So funktioniert eine Power-to-Heat-Anlage
Was ist Power-to-Heat?
Power-to-Heat-Technologie findet sich in nahezu jedem Haushalt – etwa in Form von Wasserkochern oder Durchlauferhitzern. In einem Satz zusammengefasst bedeutet Power-to-Heat (kurz PtH oder P2H) die Erzeugung von Wärme durch elektrische Energie. Doch PtH kann viel mehr leisten, als uns den Alltag zu erleichtern: Als Technologie ist sie eine der vielversprechendsten Möglichkeiten im Kampf gegen den Klimawandel und kann massiv zur Reduktion von CO₂-Emissionen beitragen – besonders dann, wenn Power-to-Heat-Anlagen überschüssigen Strom nutzen, der aus erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaik und Windkraft stammt.
Wie funktioniert Power-to-Heat?
Im Kern lassen sich zwei Arten von PtH-Systemen unterscheiden: solche, die Strom direkt in Wärme umwandeln und solche, die Strom nutzen, um Umweltwärme verfügbar zu machen.
Ein typisches Beispiel für die erste Variante sind Wasserkocher: Sie nutzen den Strom aus der Steckdose, wandeln ihn in Hitze um und bringen dadurch Wasser zum Kochen. Auch der elektrische Durchlauferhitzer für die Dusche oder den Wasserhahn folgt diesem Prinzip. In diesen beiden Fällen wird elektrischer Strom direkt in Wärme umgewandelt.
Ein Beispiel für die zweite Variante der PtH-Technologie sind Wärmepumpen. Sie übersetzen Stromenergie nicht direkt in Wärmeenergie, sondern nutzen die Elektrizität lediglich für ihren eigenen Antrieb. Die Wärmepumpe hebt die in der Regel auf niedrigem Temperatur-Niveau verfügbare Umweltwärme, beispielsweise der Umgebungsluft, des Grundwassers oder des Bodens, auf eine höheres Temperatur-Niveau an, sodass sie für Heizung und Warmwasserbereitung verwendet werden kann. Mehr dazu lesen Sie in unserem Artikel „So funktioniert eine Wärmepumpe“.
Für den Antrieb der Wärmepumpe ist in der Regel Strom erforderlich. Dank des ausgeklügelten Funktionsprinzips kann mit jeder eingesetzten Kilowattstunde Strom jedoch die drei- bis vierfache Menge Nutzwärme erzeugt werden.
Fernwärme durch Power-to-Heat
In größerem Maßstab wird Power-to-Heat von Stadtwerken und anderen Energiedienstleistern angewendet, um Fernwärme zu erzeugen. Eine solch große PtH-Anlage funktioniert nach einem ganz ähnlichen Prinzip wie ein Wasserkocher. Ihr Herzstück bildet ein Elektrodenkessel: eine Art Tank, in dem sich Wasser befindet, das mithilfe von Elektroden durch Wechselspannung erhitzt wird. Ein solcher Heißwassererzeuger hat in Bezug auf den eingesetzten Strom einen energetischen Wirkungsgrad von 99,9 Prozent, es geht also kaum Energie verloren. Das auf diese Weise erhitzte Wasser wird über einen Wärmetauscher in das Fernwärmenetz eingespeist.
In Kombination mit einem Wärmespeicher ist es sogar möglich, Erzeugung und Verbrauch der Wärme über längere Zeiträume zu entkoppeln. Dann muss die erzeugte Wärme nicht direkt in das Fernwärmenetz eingespeist werden, sondern kann zunächst gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt abgerufen werden.
Power-to-Heat-Anlagen als wichtiger Baustein für Hannovers Kohleausstieg
Wie das in der Praxis funktioniert, zeigt Hannover: Im historischen Kraftwerksgebäude am Standort Herrenhausen betreibt enercity bereits seit 2020 eine PtH-Anlage mit 20 Megawatt Leistung, die überschüssigen erneuerbaren Strom in Wärme umwandelt. Der Elektrodenkessel erreicht eine Betriebstemperatur von bis zu 155 Grad Celsius. Er wandelt Strom zur direkten Einspeisung in das enercity-Fernwärmenetz um, wird aber auch eingesetzt, um das 98 Grad Celsius warme Wasser aus dem angeschlossenen Fernwärmespeicher nachzuheizen. Denn vor allem im Winter braucht das Fernwärmenetz Vorlauftemperaturen von bis zu 120 Grad. Derzeit wird die Anlage auf eine Leistung von 26 Megawatt erweitert.
