Power-to-Heat (PtH)
Power-to-Heat ist die Umwandlung von Strom in Nutzwärme — per Heizstab, Elektrodenkessel oder Wärmepumpe, meist mit Wärmespeicher. Der Sinn: Wärme erzeugen, wenn Strom günstig oder im Überschuss ist. So wird der Wärmespeicher zur Flexibilität für das Stromsystem — und der Strompreis je Stunde zur wichtigsten Betriebsgröße der Wärmeerzeugung.
Definition: Strom wird Wärme
Power-to-Heat verbindet zwei Welten: den Strommarkt mit seinen stark schwankenden Preisen und den Wärmebedarf, der sich speichern lässt. Immer wenn Wind und Sonne mehr liefern, als das Netz braucht, ist Strom billig — teilweise negativ bepreist. PtH-Anlagen nutzen genau diese Stunden, wandeln Strom in Wärme und speichern sie für später. Das ist Sektorkopplung in ihrer einfachsten Form — und der Grund, warum die Wärmeerzeugung zunehmend nach dem Strompreis geplant wird.
Die drei Techniken im Vergleich
| Technik | Aus 1 kWh Strom | Stärken | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| Heizstab | ≈ 1 kWh Wärme | günstig, robust, sekundenschnell regelbar | Pufferspeicher, PV-Überschuss, Redundanz |
| Elektro-/Elektrodenkessel | ≈ 1 kWh Wärme | Megawatt-Klasse, schnelle Regelleistung | Wärmenetze, Prozesswärme, Spitzenlast |
| Wärmepumpe | ≈ 3–4 kWh Wärme | höchste Effizienz (JAZ 3–4) | Grundlast in Gebäuden, Netzen, Gewerbe |
Die Techniken konkurrieren weniger, als sie sich ergänzen: Die Wärmepumpe trägt die Grundlast effizient; Heizstab oder E-Kessel springen ein, wenn der Strompreis so tief fällt, dass Effizienz keine Rolle mehr spielt — oder wenn schnelle Leistung gefragt ist.
Wann Power-to-Heat läuft: der Strompreis entscheidet
Die Faustregel: Power-to-Heat lohnt, wenn der Strompreis je erzeugter kWh Wärme unter den Brennstoffkosten plus CO2-Preis der Alternative liegt. Für den Heizstab (1:1) muss der Strom also billiger sein als Gas — das gilt in Überschuss-Stunden. Für die Wärmepumpe reicht dank JAZ 3 schon ein Drittel: Sie unterbietet den Gaskessel in fast allen Stunden, wie das WGK-Rechenbeispiel zeigt (135,40 vs. 130,40 €/MWh ungesteuert — 120,30 €/MWh strompreisgeführt).
Der Wärmespeicher macht den Unterschied
Ohne Speicher kann PtH nur laufen, wenn gerade Wärme gebraucht wird — und verpasst die günstigen Stunden. Mit Pufferspeicher wird die Erzeugung zeitlich frei planbar: laden in den grünen Stunden des Day-Ahead-Markts, liefern in den teuren. Da die Preise ab Mittag für den ganzen Folgetag feststehen, lässt sich der Einsatz als Fahrplan rechnen — je Viertelstunde, seit der Day-Ahead-Handel im 15-Minuten-Takt läuft. Wärme ist dabei der mit Abstand günstigste Energiespeicher: Ein gedämmter Wassertank kostet einen Bruchteil einer Batterie gleicher Kapazität.
Regulatorik: §14a, §19 StromNEV, Netzentgelte
- Niederspannung: Wärmepumpen über 4,2 kW sind steuerbare Verbrauchseinrichtungen nach §14a EnWG — mit reduzierten Netzentgelten (Module 1–3) als Gegenleistung.
- Mittelspannung / Großanlagen: Für Elektrodenkessel und Großwärmepumpen greifen individuelle Netzentgelte nach §19 Abs. 2 StromNEV — atypische Netznutzung oder Bandlast-Staffel (20/15/10 % ab 7.000/7.500/8.000 Benutzungsstunden und >10 GWh).
- Lastspitzen: PtH erhöht die elektrische Anschlussleistung — ohne Koordination drohen neue Jahreshöchstlasten. Peak Shaving und PtH gehören deshalb in dieselbe Steuerung.
