Power to heat

Nutzung von PV-Strom und negativer Regelleistung

in Hybridheizungen

Praxiserfahrungen für eine Zukunftsoption

18.06.2014

Lutz Mertens

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Rahmenbedingungen im Strommarkt

09.05.2014

02.09.2013

15.10.2013

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• Netzausbau hinkt hinterher:

• Stromspeicher nicht verfügbar/zu teuer:

• Steigende Strompreise:

• Energiewende im Wärmemarkt kommt nicht voran

Also alles OK ?

10.10.2013

07.12.2013

12.05.2014

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Rahmenbedingungen im Strommarkt

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Stromerzeugung und Netzlast 2011

Quelle: ZIES

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Prognose :

Stromerzeugung und Netzlast 2032

Quelle: ZIES

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• Übertragungsnetzbetreiber

halten das Stromnetz stabil

• Stromregelenergiemarkt

handelt mit positiver

Regelleistung und negativer

Regelleistung

• Zugelassene Stromhändler

bieten Leistung von

gebündelten Anlagen auf

Regelenergiemarkt an

Kleiner Exkurs Strom-Regelenergiemarkt

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Strom- und Wärmemarkt derzeit getrennt…

19

… und wachsen zukünftig zusammen

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• Wärmemarkt besitzt großes Potenzial zur Aufnahme von Strom-Überschüssen

• Ölbeheizte Gebäude in regionaler Nähe zu Windkraftanlagen und Groß-

Photovoltaik-Anlagen

• Heizöl als jederzeit verfügbare Backup-Energie vermeidet zusätzliche

Kraftwerkskapazitäten

• Leitungsungebundene Energieträger vermeiden Kosten für Netzinfrastruktur

• Ölbeheizte Gebäude häufig mit Keller: Raum für Pufferspeicher vorhanden

Ölheizung besonders vorteilhaft für die

Nutzung von Strom in Hybrid-Heizsystemen

21

…und in der Praxis?

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• Hybridheizung, die Überschussstrom

zur Wärmeversorgung nutzt

• Öl-Brennwertgerät modulierend 5-15 kW

• 500 Liter Pufferspeicher

• elektrische Heizeinrichtung 9 kW

Power-to-heat im Praxistest –

ein Einfamilienhaus in Berlin-Spandau

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• E-Heizer:

wird wie Heizkessel mit Pufferspeicher verbunden

besitzt eigene Umwälzpumpe

• Ansteuerung:

erfolgt über separate Steuerbox

Leitwarte des Regelenergie-Anlagenpools kann

jederzeit via UMTS-Mobilfunknetz zugreifen

• Weitere Ausführungsvarianten von elektrischen

Heizeinrichtungen:

im (Puffer-) Speicher

im Vor- oder Rücklauf der Heizungsanlage

direkt im Heizgerät

Power-to-heat im Praxistest –

ein Einfamilienhaus in Berlin-Spandau

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Strom- und Wärmemarkt wachsen zusammen

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Power-to-Heat im Praxistest –

Messdaten Einfamilienhaus in Berlin-Spandau

• Temperaturverlauf Speicher ohne Einfluss des Elektroheizers

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Strom- und Wärmemarkt wachsen zusammen

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Strom- und Wärmemarkt wachsen zusammen

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Power-to-heat im Praxistest –

Messdaten Einfamilienhaus in Berlin-Spandau

• Temperaturverlauf Speicher bei Zuschaltung des 9 kW Heizstabs

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• Was sagt der Betreiber dazu?

Die moderne Technik ist faszinierend

Spannend, dass ich Techniken nutzen kann,

die Neuland betreten

Modernste Öl-Brennwerttechnik in

Verbindung mit erneuerbaren Energien sind

für mich eine wirtschaftliche und

umweltverträgliche Einheit

Prima, dass ich preisgünstigen

Überschussstrom nutzen kann

Es macht Spaß an einem Feldtest beteiligt zu

sein, der mithilft Zukunftslösungen zu

entwickeln

Power-to-heat im Praxistest –

ein Einfamilienhaus in Berlin-Spandau

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• Was muss passieren, damit die Lösung

auch im „Massengeschäft“ funktioniert:

Kommunikationstechnik muss

preiswerter werden:

• Zielpreis: 200,- €

• Integration in Heizgeräteelektronik in

letzter Ausbaustufe

Installation des Heizstabs im Rahmen

der Modernisierung senkt

Investitionskosten

• Verfahren zur Präqualifikation bei den

Übertragungsnetzbetreibern muss

einfacher werden

Technische Herausforderungen …

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Kapitel 1.4 Die Energiewende zum Erfolg führen:

Power-to-heat ist auch im Koalitionsvertrag

berücksichtigt …

„In einem Strommarkt mit einem weiter zunehmenden Anteil von

Strom aus erneuerbaren Energien werden wir Strom, der sonst

abgeregelt werden müsste, für weitere Anwendungen, etwa im

Wärmebereich, nutzen. “

Quelle: CDU

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• Schaffung angebotsvariabler Tarife

• Standardisierung bei der Übertragung

und Nutzung von Strompreissignalen

• Reduktion/Entfall von:

Netznutzungsentgelten

EEG-Umlage

Stromsteuer

Konzessionsabgabe

…für extern steuerbare Stromverbraucher,

die keine zusätzliche Nachfrage erzeugen

• Nutzungsabhängiger Primärenergiefaktor für Strom

Handlungsempfehlungen an die Politik

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• Die Nutzung von Überschussstrom in

Hybridheizungen bietet viele Vorteile:

Einsparung von fossilen Brennstoffen im

Wärmemarkt

Integration erneuerbarer Energien

Weniger Netzausbau notwendig

Geringe Investitionskosten für den

Endkunden möglich

Große Regelleistung und kleinstufige

Regelbarkeit bei Schwarmbildung

Keine zusätzlichen konventionellen

Kraftwerke notwendig

Zusammenfassung

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• Nächste Schritte im IWO-Power-to-heat

Projekt:

Weitere Feldanlagen in Kooperation mit

Stromhändlern/Regelenergieexperten und

der Heizgeräteindustrie

Untersuchungen zur:

• Nutzung von Überschüssen aus hauseigenen

PV-Anlagen zu Heizzwecken

• Optimierung der hydraulischen Einbindung von

überschüssigem Strom in Hybridheizungen

• Quantifizierung des volkswirtschaftlichen

Nutzens von Power-to-heat in Hybridheizungen

Ausblick

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Ausblick: Strom-Öl-Hybridsystem der Zukunft

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Ausblick: Nutzung von PV-Überschüssen

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Ausblick: Strom-Öl-Hybridsystem der Zukunft

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