Power to Heat – Wärme aus Stromüberschuss

Mit Power to Heat ist es möglich, überschüssige elektrische Energie für die Wärmeerzeugung zu verwerten. Was einst als Umweltsünde galt, könnte nun einen großen Beitrag zur Energiewende leisten. Lesen Sie in den folgenden Abschnitten über die Vor- und Nachteile dieser Technologie. Erfahren Sie außerdem, ob Power to Heat auch für Privathaushalte infrage kommt.

Was ist Power to Heat?

Der Ansatz von Power to Heat besteht darin, den Stromüberschuss sinnvoll zu nutzen, indem man ihn zur Wärmeerzeugung nutzt. Der Hintergrund dazu ist, dass das Stromnetz regelmäßigen Schwankungen unterliegt. Dieser als Volatilität bezeichnete Zustand tritt dann auf, wenn die Einspeisung von Elektrizität in das Netz außergewöhnlich hoch oder der Stromverbrauch sehr niedrig ist. Vor allem erneuerbare Energiequellen wie Windkraftwerke verursachen wetterbedingt starke Schwankungen. Und weil das Verteilnetz den in diesem Fall gewonnenen Stromüberschuss nicht aufnehmen kann, werden Windräder oft abgeschaltet.

Die Entwicklung im Detail

Als Nachtspeicherheizungen in den 50er-Jahren auf den Markt kamen, galten sie zunächst als Vorzeigeobjekt. Schließlich sollten sie nur dann Strom beziehen, wenn dieser am günstigsten ist. Also nachts, und die gespeicherte Wärme tagsüber verströmen. Die Technik war damals aber noch nicht ausgereift. Es kam häufig vor, dass bei einem leeren Speicher die Heizungen den teuren Strom am Tage bezogen. Das Ergebnis: Die Besitzer mussten am Ende des Jahres eine unerwartet hohe Rechnung begleichen. Im Laufe der Zeit wurden Nachtspeicherheizungen zunehmend unbeliebter.

Da die Idee der Nachtspeicherheizungen der der Power to Heat gleicht, hat Letztere es schwer, in der Gesellschaft Anklang zu finden. Hinzu kommt, dass Umweltverbände die Ökobilanz dieser Heiztechnik immer wieder scharf kritisieren. Bis in die Nullerjahre waren diese Kritiken berechtigt. Denn der Strom wurde damals größtenteils noch von Atom- und Kohlekraftwerken erzeugt.

Power to Heat in Zeiten der Energiewende

Der Ausbau der Infrastruktur für erneuerbare Energien hat aber ganz andere Rahmenbedingungen für die Nutzung dieser Technologie geschaffen. Statt aus Kraftwerken kommt nun knapp ein Drittel des Stromverbrauchs (Stand März 2017) aus erneuerbaren Energieträgern. An vielen Tagen produzieren Windkraftanlagen so viel Strom, dass die Menge die Netzstabilität gefährdet. Aus dem Grund schalten Netzbetreiber hin und wieder ihre Windturbinen ab, um das Stromnetz nicht zu überladen. Das wiederum führt dazu, dass mehrere Tausend Gigawattstunden aus erneuerbaren Anlagen nicht produziert werden können.

Erste Pilotprojekte

Angesicht dieser Verschwendung und der im Rahmen der Energiewende festgehaltenen Ziele rückt diese Technologie wieder in den Fokus der Energiepolitik. Erste Pilotprojekte sind bereits umgesetzt worden. In Münster etwa wurde 2016 eine große Anlage mit 22 Megawatt Leistung gebaut. Diese benutzt den überschüssigen Strom, um Wasser für die Fernwärmeversorgung zu erzeugen. Es folgten zahlreiche Studien, unter anderem vom Institut für Wärme und Oeltechnik IWO, zu den wirtschaftlichen Potenzialen von Power to Heat in Privathaushalten.

Mit Power to Heat kann Stromüberschuss sinnvoll verwendet werden.

Power to Heat für Privathaushalte

Die Ergebnisse dieser Studien zeigen, dass sich die Mehrkosten nach etwa 15 Jahren wieder einspielen. Gemeint sind die Kosten für die notwendige Modernisierung der vorhandenen Heizung. Rechnet man die Preissteigerung der Brennstoffe mit dazu, verkürzt sich die Amortisierungsdauer noch weiter. Die Herausgeber der Studien betonen aber zugleich, dass sich der Einsatz der Power to Heat in den eigenen vier Wänden erst dann lohnt, wenn der Strom teilweise von Umlagen, Entgelten und Steuern befreit wird. Das ist aktuell nicht der Fall.

Bislang hat Power to Heat ihr größtes Potenzial in der Erzeugung von Fernwärme durch Stadtwerke. Experten rechnen aber damit, dass künftig auch Privathaushalte, Schulen oder Krankenhäuser diese Technologie nutzen werden. In Kombination mit einer Wärmepumpe kann Power to Heat im Winter Wärme und im Sommer kühle Luft produzieren. Auch die Anbindung der Photovoltaik ist möglich. Fassen wir die Vor- und Nachteile von Power to Heat zusammen:

Vorteile von Power to Heat

  • Stromüberschuss aus erneuerbarer Energie wird genutzt
  • Stromversorgung kann stabilisiert werden
  • Langsame Abkehr vom fossilen Brennstoff

Nachteile von Power to Heat

  • Vorhandene Heizung muss umgerüstet werden
  • Sehr hoher Wärmebedarf wird vorausgesetzt
Bild unseres Autoren Minh Duc Nguyen

Fazit von Minh Duc Nguyen

Im Rahmen der Energiewende wird der Ausbau der erneuerbaren Energien immer schneller vorangetrieben. Gleichzeitig sind die Übertragungsnetze oft überladen und können den sauberen Strom gar nicht aufnehmen. Folglich mussten viele Anlagen zeitweise stillgelegt werden, um das Netz nicht zu überlasten. Der Ansatz von Power to Heat besteht darin, Stromüberschuss in Wärme umzuwandeln. Würden die Rahmenbedingungen für die Nutzung dieser Technologie optimiert, könnten die Ziele der Bundesregierung viel schneller erreicht werden.

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