Power-To-Heat

STROMÜBERSCHUSS SINNVOLL EINSETZEN Der Begriff "Power-To-Heat" nimmt einen immer größeren Stellenwert in der Energiewende ein. Das Prinzip ist einfach: Elektrische Energie wird mit einem Wirkungsgrad von fast 100% in Wärme umgewandelt. Die vermeintliche ökologische Sünde, den wertvollen Strom in Wärme umzuwandeln, ergibt bei genauerer Betrachtung durchaus Sinn und eröffnet einen neuen lukrativen Markt in Zeiten extrem - bis in den negativen Bereich hinein - schwankender Strompreise. POWER-TO-HEAT: ANLAGE UND FUNKTIONSWEISE Power-To-Heat-Anlagen können sowohl im Niedertemperaturbereich als auch im Hochtemperaturbereich (Dampf) ihren Einsatz finden. Im dezentralen Niedertemperaturbereich werden vor allem Heizstäbe oder Heizpatronen eingesetzt. Im Hochtemperaturbereich werden Elektrodenheizkessel (EHK) eingesetzt. Mit einem EHK ist eine Erzeugung von Prozessdampf von bis zu 30 bar technisch möglich. Der so erzeugte Sattdampf kann mit einem nachgeschalteten Elektrodendurchlauferhitzer auf höhere Temperaturen überhitzt und damit auch höheren Anforderungen an die Dampferzeugung gerecht werden. Die Dampferzeugung basiert auf dem elektrischen Widerstand des Kesselwassers, dessen elektrische Leitfähigkeit entsprechend gering sein muss (Regelung auf 60 μS/cm). Dies macht eine leistungsfähige Wasseraufbereitung zwingend notwendig. Der Wirkungsgrad des Elektrodenheizkessels hängt maßgeblich von der zur Verfügung stehenden Wasserqualität ab und ist im Allgemeinen deutlich höher als der Wirkungsgrad eines Dampfkessels, da keine thermischen Verluste durch heiße Abgase entstehen. Wärmespeicher gehören nicht zum Standardrepertoire einer Power-To-Heat-Anlage, können allerdings einen flexibleren Einsatz ermöglichen. So können Power-To-Heat-Anlagen mit Wärmespeichern im Falle eines Regelleistungsbedarfs am Sekundär- und Minutenreservemarkt teilnehmen ohne die Wärme zeitgleich in das Fernwärmenetz einspeisen zu müssen (z.B. im Sommer). Investitionskosten bei Elektroheizkesseln, die vorrangig im Fernwärmenetz Anwendung finden, belaufen sich auf etwa 75-100 Euro pro Kilowatt. Die Kosten variieren je nach Anwendungsgebiet und bereits vorhandener Infrastruktur. Im Hochtemperaturbereich müssen höhere Anforderungen an die Anlage gestellt werden, wodurch die Investitionskosten doppelt so hoch sein können. Diese belaufen sich auf etwa 100-200 Euro pro Kilowatt. Besonders lukrativ sind große Anlagen, die sich bei aktuellen Leistungspreisen im Regelmarkt bereits nach drei bis fünf Jahren amortisieren können. Kleinere, dezentrale Anlagen erweisen sich wirtschaftlich als weniger profitabel, da hier höhere spezifische Kosten, bei gleichen spezifischen Erlösen, zu Buche schlagen. Die jährlichen Wartungskosten belaufen sich auf etwa 3% der Investitionssumme und sind vergleichbar mit einer Erdgas-Kessel-Anlage. Klassische Verschleißteile gibt es nicht. Eine Power-To-Heat-Anlage muss trotzdem einmal im Jahr für zwei Tage gewartet werden. Die Pumpen, Ventile und Wasser-/Dampf-/Kondensat-Mimik etc. unterliegen dem gleichen Verschleiß wie ein klassisches Dampfkessel-System. Bei einer zentralen Power-To-Heat-Anlage wird die vom Strom umgewandelte Wärme in ein Versorgungsnetz gespeist. Ein klassisches Beispiel für ein solches Wärmeversorgungsnetz ist das Fernwärmesystem eines Stadtwerkes. Dabei wird die produzierte Wärme über ein isoliertes Rohrsystem an den Verbraucher geleitet. KWK-Anlagen, wie beispielsweise die Kombination eines Biogas-BHKW mit einer Power-To-Heat-Anlage besitzen den Vorteil, dass dieser Komplex zusammen sehr effizient arbeitet und eine anschließende Wärmenutzung oftmals geben ist. Durch die Regelung der Power-To-Heat-Anlagen ist ein kontinuierlicher Betrieb der KWK-Anlage gegeben, welche somit die volle Leistung zur Verfügung stellen kann.