Sektorenkopplung: Power-to-Heat

Power-to-Heat-Anwendungen wandeln elektrische Energie mittels Heizelementen („Heizstab“) oder Wärmepumpen in thermische Energie um. Bei Wärmepumpen wird Umgebungsenergie mittels elektrischer Energie auf ein anderes Temperaturlevel gebracht, quasi hochgepumpt. Auf diesem Temperaturlevel ist die Energie dann nutzbar. Im Prinzip ist dies der umgedrehte Prozess, der das Kühlschrankinnere kalt macht. Mit jeder Einheit eingesetzte Pumpenergie werden rund 3 Einheiten Umgebungsenergie bewegt. Das ergibt dann 4 Einheiten Heizenergie. Wärmepumpen und Heizelemente gibt es von der Anwendung fürs Eigenheim bis hin zu großen Einheiten zur Versorgung von Großabnehmern und Fernwärmenetzen. Eine Sonderform ist die Nutzung von Abwärme von Kälteanlagen (bspw. aus der Kühlung von Rechenzentren) zur Wärmeversorgung von Großabnehmern. Wärmepumpen sind auf die Verfügbarkeit von Umgebungswärmequellen (das können sein: Erdreich, Grundwasser, Oberflächengewässer, Luft) angewiesen und aufgrund ihrer mechanischen Komponenten eher träge und nicht sehr reaktionsschnell. Heizelemente sind unabhängig von einer Umgebungswärmequelle und wandeln elektrische Energie 1 zu 1 und unmittelbar in thermische Energie um, arbeiten aber bei einem schlechteren Wirkungsgrad. Sie sind äußerst flexibel, weshalb sie sich zum Einsatz von kurzfristiger Netzstabilisierung eignen. Power-to-Heat-Anwendungen sind vielversprechende Technologien, da sie den klimaschädlichen Wärmebereich dekarbonisieren können. Zudem sind beides altbekannte und marktreife Technologien, die sich mit steigendem Angebot von EE-Strom durchsetzen werden.

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