Ausgangslage

Während in der Vergangenheit die Gebäude und ihre Wärmeversorgung weitgehend unab­hängig vom Stromsektor betrachtet werden konnten, werden in Zukunft die Abhängigkeiten zwischen beiden Sektoren erheblich zunehmen. Szenarienanalysen zeigen, dass zur Erreichung der Klimaschutzziele neben Maßnahmen zur Energieeinsparung in den Gebäuden (insbesondere durch Wärmeschutz) der Übergang zu einer neuen Struktur der Wärmeversorgung notwendig ist. Die elektrische Energie spielt dabei eine wichtige Rolle, denn ein Großteil der zukünftig relevanten Wärmeerzeugungssysteme erzeugt entweder elektrischen Strom (Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen) oder verbraucht ihn (elektrische Wärmepumpen).

Ziele

Im Mittelpunkt steht die Frage, wie für große Gebäudeensembles bis hin zum gesamten deutschen Wohngebäudebestand ein zukünftiger Energieversorgungsmix für Wärme und Strom in Abhängigkeit von unterschiedlichen energetischen Standards der Gebäude und dem verstärkten Einsatz fluktuierender regenerativer Energiequellen (Solar- und Wind­strom) aussehen muss, um einen weitgehenden zeitlichen Ausgleich von Energieangebot und -nachfrage zu erreichen. Auf dieser Grundlage sollen auch Schlussfolgerungen für die Ausgestaltung zukunftsweisender Konzepte für Einzelgebäude (z. B. Niedrigst­energie­häu­ser und Nullemissionshäuser) gezogen werden.

Vorgehen

Im Rahmen des Projekts wird ein softwaregestütztes Analysemodell entwickelt, das den Jahresgang der Energienachfrage unterschiedlicher Wohngebäudekonzepte berücksichtigt und einen Vergleich mit dem Verlauf des Energieangebots fluktuierender erneuerbarer Energiequellen (insbesondere Solar- und Windstrom) ermöglicht. Dabei werden sowohl Verlagerungen des zeitlichen Bedarfs durch Energiespeicher auf der Wärme- und Strom­seite als auch verschiedene Ansätze zur Deckung des Restbedarfs berücksichtigt – letztere wiederum sowohl im Wärmebereich (z. B. über Spitzenlast-Heizkessel und Öfen) als auch bei der Stromerzeugung (z. B. über brennstoffbetriebene Kraftwerke).

Bearbeitungszeitraum

August 2015 - März 2019

Projektteam IWU

• Dr. Nikolaus Diefenbach, Marc Großklos, André Müller, Michael Grafe, Stefan Swiderek, Rolf Born

Kontakt

Dr. Nikolaus Diefenbach
06151 2904-32
n.diefenbach(at)iwu(dot)de

Auftraggeber

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Projektträger Jülich PTJ

Partner

• Hochschule Darmstadt, Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
• Büro für Energiewirtschaft und technische Planung GmbH, Aachen

Weitere Informationen

• Zwischenbericht (Modellentwicklung)
• Endbericht Teil 1 (Energieversorgung Wohngebäudesektor)
• Endbericht Teil 2 (klimaneutrale Neubauten)
• Aufsatz ET-Zeitschrift: "Erreichung der Klimaschutzziele 2050 bei der Wohngebäude-Wärmeversorgung"