Eine CO₂-Wärmepumpe nutzt Kohlendioxid mit der Kältemittelbezeichnung R744 im geschlossenen Kältemittelkreislauf. Das ist nicht mit den CO₂-Emissionen beim Stromverbrauch zu verwechseln. R744 besitzt kein Ozonabbaupotenzial und ein sehr niedriges Treibhauspotenzial als Referenzkältemittel. Gleichzeitig arbeitet es mit sehr hohen Drücken und stellt besondere Anforderungen an Komponenten, Planung und Service.
CO₂-Wärmepumpen sind vor allem für Anwendungen interessant, die hohe Warmwassertemperaturen oder große Temperaturspreizungen benötigen. Ob sie auch für die klassische Raumheizung eines Einfamilienhauses die beste Wahl sind, hängt vom konkreten System ab.
CO₂ beziehungsweise R744 ist ein natürlich vorkommendes Kältemittel.
Das Kältemittel hat ein Ozonabbaupotenzial von null und ein GWP von 1.
CO₂-Wärmepumpen arbeiten häufig transkritisch; statt eines klassischen Verflüssigers kommt dabei ein Gaskühler zum Einsatz.
Besondere Stärken liegen bei hoher Warmwassertemperatur und großer Temperaturspreizung.
Hohe mögliche Vorlauftemperaturen bedeuten nicht automatisch hohe Effizienz in jedem Heizsystem.
R744 ist nicht brennbar, arbeitet aber unter sehr hohem Druck und kann in geschlossenen Räumen bei Leckagen Sauerstoff verdrängen.
Die Klimabilanz hängt vor allem von Jahresarbeitszahl und Strommix ab.
Für förderfähige Anlagen im bestehenden Wohngebäude gelten die normalen KfW-Regeln für elektrisch angetriebene Wärmepumpen; einen eigenen CO₂-Kältemittelbonus gibt es aktuell nicht.
Bei einer CO₂-Wärmepumpe übernimmt R744 die Aufgabe, Umweltwärme aufzunehmen, durch Verdichtung auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen und an Heizung oder Warmwasser abzugeben. Das Kältemittel verbleibt im Normalbetrieb in einem geschlossenen Kreislauf.
CO₂ hat eine niedrige kritische Temperatur von rund 31 Grad Celsius. Viele R744-Anlagen arbeiten deshalb auf der Hochdruckseite oberhalb des kritischen Punktes. In diesem transkritischen Prozess wird Wärme in einem Gaskühler abgegeben, ohne dass das Kältemittel dort wie in einem klassischen Kondensator vollständig verflüssigt. Die vereinfachte Beschreibung „Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen und Entspannen“ trifft daher nicht auf jeden Betriebszustand vollständig zu.
Im Verdampfer nimmt R744 Wärme aus Luft, Erdreich, Wasser oder einer anderen Quelle auf. Der Verdichter erhöht Druck und Temperatur. Im Gaskühler wird Nutzwärme an das Heiz- oder Warmwassersystem übertragen. Danach reduziert ein Expansionsorgan den Druck, bevor der Kreislauf erneut beginnt.
Wegen der hohen Betriebsdrücke benötigen CO₂-Wärmepumpen speziell ausgelegte Verdichter, Wärmetauscher, Rohrleitungen und Sicherheitseinrichtungen. Arbeiten am Kältemittelkreis gehören in die Hände qualifizierter Fachbetriebe.
Sehr niedriges direktes Treibhauspotenzial mit GWP 1.
Kein Ozonabbaupotenzial.
Nicht brennbar.
Gute Eignung für hohe Warmwassertemperaturen.
Interessant für große Temperaturspreizungen und hohe Zapfwasserbedarfe.
Keine Abhängigkeit von fluorierten Kältemitteln mit hohem GWP.
„Natürlich“ bedeutet nicht risikofrei. CO₂ ist farb- und geruchlos. In hoher Konzentration kann es gesundheitsschädlich wirken und Sauerstoff verdrängen. Wegen der hohen Betriebsdrücke müssen Aufstellraum, Druckentlastung, Sensorik und Wartung nach Hersteller- und Sicherheitsvorgaben geplant werden.
Eine pauschale Aussage, R744 sei in jeder Situation „nicht giftig und besonders sicher“, greift daher zu kurz. Im bestimmungsgemäßen geschlossenen Betrieb ist das Kältemittel gut beherrschbar; Planung und Montage müssen aber zur konkreten Anlage passen.
R744 eignet sich besonders gut, wenn kaltes Wasser stark erwärmt wird und eine deutliche Temperaturschichtung möglich ist. Deshalb wird die Technik häufig für Trinkwarmwasser in Mehrfamilienhäusern, Hotels, Gastronomie, Sportstätten oder Gewerbebetrieben betrachtet.