Parallel dazu baut enercity die Technologie weiter aus. Im Maschinenhaus in Herrenhausen entsteht aktuell eine weitere PtH-Anlage mit 50 Megawatt Heizleistung, deren Inbetriebnahme für Anfang 2027 geplant ist. Eine zusätzliche Anlage mit noch höherer Leistung ist ebenfalls in Planung.
Gemeinsam leisten die Anlagen einen konkreten Beitrag zur Versorgungssicherheit, entlasten die Stromnetze und sind ein weiterer Baustein für den Kohleausstieg der Landeshauptstadt: Spätestens zum Ende des Winters 2027/28 soll das Steinkohlekraftwerk am Standort Stöcken in die Reserve überführt werden.
Mehr dazu, wie enercity das Kohlekraftwerk in Stöcken ersetzen will, lesen Sie im Artikel „Diese Anlagen lösen Hannovers Kohlekraftwerk ab“.
Wie Power-to-Heat die Energiewende vorantreibt
Große PtH-Anlagen können die Energie- und Wärmewende weiter vorantreiben: Zwar stammte 2025 laut dem Statistischen Bundesamt (Destatis) bereits rund 59 Prozent des hierzulande erzeugten und ins Netz eingespeisten Stroms aus erneuerbaren Energien. Allerdings kann die erzeugte Energie aus diesen klimafreundlichen Technologien aktuell noch nicht zu jeder Tages- und Nachtzeit vollständig vewendet werden. An manchen Tagen wird beispielsweise mehr Wind- und Solarstrom erzeugt, als das Netz aufnehmen beziehungsweise transportieren kann oder die Stromkund:innen benötigen. Häufig werden dann Erneuerbare-Energie-Anlagen abgeschaltet.
Mithilfe von Power-to-Heat-Anlagen kann dieser bisher ungenutzte Strom aus erneuerbaren Quellen in Teilen für die Erzeugung grüner Fernwärme verwendet werden. Auf diese Weise kann langfristig auch der Anteil fossiler Energiequellen in der Fernwärmeerzeugung sinken. Noch sind Großanlagen, die das Power-to-Heat-Prinzip nutzen, jedoch nicht flächendeckend in Deutschland etabliert. Die Technologie bietet jedoch großes Potenzial, den Anteil erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung weiter zu steigern. Im Jahr 2025 lag dieser Anteil in Deutschland bei 19,0 Prozent. Insgesamt wurden 209,8 Milliarden Kilowattstunden erneuerbare Wärme bereitgestellt.
Was sind die Vorteile von Power-to-Heat?
Strom aus volatilen Energiequellen lässt sich häufig nur mit aufwendigen und teuren Technologien wie beispielsweise riesigen Batterien speichern. Idealerweise wird der Strom deshalb sofort verbraucht oder aber für die Erzeugung von Heizwärme verwendet. Denn diese lässt sich viel einfacher speichern als Strom – ein echter Vorteil. Weitere Vorteile, die für Power-to-Heat-Anlagen sprechen:
- Effiziente Nutzung von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien minimiert deren Abregelung aufgrund von Netzengpässen
- Umwandlung von Strom in Wärme sichert Stabilität von Stromnetzen
- Bringt die Energiewende im Wärmesektor voran und verringert CO₂-Emissionen durch die reduzierte Nutzung von fossilen Brennstoffen
- Robuste und bereits langjährig erprobte Technologie
- Eignen sich für zentrale und dezentrale Wärmeerzeugung in großen Kraftwerken oder privaten Haushalten
- Bei der Umwandlung von Strom zu Wärme geht durch den hohen Wirkungsgrad kaum Energie verloren
Ist Power-to-Heat für PV-Anlagen sinnvoll?
Neben dem Einsatz von PtH in großen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, welche die erzeugte Wärme ins Nah- und Fernwärmenetz einspeisen, kann das Prinzip auch für Privathaushalte interessant sein. Durch die intelligente Kombination einer PV-Anlage und beispielsweise einer Wärmepumpe können Sie Ihren Eigenverbrauch am selbst erzeugten Strom steigern und gleichzeitig Ihre Heizkosten senken. Außerdem machen Sie sich so unabhängig von Heizöl oder Gas. Gut zu wissen: Die Anschaffungskosten für eine Power-to-Heat-Anlage liegen deutlich unter denen eines Solarstromspeichers. Ob eine solche Lösung für Sie wirtschaftlich ist, hängt natürlich von Faktoren wie Ihrem Warmwasserverbrauch, Ihrem Heizbedarf und den Preisen für Öl und Gas ab.
Power-to-Heat-FAQ – die wichtigsten Fragen und Antworten
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