Windheizung 2.0 – Heizung für die Zukunft?!
Die "Windheizung 2.0" soll sich dem dynamischen Angebot im Stromnetz und damit der Energiezukunft anpassen: Bei "Stromüberschuss" und freien Leitungskapazitäten entnimmt sie Energie, speichert diese als Wärme im Gebäude und überbrückt damit Stromengpasszeiten.
Ein Energiesystem auf Basis erneuerbarer Energien führt zu einem zunehmend dynamischen Angebot von Strom – zum Beispiel wird durch Windenergie an stürmischen Tagen besonders viel Strom produziert. Es kann ein Überangebot entstehen, das zu niedrigen bis negativen Preisen an der Strombörse führt. Manchmal müssen Windkraftanlagen zur Sicherung der Netzstabilität reduziert oder sogar komplett abgeregelt werden. Überschüssiger Strom kann mit "Power-to-Heat", also "Strom zu Wärme", in Heizenergie umgewandelt werden.
Überschüssigen Strom als Heizwärme speichern
Bisherige Power-to-Heat Anwendungen (z. B. herkömmliche Elektrospeicherheizungen) lassen sich nicht ausreichend in das zukünftige Stromsystem mit teils hohen Überschüssen und längeren Engpasszeiten integrieren. Hier setzt das Projekt "Energieinfrastruktur der Zukunft: Energiespeicherung und Stromnetzregelung mit hocheffizienten Gebäuden – Windheizung 2.0" des Bayerischen Landesamts für Umwelt an.
Bei der "Windheizung 2.0" handelt es sich um eine Strom-Heizung (Power-to-Heat), die sich dem dynamischen Angebot im Stromnetz anpassen soll. Das Heizsystem ist auf den Einsatz in hocheffizienten und sparsamen Gebäuden zugeschnitten, die die Wärme besonders lang halten können und bei denen Direktstromheizung zu rechtfertigen ist. Sein Prinzip ist denkbar einfach: Bei Stromüberschuss wird dem Netz Strom entnommen, in Wärme umgewandelt und im Gebäude gespeichert. Dafür stehen drei Möglichkeiten zur Verfügung: ein großer Wasserspeicher, ein spezieller Hochtemperatur-Steinspeicher oder Bauteilaktivierung in den Gebäudedecken und -wänden. Ist hingegen das Angebot an Strom aus erneuerbaren Energien oder die Leitungskapazität knapp, wird kein Heizstrom entnommen.
Gebäude der Zukunft als "funktionale Speicher"
So könnten Gebäude in Zukunft durch zeitliche Entkoppelung des Strombezugs von der Wärmenutzung (anvisierter Zeitraum: 7-10 Tage) als "funktionaler Stromspeicher" wirken. Welche rechtlichen und technischen Voraussetzungen dafür notwendig sind (z. B. intelligente Regel- und Steuerungstechnik) und welche Optimierungen es noch für eine Breiteneinführung dieser Zukunftstechnologie bedarf, sind wichtige Fragestellungen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Verbundforschungsvorhabens. Ein großer Teil der Erkenntnisse wird sich auch auf andere wichtige Bereiche der Sektorkopplung, wie die Elektromobilität, übertragen lassen.
Weitere Informationen zum Projekt:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) und Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU):
Zusammenfassung des Projekts "Windheizung 2.0"
Fachposter 1 "Windheizung 2.0"
Fachposter 2 "Windheizung 2.0"
Fachposter 3 "Windheizung 2.0"
Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP):
"Windheizung 2.0 – Energiespeicherung und Stromnetzregelung mit hocheffizienten Gebäuden"
Hochschule Düsseldorf – Zentrum für Innovative Energiesysteme (ZIES):
"Windheizung 2.0": Entwicklung von Steuerungssignalen zur systemdienlichen und ökologischen Stromabnahme – Endbericht der Projektphase 2016/17
Zukunftsagentur Bau:
Innovationslandkarte Bauteilaktivierung: Projekt Windheizung 2.0
Allgemeine Informationen
Bundeministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK):
Übersichtsseite zu "Power-to-Heat"
"Was sind negative Strompreise?"