Ausgangslage

• Wärmepumpen werden künftig in rund zwei Drittel aller Gebäude eingesetzt.
• An kalten Tagen entstehen durch Wärmepumpen zusätzliche Lastspitzen von bis zu 10 GW, die das Stromnetz belasten.
• Grosse thermische Wasserspeicher können helfen, Lastspitzen zu glätten.

Das Projekt wird vom Institut für Solartechnik (OST) gemeinsam mit der Hochschule Luzern (HSLU) durchgeführt. Es untersucht mittels dynamischer Gebäudesimulationen, wie grosse Wasserspeicher in Kombination mit Wärmepumpen zur Reduktion von Winterstromspitzen beitragen können. Neben Einzelstrategien wird auch das Potenzial einer übergeordneten Schwarmregelung analysiert. Die Ergebnisse sollen Empfehlungen für Speichergrössen, Regelstrategien und Tarifsysteme liefern.

Projektziele

• Potenzial grosser Wasserspeicher zur Reduktion winterlicher Stromspitzen quantifizieren
• Ausgestaltung optimaler Regelstrategien zur Reduktion von Leistungsspitzen und CO₂-Bilanzen
• techno-ökonomische Analyse der Investitionskosten für verschiedene Systemkonfigurationen
• Ermittlung der erforderlichen Anreizinstrumente und Tarifmodelle zur praktischen Umsetzung des Konzepts

Die Ergebnisse der Simulationen an Einzelgebäuden zeigen, dass die maximalen elektrischen Stromspitzen und die CO₂-Belastung der Wärmepumpen im Durchschnitt um -12 % beziehungsweise -20 % reduziert werden können. Auf Quartiersebene kann mittels Schwarmregelung und thermischer Wasserspeicher mit einer Überbrückungszeit von ca. 8 Stunden das Potenzial zur Leistungsspitzenreduktion auf etwa 30% gesteigert werden. Auf nationaler Ebene liegt das technisch erschliessbare Potenzial zur Spitzenlastreduktion zwar nur bei etwa 10–15 %, dennoch können durch den Ausbau grosser thermischer Energiespeicher jährliche Netzkosteneinsparungen von rund 2 Mrd. CHF erzielt werden.