Was genau ist Power-to-Heat?
Der Begriff Power-to-Heat (PtH) bezeichnet die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie. In Zeiten der Energiewende spielt diese Technologie eine immer wichtigere Rolle. Das Grundprinzip ist einfach: Überschüssiger Strom, der oft aus erneuerbaren Quellen wie Windkraft oder Photovoltaik stammt, wird genutzt, um Wasser für Heizkreisläufe oder die Warmwasserbereitung zu erhitzen. Anstatt Windräder bei Netzüberlastung abzuschalten oder Solarstrom für wenig Geld ins Netz einzuspeisen, wird diese Energie im Wärmesektor sinnvoll verwendet.
Diese Form der Sektorkopplung verbindet den Strommarkt mit dem Wärmemarkt und sorgt dafür, dass grüne Energie maximal ausgenutzt wird.
Technologien zur Umsetzung
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Power-to-Heat in der Praxis umzusetzen. Die Wahl der Technologie hängt oft von der Anlagengröße und dem Einsatzzweck ab.
Elektroheizstäbe und Durchlauferhitzer
Die einfachste Form ist der Einsatz eines elektrischen Heizstabes in einem Pufferspeicher. Dies funktioniert ähnlich wie ein Tauchsieder.
- Vorteil: Geringe Investitionskosten und einfache Installation.
- Nachteil: Das Verhältnis von Strom zu Wärme ist 1:1. Aus einer Kilowattstunde (kWh) Strom wird eine kWh Wärme.
Wärmepumpen
Die effizienteste Variante von Power-to-Heat ist die Wärmepumpe. Sie nutzt Strom lediglich als Antriebsenergie, um Umweltwärme (aus Luft, Wasser oder Erde) auf ein höheres Temperaturniveau zu heben.
- Effizienz: Eine moderne Wärmepumpe kann aus 1 kWh Strom etwa 3 bis 5 kWh Wärme erzeugen.
- Einsatz: Ideal für Wohngebäude und Niedertemperaturheizungen.
Hybridheizungen
Hierbei wird ein konventioneller Heizkessel (z. B. Gas oder Öl) mit einer PtH-Komponente kombiniert. Wenn günstiger oder eigener Solarstrom verfügbar ist, übernimmt das elektrische System. Ist der Strom teuer, springt der fossile Brenner ein.
Warum ist Power-to-Heat sinnvoll?
Der Einsatz von Power-to-Heat bietet zahlreiche Vorteile für Hausbesitzer und die Allgemeinheit:
- Erhöhung des Eigenverbrauchs: Wer eine Photovoltaikanlage besitzt, erhält für eingespeisten Strom oft nur eine geringe Vergütung. Es ist wirtschaftlicher, diesen Strom selbst zu nutzen – zum Beispiel, um das Brauchwasser zu erwärmen.
- Netzstabilität: Power-to-Heat-Anlagen können als flexible Lasten dienen. Sie nehmen Strom auf, wenn im Netz ein Überangebot herrscht, und entlasten so die Stromnetze ("Lastmanagement").
- Reduktion von CO2: Durch die Nutzung von erneuerbarem Strom im Wärmesektor werden fossile Brennstoffe wie Gas und Öl verdrängt. Das senkt den CO2-Ausstoß des Gebäudes signifikant.
- Kosteneinsparung: Durch die Nutzung von kostenlosem Sonnenstrom vom eigenen Dach sinken die Ausgaben für den Zukauf von Brennstoffen.
Integration in das Smart Home
Moderne Power-to-Heat Lösungen lassen sich intelligent steuern. Ein Energiemanagementsystem (EMS) erkennt, wann die PV-Anlage einen Überschuss produziert, und schaltet automatisch den Heizstab oder die Wärmepumpe ein. So wird der Pufferspeicher thermisch "beladen" und dient als Energiespeicher für den Abend oder den nächsten Morgen. Diese Automatisierung maximiert die Effizienz ohne Komfortverlust für die Bewohner.
Tipp: Achten Sie bei der Planung darauf, dass der Wärmespeicher groß genug dimensioniert ist, um die Energieflüsse von Power-to-Heat sinnvoll aufzunehmen.
Wirtschaftlichkeit
Ob sich eine Anlage rechnet, hängt von den Stromgestehungskosten der eigenen PV-Anlage und den aktuellen Preisen für fossile Brennstoffe ab. Da die Gas- und Ölpreise tendenziell steigen und die Gestehungskosten für Solarstrom niedrig bleiben, amortisieren sich Power-to-Heat Systeme – insbesondere einfache Heizstäbe – oft schon nach wenigen Jahren. Bei Wärmepumpen ist die Amortisation aufgrund der hohen Jahresarbeitszahl meist ohnehin gegeben.