Kurzantwort
Power-to-Heat (PtH) bezeichnet die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme. Dazu zählen Elektrodenkessel und Durchlauferhitzer für die zentrale Wärmeerzeugung, Wärmepumpen, Direkt- und Speicherheizungen sowie elektrische Industrieöfen. Die Anlagen reichen von wenigen Kilowatt bis zu mehreren Megawatt (BDEW). PtH ist eine Technikklasse, kein Gerät und kein Stromtarif.
Flexibel wird PtH erst, wenn ein Wärmespeicher oder ein Wärmenetz den Strombezug vom Wärmebedarf entkoppelt. Für die Rechtslage entscheidet die Anlagenart: Wärmepumpen samt Heizstab in der Niederspannung fallen unter § 14a EnWG, ein Elektrodenkessel im Fernwärmenetz nicht. Für ihn gelten die Hebel der Übertragungsnetzbetreiber (§ 13 Abs. 6a, § 13k EnWG) und der freie Vertrag.
Technik und Energiemenge
Bei der Widerstandsheizung (Heizstab) und beim Elektrodenkessel fließt der Strom in Wärme. Vereinfacht, ohne Verluste, ist die Wärmemenge so groß wie der Stromverbrauch: 1 MW über eine Viertelstunde sind 0,25 MWh Strom und 0,25 MWh Wärme. Eine Wärmepumpe hebt Umweltwärme auf ein nutzbares Niveau. Ihre Leistungszahl (Coefficient of Performance, COP) setzt die abgegebene Wärme ins Verhältnis zum eingesetzten Strom. Bei COP 3 liefert 1 kWh Strom 3 kWh Wärme, davon 2 kWh aus der Umwelt.
Für 60 MWh Wärme am Tag ergibt sich:
| Anlage | Rechnung | Strombedarf | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| Elektrodenkessel oder Heizstab | 60 MWh ÷ 1 | 60 MWh | hohe Leistung, schnell regelbar, Spitzen und Überschüsse |
| Großwärmepumpe, COP 3 | 60 MWh ÷ 3 | 20 MWh | Grundlast, wenn Wärmequelle und Temperaturniveau passen |
Die Wärmepumpe braucht ein Drittel des Stroms, ist aber an Wärmequelle und Temperaturhub gebunden. Der Kessel nimmt dafür viel Leistung in kurzer Zeit auf. Die Auswahl der Anlage steht also am Anfang: Wärmebedarf, Temperaturniveau und verfügbare Quellen kommen vor der Stromtechnik.
Wann PtH flexibel wird: der Wärmespeicher
Ein Elektrodenkessel allein kann nur laufen, wenn die Wärme gebraucht wird. Mit Speicher entkoppelt sich beides. Vereinfachtes Beispiel: Ein Stadtwerk braucht 60 MWh Wärme am Tag, gleichmäßig 2,5 MW. Der Kessel hat 5 MW und soll nur in den günstigen Stunden laufen.
- Der Kessel läuft von 0 bis 6 Uhr und von 10 bis 16 Uhr, zusammen 12 Stunden. Er liefert 12 × 5 MW = 60 MWh, genau der Tagesbedarf.
- Während der Laufzeit deckt er den Bedarf von 2,5 MW und lädt netto 2,5 MW in den Speicher: 6 h × 2,5 MW = 15 MWh.
- Von 6 bis 10 Uhr versorgt der Speicher allein: 4 h × 2,5 MW = 10 MWh. Der Stand sinkt von 15 auf 5 MWh.
- Von 10 bis 16 Uhr steigt er wieder um 15 auf 20 MWh. Das ist der Spitzenwert, der Speicher muss also mindestens 20 MWh fassen.
- Von 16 bis 24 Uhr gehen 8 h × 2,5 MW = 20 MWh ab. Der Speicher ist leer.
Fehlt der Speicher, muss der Kessel durchgehend mit 2,5 MW laufen. Ohne Wärmebedarf wiederum kann er den Überschuss nicht aufnehmen. Eine pauschale Aussage wie „PtH stabilisiert das Netz“ ist daher zu ungenau.
