Die Bauaufgabe der Lastflexibilisierung

Ein Thema das mich schon lange umtreibt ist die Frage wie man ein Gebäude denn wirklich "zukunftsfähig" baut oder saniert. Ich will hier nicht auf Gebäudedämmung und Heizung raus, ich denke da herrscht bis auf die Details und die Geschwindigkeit auch ein breiter Konsens, irgendwer wird dämmen müssen und irgendwer wird seine Heizung in Richtung WP umbauen müssen, nur wer und wann, da streiten sich die Spezialexperten ja noch.

Mir geht es in diesem Thread eher um die Auswirkungen der "all electric" Strategie auf den Wohnungsbau, die wohl auch für den überwältigenden Großteil der Leute langfristig der effizienteste Weg zum Ziel der "privaten" Klimaneutralität sein wird. Dass das nicht billig wird und manchen sehr weh tun wird weiß ich selbst, auch darum solls hier nicht gehen.

Es soll darum gehen, dass die sog. "Flexibilisierung der Last" eigentlich schon heute beim Bauen mitgedacht werden muss. Das ist zwar wohl ein Nebenkriegsschauplatz der Energiewende, jedoch manche Details bergen ein hohes Schadenspotential, ganz ignorieren sollte man das alles nicht. Ausserdem ärgern mich die Wissenslücken mancher Mitforisten, die das alles ganz offensichtlich nicht mitbekommen haben und daher leider oft dummes Zeug reden. Auch hier ist Abhilfe dringend nötig, dazu habt ihr ja mich lehrerhaften Deppen!

Worum geht's bei dieser Lastflexibiliserung eigentlich?
Das Stromnetz das jetzt dann entstehen soll hat ein Problem, die EE-Produktion schwankt sehr stark. Nach derzeitigem Stand der Planungen versucht man das über mehrere Maßnahmen und Wirkprinzipien abzufangen. Da ist zuerst einmal die Überdimensionierung des Kraftwerksparks, die Nennleistung der Generatoren der EE-Stromerzeugung (überwiegend PV und Wind) wird wohl 4-7x so hoch sein wie der durchschnittliche Stromverbrauch. Dann wird ein erheblicher Netzausbau national und international (europ. Verbundnetz) kommen müssen, um große Energiemengen räumlich verschieben zu können, dann kommt die Ebene der riesigen Langzeitspeicher, derzeit geplant als Elektrplyse+H2-Kavernenspeicher+H2-Kraftwerke zur Rückverstromung. Darunter sitzen dann "flinke" Kurzeitspeicher, derzeit geplant zu 2/3 als private Klein-Batteriespeicher und 1/3 als netznahe Großspeicher (Batterie, Redox-Flow, etc.).
Doch selbst diese teure Großaktion alleine wird aller Voraussicht nach überhaupt nicht ausreichen, es wird da noch zusätzlich diese Komponente der Lastflexibilisierung brauchen, in Industrie und Gewerbe auch Demand Side Management" (DSM) genannt, die Marketingstrategen und Spindoctors nennen es das "intelligente Netz".

Jetzt kann das intelligente Netz noch so neunmalklug sein, aber eines kann es halt nicht, Strom herzaubern. Das intelligente Netz kann nur die Last verschieben. Dem heutigen Netz das eigentlich nur den Betriebszustand "AN" kennt, wird der Zustand "Jetzt nicht, hinten anstellen!" hinzugefügt. Sehr viel mehr kann das intelligente Netz auf der Lastseite halt nicht leisten. Mechanismen wie die Einspeicherung von Energie bei Stromüberschuß, dienen nur dazu den neuen Netzzustand "Bitte warten" umgehen zu können.

Das angedachte Kernelement zur dezentralen Steuerung der Lastverschiebung sind flexible Stromtarife. Diese werden schon seit einigen Jahren von langer Hand generealstabsmäßig vorbereitet. Das meine ich übrigens im positiven Sinn, da wurstelt man zwar auch viel unnütz herum, aber da ist zwischendrin doch ein roter Faden zu erkennen, also rein auf der Sachebene passiert da was. Da wird gerade auf europäischer Ebene technisch genormt, der Hochlauf der "Smartmeter" bis Anfang der 2030er ist auch keine blose Servicedienstleistung für Techniknerds, die Stromanbieter werden wohl bald gesetzl. dazu gezwungen mindestens einen flexiblen Stromtarif anzubieten, etc... Also das Ding ist sicher in der Pipeline, auch wenn das viele nicht mitbekommen haben.

