Wetenschappers hebben open-sourcemodellen gebruikt om scenario's voor de uitrol van warmtepompen voor het jaar 2030 te simuleren. Extra investeringen van ongeveer 54 GW tot 57 GW aan zonne-PV-capaciteit in een oplossing met de laagste kosten zouden de installatie van 10 miljoen warmtepompen tegen het einde van het decennium mogelijk maken.
Elektriciteitsopwekking per bron
Afbeelding: Duits Instituut voor Economisch Onderzoek (DIW Berlijn), Communications Earth & Environment, CC BY 4.0
Onderzoekers van het Duitse Instituut voor Economisch Onderzoek (DIW Berlin) hebben verschillende scenario's geanalyseerd voor de uitbreiding van decentrale warmtepompen in Duitsland tegen 2030. Ze hebben zich gericht op de rol van bufferwarmteopslag bij het verminderen van de elektriciteitsbehoefte en op het effect van verschillende methoden voor elektriciteitsopwekking op kosten, capaciteitsinvesteringen en emissies. Ze ontdekten dat investeren in PV op een kosteneffectieve manier de uitrol van warmtepompen kan begeleiden.
"In onze analyse gebruiken we het open-source capaciteitsuitbreidingsmodel TEASER dat rekening houdt met de uurlijkse variabiliteit van de opwekking van hernieuwbare elektriciteit en de warmtevraag over een heel jaar", legde het team uit. "Het houdt ook rekening met extra elektrische belasting gerelateerd aan elektrische voertuigen en de productie van groene waterstof. Voor zover wij weten, is een dergelijke analyse tot nu toe nog niet uitgevoerd."
In het eerste geteste scenario, het referentiescenario, ging het team uit van 1.7 miljoen decentrale warmtepompen in 2030, wat de voorraad warmtepompen weerspiegelt die in Duitsland in 2024 is geïnstalleerd. Het ging ook uit van 24.7 TWh aan warmtelevering per jaar. Het langzame uitrolscenario ging ervan uit dat het aantal warmtepompen in 3 2030 miljoen zou bereiken, uitsluitend geïnstalleerd in eengezinswoningen en tweegezinswoningen die tussen 1995 en 2009 zijn gebouwd. In dat geval zou de jaarlijkse warmtelevering 53.2 TWh bedragen.
In het uitrolscenario van de overheid ging het team ervan uit dat ze de officiële Duitse doelstellingen van 6 miljoen warmtepompen in 2030 zouden halen, wat de meeste eengezinswoningen en tweegezinswoningen dekt die na 1995 zijn gebouwd en 92.9 2 TWh per jaar gebruiken. Tot slot stelden ze een snel scenario voor waarbij 10 miljoen warmtepompen tegen 2030 zijn geïnstalleerd en 226.3 TWh aan warmte leveren. In dit scenario zouden warmtepompen in meer eengezinswoningen en tweegezinswoningen worden geïnstalleerd, zelfs oude woningen die vóór 1979 zijn gebouwd met zeer lage energie-efficiëntienormen.
"In alle gebouwtypen zijn luchtbronwarmtepompen goed voor 80% van de geïnstalleerde warmtepompen en grondbronwarmtepompen voor de resterende 20%", legde het team uit. "De veronderstelde energieopslaggrootte wordt uitgedrukt in energie-tot-vermogen (E/P)-verhoudingen variërend van 0 tot 168 uur (0, 2, 6, 24 en 168 uur). In deze terminologie heeft een warmteopslag met een E/P-verhouding van 2 uur een totale warmteopslagcapaciteit die gelijk is aan 2 uur van de maximale warmteafgifte van de warmtepomp."
Voor de energiemix in de simulatie beperkte de groep kolen- en oliegestookte elektriciteitscentrales tot de huidige niveaus. Gasgestookte elektriciteitscentrales, open cyclus (OCGT) en gecombineerde cyclus (CCGT) konden worden uitgebreid tot boven de huidige niveaus. Op basis van overheidsstatistieken werden onshore windcentrales beperkt tot 115 GW en offshore tot 30 GW. De capaciteiten van zonne-PV kennen geen grenzen.
"We vinden dat de uitbreiding van de Duitse warmtepompvoorraad van 1.7 naar 10 miljoen extra investeringen van ongeveer 54-57 GW aan zonne-PV-capaciteit in een oplossing met de laagste kosten zou vereisen, afhankelijk van hoeveel warmteopslag beschikbaar is", aldus de academici. "Voor een langzamere uitrolsnelheid, waarmee nog steeds de doelstelling van de Duitse overheid van 6 miljoen warmtepompen in 2030 wordt gehaald, zijn extra PV-capaciteiten van ongeveer 4-8 GW nodig."
Volgens de academici zal de overheidsuitrol Duitsland, vergeleken met het referentiescenario, € 2.0–€ 6.7 miljard per jaar besparen, afhankelijk van de aardgasprijzen, die naar verwachting tussen de € 50 en € 150/MWh liggen. In het geval van een snelle uitrol zouden de besparingen oplopen tot € 27.1 miljard per jaar.
"De introductie van warmteopslag met een E/P-verhouding van 2 uur (u) vermindert de behoefte aan extra zonne-PV-capaciteit, bijvoorbeeld 6 GW in plaats van 8 GW extra bij de overheidsuitrol in vergelijking met de referentie", concludeerden de wetenschappers. "Bovendien wordt de behoefte aan batterijopslag met ongeveer 7 GW verminderd in vergelijking met het geval zonder warmteopslag bij de overheidsuitrol en met 5 GW in vergelijking met de referentie."
Hun bevindingen werden gepresenteerd in “Power sector benefits of flexible heat pumps in 2030 scenarios”, gepubliceerd in Communications Earth & Environment.
Deze content is auteursrechtelijk beschermd en mag niet worden hergebruikt. Als u met ons wilt samenwerken en een deel van onze content wilt hergebruiken, neem dan contact op met: editors@pv-magazine.com.
Bron van pv tijdschrift
Disclaimer: De hierboven vermelde informatie wordt onafhankelijk van Cooig.com door pv-magazine.com verstrekt. Cooig.com geeft geen verklaringen en garanties met betrekking tot de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verkoper en producten. Cooig.com wijst uitdrukkelijk elke aansprakelijkheid af voor inbreuken met betrekking tot het auteursrecht op inhoud.