Wo PtH im Recht vorkommt
| Anlage | Rechtsrahmen | Wirkung |
|---|---|---|
| Wärmepumpe samt Zusatz- und Notheizung (Heizstab), mehr als 4,2 kW Netzanschlussleistung, Niederspannung | § 14a EnWG, BK6-22-300 Ziffer 2.4.1 b | Netzbetreiber darf bei Überlastung bis auf die Mindestleistung dimmen; Netzentgelt nach Modul 1, 2 oder 3 |
| eigenständiger Heizstab ohne Wärmepumpe, Elektrodenkessel | keine Fallgruppe der Ziffer 2.4.1 | normaler Netzbezug ohne Steuerungspflicht nach § 14a |
| KWK-Anlage über 500 kW mit zusätzlichem elektrischem Wärmeerzeuger | § 13 Abs. 6a EnWG | Übertragungsnetzbetreiber kann die KWK-Einspeisung zur Engpassentlastung senken, die Wärme kommt aus dem elektrischen Wärmeerzeuger |
| zusätzlich zuschaltbare Last in einer Entlastungsregion | § 13k EnWG (Nutzen statt Abregeln) | Nutzung von Strommengen, die sonst abgeregelt würden, über tägliche Ausschreibung |
Wärmepumpe und Heizstab nach § 14a. Die Fallgruppe der Ziffer 2.4.1 b nennt die Wärmepumpenheizung unter Einbeziehung von Zusatz- oder Notheizvorrichtungen wie Heizstäben, mit mehr als 4,2 kW Netzanschlussleistung und unmittelbarem oder mittelbarem Anschluss in der Niederspannung. Ausgenommen sind Anlagen, die nicht der Raumheizung oder -kühlung in Wohn-, Büro- oder Aufenthaltsräumen dienen, insbesondere gewerblich betriebsnotwendige Anlagen (Ziffer 3.1). Mindestleistung, Zahlenbeispiele und die Module 1 bis 3 rechnet der Artikel Wärmepumpe und Elektromobilität als flexible Lasten durch. Ein Elektrodenkessel im Fernwärmenetz hängt in der Regel nicht in der Niederspannung und ist keine der genannten Anlagen.
KWK und PtH. § 13 Abs. 6a EnWG erlaubt Übertragungsnetzbetreibern Verträge mit KWK-Betreibern, die ihre Einspeisung senken und die Wärmeversorgung mit elektrischer Wärmeerzeugung aufrechterhalten. Die KWK-Anlage muss unter anderem vor dem 14. August 2020 in Betrieb gegangen sein, außerhalb der Südregion liegen und mehr als 500 kW installierte elektrische Leistung haben. Die Wärmeerzeuger aus solchen Verträgen dürfen zusammen höchstens 2 Gigawatt betragen. Die Vereinbarung läuft mindestens fünf Jahre und längstens bis 31. Dezember 2033; der KWK-Betreiber wird finanziell nach § 13a Abs. 2 bis 4 ausgeglichen.
Nutzen statt Abregeln. Nach § 13k EnWG bestimmen die Übertragungsnetzbetreiber stündlich die Strommengen aus EE-Anlagen, die voraussichtlich wegen Engpässen abgeregelt werden müssten. In täglichen Ausschreibungen vergeben sie diese Mengen an Betreiber registrierter, zusätzlich zuschaltbarer Lasten in Entlastungsregionen oder an Aggregatoren. Wer zugeteilten Strom nicht verbraucht, zahlt eine Pönale. Der BDEW sieht darin einen Schritt, überschüssigen Strom vermehrt für Power-to-Heat zu nutzen.
Den Redispatch-Rahmen beschreibt Redispatch verständlich erklärt.
Wirtschaftlichkeit
Nach Einschätzung des BDEW ist der wirtschaftliche Betrieb vieler PtH-Anlagen trotz günstigen Erneuerbaren-Stroms kaum möglich, weil Abgaben, Steuern und Netzentgelte den Strompreis belasten. Das ist die Position eines Verbands, kein Gesetzestext. Wer eine Anlage plant, rechnet die Entgelte und Umlagen am konkreten Netzanschluss nach.
