Wie können Wärmenetzbetreiber die Spitzenlast ihrer Wärmenetze dekarbonisieren?
Die Spitzenlast wird bisher meist mit fossilen Gas- oder Ölkesseln gedeckt – genau da sitzt der größte CO₂-Hebel. Du dekarbonisierst sie, indem du diese Stunden durch Wärmespeicher, Power-to-Heat und Großwärmepumpen ersetzt statt durch Kessel-Neubau.
1) Großer Wärmespeicher, der Grundlast-Wärme in die Spitzenstunden verschiebt. 2) Power-to-Heat (Elektrodenkessel), der günstigen Ökostrom in den Netzentgelt- und Preistälern verheizt. 3) Großwärmepumpe, die Umwelt- oder Abwärme auf Vorlauftemperatur hebt. 4) Regelbare erneuerbare KWK, etwa ein Biogas-BHKW. In der Regel kombinierst du diese Bausteine – ein einzelner ersetzt den fossilen Spitzenkessel selten allein.
Erstens die Lastspitzen im Netz messen und die Jahresdauerlinie erstellen – wie viele Stunden fällt die Spitzenlast wirklich an? Zweitens den Wärmespeicher so dimensionieren, dass er die täglichen Spitzen kappt. Drittens den verbleibenden Bedarf mit Wärmepumpe und Power-to-Heat decken und beides strompreis- bzw. erzeugungsgeführt fahren. Viertens den fossilen Kessel nur noch als selten laufende Redundanz behalten.
Spitzenlast heißt: wenige Stunden, hohe Leistung. Ein Pufferspeicher entkoppelt Erzeugung und Verbrauch – die CO₂-arme Anlage läuft gleichmäßig durch, der Speicher liefert die kurze Spitze. Das senkt die nötige Leistung der Wärmepumpe, macht Power-to-Heat wirtschaftlich (Laden bei niedrigen/negativen Strompreisen) und verhindert, dass du den Kessel nur wegen 100 Stunden im Jahr laufen lässt.
Ein Elektrodenkessel ist günstig in der Anschaffung und ideal, um überschüssigen Wind-/PV-Strom in Wärme zu wandeln – am besten mit Day-Ahead-Preisanbindung, damit er in den Preistälern lädt. Die Großwärmepumpe übernimmt den effizienten Dauerbetrieb (hohe Arbeitszahl aus Umwelt-/Abwärme). Beide zusammen ersetzen fossile Spitzen, wenn ein Speicher die Volllaststunden glättet.
Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto besser arbeiten Wärmepumpen und desto kleiner die Spitzen. Optimiere zuerst die Spreizung (z. B. Vorlauf/Rücklauf-Absenkung), mach den hydraulischen Abgleich aller Abnehmer und minimiere Netzverluste. Ein Echtzeit-Monitoring von Vor- und Rücklauf je Abnehmer zeigt dir, wo Rücklauftemperaturen zu hoch sind und die Spitzenlast unnötig treiben.
Dekarbonisierung der Spitzenlast ist ein Umbau, kein Schalter: erst Speicher + Lastmanagement (schnell, günstig), dann Wärmepumpe/Power-to-Heat als Hauptdeckung, zuletzt der fossile Kessel als Absicherung für Extremfälle mit wenigen Betriebsstunden pro Jahr. So sinken die CO₂-Emissionen deutlich, ohne die Versorgungssicherheit zu riskieren.