Es werden hier gerade noch flankierende Maßnahmen in irgendwelche Gesetze geschrieben, die viel mehr Aufmerksamkeit erregt haben als der Kern der Sache. Zum Beispiel diese Abregelung auf 3,5kW die gerade von den TAB der Netzbetreiber auf den Status eines Bundesgesetzes gehoben wird, etc. Das sind aber überwiegend flankierende Notfallmaßnahmen (zentrale "Zwangs-Werkzeuge" der Netzbetreiber), die erst dann greifen sollen wenn die dezentrale Steuerung über die flexiblen Tarife ("freiwillige" Maßnahmen auf Verbraucherseite) nicht ausreicht.


Diese flexiblen Stromtarife werden zum Standard werden, die heutigen Stromtarife mit fixen kWh-Preisen werden entweder ganz abgeschafft, oder die werden preislich sehr unattraktiv werden. Es ist nur eine Frage der Geschwindigkeit, ob die flexiblen Tarife in 5, 10 oder 15 Jahren der absolute Standardfall sein werden ist noch nicht raus, der Rest aber eigentlich schon, abseits der aktivistischen Gefälligkeitsgutachten ist das seit über einem Jahrzehnt klar und ungefähr so lange wird daran auch im Hintergrund schon gebastelt, das scheint jetzt dann Markt- und Spruchreif zu sein, die Gesetze werden jedenfalls gerade darauf hin ausgerichtet.

Was bedeutet das denn jetzt für den Durchschnittsbürger in seiner Wohnung oder seinem Häuschen?
Der kleine Mann an der Steckdose wird zwei flexible Stromtarife haben und zwar einen für Einspeisung und einen für Strombezug. Es wird da nicht mehr unterschieden werden zwischen PV-Strom, Batteriestrom, WP-Strom oder sonst was, einfach nur ein Preis für jede der beiden Richtungen "Bezug/Einspeisung". Das Modewort hierfür ist "diskriminierungsfrei", bis auf die Flussrichtung des Stroms soll es da keine Unterscheidung mehr geben. Dazu wird dann übrigens auch im privaten Batteriespeicher eingespeicherter Strom gehören, das eröffnet viele interessante Möglichkeiten, sehr optimierungsfreudigen Zeitgenossen dürften deshalb wohl mehrere Scheidungen ins Haus stehen und das Ganze funktioniert übrigens auch in der Wohnung, ganz ohne PV und Gedöns. Der Batteriespeicher wird auch Netzstrom einspeichern dürfen, man kann sich dann aussuchen ob man ihn später selbst verbraucht oder bei hohen Preisen wieder einspeist (jajajaja, wie man so ein Ding an die alten Stromverteilungen anfummelt will ich auch erstmal sehen, vielleicht gibt es ja dann irgendwas beim hippen Onlineshop...).

Damit diese Laststeuerung über die flexiblen Tarife (schwankende Preise) gelingt, muss der Spread zwischen "Niedriglaststrom" und "Hochlaststrom" so groß sein, dass die Leute da auch "freiwillig" in großem Stil mitmachen und um im oberen Lastbereich wirklich Effekte zu erzielen, also nicht ständig diese Notfalloptionen der Leistungsbegrenzung und des Lastabwurfs gezogen werden müssen, wird der "Hochlaststrom" preislich wohl wehtun müssen. Auf der anderen Seite will man die Abnahme von "überflüssigem" EE-Strom provozieren, der wird also entsprechend billig sein müssen.

Und da geht dann die Bauaufgabe los...

