DIW-Berlin: 6,5 Millionen Wärmepumpen in 2030 erfordern 18 Gigawatt zusätzliche Photovoltaik

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Was bedeutet der vorgesehene Ausbau des Wärmepumpen-Bestandes auf vier bis sechs Millionen Anlagen bis 2030 für das Stromsystem? Und welche gesamtwirtschaftlichen Kosten verursacht der Umstieg von Gasheizungen auf Wärmepumpen? Diese Fragen hat jetzt ein Team des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin) untersucht.

Drei Szenarien haben die Experten genauer betrachtet. Im ersten liegt die Zahl der 2030 installierten Anlagen bei 3,9 Millionen. Der Zubau findet hier ausschließlich energieeffizienten Ein- und Zweifamilienhäusern statt. Im zweiten Szenario nehmen sie 6,5 Millionen Wärmepumpen an, die auch in weniger effizienten Ein- und Zweifamilienhäusern installiert werden. Im dritten Szenario gehen die Forscher von 7,5 Millionen Einheiten aus. Hier werden auch in Mehrparteienhäusern verschiedener Effizienzklassen Wärmepumpen verbaut.

Da die Windenergie bereits ohne Wärmepumpen an die für das Jahr 2030 angenommenen Ausbaugrenzen von 110 Gigawatt an Land beziehungsweise 30 Gigawatt auf See stoßen wird, muss vor allem Photovoltaik ausgebaut werden, so die Forscher. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass im ersten Szenario eine zusätzliche Photovoltaik-Kapazität von knapp vier Gigawatt, im zweiten von gut 18 Gigawatt geschaffen werden muss. Der höhere Bedarf im zweiten Szenario erklärt sich unter anderem daraus, dass die zusätzlichen Wärmepumpen im ersten Szenario noch teilweise mit Überschussstrom aus erneuerbaren Energien gespeist werden können, die im Basisszenario – 1,7 Millionen Wärmepumpen, nur 300.000 mehr als heute installiert – vorhanden sind. Im zweiten Szenario sind diese Überschüsse weitgehend aufgebraucht, so dass mehr Erzeugungskapazität benötigt wird. Im dritten Szenario liegt der zusätzliche Bedarf bei der Photovoltaik mit knapp 37 Gigawatt noch einmal deutlich höher.

Wärmepumpen nutzen solare Mittagsspitzen

Die Kosten der Stromerzeugung steigen gegenüber dem Referenzszenario bei 3,9 Millionen Wärmepumpen um 600 Millionen Euro und bei 6,5 Millionen Anlagen um 2,6 Millionen Euro pro Jahr an. Bei 7,5 Millionen Einheiten sind es fast vier Milliarden Euro. Der Anstieg hängt damit zusammen, dass die Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern deutlich mehr Raumwärme bereitstellen.

Bezieht man die zusätzlichen Stromsektorkosten auf die insgesamt erzeugte Raumwärme, ergeben sich dagegen in den drei Szenarien relativ ähnliche Werte – sie liegen zwischen 3,07 und 3,37 Cent pro Kilowattstunde Wärme. Dass die Stromsektorkosten für die Bereitstellung von Wärme durch Wärmepumpen in allen Szenarien relativ niedrig sind, erklären die DIW-Forscher auch durch die Nutzung von günstigem Strom. Daten zu Stromerzeugung und -verbrauch zeigen exemplarisch für eine Winterwoche, dass Wärmepumpen bis zu einem gewissen Grad orientiert an den Großhandelspreisen betrieben werden. Selbst im Winter, wenn nur begrenzt Sonnenenergie zur Verfügung steht, werden somit die Angebotsspitzen der Mittagsstunden weitgehend genutzt, heißt es in der Studie.

Auch den Gesamtkosteneffekt – die Stromerzeugungskosten plus die Investitionskosten für die Wärmepumpen minus die nun wegfallenden Gaskosten – hat das DIW-Forscherteam untersucht: Gegenüber dem Referenzszenario ergeben sich in allen drei Szenarien geringfügig höhere jährliche Gesamtkosten zwischen 80 und 380 Millionen Euro. Dabei nehmen die Experten einen Importpreis für Erdgas von 30 Euro je Megawattstunde und einen CO2-Preis von 130 Euro je Tonne an. Bei einem Gaspreis von 60 Euro sind die berechneten Gesamtkosten in allen betrachteten Szenarien niedriger, da die eingesparten Erdgas- und Emissionskosten die zusätzlichen Investitions- und Stromsektorkosten überwiegen. Im ambitioniertesten Ausbauszenario könnten unter diesen Annahmen sogar knapp 3,6 Milliarden Euro im Jahr eingespart werden.

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