Wärmepumpen als Lastmanager geeignet

Das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) hat am 30. November 2011 eine Studie zu den „Potenzialen der Wärmepumpe zum Lastmanagement im Strommarkt und zur Netzintegration erneuerbarer Energien“ veröffentlicht. Die Studie, die Ecofys und Prognos im Auftrag des BMWi durchgeführt haben, kommt zu dem Ergebnis, dass stromgeführte Wärmepumpen mit Pufferspeicher zur Lastverlagerung im Strommarkt beitragen können. Damit können sie auch einen Beitrag zur Entlastung eines zunehmend von volatilen Erzeugungsformen, z.B. aus Windkraftanlagen, geprägten Stromversorgungssystems leisten. Zumindest theoretisch.

„Infrastruktur muss noch geschaffen werden“

Der Staatssekretär im BMWi, Jochen Homann: „Die Energiewende stellt unser Stromversorgungssystem vor große Herausforderungen. Wir müssen alle Optionen untersuchen, wie wir Bedarfsgerechtigkeit und Flexibilität auch in Zukunft sicherstellen können. Mithilfe eines intelligenten Einsatzes von Wärmepumpen und anderen steuerbaren Stromverbrauchern lässt sich ein Teil der Aufgabe bewältigen. Dafür müssen wir auch die erforderlichen intelligenten Infrastrukturen schaffen.“

„Potenzial eines großen Pumpspeicherkraftwerks“

Das nutzbare Potenzial der Wärmepumpen lässt sich in den untersuchten Ausbauszenarien etwa mit der Größenordnung eines großen Pumpspeicherkraftwerks vergleichen. Die Gutachter machen Vorschläge, welche Hemmnisse im Strommarkt adressiert werden müssen, um die notwendigen technischen, organisatorischen und ökonomischen Voraussetzungen zu schaffen, damit Wärmepumpen ihr Potenzial zum Lastmanagement im Strommarkt und zur Netzintegration erneuerbarer Energien entfalten können. Insbesondere braucht man dafür ein intelligentes Stromsystem.

Bewertung: Alles andere als eine Steilvorlage

Projiziert man die Ergebnisse auf eine einzelne Wärmepumpe, fällt die Bilanz deutlich nüchterner aus. Im Fazit der Studie heiß es: Die stromgeführte Fahrweise von Wärmepumpen stellt einen Beitrag zur Flexibilisierung der Strom-Nachfrageseite dar, die aufgrund der zukünftig steigenden Durchdringung mit EE an Bedeutung gewinnt. Unter den in dieser Studie getroffenen Annahmen führt die stromgeführte Fahrweise zu

• Brennstoffkostenersparnissen in einer Größenordnung von rund 20 bis 50 Mio. Euro/a im Gesamtsystem oder bis zu 40 Euro/Wärmepumpe im Jahr 2030.
• einer leichten Erhöhung des Stromverbrauchs der Wärmepumpen in der Größenordnung von durchschnittlich rund 10 %, der den systemweiten Effekt jedoch nicht wesentlich verringert.
• Reduktionen von CO₂-Emissionen in der Größenordnung von rund 0,2 bis 0,3 Mio. t/a oder, auf die Emissionen der Wärmepumpen bezogen, eine Verringerung in der Größenordnung von rund 20 %.
• einer Reduktion der Abregelung von erneuerbaren Energien in der Größenordnung 13 bis 18 %.
• Ein weiterer Nutzen ergibt sich aus dem Angebot an Regelleistung auf dem Regelenergiemarkt. Der Nutzen des Angebots an Regelleistung ist sehr schwierig zu monetisieren, da sich die Angebots- und Nachfrageverhältnisse an diesem Markt mittelfristig stark verändern werden. Insbesondere auf der hier hauptsächlich relevanten Angebotsseite für negative Regelleistung werden zahlreiche Marktzutritte weiterer günstiger Technologien (erneuerbare Energien, weitere Demand-Side-Management-Potentiale) erwartet.
• Weiterhin kann die stromgeführte Fahrweise von Wärmepumpen zur Reduktion von notwendiger Kraftwerkskapazität führen. Dieser Effekt stand allerdings nicht im Zentrum der Untersuchung und wurde darum nur grob betrachtet. Eine überschlägige Abschätzung führt zu dem Ergebnis, das volkswirtschaftlich Kosteneinsparungen zwischen 7,2 und 32,4 Mio. Euro pro Jahr oder 1,2 bis maximal 117 Euro pro Wärmepumpe realisiert werden können.

Um die genannten Effekte zumindest theoretisch realisieren zu können, sind laut Studie gesetzliche Vorschriften und weitere Regularien anzupassen. Auch sind das Ausrollen und der Betrieb von bidirektionalen Kommunikationseinrichtungen notwendig. Es wird davon abgeraten, die bisher teilweise eingesetzte monodirektionale Rundsteuertechnik langfristig weiter zu nutzen. Und zur Ansteuerung der Wärmepumpen ist eine Entwicklung und Etablierung von technischen Standards erforderlich, die es Lieferanten ermöglicht, auf die Geräte ihrer Kunden zuzugreifen. Die Autoren empfehlen dringend offene und einheitliche Standards, um eine Zersplitterung des Marktes zu vermeiden und um den Wettbewerb zu fördern. Auch an anderer Stelle gibt es für eine Umsetzung noch erheblichen Forschungsbedarf. Fazit: Ohne einen einflussreichen Treiber, wird die Idee wohl eine Idee bleiben. ■

PDF-Download der Studie: „Potenziale der Wärmepumpe zum Lastmanagement im Strom und zur Netzintegration erneuerbarer Energien“