Bei hohem und regelmäßigem Warmwasserbedarf kann eine CO₂-Wärmepumpe Vorteile ausspielen. Entscheidend sind Speicherkonzept, Zirkulation, Rücklauftemperaturen und Lastprofil. Hohe Rücklauftemperaturen können die Effizienz verschlechtern.
Prozesswärme, Warmwasser und Wärmerückgewinnung können passende Einsatzfelder sein. Hier sind Lastprofil, Temperaturniveau und nutzbare Abwärme oft wichtiger als die reine Gebäudekategorie.
Auch im Einfamilienhaus ist R744 technisch möglich, insbesondere für Warmwasser. Für die kombinierte Raumheizung ist jedoch zu prüfen, ob ein marktverfügbares Gerät und das Temperaturniveau zum Gebäude passen. Eine verbreitete Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einem anderen Kältemittel kann je nach Anforderung wirtschaftlicher sein.
CO₂-Wärmepumpen sind nicht automatisch effizienter als alle anderen Wärmepumpen. Ihre Effizienz hängt stark von Wärmequelle, Außentemperatur, Zieltemperatur, Rücklauftemperatur, Temperaturspreizung und Regelung ab. Besonders günstig kann der Prozess bei niedriger Eintrittstemperatur auf der Wasserseite und hoher Spreizung sein.
Für Raumheizungen mit kleinen Spreizungen und hohen Rücklauftemperaturen kann der Vorteil geringer ausfallen. Deshalb sind COP-Werte einzelner Prüfpunkte und allgemeine Aussagen zu „extremer Kälte“ keine ausreichende Entscheidungsgrundlage. Relevant sind Jahresarbeitszahl und Systemeffizienz im konkreten Gebäude.
Ja, R744-Systeme können hohe Nutztemperaturen bereitstellen. Das ist für Trinkwarmwasser oder bestimmte Bestands- und Prozessanwendungen interessant. Die technische Fähigkeit zu hohen Temperaturen bedeutet aber nicht, dass der Betrieb bei jeder Temperatur besonders sparsam ist. Auch bei R744 steigt der notwendige Temperaturhub und damit regelmäßig der Strombedarf.
Vor einer Entscheidung sollten Heizlast, Heizflächen, Warmwasserprofil und Rücklauftemperaturen untersucht werden. Häufig ist es wirtschaftlicher, einzelne Heizkörper zu vergrößern und die Systemtemperatur zu senken.
CO₂-Wärmepumpen können abhängig vom Gerät verschiedene Betriebsarten ermöglichen. Eine pauschale Eignung als kombiniertes Heiz- und Kühlsystem lässt sich jedoch nicht behaupten. Viele R744-Produkte sind auf Warmwasser oder Heizen optimiert. Kühlfunktion, hydraulische Einbindung und Kondensationsschutz müssen produktspezifisch geprüft werden.
Der Vorteil von R744 liegt zunächst bei den direkten Kältemittelemissionen: Entweicht Kältemittel, ist seine Klimawirkung je Kilogramm erheblich niedriger als bei vielen fluorierten Kältemitteln. Die gesamte Klimabilanz einer Wärmepumpe wird aber meist stärker vom Strombedarf im Betrieb bestimmt.
Eine einfache Abschätzung:
Jährlicher Wärmebedarf geteilt durch Jahresarbeitszahl ergibt den ungefähren Strombedarf.
Strombedarf multipliziert mit dem Emissionsfaktor des verwendeten Stroms ergibt die betriebsbedingten Emissionen.
Benötigt ein Gebäude 20.000 Kilowattstunden Wärme und erreicht die Anlage eine JAZ von 4,0, benötigt sie rechnerisch etwa 5.000 Kilowattstunden Strom zuzüglich möglicher Hilfsenergien. Erst zusammen mit dem tatsächlich angesetzten Strommix lässt sich eine CO₂-Bilanz berechnen. Die Nutzung eines Ökostromtarifs macht die Anlage nicht automatisch über ihren gesamten Lebenszyklus emissionsfrei.
Das Umweltbundesamt bewertet die Klimabilanz von Wärmepumpen bereits heute als gut und zunehmend besser, je höher der Anteil erneuerbarer Energien im Stromsystem ist. Ein konkreter Vergleich mit Öl oder Gas muss jedoch Wärmebedarf, JAZ, Strommix und Vorketten auf derselben Bilanzgrenze betrachten.
Eine allgemeine Angabe von 900 Euro jährlichen Betriebs- und Wartungskosten ist nicht belastbar. Die Stromkosten ergeben sich aus Wärmebedarf, JAZ, Tarif und Hilfsenergie. Wartungskosten hängen von Anlagengröße, Einsatz, Hersteller und Servicevertrag ab.
