{"id":2011,"date":"2021-05-11T10:00:09","date_gmt":"2021-05-11T08:00:09","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.ethz.ch\/energy\/?p=2011"},"modified":"2025-06-30T20:30:24","modified_gmt":"2025-06-30T18:30:24","slug":"keeping-it-cool","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/keeping-it-cool\/","title":{"rendered":"In der Schweiz bleibt es k\u00fchl: Die kritischen Auswirkungen des Einsatzes von Klimaanlagen"},"content":{"rendered":"

Heute verf\u00fcgt nur eine Minderheit der Schweizer Haushalte \u00fcber Klimaanlagen zur K\u00fchlung. Dies k\u00f6nnte sich aufgrund der Erw\u00e4rmung des Klimas und der zunehmenden Integration von W\u00e4rmepumpen in Neubauten, die zum Heizen und K\u00fchlen verwendet werden k\u00f6nnen, \u00e4ndern. Der K\u00fchlenergiebedarf der Schweiz k\u00f6nnte ab Mitte des Jahrhunderts eine \u00e4hnliche Gr\u00f6\u00dfenordnung wie der Heizbedarf erreichen, was erhebliche Auswirkungen auf das Energiesystem haben k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n

Die durchschnittlichen Jahrestemperaturen in der Schweiz steigen aufgrund des Klimawandels an. Das Gleiche gilt f\u00fcr Klimaindikatoren wie die K\u00fchlgradtage (Abbildung 1), die die Anzahl der Stunden messen, in denen die Umgebungstemperatur \u00fcber einer Schwellentemperatur liegt, bei der ein Geb\u00e4ude gek\u00fchlt werden muss, um die Innentemperatur angenehm zu halten. Steigende Temperaturen k\u00f6nnen daher zu einer erheblichen Zunahme der K\u00fchlvorrichtungen in Geb\u00e4uden f\u00fchren. Dies f\u00fchrt unmittelbar zu einem Anstieg des Energiebedarfs in Geb\u00e4uden. Hier wird er\u00f6rtert, wie der k\u00fcnftige K\u00fchlbedarf vom Klimawandel, dem Bev\u00f6lkerungswachstum und vor allem davon abh\u00e4ngt, wie viele Menschen Klimaanlagen installieren werden.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 1: Auf der Grundlage der CH2018<\/a> Klimamodellen wird die zuk\u00fcnftig erwartete Anzahl der K\u00fchlungsgradtage (CDD) im Verh\u00e4ltnis zu den gemessenen historischen Werten f\u00fcr den Zeitraum 2010-2019 aufgetragen. Im Durchschnitt k\u00f6nnte sich die Anzahl der CDD bis 2050 verdoppeln, was zu einem drastischen Anstieg der Haushalte f\u00fchren k\u00f6nnte, die eine Klimaanlage in ihren H\u00e4usern installieren. RCP steht f\u00fcr \"Representative Concentration Pathway\" (Repr\u00e4sentativer Konzentrationspfad) und ist ein Ma\u00df daf\u00fcr, um wie viel Watt pro Quadratmeter die einfallende Strahlung aufgrund des Klimawandels zunehmen wird (Bildquelle: Mutschler et al. 2021<\/a>).<\/em><\/p>\n\n\n\n

