Daniel Büchner: “Biomasseöfen können das Stromnetz entlasten”

Freitag, 31. Juli 2020 | Autor: Joachim Berner

Daniel Büchner Daniel Büchner Strom- und Gasnetze entlasten könnten Einzelraumfeuerstätten, wenn sie systemdienlich eine Gas- oder  Wärmepumpenheizung ergänzen würden. Wie der Betrieb von Holzöfen sowohl Gas- als auch Stromnetz stabilisieren helfen kann, dazu forschen das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) und das Institut für Solarenergieforschung (ISFH) im Projekt OptDienE. Im Interview erläutert DBFZ-Mitarbeiter Daniel Büchner die Chancen und Herausforderungen.

Herr Büchner, wer abends seinen Pelletsofen oder seinen Holzkamin anfeuert, der kann eigentlich seine Wärmepumpe oder seine Gasheizung ausstellen. Wie hoch schätzen Sie das Sparpotenzial für Deutschland ein?
Nach neuesten Angaben ist davon auszugehen, dass in Deutschland zehn bis elf Millionen Einzelraumfeuerungen gibt. Bei einer konservativ geschätzten durchschnittlichen Heizleistung von acht Kilowatt steht eine thermische Leistung von 80 bis 90 Gigawatt im deutschen Wohngebäudebestand zur Verfügung, die schon heute mehr oder weniger regelmäßig zum (Zu-)Heizen oder aus Komfortgründen genutzt wird. Würde ein Teil der Einzelraumfeuerungen entweder gezielt in Kombination mit Wärmepumpen oder mit Gasthermen betrieben werden und zumindest teilweise systemdienlich eingesetzt – das heißt in Zeiten mit einer hohen Wärmenachfrage und einer geringen erneuerbaren Strombereitstellung –, könnten sie Strom- beziehungsweise Gasbedarfsspitzen von bis zu 30 Gigawatt vermeiden. Bei einem stromseitigen Spitzenlastbedarf von heute etwa 80 Gigawatt, der bei einer wachsenden Bedeutung von Wärmepumpen und Elektromobilität noch steigen wird, könnte der zeitlich gesteuerte Einsatz von Biomasse-Einzelraumfeuerungen zu einer maßgeblichen Entlastung des Stromnetzes und der Strom- und Gasbereitstellungskapazitäten in Hochlastzeiträumen mit geringer Stromeinspeisung aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen beitragen.

Warum tun sie das bislang nicht?
Es existieren eine ganze Reihe von technischen und sozio-ökonomischen Einschränkungen, um das Potenzial erschließen zu können. So muss gerade bei manuell beschickten Einzelraumfeuerungen davon ausgegangen werden, dass nicht jede Betreiberin und jeder Betreiber zu jeder Zeit gewillt ist, sie im systemdienlichsten Moment anzuzünden. Bei automatisch betreibbaren Pelletsöfen sind die Nutzerinnen und Nutzer nicht immer damit einverstanden, wann das Gerät feuern will – es geht ja häufig um das Erleben des sichtbaren Feuers. Für eine gute Einbindung bedarf es zudem meist eines Anschlusses an die zentrale Wärmeversorgung über einer Wassertasche, was sowohl bei der Investition als auch beim Installationsaufwand zusätzliche Kosten und einen Mehraufwand an Zeit bedeutet. Darüber hinaus existiert nach unserem Kenntnisstand noch kein Marktmodell, mit dem sich der erhöhte technische Aufwand bei einem Objektanschluss an öffentliche Netze gegenrechnen ließe.

Schema der untersuchten Kombination Schema der untersuchten Kombination Welche technischen Beschränkungen gilt es zu überwinden?
Zuallererst muss die Biomassefeuerung eine offene Kommunikationsschnittstelle aufweisen. Des Weiteren ist eine Wassertasche zur Anbindung an das zentrale Heizsystem vorteilhaft, weil sich erst dadurch ein heizungsunterstützender Betrieb realisieren lässt. Und dann gilt es auf Seiten der Gebäudeausrüster, Heizungsinstallateure und Planer mehr auf eine systemische Betrachtung des Gesamtsystems Gebäude Wert zu legen. Hierzu gehört das Vorhandensein von Informations- und Kommunikationsnetzen innerhalb der Objekte mit ausreichender Bandbreite, sicherem Zugang und offenen Schnittstellen im Unterschied zu herstellerspezifischen Applikationen. Abschließend braucht es intelligente und leicht zu integrierende Regler, die die spezifische Charakteristik der Biomasseverbrennung im System abbilden. Im Projekt OptDienE denken wir auch über kostengünstige virtuelle Lösungen nach, die online funktionieren, leicht zu warten sind und über Methoden der künstlichen Intelligenz sich selbst kontinuierlich verbessern.

Trotz der Potenziale spielen häusliche Biomasseanlagen bei der Diskussion über die Sektorenkopplung bislang keine Rolle. Können Sie sich das erklären?
Lassen Sie mich mit einer Gegenfrage antworten. Wer denkt beim Einbau einer Wärmepumpe über die Sektorenkopplung nach? Und doch entscheiden sich viele Menschen neben der Wärmepumpe für eine zusätzliche Einzelraumfeuerstätte. Neben dem Komfortbedürfnis spielt dabei oft das Bauchgefühl, damit über eine sichere und autarke Wärmenotversorgung zu verfügen, eine Rolle. Ohne es also technisch korrekt in Worte zu fassen, denken viele bereits im Sinne einer verstärkten Sektorenkopplung. Auf einer Verbrauchermesse, die im Frühjahr dieses Jahres noch stattgefunden hat, konnten wir potentiellen Nutzerinnen und Nutzern sprechen. Bei einem nicht unerheblichen Anteil von ihnen wurde deutlich, dass sie durchaus über die Frage einer integrierten Energieversorgungslösung für Wärme und Strom nachdenken.Was die breite öffentliche Wahrnehmung anbelangt, haben Sie aber recht.

Wie ließe sich das ändern?
Zunächst braucht es gute Beispiele in der Praxis anhand derer die Politik von dem potenziellen Beitrag der Kombination aus Einzelraumfeuerstätten und Wärmepumpen überzeugt werden können, sodass der rechtliche Rahmen und die Förderanreize passend gesetzt werden. Dann braucht es aus technischer Sicht ein Mindestmaß an Vernetzungsfähigkeit von Energieerzeugern und -verbrauchern durch offene Schnittstellen und die Bereitstellung von Kommunikationsdiensten inklusive einer konsequenten Vernetzung der energetischen Anlagen im häuslichen Bereich. Damit könnten sektorengekoppelte Anlagen miteinander „sprechen“ und sich zeitnah austauschen und Energiebedarfe über Regelalgorithmen autonom minimieren. Als letzten, aber ganz wesentlichen Punkt braucht es neue Ansätze, um Gebäudeplaner und Heizungsinstallateure zu unterstützen. Wir denken an Möglichkeiten aus der digitalen Welt, durch die den planenden und ausführenden Akteuren vernetzt Hilfe bei allen Fragen rund um die Planung und Installation von integrierten Systemen gegeben wird, sodass das gesammelte Wissen schnell mitverlässlicher Qualität und ohne viel Vorbereitung zur Verfügung steht.

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