Power-to-Heat: Stromüberschüsse sinnvoll einsetzen

Power-to-Heat:
Stromüberschüsse sinnvoll einsetzen

Power-to-Heat: Stromüberschüsse sinnvoll einsetzen. Windkraft- und Photovoltaikanlagen liefern je nach Wetterlage unterschiedliche Strommengen. In Spitzenzeiten, wenn das Stromangebot deutlich größer ist als die Nachfrage, kann das die Netzstabilität beeinträchtigen. Dann müssen die Erzeuger von erneuerbarem Strom abgeschaltet werden, während in den Haushalten gleichzeitig fossile Energien zum Heizen genutzt werden. Lässt sich das nicht anders lösen? IWO untersucht aktuell verschiedene Wege, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien in der Wärmeversorgung zu nutzen.

Öl-Hybridheizungen kombinieren fossile und erneuerbare Energiequellen. Wie lässt sich mit ihnen auch überschüssiger Strom sinnvoll nutzen?

Die Grundidee von Power-to-Heat in modernen Ölheizungen basiert auf einem einfachen Prinzip: Moderne Hybridheizungen werden um elektrische Heizelemente wie einen Heizstab oder eine Wärmepumpe ergänzt. Sie nehmen Strom auf und nutzen ihn zur Wärmeerzeugung.

Dabei muss der Strom nicht über lange Leitungen und mit hohen Verlusten transportiert werden: Windkraftanlagen etwa stehen häufig in ländlichen Regionen, in denen auch Öl-Hybridheizungen verbreitet sind. Überschüsse aus hauseigenen Photovoltaik-Anlagen entstehen ja sogar am gleichen Ort.

Dieses Konzept ist im Sinne des aktuellen Koalitionsvertrages der Bundesregierung, in dem es unter der Überschrift „Die Energiewende zum Erfolg führen“ heißt: „In einem Strommarkt mit einem weiter zunehmenden Anteil von Strom aus erneuerbaren Energien werden wir Strom, der sonst abgeregelt werden müsste, für weitere Anwendungen, etwa im Wärmebereich, nutzen.“ Dass Power-to-Heat in Hybridheizungen grundsätzlich sinnvoll ist, hat bereits 2011 eine Studie der Münchener Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft im Auftrag des IWO gezeigt. 2015 hat das Hamburgische WeltWirtschaftsInstituts (HWWI) die zukünftige Relevanz von PtH-fähigen Hybridheizungen sowohl aus individueller als auch aus energiepolitischer Perspektive untersucht. Mehr Forschungsergebnisse zu Power-to-Heat

Die Vorteile von Power-to-Heat im Überblick:

Integration erneuerbarer Energien
Power-to-Heat ermöglicht es Hausbesitzern, komfortabel erneuerbare Energien zu nutzen. Wenn Wind- oder Solarstrom günstig zur Verfügung stehen, werden sie eingebunden. Wenn nicht, springt die Ölheizung ein.

Stabilisierung der Stromversorgung
Unsere Stromversorgung ist auf ein permanentes Gleichgewicht von Stromproduktion und -verbrauch angewiesen. In sehr windigen Zeiten müssen heute Windräder gedrosselt werden, um die Stabilität des Systems nicht zu gefährden. Mit Power-to-Heat könnte dieser heute nicht produzierte Strom erzeugt, an Haushalte verteilt und dort sinnvoll zur Wärmeversorgung genutzt werden.

Einsparung fossiler Brennstoffe im Wärmemarkt
Wenn ansonsten abgeregelter erneuerbarer Strom zur Verfügung steht, wird er von den Power-to-Heat-Heizungen aufgenommen und als Wärme gespeichert. Wenn später beispielsweise jemand duschen möchte, muss das notwendige warme Wasser nicht mit fossilen Brennstoffen erzeugt werden: Es ist bereits vorrätig.

Keine Reservekraftwerke notwendig
Damit monovalente Strom-Wärmepumpen oder Nachtspeicherheizungen auch arbeiten können, wenn kein Wind weht, müssen fossile Reservekraftwerke bereit gehalten werden – mit hohen Kosten für alle Stromkunden. Power-to-Heat-fähige Hybridheizungen erzeugen diesen zusätzlichen Bedarf nicht: Sie können quasi jederzeit und unbegrenzt ohne Strom auskommen.

Geringe Mehrkosten im Rahmen der Heizungsmodernisierung
Die für Power-to-Heat notwendige Technik ist weitestgehend überschaubar und könnte künftig im Rahmen einer Heizungsmodernisierung besonders einfach installiert werden. Ein etwas größerer Wärmespeichers und ein dazu passender Heizstab sind bereits ab 2.000 Euro Mehrkosten im Vergleich zu einer klassischen Heizungsmodernisierung zu haben. IWO-Projektleiter Christian Halper: „Wenn es nun noch gelingt, die notwendige Kommunikationstechnik kostengünstig ab Werk in die Heiztechnik zu integrieren und die gesetzlichen Rahmenbedingungen die Nutzung ansonsten abgeregelter erneuerbarer Strommengen in PtH-fähigen Hybridheizungen ermöglichen, ist die die Technologie markttauglich.“

Welcher Strom kann in Power-to-Heat-Anlagen sinnvoll genutzt werden?

Heute macht Power-to-Heat vor allem in Gegenden Sinn, in denen viel Wind- oder Solarstrom erzeugt wird. Weht der Wind aber zu stark, müssen Windräder gedrosselt oder abgeschaltet werden, um Schäden im Stromversorgungssystem zu verhindern. Das wird noch eine Weile so bleiben, denn der vorgesehene Netzausbau kommt sehr viel langsamer voran als geplant. Für das Zwangsabschalten von Windrädern werden deren Betreiber entschädigt, die Kosten dafür auf alle Stromkunden umgelegt. Kurz- und mittelfristig wäre es besser, den Strom zu erzeugen und ihn gezielt in Power-to-Heat-fähige Heizungen in der Nähe der Windräder umzuleiten.

Aber auch in Zukunft, mit voll ausgebauten Netzen, gibt es gute Gründe für das Einbinden erneuerbaren Stroms in PtH-fähige Öl-Hybridheizungen:

  • Um die angestrebten hohen Anteile erneuerbaren Stroms im Jahresdurchschnitt erreichen zu können, muss der Wind- und PV-Kraftwerkspark Deutschlands ausreichend groß dimensioniert werden. Eine solche Dimensionierung führt aber an Tagen mit guten Wind- oder Sonnenangebot automatisch zu einem EE-Stromüberangebot – auch bei perfekten Netzen.
  • Möglicherweise werden in Zukunft auch Verbraucher variable Strompreise bezahlen, Photovoltaik-Einspeisevergütungen enden irgendwann. So entstehen immer mehr Zeiten, in denen es sich rechnet, Power-to-Heat für die Wärmeversorgung zu nutzen.
  • Mit selbsterzeugtem Photovoltaik-Strom zu heizen, macht unabhängig vom Energieversorger. Diese Autarkie schätzen immer mehr Kunden.

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