Verband Deutscher Grundstücksnutzer

Intelligent heizen mit überflüssigem Strom

Beispiel-Haus in Berlin-Spandau zeigt: Die Technik ist bereits praxistauglich

Die Berliner Power-to-Heat-Referenzanlage des IWO befindet sich in einem bewohnten Einfamilienhaus im Stadtteil Spandau.

Mit Strom zu heizen, galt lange als Umweltsünde, weil die Effizienz eigentlich sehr gering ist. Doch die Zeiten haben sich geändert. Mit dem weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien wird es je nach Wetterlage immer häufiger und stärker zu Schwankungen bei der Stromerzeugung kommen. Überschüsse können zur Überlastung und zum Ausfall der Stromnetze führen. Deshalb wird bisher bei einem Überschuß abgeregelt. Windräder stehen still, obwohl eine frische Brise weht, und Ökostrom geht verloren. Dafür eine Lösung zu finden, wird zu einer Kernfrage für die Energiewende.

Dort setzen nun neue Power-to-Heat-Anlagen (P2H) an, die überflüssigen Strom in Wärme umwandeln und so speicherbar machen. Ihre Betreiber bieten an, den kurzfristig anfallenden überflüssigen Strom zu übernehmen. Handelt es sich bei dem überschüssigen Strom um Regelenergie, wird die Stromabnahme sogar von den Übertragungsnetzbetreibern finanziell vergütet. Ein Lösungsansatz, der nicht nur für große Versorgungsunternehmen, sondern auch für Eigenheimbesitzer und Wohnungseigentümer interessant wird. Stromüberschüsse können mit dieser Technik genutzt werden, um etwa in Eigenheimen mit Hybridheizung Wasser für die Heizung und den Warmwasserbedarf zu erhitzen oder um Wärmepumpen anzutreiben. Erste Pilotprojekte laufen bereits erfolgversprechend, doch um einen Durchbruch zu erreichen, müssen die politischen Rahmenbedingungen verändert werden.

Vielversprechende Modellversuche
Seit Juli 2013 testet die Energiegemeinschaft Baden-Württemberg (EnBW) in einem Modellversuch, wie überschüssiger Ökostrom sinnvoll für den Betrieb von Wärmepumpen und Speicherheizungen genutzt werden kann. Noch läuft der Test, doch erste Ergebnisse zeigen laut EnBW: Das Prinzip funktioniert.

150 Testkunden sind in das Projekt mit dem Namen „Flexibler Wärmestrom“ eingebunden. In die Zählerschränke der Kunden wurden zusätzliche Steuergeräte eingebaut, die es ermöglichen, die Anlage bei Bedarf anzusteuern und zu regeln. Kombiniert wurde das mit dem Einsatz intelligenter Ortsnetzstationen. So können Wärmestrom-Anlagen dann geladen werden, wenn viel Strom zu Verfügung steht und deshalb die Preise im Großhandel niedrig sind. Das Ziel ist, die Wärmestrom-Anlagen sogar aktiv anzufordern, um eine zwangsweise Abschaltung von Windkraft- oder Photovoltaik-Anlagen zu vermeiden.

Nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert auch eine Referenzanlage des Instituts für Wärme und Oeltechnik (IWO), die seit einem Jahr in Betrieb ist. Dabei wurde in einem bewohnten Einfamilienhaus in Berlin-Spandau Power-to-Heat mit einer ölbasierten Hybridheizung verknüpft, um Strom-Angebotsspitzen zu nutzen.

Hybridheizungen sind Systeme, die mindestens zwei unterschiedliche Energieträger vereinen, zum Beispiel Heizöl, Sonnenwärme und Strom, wie in dem Spandauer Einfamilienhaus. „Dank der in vielen dieser Heizungen ohnehin vorhandenen Wärmespeicher ist die Power-to-Heat-Technik eine unkomplizierte Ergänzung“, erklärt IWO-Projektingenieur Christian Halper.

