Wohngebäude auf erneuerbare Energie umstellen
Die Dekarbonisierung von Wohngebäuden, d. h. die Abkehr von der Nutzung fossiler Brennstoffe, wird eine der größten energiepolitischen Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte sein. „Mehr als die Hälfte des jährlichen Energieverbrauchs der Haushalte entfällt auf Raumheizung und Klimaanlagen“, erklärt Paweł Ocłoń, Koordinator des Projekts RESHeat(öffnet in neuem Fenster) von der Technischen Universität Krakau(öffnet in neuem Fenster) in Polen. „Etwa 75 % der für Heizung und Warmwasser verbrauchten Energie wird immer noch aus fossilen Brennstoffen gewonnen.“
Mit erneuerbaren Energien betriebene Heiz- und Kühlsysteme
Eine Lösung mit großem Potenzial könnte die Umstellung von Wohngebäuden auf erneuerbare Heiz- und Kühltechnologien wie Biomassekessel und Solarheizungssystemen darstellen, die in der Lage sind, Energie zur zukünftigen Nutzung zu speichern. Das Team des EU-finanzierten Projekts RESHeat verfolgte die Absicht, diese Umstellung auf saubere, erneuerbare Energietechnologien zu unterstützen, wobei deren Realisierbarkeit in Wohngebieten demonstriert wurde. Zu diesem Zweck vereinte das Projekt acht Partner aus vier europäischen Ländern, darunter Universitäten, Technologieunternehmen und Einrichtungen des öffentlichen Sektors. Ein Heiz- und Kühlsystem wurde mit Sonnenenergie als Quelle primärer erneuerbarer Energiequelle konzipiert. Das System integriert hocheffiziente Vakuum-Sonnenkollektoren mit der Sonne nachgeführten Spiegeln und photovoltaisch-thermischen Paneelen, die gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen. „Diese Technologien sind derart konzipiert, dass sie in Zeiten mit hoher Sonnenverfügbarkeit eine effiziente Energiegewinnung gestatten“, erklärt Ocłoń. „Die im Sommer gesammelte überschüssige Wärmeenergie wird dann in unterirdischen Wärmespeichern gespeichert und später während des Winters genutzt.“ Die primäre Heiz- und Kühleinheit im RESHeat-System besteht aus einer Wärmepumpe mit zwei Quellen, die sich an den jahreszeitlichen Bedarf anpassen lässt und im Winter Wärme und im Sommer Kälte liefert.
Integration in vorhandene Heizsysteme
Dieses System wurde an drei Demonstrationsstandorten erprobt: zwei in Polen (Krakau und Limanowa) und einem in Italien (Palombara Sabina, Region Latium). Die Anlagen in Polen umfassten Heizungs- und Warmwasserbereitungssysteme. In Italien wurde das RESHeat-System aufgrund des wärmeren Mittelmeerklimas um Raumkühlung erweitert. „Die Wohngebäude, in denen unsere Test stattfanden, wurden 1980, 2013 und 2017 gebaut“, berichtet Ocłoń. „Wir wollten nachweisen, dass erneuerbare Energiesysteme in existierende Heizsysteme eingebunden werden können.“ Das Projektteam demonstrierte, dass mit der Sonne nachgeführte Solarkollektoren auch im Winter betreibbar sind. Flexible Lösungen wie diese bergen nach Ansicht von Ocłoń ein großes Potenzial zur Unterstützung des Heizens mit erneuerbarer Energie. Nach einem vollen Betriebsjahr konnte das Projektteam beweisen, dass das System in einigen Fällen bis zu 90 % des jährlichen Wärmebedarfs eines Gebäudes mithilfe erneuerbarer Quellen(öffnet in neuem Fenster) decken kann.
Gebäude modernisieren und Emissionen reduzieren
Die wichtigste Erkenntnis aus der Arbeit des Projekts RESHeat lautet, dass das Beheizen von Wohngebäuden mit erneuerbaren Energien möglich ist, und somit weder Gas noch Kohle benötigt wird. Mit dem per Pilot erprobten System werden erfolgreich Solarkollektoren, intelligente Wärmepumpen und unterirdische Wärmespeicher zu einer sauberen, effizienten Lösung kombiniert. Die erzielten Fortschritte stehen im perfekten Einklang mit EU-Strategien wie dem europäischen Grünen Deal(öffnet in neuem Fenster) und der Initiative Renovierungswelle(öffnet in neuem Fenster), die darauf abzielen, Gebäude zu modernisieren und Emissionen zu reduzieren. „Den Schlüssel dazu bildet die Speicherung elektrischer Energie“, fügt Ocłoń hinzu. „Erneuerbare Energien schwanken (zum Beispiel je nach Wetterlage), daher ist die Speicherung ein entscheidender Punkt.“ Die Projektpartner aus Finnland und Polen werden nun gemeinsam an der Maßstabserweiterung der Produktion arbeiten, wobei als Ziel gilt, RESHeat-Systeme kommerziell anzubieten. Die RESHeat-Entwurfssoftware wird gegenwärtig für den Verkauf vorbereitet.
