Projekt

Heizung und Kühlung ist der wichtigste Nachfragesektor in Europa. Auf ihn entfallen etwa 50 % des gesamten europäischen Endenergieverbrauchs. Gleichzeitig basieren etwa 75 % der Wärme- und Kälteerzeugung immer noch auf fossilen Brennstoffen.

Elektrifizierung wird oft als eine der besten Lösungen für die Dekarbonisierung von Heizung und Kühlung betrachtet. Das zukünftige Energiesystem wird in vielen Studien durch eine starke Kopplung und Integration des Stromsektors und des Wärme- und Kältesektors charakterisiert. Das Hauptziel der Sektorkopplung besteht darin, effektive Wege zu finden, um die EU-Emissionsziele möglichst kosteneffizient und schnell zu erreichen. Als wesentliche Vorteile der Sektorkopplung werden die Möglichkeit der Nutzung vorhandener Infrastrukturen und die sehr effiziente Bereitstellung von Energie für verschiedene Endanwendungen gesehen.

Dieses Projekt untersucht den Beitrag der Elektrifizierung von Heizung und Warmwasserbereitung in Gebäuden zur Dekarbonisierung des Energiesystems. Ziel des Projektes ist es den möglichen Elektrifizierungsgrad von Raumheizung und Warmwasserbereitung in Gebäuden sowie deren Auswirkungen auf die Nachfrage nach erneuerbarer Stromerzeugung, Wasserstoffproduktion und Elektrolysekapazitäten, synthetischen Kraftstoffen, Netzinfrastrukturen, Gebäudemodernisierungen und Umbau von Heizungsanlagen zu analysieren. Das Projekt umfasst sowohl die direkte Elektrifizierung über die direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien zur Wärmeerzeugung als auch die indirekte Elektrifizierung über Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe, die aus erneuerbaren Energien hergestellt werden. Mittels quantitativer Modellierung von Szenarien zielt das Projekt darauf ab, kosteneffiziente Lösungen verschiedener Mischformen der Elektrifizierung von Raumheizung und Warmwasserbereitung vorzuschlagen. Darüber hinaus analysiert das Projekt Änderungen des rechtlichen und regulatorischen Rahmens, die für die Erreichung der von der EU gesetzten Ziele notwendig sind.

Das Fraunhofer ISI setzt als Projektpartner den Fokus auf die Modellierung des Strom- und Fernwärmesektors mit Hilfe des Energiesystemmodells Enertile. Darüber hinaus erarbeitet das Fraunhofer ISI Politikempfehlungen für die notwendigen rechtlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen zur Umsetzung eines kosteneffizienten Szenarios.

Im Folgenden werden Ziele und Ergebnisse des Projekts zusammengefasst:

• Erstellung modellgestützter Szenarien für den Raumwärme- und Warmwassersektor bis 2050, die eine Bewertung dieser Szenarien hinsichtlich Kosten, Investitionsbedarf, Infrastrukturanforderungen, Primärenergieverbrauch, Treibhausgasminderungen und Energieeinsparungen ermöglichen. Ausgangspunkt ist die Definition einer Baseline. Es folgt eine Reihe von technologieorientierten Dekarbonisierungsszenarien für die Fälle (1) direkte Elektrifizierung der Heizung, (2) indirekte Elektrifizierung der Heizung durch erneuerbaren Wasserstoff und (3) indirekte Elektrifizierung der Heizung durch Wärmebereitstellung aus synthetischem Gas (Methan) und synthetischem flüssigem Kraftstoff.
• Vergleich der verschiedenen technologieorientierten Dekarbonisierungsszenarien für erneuerbare Wärmeversorgungsoptionen und Entwicklung eines Best-Case-Szenarios.
• Ableitung von Empfehlungen zur Beseitigung von Hemmnissen und zur Umsetzung von Maßnahmen, die zur Realisierung des empfohlenen kosteneffizienten Szenarios erforderlich sind.
• Organisation eines Stakeholder-Workshops.

Im Dezember 2023 wurden die Ergebnisse in einem Endbericht veröffentlicht: Potentials and levels for the electrification of space heating in buildings

Ergänzend zum Endbericht wurde ein Excel Sheet mit den quantitativen Ergebnissen der verschiedenen Modell-Szenarios veröffentlicht: Indicators - Potentials and levels for the electrification of space heating in buildings