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21. Mai 2024

Brennstoffzellen in Gebäuden

Strom-Spitzenlasten mit Wasserstoff überbrücken

Die kalten Wintertage treiben den Stromverbrauch im Gebäudesektor in die Höhe – insbesondere dort, wo mit Wärmepumpen geheizt wird. Das vom Bundesamt für Energie (BFE) unterstützte Projekt «Hâ‚‚ districts» untersucht das Potenzial von Brennstoffzellen in Gebäuden, um das Stromnetz an den kältesten Tagen im Jahr zu entlasten. Eine erste praktische Anwendung des Konzepts an der Empa soll die Datengrundlage dazu liefern.

Gebäudeheizungen verursachen heute rund einen Viertel der Schweizer CO₂-Emissionen. Der geplante grossflächige Einsatz von elektrisch betriebenen Wärmepumpen macht aber absehbar, dass an den kältesten Tagen im Jahr der Strombedarf zum Betrieb der Wärmepumpen stark ansteigen wird. Dieser Spitzenlastbetrieb wird neben dem Ausbau der Stromproduktionskapazität auch einen massiven Ausbau der Verteilnetze erfordern. Eine Entschärfung für dieses Problem, so in einer Medienmitteilung der Empa, könnte der Einsatz von Wasserstoff und Brennstoffzellen in Gebäuden darstellen: Bei einer angespannten Lage in der Stromversorgung könnte mit Hilfe einer stationären Brennstoffzelle Strom produziert werden, mit dem dann die Wärmepumpe betrieben werden kann. Ausserdem könne die Abwärme der Brennstoffzelle zusätzlich zur Heizung der Gebäude genutzt werden. Diese Idee soll nun praktisch getestet werden.

Reale Anlage an der Empa

Als Teil des SWEET-PATHFNDR-Konsortiums und gemeinsam mit der Hälg Group, der Osterwalder Gruppe und der H2 Energy AG wollen Forschende der Empa das Potenzial dieses Konzepts ergründen. Im Projekt «H2 districts», das vom Bundesamt für Energie (BFE) gefördert wird, werden die betrieblichen Grundlagen sowie ein Simulationsmodell für die Auslegung und den Betrieb einer solchen Spitzenlastversorgung erstellt. «Wir werden dazu auf dem Empa-Campus in Dübendorf im Rahmen der beiden Forschungsplattformen NEST und move eine reale Anlage aufbauen und die Parameter für einen netzschonenden Betrieb und das CO₂-Einsparpotenzial validieren», erklärt Philipp Heer, Leiter «Energy Hub» und stellvertretender Leiter der Empa-Forschungsabteilung «Urban Energy Systems». Das Projekt hat im Oktober 2023 begonnen und wird nach einer geplanten Laufzeit von zwei Jahren, voraussichtlich im September 2025, abgeschlossen sein.

Weitere Informationen:

Zur vollständigen Medienmitteilung der Empa

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