Auch eine „schnelle Amortisation“ kann nicht pauschal zugesagt werden. Zu vergleichen sind:
Investition einschließlich Speicher und Hydraulik,
Förderung,
Strom- und Wartungskosten,
Kosten einer realistischen Alternative,
Nutzungsprofil und Lebensdauer,
mögliche Anpassungen an Heizflächen und Elektroinstallation.
Eine elektrisch angetriebene CO₂-Wärmepumpe kann im bestehenden Wohngebäude über das KfW-Programm 458 förderfähig sein, wenn das konkrete Gerät und die Gesamtmaßnahme die technischen Mindestanforderungen erfüllen. Der Bauantrag oder die Bauanzeige des Gebäudes muss bei Antragstellung mindestens fünf Jahre zurückliegen.
Aktuell gelten grundsätzlich:
30 Prozent Grundförderung,
16 Prozent Klimageschwindigkeitsbonus für berechtigte Selbstnutzer beim Austausch bestimmter alter Heizungen,
10 bis 40 Prozent Einkommensbonus für berechtigte Selbstnutzer,
höchstens 80 Prozent Gesamtfördersatz.
Für die erste Wohneinheit berücksichtigt die KfW derzeit maximal 28.000 Euro. Das entspricht 8.400 Euro Zuschuss bei 30 Prozent und höchstens 22.400 Euro bei 80 Prozent. Der frühere Effizienzbonus für bestimmte Wärmepumpen ist seit 21. Juli 2026 entfallen. R744 erhält daher aktuell keinen eigenen zusätzlichen Kältemittelbonus.
Der Antrag muss vor Vorhabenbeginn über „Meine KfW“ gestellt werden. Zuvor ist ein Lieferungs- oder Leistungsvertrag mit aufschiebender oder auflösender Förderbedingung abzuschließen. Fachunternehmen oder Energieeffizienz-Experte erstellen die Bestätigung zum Antrag; nach Umsetzung folgt die Bestätigung nach Durchführung.
Das Gebäudemodernisierungsgesetz regelt die energetischen Anforderungen und zulässigen Heizungsoptionen. Eine elektrisch angetriebene Wärmepumpe ist eine gesetzlich vorgesehene erneuerbare Lösung. Das Gesetz schreibt jedoch kein bestimmtes Kältemittel und nicht pauschal eine CO₂-Wärmepumpe vor.
Förderfähigkeit, rechtliche Zulässigkeit und technische Eignung sind getrennte Fragen. Ein R744-Gerät kann technisch interessant sein, muss aber zum Gebäude, zur Nutzung und zu den Förderbedingungen passen.
In Münchner Mehrfamilienhäusern, Hotels, Gastronomiebetrieben oder Gebäuden mit hohem Warmwasserbedarf kann R744 besonders prüfenswert sein. Im Einfamilienhaus sollte die Technologie ergebnisoffen mit etablierten Alternativen verglichen werden.
Bei der Hans Schramm GmbH werden Wärmebedarf, Temperaturanforderungen, Aufstellort, Hydraulik und Warmwasserprofil gemeinsam betrachtet. Erst daraus lässt sich ableiten, ob eine CO₂-Wärmepumpe oder ein anderes System sinnvoller ist.
Eine CO₂-Wärmepumpe nutzt R744 als Kältemittel und kann vor allem bei hohen Warmwassertemperaturen und großen Temperaturspreizungen Vorteile bieten. Ihr niedriges direktes Treibhauspotenzial ist ein Pluspunkt, garantiert aber weder höchste Effizienz noch eine emissionsfreie Gesamtbilanz. Hohe Drücke und besondere Systemanforderungen verlangen eine fachgerechte Planung. Im Bestand kann die reguläre KfW-Wärmepumpenförderung greifen; einen eigenen R744-Bonus gibt es seit 21. Juli 2026 nicht mehr.
Sie nutzt Kohlendioxid mit der Kältemittelbezeichnung R744 in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf.
R744 hat ein GWP von 1 und kein Ozonabbaupotenzial. Die gesamte Umwelt- und Klimabilanz hängt jedoch zusätzlich von Stromverbrauch, Stromerzeugung, Herstellung und Betrieb ab.
R744 ist nicht brennbar, arbeitet aber bei hohen Drücken. Bei größeren Leckagen in geschlossenen Räumen kann CO₂ Sauerstoff verdrängen. Anlage und Aufstellort benötigen daher ein passendes Sicherheitskonzept.
Nicht pauschal. Sie können bei hoher Warmwassertemperatur und großer Temperaturspreizung sehr effizient sein. Für Raumheizung entscheidet das konkrete System.
Für eine förderfähige Anlage beträgt die Grundförderung im bestehenden Wohngebäude 30 Prozent. Mit personenbezogenen Boni sind unter den jeweiligen Voraussetzungen bis zu 80 Prozent der gedeckelten förderfähigen Kosten möglich.
