Si queremos deshacernos de los combustibles fósiles en todo el país, hay mucho por hacer. Será un proyecto de generación, eso está claro. Los investigadores de Empa Martin Rüdisüli, Sinan Teske y Urs Elber han calculado ahora qué tan largo y empinado podría ser el camino hacia un sistema energético sostenible; su estudio fue publicado a finales de junio en la revista Energias .

Los investigadores eligieron un enfoque conservador e inicialmente recopilaron datos reales sobre el consumo de electricidad, requisitos de calefacción y consumo de agua caliente en Suiza. Estos datos luego sirvieron como base para un experimento mental. Los requisitos de electricidad de Suiza siguen siendo bastante fáciles de determinar:el operador de red suizo Swissgrid proporciona valores detallados para cada cuarto de hora todos los días del año. Los requisitos de energía para calefacción y agua caliente son cada vez más difíciles. Los expertos de Empa utilizaron datos del proveedor de calefacción urbana REFUNA, que abastece a varias comunidades del bajo valle de Aare con el calor residual de la central nuclear de Beznau. Un análisis de datos mostró que el requerimiento de calor de las casas conectadas se correlaciona bastante bien con la temperatura exterior, y en noches más cálidas que 18 grados Celsius, por lo tanto, el calor solo se utiliza para agua de proceso y agua de ducha.

Electrificación de sistemas de calefacción y automóviles.

Para su experimento mental, los investigadores hicieron varias suposiciones. Primeramente, la mayoría de los residentes suizos se comportan como personas del bajo valle de Aare y viven en edificios similares. En segundo lugar, para alejarse del gasóleo y el gas natural, las necesidades de calefacción de todos los edificios se reducirán en un 42% aproximadamente mediante medidas de renovación; luego, 3/4 de las necesidades de calefacción restantes en casas y apartamentos renovados de esta manera se realizarán con bombas de calor eléctricas. Y en tercer lugar:la movilidad se electrificará en la medida en que aproximadamente 2/3 de todos los viajes en automóvil privado puedan realizarse eléctricamente, que corresponde aproximadamente al 20% de todos los kilómetros recorridos. Tráfico de mercancías y viajes de larga distancia, por otra parte, no son tan fáciles de convertir, razón por la cual fueron excluidos de la electrificación de la movilidad en el estudio.

Las plantas de energía nuclear ya no juegan un papel en el estudio de Empa, porque la eliminación de la energía nuclear se decidió desde el referéndum sobre la Ley de Energía de mayo de 2017. Por lo tanto, los investigadores esperaban una fuerte expansión de la energía fotovoltaica; la mitad de todas las superficies de los techos en Suiza calificadas de buenas a extraordinariamente adecuadas en el marco del proyecto www.sonnendach.ch están equipadas con células solares. Esto corresponde a aproximadamente un tercio de todas las áreas de techo en Suiza.

¿Cuánto aumenta la demanda de electricidad?

Próximo, los investigadores determinaron el consumo de electricidad resultante, que probablemente aumente alrededor de 13,7 teravatios hora por año debido a las bombas de calor y los vehículos eléctricos, es decir. en alrededor del 25 por ciento en comparación con la actualidad. Aún más alarmante que este importante aumento del consumo, sin embargo, Era la brecha temporal entre la generación de electricidad y la demanda:las células solares producen la mayor cantidad de electricidad en verano, pero las bombas de calor y los automóviles con calefacción requieren una cantidad particularmente grande de electricidad en invierno. Esto da como resultado una brecha de oferta estacional.

Esto podría compensarse importando electricidad de países vecinos, como ya ocurre hoy en día en el caso de la escasez. Pero nuestro CO ₂ El equilibrio probablemente sufrirá como resultado, porque la electricidad de Europa a menudo empeora masivamente el CO ₂ saldo de Suiza, que ha sido cuidadosamente electrificado. Por tanto, las bombas de calor y los coches eléctricos son los que más benefician al clima si la electricidad que necesitan también es renovable.

¿Qué sugieren los investigadores?

Sin embargo, El estudio Empa también proporciona información valiosa sobre cómo implementar un bajo CO ₂ sistema de energía. Primeramente, Tiene más sentido reemplazar los sistemas de calefacción de gasoil por bombas de calor si los edificios están aislados con tecnología de punta. Porque una bomba de calor sin el aislamiento adecuado es significativamente menos eficiente. En segundo lugar, cada planta de energía nuclear debe ser reemplazada con aproximadamente ocho veces la producción fotovoltaica. ¿Por qué? Una planta de energía nuclear entrega alrededor de 8, 000 horas de electricidad al año:una célula solar, sin embargo, solo 1, 000 horas. Esto significa una gran cantidad de paneles solares, en todas las superficies disponibles. En tercer lugar, Necesitamos tanta capacidad de almacenamiento como sea posible para la energía solar, tanto las instalaciones de almacenamiento de baterías locales como las instalaciones de almacenamiento por bombeo, así como otras tecnologías de almacenamiento. en particular instalaciones de almacenamiento de calor (geotermales), pero también tecnologías para convertir la electricidad en fuentes de energía química. Esto se debe a que el sol brilla lo suficientemente fuerte solo unas pocas horas al día para llenar los almacenes. Por el resto del tiempo la energía almacenada tiene que durar.

Por cuartos, debemos crear instalaciones de almacenamiento de calor estacionales para que las necesidades de electricidad de las bombas de calor puedan reducirse en invierno. En quinto lugar, necesitamos ajustar mejor la oferta y la demanda de energía. Habrá mucha energía solar y calor en verano, pero en invierno la energía renovable en particular será un bien escaso (y por lo tanto caro) en el futuro. En sexto lugar, y esta es la buena noticia:la movilidad eléctrica no hace que la balanza se incline. Bajo las suposiciones hechas, la carga diaria de vehículos eléctricos en casa, en el trabajo o en las compras genera solo picos relativamente bajos en la demanda de electricidad en comparación con el suministro de calor eléctrico. Un requisito previo para esto, sin embargo, Son redes apropiadas con capacidad suficiente.

Si más energías renovables como la eólica, energía geotérmica, más biomasa y un poco más de energía hidroeléctrica se obtienen en invierno en el futuro, la brecha de cobertura se reducirá, sin embargo, probablemente no será posible cerrarlo por completo. Por lo tanto, la electrificación del calor y la movilidad por sí solas no resolverán el problema. "Para que la conversión sostenible de nuestro sistema energético tenga éxito, necesitamos tanto a corto como a largo plazo, es decir. estacional:tecnologías de almacenamiento de energía. Por eso no deberíamos enfrentarnos a los sectores energéticos, pero mantenga abiertas todas las opciones técnicas, ", dice Martin Rüdisüli. Y Sinan Teske agrega:" Debemos aprender de la naturaleza cómo lidiar con la energía solar, que no está disponible todo el año. Podríamos almacenar la mayor cantidad posible en verano y limitar nuestras necesidades en invierno. O podríamos buscar socios en el hemisferio sur de la tierra que puedan recolectar energía solar y entregarla a Suiza cuando llegue el invierno. y viceversa."