So wurde in dem Spandauer Haus im Prinzip eine elektrische Heizeinrichtung, die ähnlich wie ein Tauchsieder Strom in Wärme umwandelt, mit dem Pufferspeicher verbunden. Über eine separate Kommunikationsbox, die via Mobilfunknetz mit der Leitwarte eines Stromhändlers verknüpft ist, nutzt die Anlage nur dann Strom, wenn im Netz gerade zu viel vorhanden ist und die Annahme dieses Stroms finanziell vergütet wird. „Diese Technologie ist kein Hexenwerk und bereits jetzt praxistauglich“, sagt Halper.

Durch die Bereitstellung sogenannter negativer Regelleistung und dadurch vermiedene Brennstoffausgaben konnte laut IWO in diesem Referenzobjekt von August 2014 bis Mitte Juli 2015 der Heizkosten-Saldo um 246 Euro verbessert werden. Dies entspricht 24 Prozent der jährlichen Heizkosten des Gebäudes. Ein weiteres Jahr will das IWO jetzt Erfahrungen mit der Spandauer  Referenzanlage sammeln. Weitere Pilotprojekte wurden mittlerweile in einem Zweifamilienhaus bei Kühlungsborn und in einem Reihenendhaus in Remscheid gestartet.

Frage der Amortisation
Millionen von Haushalten könnten so künftig finanziell von der Energiewende profitieren und parallel dazu das Stromnetz stabilisieren. Das zeigt auch eine Studie des Hamburgischen Weltwirtschaftsinstitutes (HWWI) zur Wirtschaftlichkeit von Power-to-Heat in Hybridheizungen. Abhängig von der Entwicklung der Heizkosten hat man dabei unterschiedliche Szenarien für die Zeiträume bis 2020 und 2032 errechnet. „Legt man ein Szenario mit Preissteigerung zugrunde, so könne sich Power-to-Heat für den einzelnen Haushalt in weniger als zehn Jahren amortisieren. Verglichen mit anderen Maßnahmen zur Energieeinsparung sei diese Zeit kurz, erklärt  Prof. Michael Bräuninger, einer der Autoren der Studie. Auch volkswirtschaftlich betrachtet, sei das Konzept von Vorteil. Denn auch abgeregelter Strom wird über die Umlage des Erneuerbare-Energien-Gesetzes bezahlt, obwohl er gar nicht erzeugt wird.

Besitzer einer Öl- oder Gasheizung könnten die bei einer Modernisierung für Power-to-Heat notwendigen Mehrkosten für einen Pufferspeicher mit Trinkwasserstation sowie einen Elektroheizstab in Höhe von rund 1.800 Euro günstigenfalls bereits nach neun-einhalb Jahren wieder einspielen. „Möglich wird das einerseits durch die gesparten Brennstoffkosten, andererseits durch die Vergütung für die Bereithaltung von negativer Regelleistung zur Netzstabilisierung“, erklärt Bräuninger. Bei konstanten Preisen im Betrachtungszeitraum würde sich die Power-to-Heat-Lösung in etwas mehr als 19 Jahren amortisieren.

Strommarkt entscheidet
Ob das Potential von Power-to-Heat in Hybridheizungen künftig in Form einer massentauglichen Lösung genutzt werden kann, wird jedoch auch von der weiteren Gestaltung des Strommarktes abhängen. Power-to-Heat sei für die Betreiber von Hybridheizungen nur dann wirtschaftlich  attraktiv, wenn die Wärmeversorgung unter Berücksichtigung der Investitionskosten günstiger ausfällt als konventionelle Wärmeerzeugung, so Halper. Dazu müßten von der Politik vor allem die Rahmenbedingungen zur Einführung gleitender, angebotsabhängiger Stromtarife für Privatkunden geschaffen werden. Zudem sollten die Abgaben und Entgelte für ansonsten abgeregelten Strom deutlich reduziert werden. „Derzeit betragen allein die Abgaben und Entgelte je Kilowattstunde Strom einheitlich 16 Cent. Deshalb können gegenwärtig nur dann Strom-überschüsse wirtschaftlich zum Heizen genutzt werden, wenn besonders hohe Regelenergievergütungen diese hohen Abgaben und Entgelte kompensieren“, gibt Halper zu bedenken. Ähnlich sieht es auch die EnBW. Notwendig sei eine neuartige Systematik bei den Netzentgelten, um ein flexibles „netzdienliches Verhalten“ von Verbrauchern belohnen zu können, heißt es dort. 

Hagen Ludwig

 

 

 

 

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