Jahresdurchschnittswerte genügen nicht für Kosten- und Emissionsmodelle

Donnerstag ist Techniktag. Heute geht es um eine Studie aus der Schweiz, die sich mit der zeitlichen Auflösung von Kosten- und Emissionsmodellen der Wärmeversorgung von Gebäuden beschäftigt. Die Autoren kommen zu dem Ergebnis, das die bisher gebräuchlichen Jahresdurchschnittswerte ungenügend sind und zu deutlich zu niedrigen Werten führen.

„Vom Zertifikat zur Physik“ lautet der Titel einer Studie, die das Amt für Hochbauten der Stadt Zürich zusammen mit Projektpartnern aus der Energieversorgung, Energieberatern, anderen kommunalen Einrichtungen und der Hochschule Luzern veröffentlicht hat. In dieser Studie werden vier Varianten der zeitlichen Auflösung hinsichtlich der jeweils erzielbaren Modellierungsgenauigkeit bezüglich der zu erwartenden Energiekosten und CO₂-Emissionen für verschiedene Szenarien miteinander verglichen.

Hintergrund ist, dass die zunehmend von regenerativen Energien geprägten leitungsgebundenen Energiesysteme täglichen sowie saisonalen Schwankungen unterliegen. Das gilt sowohl für die Preise als auch für die CO₂-Emissionen. Denn im Sommer gibt es günstigeren Solarstrom als im Winter, und im Winter muss aufgrund des geringeren Angebotes an Solarstrom verstärkt fossil erzeugter Strom eingesetzt werden. Bisher für Vergleiche genutzte Jahresdurchschnittswerte sind dafür nicht hinreichend genau, so das Ergebnis der Projektbeteiligten. Die Simulationsrechnungen der Studie decken ein breites Spektrum von Energieversorgungsszenarien, Gebäudetypen, Sanierungszuständen und Heizungsvarianten ab, darunter Wärmepumpen, Fernwärme und emissionsarme Brennstoffe wie Biogas.

„Ziel des Projektes war“, heißt es in dem zugehörigen Abschlussbericht, „Grundlagen zu erarbeiten, solche vergleichenden Bewertungen auf eine physikalische Basis zu stellen und die mindestens notwendige zeitliche Auflösung von Simulationsmodellen zu ermitteln.“ Dafür wurden Simulationsergebnisse der drei zeitlichen Auflösungen „stündlich“, „typtäglich“ und „monatlich“ mit der bisher bei Heizsystembewertungen üblichen jährlichen Auflösung verglichen.

Die Studie kommt zu folgenden Ergebnissen:

• Kosten: Variable stündliche Preismodelle der Energieversorger vorausgesetzt, liegen die Wärmeentstehungskosten gegenüber der Betrachtung mit einem Jahresdurchschnittswert um bis zu 30 % höher.
• CO₂-Emissionen: Gegenüber Jahresdurchschnittswerten liegen die Differenzen der Modellierungsergebnisse bei zum Beispiel Wärmepumpen zuzuschreibenden CO₂-Emissionen, je nach Betrachtungsjahr und Szenario, durchweg um 30 bis 70 % höher.

Beim Vergleich der höheren zeitlichen Auflösungen untereinander, liegen die Differenzen bei den monatlichen Durchschnittswertbetrachtungen gegenüber den weitaus aufwendigeren Modellierungen im Stundenraster unter 5 %. Als Fazit halten die Autoren der Studie daher fest, dass mit Ausnahme der CO₂-Emissionen der Fernwärme, welche eine differenziertere Betrachtung erfordere, eine monatliche Durchschnittswertbetrachtung für die Kosten und Emissionsermittlung hinreichend genau ist. Auf Jahresmittelwerten basierende Betrachtungen bildeten Kosten und Emissionen der Wärmeversorgung dagegen nur ungenügend ab.

Die Studie hat einen Umfang von 153 Seiten und steht unter Anhänge zum Download bereit.

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