwohl alle Komponenten technisch korrekt arbeiten.
Solche Anlagen folgen einer bedarfsgesteuerten Systembetriebslogik. Der Betrieb richtet sich ausschließlich nach dem aktuellen Wärmebedarf. PV-Erzeugung, Speicherzustand oder günstige Betriebszeitpunkte werden nicht aktiv in eine gemeinsame Strategie integriert. Die Anlage reagiert, statt günstige Betriebszustände vorzubereiten. Effizienz entsteht nur zufällig, wenn Bedarf und gute Betriebsbedingungen zusammenfallen.
Warum daraus systematisch Mehrverbrauch entsteht, zeigt der typische Tagesverlauf. Standardisierte Lastprofile nach VDI 4655 sowie Feldmessungen des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme ISE belegen, dass Heizlastspitzen in Wohngebäuden überwiegend in den frühen Morgenstunden auftreten. Gleichzeitig arbeiten Luft/Wasser-Wärmepumpen bei niedrigen Außentemperaturen mit der geringsten Leistungszahl. Ohne zeitliche Koordination konzentriert sich die Wärmebereitstellung daher auf Wirkungsgrad-Minima, während PV-Erträge und Teillastvorteile überwiegend in Zeiten geringen Wärmebedarfs anfallen.
Nach Auswertung der Daten aus der Studie stellt das wärmegeführte Einzelsystem einen dominierender Realzustand dar. Über die Hälfte der Praxisrückmeldungen entspricht diesem Muster, die durchschnittlichen Effizienzverluste liegen bei rund 20 Prozent. Gleichzeitig verstärkt dieser Betriebsmodus netzseitige Lastspitzen, da der zusätzliche Strombedarf in Zeiträume geringer PV-Erzeugung und hoher Residuallast fällt.
Systemtyp 2: EMS-zentriertes System mit Zielkonflikten (High-Tech, unerwartet verlustreich)
Praxisbeispiel: Das EMS priorisiert PV-Eigenverbrauch und gibt die Wärmepumpe bei PV-Überschuss frei. Parallel regelt die Wärmepumpe weiter nach eigener Logik (Heizkurve, Hysterese, Schutzfunktionen). Mit Start des Verdichters sinkt der gemessene PV-Überschuss durch die zusätzliche Last unter die Freigabeschwelle – das EMS zieht die Freigabe wieder zurück. Kurz darauf fordert die Wärmepumpe erneut, weil die Heizkurve Heizbedarf vorgibt oder die PV schwankt wieder hoch – die Freigabe kommt wieder. Ergebnis ist ein wiederholtes Freigabe-Entzug-Ping-Pong mit Starts, Temperaturhüben, Taktung und sinkender JAZ.
Dieser Systemtyp folgt einer konfliktären Systembetriebslogik. Eine übergeordnete Steuerung ist zwar vorhanden, regelt jedoch ohne klare Zielhierarchie. Stattdessen arbeitet das System mit mehreren gleichrangigen Optimierungszielvorgaben zwischen denen es fortlaufend wechselt. Thermische und elektrische Regelkreise – etwa Heizkurve und Pufferführung auf der einen Seite sowie PV-Überschuss- und Eigenverbrauchsoptimierung auf der anderen – greifen gleichzeitig ein und versuchen, unterschiedliche Zustände zu erzwingen. Aus diesen konkurrierenden Betriebszuständen entsteht der beobachtete instabile Betrieb.
48 Prozent der Praxisrückmeldungen lassen sich diesem Systemtyp zuordnen. Er gilt als besonders heikel. Das Vorhandensein von EMS und digitaler Steuerung lässt hohe Effizienz erwarten – tatsächlich können die Verluste jedoch ähnlich hoch ausfallen wie bei Typ 1.
Systemtyp 3: systemisch abgestimmtes Energiesystem (Zielbild)
Der dritte Zustand folgt einer integrierten Systembetriebslogik. Alle Regelungen orientieren sich an einer gemeinsamen Führungsgröße und greifen innerhalb derselben Entscheidungsstruktur ineinander, statt unabhängig nebeneinander zu arbeiten. Dadurch treten widersprüchliche Eingriffe kaum auf und die Verluste bleiben entsprechend gering.
Keiner der Befragten aus der Studie – weder in der Gesamtstichprobe noch unter den Systemexperten – beschreibt einen solchen Zustand im realen Betrieb. Das systemisch abgestimmte Energiesystem existiert damit praktisch nicht als beobachtbarer Praxisstandard, sondern nur als Zielbild.