Messung, Marktrollen und Daten
Haushalt mit Wärmepumpe. Die Seite Messkonstrukte zeigt unter Power to Heat vier Varianten: den gemeinsamen Zähler, den eigenen Zähler Z2 neben dem Hauszähler Z1 mit eigener Marktlokation für die Wärmepumpe und die Kaskade ohne und mit PV-Anlage, die die Wärmepumpe als Differenz Z1 − Z2 rechnet. Der Unterschied betrifft das Netzentgeltmodul: Modul 1 braucht keinen eigenen Zähler, Modul 2 braucht eine eigene Marktlokation. Das Erklärvideo führt durch dieselben Schaltungen. Begriffe wie Marktlokation und Messlokation stehen im Glossar.
Elektrodenkessel im Wärmenetz. Mit 5 MW Anschlussleistung hat der Kessel eine Marktlokation mit registrierender Leistungsmessung. Sie liefert Viertelstundenwerte (Lastgang). Für Lieferant und Bilanzkreisverantwortlichen ist die Stromzeitreihe maßgeblich; der Speicher verändert sie stark, obwohl der Wärmebedarf gleich bleibt. Die erzeugte Wärme misst ein Wärmemengenzähler getrennt, sie ist nicht Teil der Marktkommunikation Strom. Hohe Stromaufnahme heißt nicht gleich hohe abrechenbare Wärme: Kesselwirkungsgrad, Pumpen und Speicherverluste sind in der Wärmebilanz abzuziehen.
Die technische Betriebsführung gehört in ein Energiemanagementsystem oder die Anlagenleittechnik. Ein Abrechnungssystem ist dafür nicht gebaut.
Praxisfall: Planung und Ersatzfahrplan
Das Stadtwerk aus dem Beispiel legt einen Fahrplan für den nächsten Tag fest: Wärmebedarf, Speicherstand und Preissignal gehen ins Energiemanagementsystem. Fällt das Preissignal aus, gilt ein Ersatzfahrplan, der Wärmeversorgung und technische Grenzen vor Preis stellt. Fällt der Speicherstand unter die Reserve, startet der Kessel auch bei ungünstigem Preis. Nach dem Monat vergleicht das Stadtwerk geplante und gemessene Strom- und Wärmemengen und erklärt Abweichungen technisch, statt sie nachträglich als Flexibilität auszugeben.
Typische Missverständnisse
„Power-to-Heat ist immer klimaneutral.“ Die Wirkung hängt vom Strommix zum Bezugszeitpunkt, der verdrängten Wärmequelle und den Verlusten ab.
„Heizstab und Wärmepumpe sind gleich effizient.“ Beim Heizstab entspricht die Wärme dem Strom, bei COP 3 liefert die Wärmepumpe das Dreifache. Im Beispiel braucht der Kessel 60 MWh, die Wärmepumpe 20 MWh.
„Jede PtH-Anlage fällt unter § 14a.“ Nur Wärmepumpen samt Zusatzheizung, Ladepunkte, Raumkühlung und Stromspeicher in der Niederspannung über 4,2 kW. Ein Elektrodenkessel ist keine dieser Gruppen.
„§ 14a erlaubt, die Heizung abzuschalten.“ Die Festlegung gewährt eine Mindestleistung. Bei Wärmepumpen über 11 kW Netzanschlussleistung gilt bei Direktansteuerung ein Skalierungsfaktor von 0,4, bis auf Weiteres als angemessen vermutet.
„Ein günstiger Börsenpreis genügt als Flexibilitätsnachweis.“ Er plant den Betrieb. Für den Nachweis kommen Messung, Fahrplan und ein Verfahren für Ausfälle dazu.
„Strom- und Wärmemenge sind identisch.“ Nur bei der verlustfreien Widerstandsheizung. Reale Anlagen haben Pump-, Kessel- und Speicherverluste, und bei der Wärmepumpe liefert die Umwelt einen Teil.
Quellen und Pflegehinweis
Rechtsstand 4. Oktober 2026. Die Einordnung zu § 14a folgt der Anlage 1 zum Beschluss BK6-22-300 und dem Beschluss BK8-22/010-A. Zu prüfen bei jeder Überarbeitung: Änderungen dieser Festlegungen, die Festlegungen und Konzepte der Übertragungsnetzbetreiber zu § 13k EnWG und die geltenden Entgelt- und Umlagenregeln für Strom zur Wärmeerzeugung. Für eine konkrete Anlage zusätzlich Netzanschlussbedingungen, Messkonzept und Inbetriebnahmedatum klären.