Firmenverzeichnis Experts Preisvergleich

Was wird in Zukunft im Speichermarkt eine wichtigere Rolle spielen "Power to Heat" oder "Power to Gas"?

+2 Punkte
758 Aufrufe

4 Antworten

+1 Punkt
Beantwortet 13, Aug 2015 von Christian Höhle (217 Punkte)

Hallo Kilian,

ich bin überzeugt dass Power-To-Gas das Rennen langfristig machen wird. 

Zukünftig bei weiterem Voranschreiten des EE-Ausbaus wird es immer wieder Zeiträume mit immensen EE-Strom Überschüssen geben, die nicht sofort genutzt werden können. Dann steht Strom sehr günstig zur Verfügung. Die thermischen Anwendungsgebiete sind jedoch begrenzt. 

Mit der Wandlung in Gas hat man zum Einen die Möglichkeit, die gespeicherte Energie zeitversetzt durch Verstromung wieder in der Stromerzeugung zu nutzen. Andererseits und aus meiner Sicht aber viel interessanter ist die Tatsache, dass Power-To-Gas die Brücke schlägt heraus aus dem Stromsektor und hinein in den Bereich der Primärenergie. Mit Power-To-Gas werden die heute vorhandenen und die zukünftig installierten erneuerbare Energien dazu befähigt, Energie für den Personen- und Gütertransport oder für die Beheizung zu liefern, und das zeitlich entkoppelt. Energie kann im Sommer erzeugt und im Winter genutzt werden. Die nötigen Speicherkapazitäten sind zu großen Teilen in unserem Erdgasnetz bereits vorhanden.

Wenn man sich bewusst macht, was mit den vielen Bestandsanlagen zum Beispiel im Bereich der Photovoltaik passiert wenn die Förderung ausläuft (Anlage produziert weiter, ist bezahlt, hat keine Personalkosten und kaum Wartungskosten) ist klar, dass der Strompreis langfristig extrem einbrechen wird. Dann spielen auch die Umwandlungsverluste kaum noch eine Rolle, wenn man damit teures Erdgas ersetzen kann.

Sonnige Grüße,

Christian Höhle

+1 Punkt
Beantwortet 24, Mär 2016 von Axel Horn (448 Punkte)

Wenn erst einmal 200 GW Photovoltaik-Leistung und 200 GW Windenergie am Netz hängen, wird es zeitweise so reichlich überschüssigen Strom geben (mittags bzw. Durchzug eines Sturmtiefs), dass Power to Heat mit billigen 1:1 Elektroheizungen die passende negative Regelleistung liefern können. In solchen Zeiten sind sinnvollerweise alle Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen abgeschaltet. Der Speichereffekt ergibt sich dadurch, dass durch die Nutzung des Überschusstroms der Brennstoffverbrauch des regulären Wärmeerzeugers vermindert wird, so wie man das schon von Sonnenkollektoranlagen her kennt.

Zur gleichen Zeit werden hoffentlich auch leistungsstarke Power to Gas-Anlagen in Betrieb sein. Allerdings sind hier die Investitionskosten höher, weshalb eine nennenswerte Anzahl von Vollaststunden im Jahr und extrem niedrige Strombezugspreise (ohne Steuerbelastung!) nötig sind, um eine akzeptable Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Im Gegensatz zu Power to Heat, das nur den relativ kurzfristigen, lokalen Verbrauch decken kann, hat mittels Ökostrom synthetisiertes "ee-Gas" das Potenzial, hinsichtlich Ort, Zeit und Verwendungszweck extrem flexibel eingesetzt werden zu können. Es stellt praktisch eine Revertierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe dar.

Hocheffizientes Power to Heat über Wärmepumpen ist insofern problematisch, weil die Wärmepumpen aufgrund der hohen Investkosten meistens als einziger Wärmeerzeuger in der Anlage arbeiten, also auch dann, wenn nicht genügend Solar- oder Windstrom im Netz ist. Für jede Wärmepumpe muss also auch eine mit ee-Gas betriebene Kraft-Wärme-Kopplungsanlage ans Netz gehen, die ungefähr denselben Lastgang des Wärmeverbrauchs bedient.

Das macht deutlich, wieviel wichtiger es ist, Power to Gas Anlagen als echte Langzeitspeicherung zu fördern. Power to Heat wächst dagegen von alleine, und ist dabei nur im Zusammenhang mit anderen Speichertechnologien sinnvoll, die entweder vorgeschaltet (Stromspeicher) oder nachgeschaltet (Heizwasserpufferspeicher) sind.