Es ist mE nicht sehr zukunftsfähig komplette Heizungen auf den 24/7-Betrieb auszulegen, man kann sowas tun, aber die Rückfalloption sollte es doch noch geben. Man kann von mir aus auch ne "billige" DIY-WP erstmal so bauen, darf sich aber halt nicht wundern wenn das in 10 oder 15 Jahren wirtschaftlich eine vollkommene Katastrophe ist.
Dinge wie LLWP (Splitklimas) die dezentral anhand der Raumtemperatur regeln, bei denen es keinerlei Möglichkeit zum "Upgrade" gibt sind ebenso fraglich. Sowas kann man tun, aber es als Dauerlösung anzusehen ist mE etwas naiv.
Man sollte schon heute "Großverbraucher" wie Spülmaschinen, Waschmaschinen, etc. eine eigene Zuleitung gönnen (wie es eigentlich auch nach VDE oft vorgeschrieben ist) und in den Verteilern/Unterverteilern eine oder zwei Reihen Ausbaureserve vorsehen. 1-2 "dicke" Leerrohre als Verbindung zwischen den Verteilern könnten auch nicht schaden.
Thermische Speichermasse (FBH/Wandheizung) ist da natürlich potentiell auch Gold wert.
Das Thema der Trinkwassererwärmung sollte man auf dem Schirm haben, eine spätere Umrüstung auf "Stromdirekt" oder WP könnte in Verbindung mit Wasserspeichern sehr interessant sein, heute "hardwired" auf DLE zu setzen ist potentiell ein großer Fehler.
Stromdirektheizungen für Raumwärme kann man eigentlich nur im sehr gut gedämmten Neubau noch mit dem eigenen Gewissen verantworten, wenn der Wärmeverlust des Gebäudes sehr gering ist und man die Dinger auch mal ein paar Stunden abstellen kann ohne zu frieren, dann geht's evtl. noch, aber wenn es den 24/7-Betrieb braucht, dann sollte man das lieber gleich lassen.
Das Thema der Verschattung gerät gerade auch irgendwie in Vergessenheit, wir können ja mit der WP auch kühlen, dann ist das ja plötzlich nicht mehr ganz so wichtig!

Jegliche Form von nicht verschiebbarer Last/Grundlast ist eigentlich schon heute nur noch ein unnötig hohes Risiko und es ist eigentlich eine der Bauaufgaben der Energiewende schon heute die Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass die Leute den Strombezug zur Hochlastzeit auch wirklich umgehen werden können.

Also wenn man es ohne das "Bauen auf Vorrat" eskalieren zu lassen machen kann, dann sollte man das Thema der Möglichkeit zur Lastverschiebung halt auf dem Schirm haben, einzelne Features sind ja oft wirklich low hanging fruits. Zumindest in der Beratung müsste man da regelmäßig darauf hinweisen, den Leuten ist ja oft nicht klar, dass sie gerade was für die Ewigkeit (den Rest ihres Lebens) in Stein gießen, die Welt aber in 10 Jahren ganz anders funktionieren könnte.

Soweit meine Meinung, jetzt dürft ihr mir erklären was daran falsch ist.

 

Gegen Spliklimas ist rein technisch erstmal wenig einzuwenden wenn die Voraussetzungen stimmen und man keine sehr hohen Ansprüche an den Komfort hat passt das vorerst. Aber das ist halt kein Ersatz für eine umfassende Sanierung, genau so wenig wie eine zentrale WP ein Ersatz dafür ist. Die Probleme der schlechten Steuerbarkeit, etc. kommen da oben drauf. Es ist eine Möglichkeit die Installationskosten erstmal zu dämpfen, als eierlegende Wollmilchsau sehe ich das aber halt ganz sicher trotzdem nicht, es hat halt alles so seine Vor- und Nachteile… In Hinblick auf die Lastflexibiliserung ist es ganz fraglich, im Zweifel reißt die Dinger in 10 Jahren wieder raus, weil sie unmöglich mit entsprechenden Steuerungen nachzurüsten sind, etc…

 

Ich denke das hängt von der wirtschaftlichen Entwicklung ab. Ich habe so eine Splitklima in meiner kleinen Werkstatt, so lange ich mir im Wohnhaus was besseres leisten kann bleibt es aber bei der einen…

