SI/502703

Schlussbericht

Laut den Energieperspektive 2050+ werden in Zukunft etwa 2/3 aller Gebäude mit individuellen Wärmepumpen beheizt, was an kalten Wintertagen zu einer problematischen zusätzlichen Spitzenlast in der Grössenordnung von 10 GW führen kann. In diesem Projekt wurde untersucht, inwieweit Wärmepumpen in Kombination mit grösseren Wasserspeichern in Gebäuden eingesetzt werden können, um problematische Winterspitzenlasten zu reduzieren, insbesondere wenn die CO2-Belastung des Netzes hoch ist. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass die maximale Stromspitze und die CO2-Belastung der Wärmepumpe im Durchschnitt um 12% bzw. 20% reduziert werden können (im Vergleich zum Standardfall), wobei die Ergebnisse von Fall zu Fall stark variieren. Die Veränderung des Speichervolumens hat einen erheblichen Einfluss auf die Veränderung der CO2-Belastung des Gebäudes, jedoch nicht auf die Verringerung der Stromspitze. AP4 zeigt anhand einer Analyse von Schwarmkonzepten, dass eine dezentrale Koordination auf Quartierebene mit TES die eine Überbrückungszeit von ca. 8 h haben, Leistungsspitzen um ca. 30% reduzieren kann; auf nationaler Ebene liegt das technisch erschliessbare Potenzial bei ca. 10-15%, da nicht-flexible Lastanteile national dominieren. Netzseitig wirken TES vor allem in NE7 (Niederspannung) und NE5 (Mittelspannung), indem sie Wärmenachfrage zeitlich von Stromspitzen entkoppeln und so lokale Gleichzeitigkeit senken. In AP5 ergibt die techno-ökonomische Bewertung Wärmegestehungskosten von 0.219-0.317 CHF/kWh. Mit geeigneter Regelstrategie (CO2min / PVEigenmax) lassen sich max. 1.5% der Schweizer Gebäude-CO2-Emissionen vermeiden. Die Regelstrategie, um die Stromspitzen zu brechen, führt zu einer höheren CO2-Belastung gegenüber der Standardregelung. Eine Spitzenlastreduktion auf Quartiersebene von ca. 30% ermöglicht Netzkosteneinsparungen in der Grössenordnung von etwa 2.0 Mrd. CHF/a; um einen ähnlichen Effekt zu erzielen, sind einmalige Zusatzinvestitionen für grosse TES in der Grössenordnung von 9 Mrd. CHF notwendig.