Studie: Flexible Wärmepumpen und E-Autos verhindern über 100 Stunden mit negativen Strompreisen pro Jahr

Während Wärmepumpen und Elektroautos bisher vor allem als klimafreundliche Alternativen zu Gasheizungen und Verbrennungsmotoren galten, belegt eine neue Studie im Auftrag der Hamburger Ökoenergiegenossenschaft Green Planet Energy nun eindrucksvoll: Werden diese Technologien flexibel und marktorientiert betrieben, könnten sie zu einem zentralen Hebel für sinkende Strompreise, geringere CO2-Emissionen und eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energien werden.

Das Beratungsunternehmen enervis energy advisors GmbH hat in ihrer Analyse die energiewirtschaftlichen Effekte sogenannter „haushaltsnaher Flexibilitäten“ wie Wärmepumpen und E-Autos erstmals im großen Maßstab modelliert – mit beeindruckenden Ergebnissen. Vor allem der gezielte Einsatz in Zeiten hoher Stromproduktion aus Wind- und Sonnenenergie wirkt sich deutlich positiv auf den Markt aus. Dabei geht es nicht um technische Zukunftsvisionen, sondern um Technologien, die bereits heute im Einsatz sind – jedoch bisher weitgehend starr betrieben werden.

Hintergrund der Untersuchung ist ein zunehmend dringlicher Handlungsbedarf beim Umbau des Energiesystems. Deutschland hat sich ambitionierte Ziele gesetzt: 15 Millionen Elektrofahrzeuge und jährlich mindestens 500.000 neu installierte Wärmepumpen bis 2030. Doch der Hochlauf stockt. Laut Branchenprognosen werden 2024 voraussichtlich nur rund 200.000 Wärmepumpen verbaut – ein Rückgang gegenüber dem Vorjahr und weit unter dem angestrebten Ziel. Bei E-Autos ist die Differenz ebenfalls eklatant: Statt 15 Millionen wurden bis Ende 2024 nur rund 1,7 Millionen zugelassen.

Auch der dafür notwendige digitale Unterbau – insbesondere Smart Meter und dynamische Stromtarife – hinkt weit hinterher. Lediglich rund 1,1 % der benötigten intelligenten Zähler sind derzeit installiert. Von den über 1.300 Stromlieferanten in Deutschland bieten nur rund 90 dynamische Tarife an, also flexible Preisstrukturen, die sich nach Angebot und Nachfrage am Strommarkt richten. Ohne diese Voraussetzungen können Verbraucher ihre Stromnutzung nicht gezielt auf Phasen günstiger oder grüner Energie verlagern – obwohl die technischen Möglichkeiten vorhanden wären.

Die von enervis modellierte Studie vergleicht zwei Zukunftsszenarien für den Zeitraum 2025 bis 2035: ein „No-Flex“-Szenario mit starren Verbräuchen und ein „High-Flex“-Szenario, in dem Wärmepumpen und E-Autos dynamisch auf Strompreise reagieren. In beiden Fällen bleibt der Ausbau erneuerbarer Energien – etwa bei Wind- und Solaranlagen – identisch, ebenso wie die Gesamtstromnachfrage.

Der entscheidende Unterschied: Im High-Flex-Szenario wird Verbrauch gezielt in Zeiten hoher EE-Erzeugung (etwa mittags bei starker PV-Leistung) verschoben. Besonders E-Autos, die häufig tagsüber geladen werden können, und Wärmepumpen, deren Heizzyklen kurzfristig anpassbar sind, bieten hier enormes Potenzial.

Das Resultat ist eine spürbare Entlastung des Strommarkts: Im High-Flex-Szenario sinken die durchschnittlichen Base-Strompreise um 3,6 €/MWh. Noch deutlicher fällt der Rückgang bei den Peak-Preisen aus, die um rund 6,2 €/MWh sinken. Gleichzeitig reduziert sich die Zahl der Stunden mit negativen Strompreisen – ein häufiges Problem bei starker EE-Einspeisung – um über 100 Stunden pro Jahr.

Damit geht auch eine signifikante Reduktion der sogenannten „Day-ahead-Spreads“ einher, also der Preisdifferenz zwischen den teuersten und günstigsten Stunden am Strommarkt. Der Spread sinkt im Schnitt um 20 €/MWh – was auf eine deutliche Glättung der Lastkurve hindeutet. Sprich: Das Netz wird stabiler, das Preissystem effizienter.

