Gebaeude Energie Berater Ausgabe: 06-2015

Schwarzes Gold und Grüner Strom

1 In dem 1972 gebauten Einfamilienhaus brummte bis zur Modernisierung eine Ölheizung mit 22 kW Leistung – sie hatte 17 Jahre lang das Haus beheizt. Jetzt steht ein modernes Öl-Brennwertgerät im Keller, und auf dem Dach produzieren 24 PV-Module pro Jahr etwa 5.300 kWhel Solarstrom.

1  In dem 1972 gebauten Einfamilienhaus brummte bis zur Modernisierung eine Ölheizung mit 22 kW Leistung – sie hatte 17 Jahre lang das Haus beheizt. Jetzt steht ein modernes Öl-Brennwertgerät im Keller, und auf dem Dach produzieren 24 PV-Module pro Jahr etwa 5.300 kWh el Solarstrom.

Heizkonzept mit Öl und Solarstrom Mit Power-to-Heat in ölbasierten Hybridheizungen könnten Hausbesitzer ihre Heizkosten durch Einnahmen auf dem Strommarkt und minimierten fossilen Brennstoffbedarf durch intelligent eingekauften Strom um ein gutes Viertel reduzieren. Das zeigen die ersten Ergebnisse einer Referenzanlage des Instituts für Wärme und Oeltechnik (IWO) in Berlin-Spandau. Klaus Siegele

  1. Teil: Schwarzes Gold und Grüner Strom
  2. Teil: Objektdaten
  3. Teil: Wie Strombörsen funktionieren
  4. Teil: Regelenergie und negative Regelleistung

Der Anteil erneuerbarer Energien im deutschen Strommix steigt rasant – im vergangenen Jahr lag er bereits bei 27 %, und spätestens im Jahr 2050 sollen – gemäß der Energiewende-Roadmap – vornehmlich Windräder und PV-Anlagen sogar 80 % unseres Strombedarfs abdecken. Indes begeben wir uns mit der konsequenten Abkehr von den klimaschädlichen CO2-Emittenten Öl, Kohle und Gas in eine witterungsabhängige Energieversorgung, die bei Sturm und purem Sonnenschein für beträchtliche Angebotsspitzen auf dem deutschen Strommarkt sorgt. Eine Situation, die zumindest so lange anhält, wie fossile Kraftwerke mangels wirtschaftlichen Stromspeichern die Grundlast gewährleisten müssen. Das treibt an der Strombörse einerseits das Adrenalin der Händler nach oben, anderseits fallen bei Stromüberkapazitäten die Preise ins Bodenlose. Wer in solchen Zeitfenstern als Abnehmer für den Billigstrom bereitsteht, spart Energiekosten.

Diesem Gedanken liegt das Power-to-Heat-Konzept zugrunde, also die Wandlung von Strom in Wärme, wenn der günstig beziehbare Strom nicht direkt oder nicht wirtschaftlich nutz- oder speicherbar ist. Dass ein derartiges Konzept auch in einem Privathaushalt mit geringem Aufwand wirtschaftlich umsetzbar ist, zeigt ein IWO-Pilotprojekt in einem Einfamilienhaus in Berlin-Spandau. Die ersten Zwischenergebnisse des im August 2014 gestarteten Projekts sind vielversprechend und übertreffen sogar die ursprünglichen Annahmen.

263 Euro im Jahr durch Einnahmen und Einsparung

Durch die Bereitstellung sogenannter negativer Regelleistung (siehe Infokasten) sowie dadurch vermiedene Brennstoffausgaben konnte in dem Pilotprojekt von August 2014 bis Mitte April 2015 der Heizkosten-Saldo um 197 Euro verbessert werden. Hochgerechnet auf ein Jahr ergibt dies 263 Euro. Dies entspricht 26 % der jährlichen Heizkosten des Gebäudes. Im Saldo verringern sich die Ausgaben für Raumwärme und warmes Wasser also um ein gutes Viertel pro Jahr.

In dem Berliner Einfamilienhaus wurde für das Heizkonzept ein modulierendes Öl-Brennwertgerät mit einer elektrischen Heizeinrichtung kombiniert – beide Geräte verfügen über eine eigene Umwälzpumpe und sind mit einem 500 l fassenden Pufferspeicher verbunden. Beide Komponenten sind mit einer separat installierten Kommunikationsbox verbunden, die via Mobilfunknetz mit der Leitwarte eines Stromhändlers verknüpft ist. Sie bezieht immer nur dann Strom, wenn im Netz gerade zu viel vorhanden ist und die Annahme dieses Stroms finanziell vergütet wird, um damit den 500 l fassenden Pufferspeicher aufzuheizen. Ist gerade kein günstiger Strom beziehbar, aber der Speicher ausgekühlt, springt die Öl-Brennwerttherme ein und bedient sich der im Öltank eingelagerten fossilen Energie. Scheint die Sonne, speist die zur Südseite orientierte PV-Anlage auf dem Dach den erzeugten Solarstrom komplett ins Netz ein. Die knapp 40 m2 große Anlage trägt dann mit ihrem Leistungsvermögen von 6 kWp wiederum dazu bei, dass im Netz Lastspitzen entstehen, die einen günstigen Strombezug ermöglichen – ein Kreislauf, der permanent Energiekosten einspart.