Ich habe den Eindruck, dass das nur funktioniert, weil bei vielen Leuten angesichts der (erstmal teuren) Alternativen gerade der Arsch auf Grundeis geht. Die Spliklima als alleinige Patentlösung der Energiewende ist jedenfalls ne infantile Illusion, ganz so einfach wird’s dann doch nicht gehen…

Ne, das täuscht. Da reden halt gerade viele Leute mit die die Entwicklung der letzten 20 Jahre nicht mitbekommen haben, die sich ein Weltbild aus bunten Bildchen gezimmert haben, die alle Weichenstellungen die in Brüssel und Berlin schon länger vorgenommen werden nur insoweit zur Kenntnis nehmen, wie es ihnen gerade in den Kram passt, etc… Das Gegenteil ist der Fall, es passiert gerade viel was eigentlich schon lange angekündigt war. Da ist zwar viel Inkonsistenz und Tagespolitik mit drin, aber es geht doch alles in die abzusehende Richtung.
Im Privatbereich wird’s auf „all electric“ rauslaufen, die Flexibilisierung ist seit Jahren in der Pipeline, der Strombedarf wird nicht unendlich steigen können, wir werden also trotz Wärmepumpe noch dämmen müssen, etc… Wenn man mal einen Schritt zurücktritt ist die Entwicklung vorgezeichnet, nur der genaue Transformationspfad und die Geschwindigkeit ist da noch offen.

 

Es gibt sehr effiziente Auslegungen von Wärmepumpen, bei der man versucht die Leistung der WP ganz genau an den aktuellen Wärmebedarf des Gebäudes anzupassen. Diese WP laufen theoretisch den ganzen Winter 24/7 durch. Je näher man dieser Theorie kommt, desto effizienter läuft das Ding. Damit die Rechnung wirtschaftlich aufgeht brauchst aber einen fixen Strompreis, weil sonst sieht die Kosteneffizienz sehr schnell wieder anders aus… Bei flexiblen Preisen brauchst plötzlich eine etwas überdimensionierte WP dir auch mal abschalten kann und die dann die nicht erzeugte Wärme später (oder früher) über Mehrleistung kompensieren kann, diese Auslegung ist dann in Bezug auf die AZ aber nicht mehr maximal effizient.

 

Also, zuerst einmal ist das derzeit ein Nebenkriegsschauplatz, du wirst mit einer ordentlich gemachten WP mittelfristig günstiger fahren als mit dem Kessel, das wird man notfalls über die Preise der Fossilen erzwingen. Langfristig ist es aber so, wer da einen Fehler in Stein gießt, der hat 10Jahre lang kein Problem, danach aber 50 Jahre lang eine zweitklassige FBH, ein auf Dauer teurer Spaß, ein steingewordener Irrtum, der in der „abgehackten“ Betriebsweise zu hohe Systemtemperaturen verlangt, evtl. noch eine suboptimal Spreizung, usw…

Ich meine da eigentlich die GANZE Heizung und da vor allem die Teile die man wieder mindestens ein halbes Jahrhundert lang nicht mehr ändert. Bei den neuen FBHs rollen sich mir teilweise die Fußnägel auf, die wären oft für nur 500€ mehr deutlich „zukunftsicherer“. Jetzt 10 Jahre der Held mit der geilsten JAZ, das zu optimierten Installationskosten, danach 50 Jahre in Anhydrit gegossene Zweitklassigkeit, bis dann irgendwann die sich über das olle Ding lustigmachenden Erben den Bauschutt entsorgen.

Wenn es im Altbau nur um den Wärmeerzeuger und evtl. ein paar Heizkörper geht kannst das so machen, im schlimmsten Fall kippt die Situation in 10 Jahren, deine WP hält wohl eh nicht länger als 20, dann ist sie 10 Jahre gut und 10 Jahre suboptimal gelaufen, geht wohl noch. Man hat da im Altbau auch oft noch die Möglichkeit „gegenzudämmen“, einzelne Räume in der Temperatur deutlich abzusenken, was an den Heizkörpern zu machen, usw… das sind alles Möglichkeiten die es im Niedrigenergiehaus-Neubau nicht gibt. Sobald du da was machst das weit länger als 20 Jahre halten soll würde ich aber doch darüber nachdenken, was da passiert, wenn du optimierender Weise 8 Stunden am Tag keinen Strombezug für die Heizung haben willst. Da brauchst dann bei gegebenen Heizflächen höhere Temperaturen/Volumenströme… ist dann alles plötzlich nicht mehr ganz so toll…

Wenn du heute im Altbau eigentlich nur an den Wärmeerzeuger gehst, dann ist diese Auslegung einzig des Wärmeerzeugers auf 24/7 wohl erstmal ne gute Idee, wenn du erst in 5 oder 10 Jahren umbaust, dann wäre ich mir da nicht mehr sicher.

