Dieser Arbeit liegen drei Simulationsmodelle zu Grunde:
1. Eine energetische Gebäudesimulation, die den Endenergiebedarf für alle Haushaltsanwendungen zeitabhängig in Stundenauflösung bestimmt; verwendet wird dafür das umfassend an Felddaten evaluierte Programm Dynbil [Feist 1997] [Kaufmann/Feist 2001].
2. Eine Simulation für die primäre erneuerbare Strom-Erzeugung aus Photovoltaik (PV) sowie aus Windenergie (Wind). Dabei wird das jeweils zugehörige regionale Testreferenzjahr an Klimadaten wie bei der unter 1. genannten Gebäudesimulation zu Grunde gelegt1). Zur Verfügung stehen dabei die aktuellen deutschen Testreferenzjahre sowie IWEC-Daten von weltweit verteilten Standorten. Eine Grundlastbereitstellung über einen internationalen Stromverbund aus Wasserkraft wird zudem vorausgesetzt – für das deutsche Netz sind hier 10 % des Stromangebots ein adäquater Ansatz. Andere internationale Stromverbundkonzepte werden im Basisansatz zunächst nicht integriert (z.B. Projekte wie Desertec2)).
3. Ein vereinfachtes Netzmodell inkl. einer Kurzzeit-Speicherstruktur (z.B. realisierbar mit Pumpspeicherkraftwerken, es erfolgt hier jedoch keine Festlegung auf eine bestimmte Technologie) mit einem Gesamtwirkungsgrad von 70 % und einer Speicherkapazität von entsprechend der beim Anwender verfügbaren, jedoch mindestens 146 h in Bezug auf die jahresmittlere Leistung. Die Kapazität des Kurzzeit-Speichers wird in einer vorgeschalteten Simulation bzgl. des Kosten/Nutzen-Verhältnisses optimiert. Alle die Speicherkapazität überschreitende Primärstromerzeugung wird per H2-Elektrolyse und nachgeschalteter Methanisierung dem im Kapitel 1 beschriebenen EE-Speicher zugeführt. Das dort gespeicherte Methan kann verbrauchsstrukturgeregelt jeweils im Bedarfsfall rückverstromt werden bzw. direkt in Kraftwärmekopplung für die Fernwärmeerzeugung oder in individuellen Wärmeerzeugern (Umwandlungsaufwandszahl dann 1,75 kWh/kWh für das Methan) eingesetzt werden.
Netzmodell und Nutzungsmodell sind derart gekoppelt, dass zu jedem Zeitpunkt:
Passivhaus – das nächste Jahrzehnt - Fragestellung, Konsequenzen und Perspektiven, Literatur