Wärmepumpen-Boom: Wo soll bitte der ganze Ökostrom herkommen?
Woher kommt der ganze Ökostrom, wenn wir in Deutschland 2030 mit 6 Millionen Wärmepumpen unsere Häuser heizen und Millionen von Elektroautos auf unseren Straßen herumfahren sollen? Viele bezweifeln, dass es möglich sein kann, die Erneuerbaren ausreichend auszubauen, ohne dass das deutsche Stromnetz gerade im Winter ohne einen Atom- oder Braunkohle-Backup zusammenbricht.
Wissenschaftler des DIW Berlin haben in ihrem Wochenbericht 22 nun einmal genau nachgerechnet und geben Entwarnung: Bleibt es beim jetzigen Windkraftausbau, sei es allein mit einem ambitionierten Solaranlagen-Ausbau möglich, den höheren Stromverbrauch aller avisierten Wärmepumpen zu decken, ohne Abstriche beim Klimaschutz machen zu müssen. Allerdings werden dazu bis zu 37 Gigawatt zusätzliche Photovoltaik-Leistung notwendig.
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"Big 5" prognostizieren 2030 6 Millionen Wärmepumpen
Wärmepumpen stellen Raumwärme bereit, indem sie dem Erdreich, unterirdischen Wasservorkommen oder der Luft Umweltwärme entziehen und mit Hilfe von elektrischem Strom auf ein höheres, zum Heizen nutzbares Temperaturniveau bringen. Wie viel "Hilfe" man braucht, hängt von der Anzahl an Wärmepumpen ab, die bis 2030 installiert werden sollen.
Im vergangenen Jahr 2021 lag die Zahl der installierten Wärmepumpen in Deutschland bei rund 1,4 Millionen. Das Bundeswirtschaftsministerium unter Robert Habeck plant gemäß seiner "Eröffnungsbilanz Klimaschutz" 2030 mit 4,1 bis 6 Millionen installierter Wärmepumpen. Studien-Grundlage sind die "Big 5" Klimaneutralitätsszenarien. 2045 sollen es der Mehrheit der Studien nach bereits 15 Millionen Wärmepumpen sein.
| Klimaneutralitätsstudie | Autoren | Auftraggeber |
|---|---|---|
| Klimaneutrales Deutschland 2045 | Prognos, Öko-Institut, WuppertalInstitut | Stiftung Klimaneutralität, Agora Energiewende, Agora Verkehrswende |
| Klimapfade 2.0 – Ein Wirtschaftsprogramm für Klima und Zukunft | BCG | BDI |
| Aufbruch Klimaneutralität | EWI, FIW, ITG, Uni Bremen, Stiftung Umweltenergierecht, WuppertalInstitut | dena |
| Langfristszenarien für die Transformation des Energiesystems in Deutschland 3 | Consentec, Fhg- ISI, TU Berlin, ifeu | BMWK |
| Deutschland auf dem Weg zur Klimaneutralität 2045 | PIK, MCC, PSI, RWI, IER, Hereon, Fhg-ISI, Fhg-ISE, Fhg-IEG, FhgIEE,DLR-VF, DLR-VE, DLR-FK | Ariadne - Kopernikus-Projekte |
Wärmepumpen-Ausbau macht mehr Kraftwerkskapazitäten als geplant notwendig
Mit DIETER, einem Open-Source-Stromsektormodell, haben die DIW Berlin-Wissenschaftler in mehreren Szenarien den zusätzlichen Strombedarf durch Wärmepumpen in 2030 untersucht:
- Szenario "Unteres Ziel": 3,9 Millionen Wärmepumpen
- Szenario "Oberes Ziel": 6,5 Millionen Wärmepumpen
- Szenario "Oberes Ziel+": 7,5 Millionen Wärmepumpen
In allen Szenarien wurde zudem berücksichtigt, dass der Stromverbrauch gemäß dem Ziel der Ampel-Koalition durch einen Anteil von 80 Prozent erneuerbarer Energien inklusive des Stromverbrauchs von Elektrofahrzeugen sowie Elektrolyse-Wasserstoff erreicht wird.
Dies bedingt jedoch, dass mehr Erneuerbare Energien bis 2030 ausgebaut werden müssen. "Durch den verstärkten Einsatz von Wärmepumpen steigt die Nachfrage nach Strom in Deutschland, vor allem in der Heizperiode. Soll die zusätzliche Nachfrage vollständig aus erneuerbaren Energien gedeckt werden, müssen die Kraftwerkskapazitäten erweitert werden", so das DIW Berlin in "Wärmepumpen statt Erdgasheizungen: Umstieg durch Ausbau der Solarenergie unterstützen".
Zusätzlicher Strombedarf kann großteils durch Photovoltaik gedeckt werden
Da die Windenergie bereits ohne Wärmepumpen an die für das Jahr 2030 angenommenen Ausbaugrenzen von 110 Gigawatt (GW, Windkraft an Land) beziehungsweise 30 GW (Windkraft auf See) stößt, muss daher vor allem mehr Photovoltaik als die bisher geplanten 215 GW ausgebaut werden.
- Szenario "Unteres Ziel": 4 Gigawatt zusätzliche PV-Kapazität (+ 1,86%)
- Szenario "Oberes Ziel": 18 Gigawatt zusätzliche PV-Kapazität (+ 8,37%)
- Szenario "Oberes Ziel+": 37 Gigawatt zusätzliche PV-Kapazität (+ 17,21%)
Wird angenommen, dass trotz Ausbaubarrieren wie Akzeptanzproblemen oder Vorlaufzeiten bei der Flächen- und Projektentwicklung die Windenergie an Land auch über die für das Jahr 2030 angenommene Ausbaugrenze von 110 GW hinaus ausgebaut werden kann, kann der durch zusätzliche Wärmepumpen entstehende Strombedarf vor allem durch Windenergie gedeckt werden.
Nur wenn man ein extremes Schlechtwetterereignis in einem europäischen „Dunkelflauten“-Szenario berücksichtigt, bei dem im Februar (also in der Heizperiode) für eine ganze Woche keine Stromerzeugung aus Solar- oder Windenergie möglich ist, müssen zudem rund vier GW Braunkohle-Leistung vorgehalten werden.
Die Wissenschaftler Alexander Roth, Carlos David Gaete Morales, Adeline Guéret, Dana Kirchem, Martin Kittel und Wolf-Peter Schill kommen zu dem Schluss, dass eine verstärkte Nutzung von Wärmepumpen den Stromverbrauch im Jahr 2030 bei einem Zubau von knapp sechs Millionen Geräten um knapp neun Prozent höher liegt.
Daher sei eine Ausweitung der erneuerbaren Stromerzeugung notwendig. Dies kann durch eine Steigerung der Photovoltaikkapazität um bis zu 23 Prozent erfolgen. "Im Stromsektor steht dem Umstieg auf Wärmepumpen wenig entgegen", so das DIW Berlin.
