Wer vor dem PV-Hype mit PV hätte Wärme für Heizung und Warmwasser erzeugen und speichern wollen, wäre herzlich verspottet worden. Das hat sich nur aufgrund des EEGs geändert. Volkswirtschaftlich sowie physikalisch-technisch bleibt es der gleiche Unsinn, auch wenn es sich heute möglicherweise besser „rechnet“. Weil der Strom sowieso schon einmal da ist, wenn auch nicht dann, wenn er am meisten gebraucht wird, soll er nun wenigstens verheizt werden. Schaut man auf Abbildung 1, verkleinert sich bei „Power to Heat“ die grüne Fläche für Wärme, während die rote für Strom größer wird.
Dies geschieht auch bei jeder Wärmepumpe (WP). Eine WP ist eine Stromheizung, wenn dabei auch weniger Strom zum Einsatz kommt, als danach Wärme zur Verfügung steht.
Aber es müssen zwei Bedingungen erfüllt sein, damit beim Heizen mit Wärmepumpen auch die Umwelt entlastet werden kann. Erstens muss die Leistungszahl der WP wesentlich höher sein als der aktuelle, zeitgleiche (nicht über das Jahr gemittelte) Primärenergiefaktor, mit dem der Strom erzeugt wird, und zweitens darf die WP nicht zu Spitzenlastzeiten gebraucht werden. In der Praxis sind oft beide Bedingungen nicht erfüllt. Im Jahresmittel und besonders, wenn die WP am meisten gebraucht wird, ist ihre Leistungszahl geringer als der Primärenergiefaktor im Stromerzeugungsmix und Spitzenlastkraftwerke müssen dafür in Betrieb gehen.
Daran ändert auch nichts, dass der Primärenergiefaktor in der neuen europäischen Gebäuderichtlinie und in der ENEV 2016 auf 1,8 gesenkt wird, weil Wind und vor allem PV noch viel zu wenig die Spitzenlast bedienen können. Es wäre unproblematisch und durchaus sinnvoll, mit Wärmepumpen den Stromanteil zu Grund- und Schwachlastzeiten zu erhöhen, um dabei Primärenergie zur Wärmeerzeugung einzusparen. Aber zur Strom-Spitzenlastzeit ist dies ein falscher Weg, weil damit der Bedarf an Kraftwerkskapazität unter Umständen sogar noch erhöht wird. Eine vernünftige Bewertung von Strom bedürfte eines jahreszeitlichen oder sogar monatlich aufgelösten Primärenergiefaktors. Für den Wärmepumpen- bzw. Heizstrom erfolgte dann in den Wintermonaten kein Schönrechnen mehr. Für Sommerstromverbraucher hingegen würde sich damit ein vernünftiger und besonders preiswerter Betrieb mit Strom aus erneuerbaren Energien empfehlen.
Das Potential der Solarthermie
Im zweiten Diagramm wird der Wärmebedarf näher betrachtet.
Bei etwa 100 °C wird für heute die ökonomische Grenze gezogen. Das ergibt ein Substitutionspotential von gut 40 Prozent des Endenergiebedarfs. Nach heutigem Stand der Technik könnten mit relativ kleinen Wärmespeichern zur Speicherung der Solarwärme über höchstens vier Stunden Sonnenschein in Summe 18 Prozent des Wärmeendbedarfs bzw. zehn Prozent des gesamten Endenergiebedarfs, nämlich 20 Prozent Raumwärme, 80 Prozent Warmwasser und zehn Prozent Prozesswärme bis 100 °C gedeckt werden [1, 2]. Diese 250 Milliarden kWh jährlich kosteten etwa 250 Milliarden Euro oder über 20 Jahre verteilt 5 Eurocent/kWh – Förderung noch nicht mitgerechnet.
Dazu würden 0,14 Prozent der Fläche von Deutschland, das ist etwas weniger als die Fläche des Bodensees, benötigt. Eine besondere Pionierrolle müssten dabei die Netzwärme und die Prozesswärme übernehmen, weil vor allem dort bereits Solarwärmekosten von 45 bis 80 Euro/MWh ohne Förderung möglich sind. Mit einer Kurzzeitspeicherung zwischen 1 und 6 Tagen könnten mit etwa 21 Prozent vom Endenergiebedarf fast so viel wie der gesamte Strombedarf Deutschlands mit ST gedeckt werden.
Dabei wird deutlich, dass Deutschland zu klein ist oder zu viel Energie braucht, um beliebig große Anteile vom eigenen Territorium aus solar abdecken zu können, und wie wichtig es ist, die verfügbaren Flächen mit den höchstmöglichen Wirkungsgraden und in sinnvoller Aufteilung zur Verwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme und in Strom zu nutzen.
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