Auch klimapolitisch ist der flexible Einsatz von Verbrauchern ein Gewinn. Der reduzierte Bedarf an fossilen Reservekraftwerken, insbesondere Gaskraftwerken, spart jährlich im Schnitt 0,7 Millionen Tonnen CO₂ ein. Im Betrachtungszeitraum summiert sich das auf über 8 Millionen Tonnen – eine Menge, die etwa den jährlichen Emissionen von über 5 Millionen Autos entspricht.

Diese Einsparungen entstehen vor allem dadurch, dass fossile Kraftwerke im High-Flex-Szenario seltener zur Deckung der Spitzenlasten herangezogen werden müssen – weil die Nachfrage in diese Zeiträume erst gar nicht fällt.

Interessant sind auch die Auswirkungen auf die verschiedenen Arten erneuerbarer Energien. So profitieren Photovoltaikanlagen besonders stark vom flexiblen Verbrauch: Ihre Marktwerte steigen im Schnitt um 1,9 €/MWh, was über den Betrachtungszeitraum hinweg zu kumulierten Mehreinnahmen von rund 5 Milliarden Euro führt.

Anders sieht es bei der Windkraft aus – insbesondere Onshore: Hier sinkt der Marktwert um 1,3 €/MWh, was zu Erlöseinbußen von etwa 3,2 Milliarden Euro führt. Auch Offshore-Wind verliert rund 1,2 Milliarden Euro. Der Grund: Die Verschiebung des Verbrauchs in die Mittagsstunden erhöht die Konkurrenz für Windstrom, der überwiegend in den Nacht- und Winterstunden produziert wird.

Dennoch relativieren die Studienautor:innen diesen Effekt. Zum einen könnten langfristige Flexibilitäten – etwa industrielle Verbraucher oder Elektrolyseure – diesen Trend ausgleichen. Zum anderen profitieren alle EE-Technologien durch die sinkende Notwendigkeit staatlicher Fördermittel, da sie vermehrt Erlöse direkt am Markt erzielen.

Für Betreiber von Batteriespeichern könnten die neuen Marktbedingungen allerdings herausfordernd werden. Das sogenannte Arbitrage-Potenzial – also das Verdienen durch Einspeichern von günstigem Strom und Verkauf bei teuren Preisen – sinkt durch die geringeren Preisdifferenzen deutlich. Das Geschäftsmodell müsste künftig auf zusätzlichen Mehrwertdiensten wie Netzdienstleistungen oder Frequenzhaltung basieren.

Gleichzeitig bieten sich neue Chancen für Stadtwerke, Aggregatoren und Energieversorger, die haushaltsnahe Flexibilitäten bündeln und vermarkten können. Hier entstehen derzeit erste Plattformlösungen, die variable Tarife mit Steuerboxen, Apps und Anreizen für Kunden kombinieren.

Die Ergebnisse der Studie verdeutlichen: Ein schneller Rollout von Smart Metern, steuerbaren Verbrauchseinrichtungen und dynamischen Tarifen ist nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich dringend geboten. Laut Green Planet Energy sollten insbesondere die Regelungen rund um § 14a EnWG (Steuerbare Verbrauchseinrichtungen) und § 41a EnWG (Dynamische Tarife) zügig konkretisiert und umgesetzt werden.

„Wir haben es hier mit einem enormen Hebel für die Transformation des Energiesystems zu tun“, erklärt Sönke Tangermann, Vorstand bei Green Planet Energy. „Wenn Wärmepumpen und E-Autos intelligent gesteuert werden, sinken nicht nur die Preise für alle – wir senken auch Emissionen, reduzieren Förderkosten und erhöhen die Effizienz des Gesamtsystems.“

Auch die Autor:innen der Studie sprechen sich für einen pragmatischen regulatorischen Rahmen aus, der flexible Verbraucher nicht behindert, sondern aktiv integriert. Insbesondere müsse das Zusammenspiel aus technischer Infrastruktur, marktwirtschaftlicher Anreizsetzung und digitaler Kundenkommunikation verbessert werden.

Die Studie macht deutlich: Wärmepumpen und Elektroautos sind mehr als nur grüne Alternativen – sie können, wenn intelligent gesteuert, zu tragenden Säulen eines neuen, flexiblen und kosteneffizienten Stromsystems werden. Die nötigen Technologien existieren, die Einsparpotenziale sind erheblich – allein der politische und regulatorische Wille muss nun mitziehen.

Ob dies gelingt, hängt nicht zuletzt davon ab, wie schnell der Gesetzgeber reagiert – und ob sich Energieversorger und Netzbetreiber der Chancen bewusst werden, die haushaltsnahe Flexibilität für die Energiewende bietet.