„Diese Ergebnisse zeigen, dass Power-to-Heat in ölbasierten Hybridheizungen nicht nur eine wichtige Dienstleistung zur Stabilisierung der Stromnetze bereitstellen kann, sondern Hausbesitzern auch ermöglicht, von der Energiewende finanziell zu profitieren“, unterstreicht IWO-Ingenieur Christian Halper. Das belegen auch die Ergebnisse einer Studie zu den wirtschaftlichen Potenzialen von Power-to-Heat, die das Hamburgische WeltWirtschaftsInstitut (HWWI) erstellt hat. Demnach könnten sich die bei einer Heizungsmodernisierung für Power-to-Heat notwendigen Mehrkosten in weniger als zehn Jahren amortisieren.

Strommarkt im Umbruch

Überlegenswert ist ein solches Konzept insbesondere für Altbauten, die bislang mit Öl beheizt wurden und in deren Kellern noch ein Öltank steht. Womöglich findet sich sogar bereits ein Pufferspeicher, weil die Ölheizung zwischenzeitlich um einen Solarkollektor für die Trinkwarmwasserbereitung erweitert wurde. Der preistreibende Haken an der Sache ist allerdings die noch zu teure Kommunikationstechnik – würde diese künftig bereits in die Elektronik von Heizgeräten integriert oder wäre sie als Großserienprodukt auf dem Markt bereits verfügbar, fielen die Investitionen deutlich niedriger und die Amortisationszeiten geringer als die kalkulierten zehn Jahre aus.

Hinderlich sind zudem die Umlagen und Entgelte für die Nutzung des Überschussstroms – die Gestaltung des Strommarktes müsste entsprechend angepasst werden: „Derzeit wird diskutiert, das Strommarktdesign zum Beispiel durch das Angebot variabler Stromtarife für private Haushalte zu verändern“, berichtet IWO-Projektleiter Simon Jastrzab. „Bei Änderungen muss jedoch beachtet werden, dass ausschließlich strombasierte Heizsysteme Reserve-Kraftwerke notwendig machen. Deren Kosten sollten verursachergerecht verteilt werden, zum Beispiel durch eine Kostenkomponente für die Vorhaltung gesicherter Leistung.“

Die Vorteile einer Hybrid-Heizung auf Ölbasis könnten dann alsbald noch weitere Perspektiven eröffnen – zum Beispiel, indem man das Wasser im Pufferspeicher mit dem Überschussstrom aus der hauseigenen PV-Anlage erwärmt, anstatt ihn ins Netz einzuspeisen. Dies würde das Netz im Falle von regenerativ verursachten Überkapazitäten entlasten. An neblig-trüben Wintertagen sichert bei erkaltetem Pufferspeicher wiederum das im Tank gebunkerte Öl die Energieversorgung im Haus. So wird die Lösung der witterungsabhängigen Energieversorgung vom Großen ins Kleine miniaturisiert – was indes bleibt, ist die Spekulationslust an den Strombörsen  sowie die CO2-Belastung der Atmosphäre durch viele kleine private Backup-Öl-Brennwertgeräte anstatt einiger großer fossiler Reserve-Kraftwerke.

Weitere Infos: www.zukunftsheizen.de/pth

  • 2  Die elektrische Heizeinrichtung mit ihren 9 kW Leistung ist über eine eigene Umwälzpumpe mit dem Pufferspeicher verbunden.

  • 3  Eine separate Kommunikationsbox sorgt dafür, dass nur dann Strom aus dem Netz bezogen wird, wenn der Markt ihn finanziell attraktiv vergütet. Dazu ist die Box über das Mobilnetz mit dem Stromhändler Energy2market (e2m) verbunden, der über seine Leitwarte Strom nur dann Strom aus dem Regelenergiepool schöpft, wenn er finanziell attraktiv vergütet wird.

  • 4  Der 500 l fassende Heizungspufferspeicher bunkert die Wärme aus den beiden Energiequellen Öl und Strom. Die Warmwasserbereitung erfolgt im Durchflussverfahren über eine Frischwasserstation (Platten-Wärmeüberträger).

Bildquelle: IWO

Literatur

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