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Klimaziele nur mit Wärme aus Ökostrom erreichbar

Roadmap zur Entwicklung des Wärmebedarfs für Haushalte bis 2050. (Grafiken: © Fraunhofer IWES)
Roadmap zur Entwicklung des Wärmebedarfs für Haushalte bis 2050. (Grafiken: © Fraunhofer IWES)

Der CO2-Ausstoß im Wärmesektor kann nur durch den Einsatz von erneuerbarem Strom deutlich reduziert werden. Die Nutzung von Power-to-Heat und der Einsatz von Wärmepumpen muss deutlich ausgebaut werden, so Wissenschaftler um das Fraunhofer IWES.

08.05.2015 – „Power-to-Heat ist die Zukunft im Wärmemarkt“, ist sich Norman Gerhardt vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES sicher. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, der Stiftung Umweltenergierecht und des Instituts für Energie- und Umweltforschung (ifeu) haben die Wissenschaftler vom Fraunhofer IWES untersucht, welche Schlüsseltechnologien für den Wärmesektor die volkswirtschaftlich effizienteste und günstigste Lösung zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen sind. Eine wichtige Frage, denn anders als im Strombereich kommt die Energiewende im Wärmebereich nur schleppend voran – und das obwohl der Wärmesektor über 50 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland stellt.

Das Fazit des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekts „Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr“: Langfristig ist der Einsatz eines hohen Teils von erneuerbarem Strom im Wärmemarkt unabdingbar, um die Klimaziele zu erreichen und den CO2-Ausstoß zu senken. „Wie stark schon jetzt Photovoltaik und Windenergie den Wärmemarkt beeinflussen, zeigen die Entwicklungen in der Fernwärme, bei denen vermehrt Power-to-Heat eingesetzt wird“, erklärt Projektleiter Gerhardt. Dem vermehrten Einsatz von Ökostrom im Wärmesektor stehe allerdings die ungleiche Kostenbelastung von Strom und fossilen Brennstoffen zur Wärmeerzeugung im Weg.

Schlüsseltechnologien Power-to-Heat und Wärmepumpe

Besonders die hohe Preisdifferenz zwischen Gas und Strom sei eines der großen Hemmnisse für die Erreichung der Klimaziele im Wärmesektor, so die Forscher. Eine weitere und stabile Förderung des Absatzmarktes für Wärmepumpen ist deshalb notwendig. Denkbar wäre deshalb eine aufkommensneutrale Umschichtung der Stromsteuer zu einer Anhebung der Energiesteuer für Heizöl und -gas. Auch eine CO2-Abgaben oder eine CO2-bezogene Energiebesteuerung für fossile Energieträger halten die Projektteams für denkbar.

Als Schlüsseltechnologie für Power-to-Heat identifizierten die Wissenschaftler dezentrale und zentrale Wärmepumpen für Haushalte, Gewerbe, Industrie und Fernwärme. Ihr Anteil müsse kontinuierlich gesteigert werden. Die ebenfalls wichtige Technologie Elektrodenkessel im Einsatzgebiet Industrie und Fernwärme lässt sich dagegen erst langfristig bei einem sehr hohen Anteil von Erneuerbare Energien im Strommix am Wärmemarkt wirtschaftlich erschließen.

Handlungsempfehlungen an die Politik

Auch bivalente Power-to-Heat-Systeme, also Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Power-to-Heat oder Heizkessel und Power-to-Heat, halten die Forscher für wichtig, denn sie stellen kurz und mittelfristig Flexibilität für das Stromversorgungssystem bereit (Regelleistung, EE-Strom bei negativen Strompreisen durch Elektrodenkessel). Sie können flexibel auf die Bedürfnisse des Strommarktes reagieren und die Effizienz des Gesamtsystems steigern.

Auch die Struktur der Fernwärme müsse sich grundlegend ändern, fordern die Projektbeteiligten. Die Hochtemperaturnetze auf Basis von Kohle und Gas müssten weiterentwickelt werden zu Netzen mit Gas-KWK, Groß-Wärmepumpen und Solarthermie mit Power-to-Heat. Der Anteil der Fern- und Nahwärme in den Bereichen Haushalt und Gewerbe müsse von derzeit 12 Prozent langfristig auf einen Anteil von 25 Prozent am Wärmemarkt gesteigert werden.

Diese und weitere Handlungsempfehlungen hat das Projektkonsortium in der „Roadmap Wärme“ zusammengefasst, die Anfang der Woche Vertretern aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft vorgestellt wurden. cw


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