Simulation des k\u00fcnftigen K\u00fchlbedarfs<\/h2>\n\n\n\n

Um die Beziehung zwischen diesen Energiebedarfsfaktoren besser zu verstehen, haben wir den historischen Heiz- und K\u00fchlbedarf des Demonstrationsgeb\u00e4udes analysiert NEST<\/a> an der Empa D\u00fcbendorf ermittelt und mit verschiedenen Klimaszenarien in die Zukunft projiziert. Im Detail wurde der Heiz- und K\u00fchlenergiebedarf mit der Umgebungstemperatur korreliert und anschliessend \u00fcber aggregierte und bev\u00f6lkerungsgewichtete Klimamodelle extrapoliert. Es zeigt sich, dass in einem Extremszenario, in dem die gesamte Schweiz auf Klimaanlagen angewiesen ist, die Schweiz ab Mitte des Jahrhunderts vergleichbare Energiemengen f\u00fcr K\u00fchlung und Heizung ben\u00f6tigen k\u00f6nnte. (Abbildung 2). In Zahlen ausgedr\u00fcckt entspricht dies etwa 20 TWh f\u00fcr Heizung und 17,5 TWh f\u00fcr K\u00fchlung. In einem moderateren Simulationsszenario w\u00fcrde die Schweiz bis 2050 immer noch rund 5 TWh an K\u00fchlenergie ben\u00f6tigen. Wenn dieser K\u00e4ltebedarf durch W\u00e4rmepumpen gedeckt wird, f\u00fcr die wir eine Leistungszahl (cop) von zwei bis drei f\u00fcr die K\u00fchlung annehmen k\u00f6nnen, w\u00fcrde der K\u00e4ltebedarf von 5 TWh zu einem Strombedarf von rund 2 TWh f\u00fchren, was einem grossen W\u00e4rme- oder Wasserkraftwerk (1 GW Leistung) entspricht, das Energie f\u00fcr 2000 h umwandelt (ein standardisiertes Jahr hat 8760 h). Der aktuelle Schweizer Strombedarf liegt bei rund 60 TWh pro Jahr. Der Bedarf an K\u00fchlenergie, die \u00fcber W\u00e4rmepumpen bereitgestellt wird, w\u00fcrde somit 3 - 41 TWh des derzeitigen Gesamtstrombedarfs der Schweiz entsprechen.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 2: Prognostizierter j\u00e4hrlicher Gesamtenergiebedarf f\u00fcr Heizung (rot) und K\u00fchlung (blau) in TWh als Funktion der Zeit, der Klimaszenarien (RCP), des Einsatzes von K\u00fchlger\u00e4ten (Low-Full) und des Bev\u00f6lkerungswachstums (10,4 Millionen bis 2050). Der Einfluss des Bev\u00f6lkerungswachstums ist durch die hellere blaue und rote Farbe gekennzeichnet (Quelle der Abbildung: Mutschler et al. 2021).<\/em><\/p>\n\n\n\n

Die Auswirkungen der Klimatisierung<\/h2>\n\n\n\n

Derzeit hat nur ein kleiner Teil der Schweizer Haushalte spezielle K\u00fchlger\u00e4te installiert. Die Anzahl der W\u00e4rmepumpen, deren Hauptzweck das Heizen ist, k\u00f6nnte jedoch bis zu einem gewissen Grad auch zum K\u00fchlen verwendet werden. Wir sch\u00e4tzen, dass die Gesamtzahl der K\u00fchlger\u00e4te auf der Grundlage der CDD-Entwicklung auf \u00fcber 50% steigen k\u00f6nnte. Dies k\u00f6nnte erhebliche Auswirkungen auf das Energiesystem haben, da an hei\u00dfen Sommertagen erhebliche Nachfragespitzen auftreten. Gl\u00fccklicherweise ist der K\u00fchlbedarf hoch, wenn auch die Stromerzeugung aus Photovoltaikzellen hoch ist, was die Bereitstellung von K\u00fchlenergie an hei\u00dfen Sommertagen erleichtern k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n

Der Weg in die Zukunft<\/h2>\n\n\n\n

Wir stellen fest, dass der simulierte Verbrauch von K\u00fchlger\u00e4ten je nach Klimaszenario zwischen einigen Prozenten und \u00fcber 50% variieren kann. Die Nutzung von Klimaanlagen \u00fcberwiegt auch andere Effekte wie die Bev\u00f6lkerungszunahme. Angesichts des Klimawandels schlagen wir vor, dass der Schwerpunkt bei der Geb\u00e4udearchitektur nicht nur auf der Optimierung der W\u00e4rmeverluste, sondern auch auf der Minimierung der W\u00e4rmegewinne im Sommer liegen muss. Dies k\u00f6nnte durch den Bau von Geb\u00e4uden mit weniger Fenster- oder Glasfl\u00e4chen, durch \u00dcberlegungen zur Geb\u00e4udeausrichtung oder durch passive K\u00fchlstrategien wie Nachtausk\u00fchlung oder Fensterbeschattung erreicht werden. Au\u00dferdem sollten die politischen Entscheidungstr\u00e4ger nicht warten, bis der K\u00fchlungsbedarf deutlich steigt. Stattdessen sollten sie untersuchen, wie der steigende K\u00fchlbedarf am besten gedeckt und gleichzeitig die Auswirkungen auf das (dekarbonisierte) zuk\u00fcnftige Energiesystem minimiert werden k\u00f6nnen. J\u00fcngste Initiativen in der Schweiz, die Seewasser f\u00fcr die Fernk\u00fchlung nutzen, oder eine klimaangepasste Stadtplanung sind solche vielversprechenden Beispiele, die den Weg in die Zukunft weisen (siehe das Beispiel von \"W\u00e4rme-\/K\u00e4lteverbund Circulago<\/a>\", nur auf Deutsch, oder wie die Stadt Z\u00fcrich ist aktiv<\/a> in dieser Hinsicht nur auf Deutsch).<\/p>\n\n\n\n

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