Vor einigen Wochen hatte Justus Mallach bei blog.stromhaltig angerufen, um das Thema Regelenergie und den Markt für Power-To-Heat zu diskutieren. Er selbst ist bei der HeatPool GmbH im Business Development tätig und war zum Zeitpunkt des Anrufes gerade auf Informationstour durch Deutschland.

Es gibt nicht nur einen Markt, wenn es um Strom geht, sondern sehr viele Märkte, die ineinander verzahnt sind, von einander abhängig und deren Marktgröße sich gegenseitig beeinflusst. Power-To-Heat wurde bislang hier im Blog etwas stiefmütterlich behandelt, wodurch Justus Mallach gebeten wurde einen Gastbeitrag hier zu schreiben, um den Lesern diesen Markt etwas näher zu bringen. Flexibilität für die Energiewende  passt als Titel, denn diesmal geht es wirklich um die Energiewende und nicht nur die Stromwende, wie sonst hier.

Flexibilität das Zauberwort

Flexibilität ist zum Zauberwort der Energiewende geworden – sowohl Erzeuger als auch Verbraucher müssen sich den Herausforderungen stellen, die die Umstellung von nuklearer auf volatile, erneuerbare Erzeugung mit sich bringt. Der rasante Ausbau der Erneuerbaren, motiviert durch attraktive Förderkonditionen, führt bereits heute dazu, dass zeitweise mehr Strom zur Verfügung steht als benötigt wird. Die Folgen dieses `Luxusproblems´ erkennen Netz- und Kraftwerksbetreiber leider nur zu gut: viel zu niedrige, teilweise negative Strompreise an der Börse führen zu steigenden Amortisationszeiten – Lastspitzen zu Notabschaltungen, Redispatch und Regelleistungsabrufen. Das Gesamtsystem benötigt dringend flexible Erzeuger und Verbraucher im Zusammenspiel, um der volatilen Erzeugung zu begegnen. Warum nicht das zeitweise `Zuviel´ an Strom nutzen, um die Verbrennung fossiler Energieträger wie z.B. Gas zu vermeiden? Warum nicht eine Brücke bauen zwischen Strom- und Wärmeseite?“

Beleuchten wir das Thema Flexibilität einmal aus verschiedenen Seiten – denn nur so ergibt sich ein Bild, was die Chancen für die Gesellschaft und die Erlöspotenziale für den Anwender an sich zeigt. Im Kontrast zu diesen durchaus positiven Punkten muss jedoch auch über Hemmnisse, mögliche Fehlanreize und andere Probleme im Zusammenhang mit Power-to-Heat gesprochen werden, um zu einer Abschätzung des Wertes dieser Technologie in der derzeitigen Situation liefen zu können.

Die Vision und Realität der Energiewende

Wir befinden uns in einer Zeit, in der ein schwindender Anteil „grundsolider“, fossiler und nuklearer Stromerzeugung ein wachsender Anteil grünen Stroms, in Deutschland vorrangig aus Photovoltaik und Windkraft, entgegensteht. Darüber hinaus wird dieser Strom weitaus weniger zentral als dezentral erzeugt – auch wenn große Windparks im Osten und riesige Solarfarmen im Süden Deutschlands eher Großkraftwerkscharakter haben.

Bei einem Anteil der Erneuerbaren Energien an der Gesamtstromproduktion von ca. 24% ist klar, dass der vor einigen Jahren noch als unrealistisch abgetane, Wachstumsrausch in Folge der massiven Subvention seine Spuren hinterlassen muss: Historisch niedrige Börsenpreise für Strom, massive Belastung der Endverbraucher durch die Umlage der Subventionen und ein rasanter Anstieg der Kosten für Regelarbeit.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass wir von einem überschaubaren, von der Stromnachfrage getriebenen System zu einem System wechseln, in dem das Stromangebot die treibende Kraft im Markt ist – wobei das Stromangebot mehr und mehr von Wind und Wetter abhängt. Wir haben uns das Mehr an grünem Strom durch ein Mehr an Volatilität erkauft – spannend wird nun sein, ob der hohe Preis, den wir für Subventionssysteme und Infrastrukturertüchtigung- bzw. -ausbau gerechtfertigt ist, und ob wir einen wirtschaftlich sinnvollen Weg finden, neue Technologien wie Batteriespeicher, hocheffiziente „Gas-und-Dampf (GUD)“-oder Power-to-Gas-Anlagen in diese sich Wandelnde Energielandschaft einzupassen.

Wo steht nun Power-to-Heat in diesem Kontext?

