1/ #Wärmepumpen können helfen, Importe von #Erdgas und CO2-Emissionen zu reduzieren. Allerdings steigt dadurch auch der Stromverbrauch. Wir haben uns angeschaut, was dazu im Stromsektor passieren muss. Ein🧵zu unserem neuen @DIW_Berlin #Wochenbericht doi.org/10.18723/diw_w…
2/ Was machen Wärmepumpen? Sie entziehen der Umwelt (in der Regel der Außenluft oder dem Erdreich) Wärme und bringen sie mit Hilfe von elektrischem Strom auf ein höheres, zum Heizen nutzbares Temperaturniveau. 
3/ Wir haben uns mit unserem #opensource-Modell #DIETER den Stromsektor des Jahres 2030 angeschaut, und zwar Szenarien mit unterschiedlichen Beständen von Wärmepumpen: Eine Referenz mit 1,7 Mio sowie drei Zielszenarien mit 3,9, 6,5 bzw. 7,5 Mio Wärmepumpen.
4/ Zwischen der Referenz und dem ambitioniertesten Szenario "Oberes Ziel +" werden also 5,8 Mio Wärmepumpen zugebaut. Damit decken wir eine große Bandbreite relevanter Politikszenarien ab, z.B. von @AgoraEW, @Der_BDI, @dena_news, @AriadneProjekt und @BMWK.
5/ Das hier verwendete Stromsektormodell #DIETER hat nicht nur einen tollen Namen, sondern auch ein einigermaßen detailliertes Wärmepumpen-Modul, zudem berücksichtigt es den Stromverbrauch von Elektroautos und Elektrolyseuren. #opensource in diesem repo: gitlab.com/diw-evu/projec…
6/ Wir modellieren grunds. einen Anteil erneuerbarer Stromerzeugung von 80% an der Stromnachfrage, wobei der Strombedarf der Wärmepumpen annahmegemäß zu 100% aus EE kommen muss. Für die Windkraft an Land und auf See nehmen wir bis 2030 Ausbaumöglichkeiten von 110 bzw. 30 GW an.
7/ Unter diesen Annahmen erfordert der Zubau von 5,8 Mio Wärmepumpen im Jahr 2030 einen Ausbau der Photovoltaik-Leistung um 37 GW bzw. rund 23%. Außerdem werden Zudem werden in geringerem Umfang Gasturbinen und Batteriespeicher zugebaut.
8/ Dieser Befund ist vielleicht etwas überraschend, da das saisonale Profil der Wärmepumpen eigentlich besser zur Windkraft passt als zur PV, vgl. z.B. die Arbeiten von @OliverRuhnau und anderen. Die Windkraft ist aber hier schon ohne zusätzliche Wärmepumpen an der 110 GW-Grenze.
9/ Bei der Stromerzeugung ein ähnliches Bild: Hier gibt es (bei unveränderter Leistung) auch etwas zusätzlichen Strom aus Windkraft, der ansonsten nicht genutzt werden könnte. Die Stromerzeugung aus Gasturbinen und Batterien steigt etwas, die Stromimporte aus dem Ausland sinken.
10/ Die Kosten der Stromerzeugung (die im Modell minimiert werden) steigen dadurch moderat, gegenüber der Referenz um etwa 295, 534 bzw. 684 Euro pro Wärmepumpe im Jahr. Bezogen auf die bereitgestellte Raumwärme steigen die Stromsektorkosten nur leicht.
11/ Der recht geringe Anstieg der Stromkosten hat damit zu tun, dass Wärmepumpen hier zu einem gewissen Grad flexibel betrieben werden, d.h. sie beziehen nach Möglichkeit Strom in Zeiten hohen EE-Angebots bzw. niedriger Preise. Tolle Abbildung⬇️(die Redaktion war begeistert🤓)
12/ In Sensitivitätsanalysen geben wir z.B. die Ausbaugrenze für Windkraft an Land auf. Dann gehen zuätzliche Wärmepumpen mit mehr Windkraft einher - die Stromsektorkosten sinken aber nur leicht. Wärmepumpen können also auch gut mit einem Ausbau der Solarenergie kombiniert werden
13/ Wird eine echt fiese #Dunkelflaute-Woche unterstellt (7 Tage keine Stromerzeugung aus Wind & PV in allen Ländern), sind höhere Investitionen in PV sowie Batterie- & Langfrist-Stromspeicher nötig. Zudem wird etwas Kohle-Leistung vorgehalten, die aber sehr wenig genutzt wird.
14/ Wir schätzen außerdem den Gesamtkosteneffekt ab, unter Berücksichtigung der Investitionskosten der Wärmepumpen sowie der eingesparten fixen und variablen Kosten der Erdgasheizungen. #opensource Berechnungen in einem Spreadsheet hier: gitlab.com/diw-evu/projec…
15/ Gegenüber der Referenz steigen die jährlichen Gesamtkosten ganz leicht zwischen 80 und 380 Mio Euro. Wird ein dauerhaft höherer Gaspreis unterstellt, sinken die Gesamtkosten ggü. der Referenz sogar, im ambitioniertesten Ausbauszenario um knapp 3,6 Milliarden Euro im Jahr 2030
16/ Gleichzeitig sinkt der Verbrauch von Erdgas, um 113 TWh im Szenario „Oberes Ziel +“. Das sind 15 Prozent der deutschen Erdgasimporte aus 🇷🇺 im Jahr 2021. #heatpumpsagainstputin
17/ Fazit: Im Stromsektor steht dem Umstieg auf Wärmepumpen wenig entgegen - wenn wir die Erneuerbaren zusätzlich ausbauen. Es gibt aber natürlich noch andere Hürden, die die Politik mit einem ambitionierten und koordinierten "Apollo-Programm" für Wärmepumpe abbauen könnte. 🚀
18/ Dazu gehören Steuern & Abgaben, die eine sinnvolle Nutzung von Wärmepumpen nicht torpedieren, Unterstützung beim Ausbau von Produktionskapazitäten, Fachkräfte-Qualifizierung, ordnungsrechtliche Maßnahmen, Informations- & Koordinationsangebote sowie ggf. finanzielle Förderung.
19/ Dieser Arbeit war eine Team-Leistung unserer Gruppe @TransEnerEcon, mit einem besonders großen Beitrag von @roth_kohl 👍. Danke auch an die Co-AutorInnen @AdelineGueret, @d_kirc, @CarlosGaeteM & @KittelMartin sowie an @CKemfert und @GunnarLuderer für hilfreiche Kommentare!👋
20/ Und nicht zuletzt: dieser Wochenbericht ist im Rahmen des Kopernikus-Forschungsprojekts @AriadneProjekt entstanden. Wir freuen uns über die Förderung dieses tollen Projekts durch das @BMBF_Bund!
21/ Unsere tolle Kommunikationsabteilung hat auch noch ein schickes kleines Video gemacht, in dem ich die Ergebnisse der Arbeit zusammenfasse ⬇️
22/ Und wer mich lieber nicht sehen, aber hören will: hier gibt es noch ein Interview zu Wärmepumpen und ihren Wirkungen im Stromsektor in einem reinen Audioformat (und in gekürzter Form auch schriftlich) doi.org/10.18723/diw_w…
23/ Meine KollegInnen haben noch diese tolle animierte Infografik zu unserem #Wärmepumpen-#Wochenbericht gemacht 👏
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