PtH im Wärmenetz und im Gewerbe
In Wärmenetzen wächst PtH zum Standard-Baustein eines multivalenten Erzeugerparks: BHKW, Kessel, Großwärmepumpe und E-Kessel werden je Stunde nach ihren Wärmegestehungskosten eingesetzt — bei hohen Strompreisen erzeugt das BHKW Strom und Wärme, bei niedrigen lädt Power-to-Heat den Speicher. Im Gewerbe beginnt derselbe Mechanismus kleiner: Wärmepumpe plus Heizstab im Puffer, gefahren nach Day-Ahead-Preis und Lastgrenze. Genau diese Einsatzplanung automatisiert die strompreisgeführte Wärmepumpen-Optimierung mit eco2lot Heat — sicherheitsbegrenzt und mit täglichem Einsparnachweis.
Häufige Fragen
Was bedeutet Power-to-Heat?
Die Umwandlung von Strom in Nutzwärme — für Heizung, Warmwasser, Prozesswärme oder Wärmenetze. Technisch reicht das Spektrum vom einfachen Heizstab im Pufferspeicher über Elektro- und Elektrodenkessel im Megawatt-Bereich bis zur Wärmepumpe. Power-to-Heat ist die einfachste Form der Sektorkopplung: Sie verbindet den Strommarkt mit dem Wärmebedarf und macht Wärmespeicher zu einer Flexibilität für das Stromsystem.
Heizstab, Elektrodenkessel oder Wärmepumpe — was ist der Unterschied?
Der Wirkungsgrad und die Investition: Heizstab und Elektrokessel machen aus 1 kWh Strom knapp 1 kWh Wärme (Wirkungsgrad nahe 100 %), sind dafür günstig, robust und in Sekunden regelbar — Elektrodenkessel erreichen zweistellige Megawattleistungen. Eine Wärmepumpe liefert aus 1 kWh Strom das Drei- bis Vierfache an Wärme (JAZ 3–4), kostet aber deutlich mehr je kW. In der Praxis ergänzen sie sich: Die Wärmepumpe trägt die Grundlast effizient, der Heizstab nutzt sehr billige oder negative Preisstunden und dient als Redundanz.
Wann lohnt sich Power-to-Heat?
Immer dann, wenn der Strompreis je erzeugter kWh Wärme unter den Kosten des sonst genutzten Brennstoffs liegt. Für den Heizstab heißt das: Der Strompreis inklusive Abgaben muss unter dem Gaspreis plus CO2-Kosten liegen — das passiert vor allem in Stunden mit sehr niedrigen oder negativen Börsenpreisen. Für die Wärmepumpe gilt es dank JAZ 3 schon bei einem Drittel davon. Entscheidend ist eine Steuerung, die diese Stunden am Day-Ahead-Markt erkennt und die Erzeuger in der richtigen Reihenfolge einsetzt.
Was haben negative Strompreise mit Power-to-Heat zu tun?
In Stunden mit Wind- und Solarüberschuss fallen die Day-Ahead-Preise bis unter null — Abnehmer werden dann für den Bezug bezahlt. Power-to-Heat-Anlagen mit Wärmespeicher sind die geborenen Abnehmer solcher Stunden: Sie wandeln überschüssigen Strom in speicherbare Wärme, statt dass Windräder abgeregelt werden. Je mehr Viertelstunden-Preissignale es gibt (seit 30.09.2025 auch im Day-Ahead-Handel), desto genauer lässt sich dieser Einsatz planen.
Gilt §14a EnWG auch für Power-to-Heat-Anlagen?
Für Wärmepumpen über 4,2 kW in der Niederspannung ja — sie sind steuerbare Verbrauchseinrichtungen und erhalten reduzierte Netzentgelte nach den Modulen 1 bis 3. Reine Heizstäbe und Elektrokessel fallen als Wärmeerzeuger je nach Konstellation ebenfalls unter die steuerbaren Verbrauchseinrichtungen, große Anlagen am Mittelspannungsanschluss dagegen unter §19 Abs. 2 StromNEV. Für Wärmenetz-PtH sind zudem individuelle Netzentgelte und Bandlast-Regelungen relevant — die Konstellation gehört vorab geprüft.
Welche Rolle spielt Power-to-Heat in Wärmenetzen?
Eine wachsende: Elektrodenkessel und Großwärmepumpen ergänzen dort BHKW und Spitzenlastkessel zu einem multivalenten Erzeugerpark. Die Einsatzreihenfolge wird nach Wärmegestehungskosten je Stunde entschieden — bei hohen Strompreisen läuft das BHKW und verkauft Strom, bei niedrigen übernimmt Power-to-Heat und lädt den Speicher. Diese strompreisgeführte Einsatzplanung ist dieselbe Fahrplan-Logik, die eco2lot Heat für Wärmepumpen-Anlagen automatisiert.
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