Erneuerbare Energien sind die Zukunft der Stromerzeugung. Allerdings sorgen diese auch für starke Schwankungen im Stromnetz, denn Windkraft- und Photovoltaikanlagen liefern je nach Wetterlage unterschiedliche Mengen an Energie. Die Herausforderung besteht darin, Stromüberschuss bzw. Strommangel auszugleichen. Hier kommen Power-to-Heat-Anlagen zum Einsatz. Denn diese nutzen den überschüssigen Strom und wandeln ihn in Wärme um.
Klimafreundliche Wärmeerzeugung
Power-to-Heat ist eine Technologie, die Wärme aus elektrischer Energie erzeugt. Im Falle einer hohen Stromproduktion und einer gleichzeitig geringen Stromnachfrage kann aus Strom Wärme gewonnen werden. So lassen sich Abregelungen für Windkraft- und Photovoltaikanlagen vermeiden.
Die Technologie gilt als eine vielversprechende Möglichkeit auf dem Weg zur Klimaneutralität. Sie trägt zur Reduktion von CO₂-Emissionen bei und senkt den Energieverbrauch, da überschüssiger grüner Strom anstelle von Strom aus fossilen Energieträgern für die Wärmeproduktion zum Einsatz kommt. Damit ist Power-to-Heat ein Teil der Sektorkopplung, welche verschiedene Bereiche der Energiewirtschaft effizient miteinander vernetzt und aus einer reinen Stromwende eine echte Energiewende macht.
Wärme unter Strom
Es gibt zwei verschiedene Power-to-Heat-Systeme: Das Eine wandelt den zugeführten Strom direkt in Wärme um wie z. B. ein Tauchsieder oder Wasserkocher. Das Zweite nutzt den Strom als Antrieb, um aus anderen Quellen Wärme zu gewinnen, beispielsweise die Wärmepumpe.
Beim Prinzip des Tauchsieders wird mit dem überschüssigen Strom Wasser erhitzt und die Wärme dort eingesetzt, wo sie benötigt wird. Das können Nah- und Fernwärmenetze sein, Hallenbäder oder Nachtspeicher-Systeme. Ein Heißwassererzeuger hat in Bezug auf den eingesetzten Strom einen energetischen Wirkungsgrad von 99,9 Prozent. Es geht kaum Energie verloren.
Wärmepumpen nutzen Elektrizität für ihren eigenen Antrieb. Dabei werden niedrige Temperatur beispielsweise der Umgebungsluft, des Grundwassers oder des Bodens, auf eine höhere Temperatur angehoben, sodass sie für Heizung und Warmwasserbereitung zur Verfügung stehen. Wärmepumpen sind sehr effizient, denn mit jeder eingesetzten Kilowattstunde Strom lässt sich die drei- bis vierfache Menge Nutzwärme erzeugen.
Pluspunkt: Speicher
Durch die Nutzung eines Wärmespeichers erfolgt eine Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch. Das heißt, die erzeugte Wärme wird nicht direkt ins Fernwärmenetz o. ä. eingespeist, sondern erst einmal gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgerufen.
Private Nutzung von Power-to-Heat-Anlagen
Power-to-Heat-Anlagen kommen auch im privaten Haushalt bei Hybridheizungen zum Einsatz, wenn beispielsweise mehr Strom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage verbraucht werden soll. Dies können Kombinationen wie eine Gas- oder eine Pelletheizung plus Speicher oder eine Wärmepumpe und ein Speicher sein. Dabei heizt der überschüssige Solarstrom den Speicher auf. Damit das Ganze energieeffizient funktioniert, kommt zusätzlich ein Energiemanagementsystem – Home Energy Management System (HEMS) – zum Einsatz. Es sorgt für eine optimale Verteilung der zur Verfügung stehenden Energie.
Ein HEMS gibt es auch von enviaM. Es kann deine Solaranlage überwachen und steuern, einen Batteriespeiche einbinden oder mit dem selbst produzierten Solarstrom dein Elektroauto laden. Interessiert? Mehr Informationen erhältst du auf unserer Website.
Aktueller Stand und ein Blick in die Zukunft
Trotz des hohen Potenzials wird die Flexibilisierung der Energieversorgung durch Power-to-Heat in Deutschland noch zu wenig genutzt. Die installierte Leistung aller entsprechenden Anlagen hat Ende 2019 hierzulande die Marke von 1 GW überschritten. Diese Anlagen werden hauptsächlich in Kombination mit Fernwärmenetzen eingesetzt.
Um jedoch Geschäftsmodelle im Bereich Power-to-Heat auf breiter Ebene tragfähig zu machen, gilt es, die regulatorischen Rahmenbedingungen weiter anzupassen.
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