Studie: Umstieg auf Wärmepumpen erfordert enorme Mengen an Speicherkapazität

Eine Studie der Universität Nottingham ermittelt einen Bedarf von rund 175 Terawattstunden an Speicherkapazität für die Dekarbonisierung der Heizungen im Vereinigten Königreich. Der durchschnittliche Strombedarf werde um 26 Prozent und die Spitzenlast im Netz um 70 Prozent höher liegen als derzeit. Hierfür seien Langzeitspeicher wie Wasserstoff und Druckluft nötig.

von pv magazine Global

Das Vereinigte Königreich wird etwa 175 Terawattstunden Speicherkapazität benötigen, um die häusliche Raumheizung vollständig zu dekarbonisieren. Dies ist das zentrale Ergebnis einer neuen Studie der Universität Nottingham. Die Aussage basiert auf einer Analyse des künftigen Speicherbedarfs für das Stromnetz in verschiedenen Stadien des Umstiegs auf Wärmepumpen.

Bruno Cardenas, Hauptautor der Studie „Heat pumps‘ impact on the requirement for grid-scale energy storage in the UK“, die im Juli in der Zeitschrift Renewable Energy veröffentlicht wird, erklärte gegenüber pv magazine, die Bereitstellung ausreichender Speicherkapazitäten zur Deckung des künftigen Bedarfs stelle eine große Herausforderung dar. „Gegenwärtig spüren wir die Herausforderung der Speicherung nicht so sehr, weil das Gasnetz vorhanden ist und eine große Menge an Speicherplatz bietet. Man kann mehr Gas in den Leitungen speichern, indem man einfach den Druck erhöht“, so Cardenas.

Die Wissenschaftler haben in ihrer Studie errechnet, dass bei einer 100-prozentigen Elektrifizierung des häuslichen Wärmebedarfs der durchschnittliche jährliche Strombedarf und die Spitzenlast im Netz um 26 beziehungsweise 70 Prozent über dem derzeitigen Niveau liegen. Auch die Gesamtenergiekosten steigen bei dem modellierten Szenario aufgrund der erforderlichen Speicherkapazität um etwa vier Prozent. Dies bedeutet, dass ein vollständig dekarbonisiertes britisches Heizsystem erhebliche Investitionen in die Langzeitspeicherung von Energie erfordert, so Cardenas.

Die Forscher haben ein Szenario mit einer Speicherkapazität von 175 Terawattstunden durch unterirdische Wasserstoffkavernen und Druckluftspeicher (Compressed Air Energy Storage, CAES) modelliert. Wasserstoffspeicher mit einer Kapazität von 160 Terawattstunden würden hierbei den Bedarf Großbritanniens für etwa 220 Tage decken, hinzu kämen 15 Terawattstunden CAES für etwa zehn Tage. Batteriespeicher waren nicht Gegenstand der Studie, aber Cardenas räumt ein, dass sie eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung kurzfristiger Flexibilität spielen. Er geht davon aus, dass dies auch weiterhin der Fall sein wird.

Die extremen Nachfragespitzen seien das größte Problem beim Einsatz von mehr Wärmepumpen. Zwar seien Wärmepumpen „super effizient“, so Cardenas, aber selbst bei einer hohen Leistungszahl stelle das menschliche Verhalten eine Herausforderung dar: „Wir sehen zwei sehr ausgeprägte Spitzen, eine morgens zwischen 5 und 8 Uhr, wenn alle aufwachen und sich für den Tag bereit machen – wir schalten unsere Warmwasserversorgung ein – und dann eine weitere, wenn wir von der Arbeit zurückkommen.“

Wärmespeichersysteme in den Gebäuden und eine Erhöhung der Flexibilität auf der Nachfrageseite könnten diese Spitzenwerte verringern. Es müssten dennoch jetzt Maßnahmen ergriffen werden, um sicherzustellen, dass genügend Langzeit-Energiespeicher zur Deckung der künftigen Nachfrage verfügbar sind, weil die Ausbauphase mancher Technologien Jahrzehnte dauern könne. „Der Bedarf ist erkannt“, sagt Cardenas. Es werde viel darüber diskutiert, wie hoch die tatsächlich benötigte Speicherkapazität sei, „aber wir sollten uns durch Analysen nicht lähmen lassen. Wir müssen nicht exakt wissen, wie viel es ist. Wir müssen nur wissen, dass es um ‘zig Terawattstunden geht. Und derzeit haben wir, auf ganze Zahlen gerundet, null Terawattstunden an Energiespeichern in Großbritannien.“

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