Ich hab mal meine Lieblings-KI mit der folgenden Frage beschäftigt:
Was benötigt bei einem E-auto mit Wärmepumpe mehr Energie? Heizen oder kühlen? Heizen: Es sind 0 grad und soll auf 20 geheizt werden. Kühlen: Es sind 30 Grad und die Sonne scheint stark, und soll lauf 20 Grad gekühlt werden.
Hier die ausführliche Antwort dazu:
Kurze Antwort vorweg: Es ist deutlich knapper, als die Temperaturdifferenzen vermuten lassen — und in genau diesem Szenario kann es sogar kippen. Reines „Bauchgefühl" sagt Heizen (weil 20 K Hub statt 10 K), aber die starke Sonne beim Kühlen gleicht das weitgehend aus. Im realen Jahresmittel verbraucht Heizen trotzdem meist mehr. Der Grund liegt in zwei gegenläufigen Effekten.
Effekt 1 – die zu bewegende Wärmemenge (thermische Last)
Heizen (0 → 20 °C): Der Verlust durch Scheiben und Karosserie ist proportional zur Differenz von 20 K. Keine Sonne hilft mit. Grob für eine Pkw-Kabine (UA ≈ 40–50 W/K): rund 900–1100 W Verlustleistung im stationären Betrieb.
Kühlen (30 → 20 °C): Die Leitungsverluste sind wegen nur 10 K Differenz etwa halb so groß (~450 W). Aber dazu kommt die Solarlast durch die große Glasfläche — bei starker Sonne leicht 1000–1400 W (Treibhauseffekt, ~3 m² Glas). In Summe also ~1700–1900 W, also mehr als beim Heizen.
Hier dreht die Sonne das Bild also schon einmal um: Trotz kleinerer Temperaturdifferenz ist die Wärmelast beim Kühlen in diesem Szenario höher.
Effekt 2 – die Effizienz der Wärmepumpe (COP)
Der COP hängt stark vom „Temperaturhub" ab. Carnot-Grenze:
- Heizen, 293 K / 20 K Hub → ideal ~14,6
- Kühlen, 293 K / 10 K Hub → ideal ~29
Real erreicht man ca. 40–50 % davon. Beim Kühlen mit nur 10 K Hub liegt der reale COP typisch bei ~3,5–4, beim Heizen bei 0 °C eher ~2,5–3 (und je kälter, desto schlechter — unter etwa –5 bis –10 °C muss oft die PTC-Heizung mit COP = 1 zuschießen). Kühlen ist hier also der effizientere Prozess.
Rechnung über den Daumen (elektrische Leistung = Last ÷ COP)
Heizen: ~1000 W ÷ 2,7 ≈ 370 W
Kühlen: ~1800 W ÷ 3,7 ≈ 490 W
Mit diesen Annahmen verbraucht das Kühlen in deinem Szenario sogar etwas mehr — die starke Sonne ist der entscheidende Faktor. Schwächt man die Solarlast ab (z. B. 700 statt 1200 W), kehrt sich das Verhältnis um und Heizen liegt vorn. Das Ergebnis ist also wirklich grenzwertig und hängt an der Sonnenintensität.
Einordnung
Für genau die beschriebenen Bedingungen: ungefähr gleichauf, mit leichtem Vorteil (= mehr Verbrauch) fürs Kühlen, weil die Sonne richtig reinhaut. Im Realbetrieb über ein Jahr gewinnt aber das Heizen den Verbrauchsvergleich klar — und deshalb verlieren E-Autos im Winter mehr Reichweite als im Sommer. Das liegt daran, dass „Winter" im Mittel deutlich kälter als 0 °C ist (schlechterer COP, Abtauzyklen, resistive Zuheizung) und ein E-Auto — anders als ein Verbrenner — keine kostenlose Motorabwärme nutzen kann.
Zwei Faktoren, die ich bewusst ausgeklammert habe und die das Bild verschieben können: der initiale „Pulldown". Eine in der Sonne geparkte Kabine kann innen 50–60 °C heiß sein — das erste Herunterkühlen ist dann kurzzeitig brutal energieintensiv. Umgekehrt hilft beim Heizen die Abwärme der Insassen ein wenig mit.
