4.4.5 PER-Bedarf
Das Konzept der Erneuerbaren Primärenergie (Primary Energy Renewable, PER) bewertet den Energiebedarf eines Gebäudes vor dem Hintergrund einer künftigen, vollständig erneuerbaren Energieversorgung. Diese wird in Deutschland überwiegend auf Windenergie und Fotovoltaik basieren, ergänzt durch eine begrenzte Menge nachhaltig nutzbarer Biomasse.
Da Energieerzeugung und -verbrauch zeitlich nicht synchron gehen, muss ein Teil des erzeugten erneuerbaren Primärstroms gespeichert werden. Tageszeitlich erfolgt dies in Pumpspeichern, Batterien o.ä., jahreszeitlich über Elektrolyse, Methanisierung und spätere Rückverstromung bei Bedarf. Die Verluste insbesondere der jahreszeitlichen Speicherung liegen weit über 50%.
Mit stundenweisen Jahressimulationen lässt sich bestimmen, wieviel Primärstrom unter Berücksichtigung der Speicherverluste für eine bestimmte Energieanwendung erzeugt werden muss. Daraus ergeben sich PER-Faktoren für z.B. Heizstrom, WW-Strom etc. PER-Faktoren lassen sich auch für Gas, Öl und Kohle ermitteln, indem man die Prozesse der Erzeugung von Methan, von flüssigen und festen Brennstoffen aus erneuerbarem Strom betrachtet.
Der PER-Bedarf des Quartiers ist ein guter Maßstab für die Bewertung eines Energiekonzepts im Hinblick auf eine künftige klimaneutrale Energieversorgung.
Schwierig ist hier die Bewertung von Fernwärme, da sich die Art der Fernwärmeerzeugung im Zuge der Umstellung auf eine erneuerbare Energieversorgung sicherlich ändern wird. Entsprechende Schritte sind für Berlin bereits geplant, das Endergebnis lässt sich aber derzeit noch nicht vorhersehen. Standardmäßig gehen wir vom bisherigen Fernwärmemix aus (70% KWK Gas, 20% KWK Kohle, 10% Abwärme u.ä.), was zu einer verhältnismäßig schlechten Bewertung führt.
Der erneuerbar bereitgestellte primäre Strom (links) aus zahlreichen Quellen kann auf drei Arten genutzt werden: am günstigsten ist die direkte Nutzung, z.B. für Haushaltsstrom oder über eine Wärmepumpe mit einer Arbeitszahl von 3 bis 5 für Wärme, was eine hocheffiziente Nutzung darstellt. Kurzzeitspeicherung, z.B. über Batterien (unten) führt zu Verlusten, kann aber mit einem kurzen Zeitversprung von etlichen Stunden bis wenigen Tagen weitestgehend genutzt werden. Ein höherer Verlust von gut 60 Prozent entsteht bei der Langzeitspeicherung (oben), z.B. durch Elektrolyse und Rückverstromung. Die Wasserstofftechnik ist dennoch wichtig, weil sie für Versorgungssicherheit zu Zeiten der Dunkelflaute sorgt. Merke: je geringer der Anteil der verlustreichen Wasserstofftechnik ist, desto höher ist die Effizienz des Systems. [Quelle: Passivhaus Institut Darmstadt]