Genau wie alle anderen Technologien – sei es KWK, Batteriespeicher oder Wärmepumpen – kann Power-to-Heat nur einen Teil der Lösung des Problems mit der zunehmenden Volatilität in den Netzen und Märkten bieten. Es sind genau die Zeiten, in denen die Erzeugung der Erneuerbaren die vorhandene Last im Netz übersteigt, in denen eine Verknüpfung zwischen der Strom- und Wärmeseite in Form einer Power-to-Heat-Anlage eine Daseinsberechtigung hat und flexibel Strom in Wärme wandelt. Dieser Überschuss in Netzen und Märkten, eigentlich eine wünschenswerte Situation aus Sicht der grünen Politik, führt zu Abweichungen der gesamten Netzfrequenz nach oben, sinkenden oder sogar negativen Strompreisen und damit zu Mehrkosten bei der Netzstabilisierung sowie einer Verdrängung von dringend benötigten, flexibel regelbaren und umweltfreundlichen GUD-Kraftwerken aus der Merit-Order-List (MOL), und zwar in ganz Europa, da Strom sich selten an Landesgrenzen stört. Power-to-Heat kann dieses Problem günstig und effizient Lösen – mit spezifischen Investitionen von zum Teil unter 100 EUR/kW installierter Leistung (Power-to-Gas liegt hier mit mehr als 4000 EUR/kW installierter Leistung quasi auf einem anderen Planeten), erprobter Technologie (es handelt sich meist um Flanschheizkörper, deren Technologie nicht allzu fern von der des Teekochers in Ihrer Küche ist) und einem thermischen Wirkungsgrad von ca. 98%.

Wo liegen Herausforderungen?

Hierbei sind vor Allem die drei Bereiche „Rechtliches“, „Marktmechanismen“ und „Einsatzort“ zu betrachten, wenngleich diese nicht ganz Trennscharf voneinander sind. Rechtlich gesehen ist jede Power-to-Heat-Anlage zunächst genauo ein Verbraucher wie der schon genannte Wasserkocher – auch wenn er zur Stabilisierung des Stromnetzes einen signifikanten Beitrag leisten kann, was sein kleiner Verwandter sicher nicht von sich behaupten kann. Dieser Umstand führt dazu, dass vorerst keiner der Kostendämpfenden „Speicherspezifischen“-Ausnahmebestände zur Reduktion von Umlagen und Kosten, Zuschlägen und sonstigen Hürden greift. Allerdings wird an dieser Stelle bereits gearbeitet – sowohl Verbände als auch einzelne Unternehmen haben Power-to-Heat als Lösungsbestandteil begriffen und gehen auf das politische Umfeld zu.

Um eine neue Technologie wirtschaftlich einsetzen zu können, benötigt es einen Markt, an dem entsprechende Anlagen sich refinanzieren können – alternativ dazu kann auch ein Substitut durch geringe, variable Kosten verdrängt werden, wie das zum Beispiel bei Produktionsmaschinen der Fall ist, die weniger Strom verbrauchen oder weniger Ausschuss produzieren, als die Vorgängergeneration. Im Falle von Power-to-Heat ist derzeit die einzige Möglichkeit diese Anlagen zu betreiben, sie in der negativen Sekundärregelleistung einzubringen – Wärme mit günstigem EPEX-Strom zu erzeugen ist derzeit auf Grund der Umlagenthematik nicht sinnvoll.

Zu guter Letzt muss erwähnt werden, dass Power-to-Heat nicht an jedem beliebigen Ort eingesetzt werden kann: Da im Betrieb kontinuierlich Wärme erzeugt wird, muss eine entsprechende Wärmesenke zur Abnahme bereitstehen – im Falle der Vermarktung am Regelleistungsmarkt muss sogar nachgewiesen werden, dass überflüssiger Strom nicht durch Kühlaggregate „abgefackelt“ wird, sondern sinnvoller Nutzung zugeführt wird.

Fazit

Power-to-Heat ist eine etablierte, günstige Technologie, welche im derzeitigen Umfeld der Energiewende, gemeinsam mit anderen Technologien, eine Rolle spielen sollte. Derzeit kann sie aber aufgrund von regulatorischen Hürden noch nicht das volle Potenzial entfalten – aber dennoch schon wirtschaftlich betrieben werden.

Literaturempfehlungen

D. Böttger, Prof. T. Bruckner – Kosten- und CO2-Effekte von P2H im negativen SRL-Markt

Agora Energiewende – Power-to-Heat zur Integration von Erneuerbaren Energien

Fraunhofer IWES, IAEW, Stiftung Umweltenergierecht – Speicherbedarf für erneuerbare Energien – Speicheralternativen – Speicheranreiz – Überwindung rechtlicher Hemmnisse

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