0 Punkte
Beantwortet 12, Aug 2015 von Geckler, Heinz (2,530 Punkte)

Hallo Kilian F.

ich bin mir sicher, dass es für beide Technologien wirtschaftlich interessante Anwendungen geben wird. Falls irgendwann einmal Langzeit-Speicher für Wärme zu bezahlbaren Preisen zur Verfügung stehen ist für den Wohnungsbereich sicher Power to Heat die interessantere Lösung. Immerhin ist der größte Anteil der Energiekosten in einem Wohngebäude für den Bereich Wärmeerzeugung aufzuwenden. Für leistungsstärkere Anwendungen wird bestimmt Power to Gas eine Alternative sein.

Kommentiert 12, Aug 2015 von Roland Siemon (221 Punkte)
Ich finde, man sollte zur Wohngebäudeheizung die Solarthermie nicht vergessen. Zugegeben ist das das schwerere technische Thema, jedoch hat die Solarthermie gegenüber der PV den 3-4-fachen Wirkungsgrad. DieTechnik ist weiter vorangeschritten, es gibt die Vollvakuumröhren mit einer 100°C Abschaltung, sodaß die Sommerstillstände auch nicht mehr interessieren. ( siehe http://www.dpi-solar.de/solarthermie/solarthermie-solar-warmwasser-und-heizung.html) Noch interessanter ist, das das Speichermedium Wasser die bessere Variante ist. So passen in einen 1000-Liter Pufferspeicher verwertbare und auch entnehmbare 60 kWh hinein mit Kosten um die 1000 Euro für den Speicher. Was würde denn ein Stromspeicher in dieser Größenordnung kosten?
Kommentiert 13, Aug 2015 von Geckler, Heinz (2,530 Punkte)
Bearbeitet 13, Aug 2015 von Geckler, Heinz
Hallo Roland Siemon,
ich stimme Ihnen grundsätzlich zu. Allerdings sehe ich bei der Solarthermie einen großen Nachteil gegenüber der Photovoltaik:
Wenn mit Solarthermie eine hohe Autarkie erreicht werden soll muss die solarthermische Anlage so groß sein, dass zu vielen Zeiten im Jahr die Überschüsse nicht genutzt werden können. Sollte dies durch Langzeitspeicher zu vertretbaren Kosten möglich sein ist die Kombination Solarthermie + Langzeitspeicher sicher die beste Lösung.
Der große Vorteil der Kombination PV + Wärmepumpe liegt somit in der Tatsache begründet, dass Überschüsse aus der PV-Anlage zumindest kostendeckend vergütet ins Netz eingespeist werden können.
Über das gesamte Jahr gerechnet bin ich mir sicher, dass diese Tatsache den schlechteren Wirkungsgrad über das gesamte Jahr mehr als ausgleicht. Vor allem muss der Begriff des "Wirkungsgrades", den Sie ansprechen genauer definiert werden. Bezieht sich Ihre Aussage 3-4 facher Wirkungsgrad auf den Flächenwirkungsgrad? Dann ist dieser Wert für mich nicht so relevant. Viel interessanter ist die Betrachtung des Verhältnisses Investitionssumme / Ertrag in nutzbaren kWh.
Mich würde zusätzlich interessieren, wie Sie auf die 60 kWh kommen, die in einem 1000 Liter Pufferspeicher als entnehmbar berechnen. In unserem Heizsystemm habe ich einen 850 Liter Pufferspeicher installiert. Obwohl wir durch unser selbst entwickeltes Energiemanagement-System bereits die Spreizung zwischen Einschalttemperatur der Wärmepumpe und Abschalttemperatur ( Spreizung ) deutlich erhöht haben läuft selbst bei gleichzeitiger Entnahme die Wärmepumpe bei einer Außentemperatur von 0° nur ca. 2,5 Stunden mit einer Wärmeleistung von ca. 12 kW. Somit liegt die nutzbare Kapazität im realen Betrieb nur bei max. 30 kWh.
Kommentiert 13, Aug 2015 von Roland Siemon (221 Punkte)
Hallo Herr Geckler, ich bin davon überzeugt, das man über den Einsatz von PV und Solarthermie stundenlang philosophieren kann.

Nun sind Wunschvorstellungen und Realität sehr unterschiedlich. Ich rede hierbei von der Autarkie des Hauses. Ich persönlich meine, das sie in der Wärmeversorgung des Hauses nicht unbedingt anzustreben ist, weil wir in Deutschland relativ zuverlässig grundversorgt werden. Bekanntermaßen erfordert das Aufsetzen eines "i-Tülpfelchens" den zehnfachen Aufwand bei nur doppeltem Nutzen. Zumal viele Häuser im Bestand für eine Autarkie nicht geeignet sind. Nur bei Neubauten läßt sich z.B. ein Saisonspeicher verbauen.

