Für die Analyse verwendete das DIW in Berlin das am Institut entwickelte Open-Source-Stromsektormodell „DIETER“. Das Programm berechnet unter anderem den erneuerbaren Strombedarf für verschiedene Szenarien, die sich vor allem in Hinblick auf den Bestand von Wärmepumpen unterscheiden, und vergleicht den mit einem Referenzszenario. Das schreibt die momentanen Anteile von Wärmepumpen in verschiedenen Gebäudetypen fort: Es kommt also kaum etwas hinzu. Unter dieser Annahme umfasst der Bestand im Jahr 2030 1,7 Millionen Anlagen und damit gerade mal 300.000 Wärmeerzeuger dieser Art mehr, als die Statistiker Ende 2022 zählten: 1,4 Mio. Die 1,7 Mio. Wärmepumpen 2030 verlangen kein zusätzliches erneuerbares Stromangebot.
Ein Viertel des Bestands
Im Szenario „Unteres Ziel“ liegt die Zahl der verbauten Geräte 2030 bei 3,9 Millionen, wobei der Zubau ausschließlich in Ein- und Zweifamilienhäusern der beiden Gebäudeklassen mit den höchsten Energieeffizienzen A+ und A (nach Energieausweis) mit maximal 50 kWh/m2a erfolgt. Im Szenario „Oberes Ziel“ beheizen im Jahr 2030 6,5 Millionen Wärmepumpen auch weniger effiziente Ein- und Zweifamilienhäuser. Das dritte Szenario „Oberes Ziel +“ bezieht Mehrfamilienhäuser verschiedener Effizienzklassen mit ein; die Gesamtzahl der installierten Wärmepumpen beträgt dann 7,5 Millionen. In dieser Betrachtung liefern die elektrischen Wärmepumpen den bundesdeutschen Wohnungen knapp ein Viertel der gesamten Raumwärme und des Warmwassers.
Das Habeck-Ministerium nannte ein Ziel von rund sechs Millionen Wärmepumpen 2030 sowie einen Zubau von mindestens 500.000 Anlagen pro Jahr ab 2024. Soll der verstärkte Einsatz dieser Produkte bilanziell vollständig aus erneuerbaren Energien gedeckt werden, müssen die entsprechenden Kapazitäten erweitert werden. Da die Windenergie bereits ohne Wärmepumpen an die für das Jahr 2030 angenommenen Ausbaugrenzen von 115 Gigawatt (Windkraft an Land) beziehungsweise 30 GW (Windkraft auf See) stößt, muss vor allem mehr Photovoltaik ans Netz.
Verbrauchter Überschussstrom
Gegenüber dem Referenzszenario muss im „Unteren Ziel“ eine zusätzliche Kapazität von knapp 4 GW Photovoltaik geschaffen werden, im Szenario „Oberes Ziel“ von gut 18 GW. Dies entspricht 1,7 beziehungsweise 3,8 kW je Wärmepumpe. Der höhere Bedarf im zweiten Szenario erklärt sich unter anderem damit, dass die zusätzlichen 2,2 Mio. Wärmepumpen gegenüber der Referenz im Szenario „Unteres Ziel“ noch teilweise mit Überschussstrom aus erneuerbaren Energien gespeist werden können, die im Referenzszenario vorhanden sind. Im Szenario „Oberes Ziel“ sind diese Überschüsse weitgehend aufgebraucht. Es wird folglich mehr Erzeugungskapazität benötigt.
In der Annahme „Oberes Ziel +“ erhöht sich der zusätzliche Bedarf an Photovoltaik mit 37 GW (6,3 kW je Wärmepumpe) noch einmal deutlich. Dies entspricht einem Zuwachs von rund 23 Prozent PV gegenüber den geplanten 135 GW PV 2030. Laut DIW liegt dies nicht nur an der nochmals höheren Zahl von Wärmepumpen, sondern auch daran, dass in Mehrfamilienhäusern eingesetzte Wärmeerzeuger eine größere Fläche beheizen und daher einen höheren Energiebedarf haben als Ein- und Zweifamilienhäuser. Zudem rechnet dieses Szenario über die Photovoltaik hinaus in gewissem Umfang Gasturbinen und Batteriespeicher ein (gut 4 beziehungsweise knapp 2 GW), um die von Wärmepumpen in der Heizperiode verursachten zusätzlichen Spitzenlasten zu decken.
Zuwachs Batteriespeicher
Stromspeicher zur Ergänzung von Photovoltaik helfen, die „Dunkelflaute“ zu überwinden. Das DIW schaute sich deshalb auch das optimale Speichervolumen an. Bei den Batteriespeichern steigt es gegenüber der Referenz um etwa acht Gigawattstunden im Szenario „Oberes Ziel“, beziehungsweise um gut 22 GWh im Szenario „Oberes Ziel +“.
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