Du wirst den idealen Punkt halt nicht erwischen, diese Transformation bedeutet Veränderung von einem Punkt zum anderen hin und auf zwei Punkte hin ideal auszulegen ist halt schwierig, sowieso bei uns, wir sind ja Weltmeister darin bei unseren Großprojekten etwas länger zu brauchen…

Man kann mittlerweile auch gleich überlegen von vorne herein auf den flexiblen Strombezug hin zu optimieren. Flexible Stromverträge gibt’s bereits und da kann man schon heute mit einer merklich geringeren JAZ trotzdem wirtschaftlich mithalten oder sogar besser fahren, das ist aber in der Steuerung noch nicht ganz so toll, man kann es derzeit fast nur probalistisch über Zeitschaltungen abhandeln, das muss man alles mögen, so richtig massentauglich ist’s mE noch nicht ganz… Für Rentner ist’s ne tolle Sache, die können das dann händisch machen und haben ganztags was sinnvolles zu tun.

 

Wenn du heute ne Heizlast von 5kW hast, dann gibt das bei NAT 120kWh/Tag. Wenn du die 120kWh in nur 16 Stunden erzeugen willst, weil du zB 2x4 Stunden keinen Strombezug haben magst, dann kommst plötzlich auf 7,5kW.
Wenn deine FBH auf 30W/m² ausgelegt ist, weil das bei 24/7 reicht, dann musst plötzlich auf 45W/m² hoch, um in den 16 Stunden die Wärme noch ins Haus zu bekommen. Wenn der VL vorher bei 32C war.... usw... Und das haut ganz schön rein, weil schon bei den 8h Totzeit am Tag kommst beim Erzeuger und den Heizflächen auf +50% Leistung...

Im teilsanierten Altbau ist das alles sehr durchwachsen. Hättest das vor 10 Jahren gemacht hätte man das ganz bedenkenlos auf maximale JAZ auslegen können, würdest es erst in 10 Jahren machen wäre der Fall wohl anders herum klar. Jetzt bist mittendrin, du wirst da den idealen Punkt so oder so nicht finden. Ich würde es wohl derzeit im Altbau auch nochmal auf max. JAZ auslegen und wenns dann hinten raus ein paar Jahre subotimal ist, dann ists halt Pech. Besser als der alte Kessel dürfte es halt trotzdem sein. Und die nächste WP in 20 Jahren, die wird dann halt anders. Ich glaube im "teilsanierten" Altbau ja ohnehin nur im Ausnahmefall daran, dass man das noch sehr lange so lassen kann und daher ist die Auslegung der WP da eh nur graue Theorie. Wirklich "zukunftsfähig" ist das ganze Konstrukt aus teilsaniertem Altbau und WP eh nicht. Sorry. Meine Meinung.

Ob man das unter dem Stichwort "Wiederaufheizzuschlag" in ne Excel schreibt oder dem Kind einen ganz neuen Namen gibt ("Totzeitreserve") ist der Mathematik egal.

 

Also im Neubau ist das eher egal, die Temeraturgradienten sind so oder so nicht weit weg von 1C/Tag, ob das 0,5C oder 1,5C sind ist egal, 2x4 Stunden oder sogar 1x8h Unterbrechung bei der Heizung merkst da kaum. Im Altbau wird's interessanter da kommst auf viel schneller Auskühlung, aber da ist der Königswerg dann eher dämmen als wie einfach mehr Puffermesse rein zu bringen...

So ne FBH reicht als Speichermasse aus, Wandheizung und Betonkernaktivierung gibt Fleißsternchen.