BfE fördert Projekt zur nachhaltigen Energieversorgung

Nest (Vordergrund) und Move (Hintergrund) auf dem Empa-Campus in Dübendorf

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Das Bundesamt für Energie in Bern unterstützt ein wegweisendes Projekt zur nachhaltigen und netzschonenden Energieversorgung von Gebäuden. In Zusammenarbeit mit der Empa, der St.Galler Osterwalder-Gruppe und der H2 Energy AG aus Zürich untersucht die Hälg Group aus St.Gallen den Einsatz von stationären Wasserstoff-Brennstoffzellen zur Vermeidung von Spitzenlasten in Quartier-Energiesystemen.

Text: pd

Gebäudeheizungen sind verantwortlich für etwa 25 Prozent der CO₂-Emissionen in der Schweiz und gelten als sogenannte «schwer dekarbonisierbare» Anwendung. Eine zentrale Massnahme zur Reduzierung dieser Emissionen im Gebäudesektor ist der verstärkte Einsatz von elektrisch betriebenen Wärmepumpen. Allerdings ist zu beachten, dass an besonders kalten Tagen der Strombedarf für den Betrieb dieser Wärmepumpen stark ansteigen wird. Dieser Spitzenlastbetrieb erfordert nicht nur eine Erweiterung der Stromerzeugungskapazitäten, sondern auch einen Ausbau der Verteilungsnetze.

Stationäre Wasserstoff-Brennstoffzellen für die Spitzenlastversorgung

Eine vielversprechende Lösung für diese Herausforderung liegt im Einsatz von Wasserstoff und Brennstoffzellen in Gebäuden. Insbesondere an sehr kalten Tagen kann der damit produzierte Strom genutzt werden, um die Wärmepumpe zu betreiben, zudem kann die Abwärme der Brennstoffzelle direkt für die Gebäudeheizung genutzt werden.

Betriebliche Grundlagen und Simulationsmodell werden erstellt

Als Teil des Sweet-Pathfinder-Konsortiums werden mit dem Forschungsprojekt die betrieblichen Grundlagen sowie ein Simulationsmodell für Auslegung und Betrieb einer solchen Spitzenlastversorgung erstellt. Zudem wird auf dem Empa-Campus in Dübendorf im Rahmen der beiden Forschungsplattformen «NEST» und «Move» eine Anlage errichtet und in einer realen Anwendung die Parameter für Betrieb und CO₂-Einsparungspotenzial validiert.

Expertenteam und Ansprechpartner

Die Empa stellt dabei die Infrastruktur sowie ihre umfangreiche Expertise im Bereich der Gebäudeautomation und Effizienzoptimierung zur Verfügung. Die Osterwalder-Gruppe bringt ihr Know-how für die Logistik und Versorgung mit erneuerbarem Wasserstoff ein. Für die Integration und den Betrieb der Brennstoffzelle kann die H2 Energy AG auf ihre langjährige Applikationsentwicklung und den Betrieb des «Kvyreen», einem wasserstoffbetriebenen Schnelllader, zurückgreifen. Die Hälg Group bringt ihr Know-how aus der Gebäudetechnik ein und ist für die Gesamtprojektleitung verantwortlich.

Das Projekt hat im Oktober 2023 begonnen und wird mit einer geplanten Laufzeit von zwei Jahren voraussichtlich im September 2025 abgeschlossen sein.