SI/502260

URL-Adressen

Publikationen / Ergebnisse

Die Schweiz hat sich zum Ziel gesetzt, ihre Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 auf netto null zu reduzieren. Es ist allgemein bekannt, dass der Heizungssektor eine wesentliche Rolle bei der Umstellung spielt. Daher konzentriert sich das DeCarbCH-Konsortium auf die Bereitstellung von Heizung und Kühlung für Gebäude und industrielle Prozesse sowie auf die Möglichkeiten zur CO2-Speicherung. Alle Aspekte sind in einer Gesamtvision des Netto-Null-Energiesystems eingebettet, die mithilfe von Energiesystemmodellen quantifiziert wird. Es integriert technische, sozioökonomische und rechtliche Perspektiven, um sicherzustellen, dass die vorgeschlagenen Lösungen nicht nur innovativ und effektiv, sondern auch sozial akzeptabel und rechtlich umsetzbar sind. Heizung und Kühlung sind Aspekte des technischen Begriffs „thermische Energie”. Diese hat eine Eigenschaft, die als Temperatur bezeichnet wird. Thermische Energie ist bei hohen Temperaturen wertvoller als bei niedrigen Temperaturen: Sie kann in Strom umgewandelt und für industrielle Prozesse wie die Zement- oder Stahlproduktion genutzt werden. Auf der anderen Seite der Temperaturskala sind die Anforderungen an die Beheizung unserer Häuser oder die Versorgung mit Warmwasser in Bezug auf die Temperatur viel geringer. Alle technologischen Optionen zur Bereitstellung von Heizung und Kühlung werden daher unter diesem Gesichtspunkt bewertet: keine Verschwendung einer Hochtemperaturquelle für die Bereitstellung einer Niedertemperatur-dienstleistung. Daher lautet das Motto von DeCarbCH: Es kommt auf die Temperatur an! Einige Beispiele aus der bisherigen und aktuellen Arbeit können diese Punkte veranschaulichen: •Für einzelne Gebäude sind Wärmepumpen die Technologie der Zukunft. Eine Erdwärmepumpe liefert 3-5 Einheiten Wärme über eine Fussbodenheizung für eine Einheit Strom, die zum Betrieb der Wärmepumpe benötigt wird. Durch die Reduzierung der Liefer-Temperatur über konvektive Wärmetauscher und die Erhöhung der Erdwärmetemperatur durch Kühlung im Sommer kann dieser sogenannte Leistungskoeffizient jedoch auf über 10 erhöht werden, wodurch der Strombedarf im Winter erheblich reduziert wird. •Der gleiche Fokus auf die Temperatur gilt auch für Fernwärmesysteme. In Zusammenarbeit mit der Gemeinde Grandvaux (VD) wurde ein Fernwärme- und -kältenetz der 5. Generation (5GDHC) untersucht, dass das Potenzial dieses Ansatzes verdeutlicht, nämlich Raumwärme bei minimalem Stromverbrauch für Wärmepumpen zu liefern und gleichzeitig im Sommer eine freie Kühlung zu ermöglichen. Weitere Fälle werden derzeit mit der Stadt Genf untersucht. •Während 5GDHC-Netze die Lösung für die Zukunft sind, können auch die heute bestehenden Hochtemperaturnetze durch eine Senkung der Temperaturen optimiert werden, wodurch ihre Effizienz und ihre Fähigkeit zur Integration neuer Quellen wie Geothermie verbessert werden. Dies konnte für ein Fernwärmesystem der 2. Generation in Genf nachgewiesen werden. •Schliesslich wird die Bedeutung der Temperatur durch die Pinch-Analyse bei der Gestaltung industrieller Prozesse formalisiert. Dies unterstreicht die Bedeutung der Wärmerückgewinnung, die potenzielle Rolle neuer Energiequellen wie Geo- oder Solarthermie und die Möglichkeiten für industrielle Wärmepumpen. Zwei Implementierungen solcher Wärmepumpen werden in naher Zukunft erwartet. Mit Beginn der zweiten Phase wird DeCarbCH weitere wichtige Erkenntnisse, praktische Instrumente und validierte Strategien liefern, um den Heiz- und Kühlungssektor der Schweiz in eine klimaverträgliche Zukunft zu führen. Noch mehr als in der ersten Phase wird der Schwerpunkt auf der Verbreitung und Öffentlichkeitsarbeit liegen, da viele der wichtigsten Erkenntnisse innerhalb der Forschungsgemeinschaft gut verstanden sind – ausserhalb jedoch noch nicht.