Daher lassen Sie uns über die "normalen" Solarthermieanlagen debattieren, mit denen die Heizkosten des Hauses erheblich reduziert werden können. Die Anlagengrößen sind dabei mit 15 m² Kollektorfläche und 1500 Liter Speicher (oder 2 x 800) für ein EFH eine ideale Größe. Anlagen in dieser Größenordnung kosten im Bereich 12.000 Euro. Damit sind wir beim Kostenvergleich Solarthermie und PV. 15m² Vollvakuumröhren haben eine Leistung auf dem Schrägdach von realistisch 7,5 kWp, bei Freisaufstellung bzw. Aufständerung 10 kWp.  Das würde beim Schrägdach Kosten von 1600 Euro netto mit Wasserspeicher bedeuten. PV liegt ebenfalls in diesem Bereich, jedoch ohne Stromspeicher. Kostenmäßig gibt es also keinen Unterschied je kWp. Wenn es aber keinen Kostenunterschied gibt, warum soll man nun Solarthermie statt PV verwenden?  

Ein Haus mit Heizkörpern oder Fußbodenheizung wird wasserdurchströmt versorgt. Die notwendige Energie ist im Pufferspeicher bereits vorhanden. Es findet keine Transformation von Energiequellen statt. Die Energie ist sofort komplett abrufbar.

Sobald die Sonne scheint, wird das Haus solar versorgt, die Heizung bleibt aus, die Überschüsse wandern in den Pufferspeicher. Dieser vorsorgt das Haus für die kurze Zeit, wenn sich Wolken vorschieben, die Sonne weg geht und nach Sonnenuntergang - alles natürlich nach Systemgröße und Verbrauch des Hauses. Wenn der Pufferspeicher leer ist, kommt die Gasheizung oder Wärmepumpe wieder ins Spiel.

 In einen 1000 Liter Pufferspeicher passen ca. 60 kWh entnehmbare Energie ( auf 90° schichtend aufgeladen, Minimum 40 ° = 50° Tempdifferenz x 1000 Liter x 4,2/3600 macht 58,8 kWh). Die Aufladung auf 90° ist der Verluste wegen zwar nicht unbedingt erstrebenswert, geht aber mit Solarthermie völlig problemfrei. Wie diese Energie nun verwendet wird, steht auf einem anderen Blatt. Sie würde aber reichen, um eine Fußbodenheizung mit einer Gebäudeheizlast von 4kW ( ist natürlich von der Größe und der Außentemperatur abhängig) knappe 15 Stunden zu versorgen - realistisch sicherlich nur 10 bei Einrechnung diverser Verluste.  

Solch ein System funktioniert  allerdings nur durch Verwendung der geeigneten Technik und des richtigen Verbaus.  Wer hierbei auf die billigste Ware und 0815 Installationen setzt, darf auch keine Höchstleistungen erwarten.

Abschließend würde ich meinen wollen, daß aufgrund des hohen und kontinuierlichen Stundenbedarfes an Energie Wasser immer noch der geeignetere Energiespeicher ist als ein Stromakku, sofern er für das Heizsystem verwendet wird.
0 Punkte
Beantwortet 24, Mär 2016 von Jörg Tuguntke (1,368 Punkte)

Moin, moin,

das ist eine Diskussion, die würde ich gerne "live" auf der Intersolar oder einer ähnlichen Veranstaltung erleben. Der Grund sind die bisher vorhandenen Kommentare und Stellungnahmen.
Wenn ich die Gegenüberstellung "thermische Solarnutzung" und "elektrische Solarnutzung" sehe, fehlt mir z.B. ein Argument:
Mit dem besten Röhrenkollektor und der optimalen Installation produziere ich eine Energieform, die ich (im EFH) nicht anderweitig einsetzen kann. Mit der Nutzung von PV könnte ich sogar meinen eigenen Wasserstoff herstellen.

Was ich damit sagen möchte: Es gibt für jede Technologie FÜR und WIDER.

WIR hier wissen doch ALLE, daß die Technologie "XY" niemals alle Probleme lösen kann, es wird immer eine Kombination mehreres Technologien sein.
Aber Jeder von uns hat andere Prioritäten, Erfahrungen, Prämissen (Ich gestehe, ich bin FRONIUS Fetischist). Ich stehe auch zu meiner Aussage, daß man mit einem genauen und intensiven Wissen eines "Systems" bessere Planungen macht, als jemand der von vielen Systemen nur das Datenblatt kennt.

ABER optimal wären ALL diese Punkte bei einer Live-Diskussion.

lg  tugu

Stellen Sie Ihre eigene Frage:

 

...