Die unsichtbare Dimension der Effizienzbewertung
Die drei Systemtypen stellen keine Sonderfälle dar, sondern die grundlegenden drei Organisationsformen des Anlagenbetriebs. Die gleiche Technik kann effizient oder ineffizient arbeiten – abhängig davon, nach welcher Logik das Gesamtsystem betrieben wird. Damit entsteht eine zusätzliche Ebene der Effizienz: Sie entscheidet sich im Betrieb und nicht allein in Planung oder Ausstattung. Ein Teil der realen Energieperformance entzieht sich somit systematisch den heutigen rechnerischen Bewertungsverfahren.
Überträgt man die beobachteten Verlusthöhen von durchschnittlich rund 20 Prozent auf die wachsende Zahl vernetzter Energiesysteme im Gebäudebestand, ergibt sich eine energiewirtschaftlich relevante Größenordnung – potenziell im Bereich mehrerer Terawattstunden zusätzlicher Stromnachfrage pro Jahr. Systembetriebslogik ist damit keine technische Feinfrage, sondern ein entscheidender Hebel für die Energieversorgung der Zukunft – ein zentraler Faktor für Strombedarf, Netzausbau und Klimabilanz. Ein Teil der Energiewende entscheidet sich derzeit außerhalb dessen, was wir überhaupt messen.
Wenn Systeme niemandem gehören
Die Studie zeigt ein wiederkehrendes Muster: Die Mehrheit der befragten Experten sieht für das Zusammenspiel der Komponenten keinen eindeutig definierten Verantwortlichen. Planung, Installation und Betrieb folgen getrennten, komponentenorientierten Rollen – für das Verhalten des Gesamtsystems ist in dieser Struktur niemand zuständig.
Entsprechend steht in Ausbildung und Praxis weiterhin die Einzelkomponente im Mittelpunkt. Effizienzprobleme erscheinen dadurch weniger als Ausführungsfehler einzelner Beteiligter, sondern als strukturelle Folge fehlender Systemverantwortung – die beobachteten Verluste entstehen also nicht nur technisch, sondern organisatorisch.
Systembetriebslogik als nächste Entwicklungsstufe
Effizienz vernetzter Energiesysteme entsteht nicht allein in der Qualität einzelner Komponenten, sondern in der Logik ihres Zusammenspiels im Betrieb. Solange Effizienz auf Komponentenebene bewertet wird, aber auf Systemebene entsteht, bleibt sie unsichtbar (Abb. 4). Und was unsichtbar bleibt, wird weder organisatorisch verantwortet noch systematisch qualifiziert – Effizienz wird zur Zufallsgröße.
Der entscheidende Schritt liegt daher in einem Perspektivwechsel: Systembetriebslogik darf nicht länger dem Zufall oder unkoordinierten Regelkonflikten überlassen bleiben. Sie muss gezielt gestaltet und priorisiert werden – mit einem konsequenten Fokus auf die Effizienz des Gesamtsystems, nicht auf die Summe seiner Teile. Die nächste Phase der Energiewende ist damit weniger eine Technologiefrage als eine Führungsfrage von Energiesystemen.
Literatur
Brembs, M.: Systemische Effizienzverluste in vernetzten Energiesystemen – Empirische Analyse struktureller Integrationsdefizite, 2026. www.systemshift.de/effizienz
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. (2025): Heat pumps provide efficient and climate-friendly heating in existing buildings. https://t1p.de/GEB260361
Bild: privat
Moritz Brembs
Moritz Brembs
Bild: Moritz Brembs
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Wo Energie verloren geht
Systemische Effizienzverluste entstehen durch Fehlabstimmungen in der Betriebslogik. Verluste bedeuten vor allem: Für dieselbe Nutzwärme oder denselben Komfort wird mehr Strom benötigt, weil das Gesamtsystem ungünstige Betriebszustände erzwingt. Typische Verlustpfade sind:
Wärmepumpen sind nicht die alleinige Ursache, aber häufig der Ort, an dem Integrationsdefizite messbar werden. Als dominante Verbraucher reagieren sie sensibel auf Temperatur-, Regelungs- und Abstimmungsfehler. Dadurch werden sie zu Seismografen für systemische Probleme.
Schnellcheck: Systemische Effizienzprobleme ohne Zusatzmesstechnik erkennen
Sechs typische Warnsignale im Betrieb sind:
Interpretation: Treten mehrere dieser Indikatoren gemeinsam auf, spricht dies weniger für einen technischen Defekt als für eine fehlende oder widersprüchliche Systembetriebslogik.