Delivering net-zero carbon heat: Technoeconomic and whole-system comparisons of domestic electricity- and hydrogen-driven technologies in the UK

Zusammenfassung

Olympios et al. (2022, Imperial College London) entwickeln eine konsistente thermodynamisch-ökonomische Methodik, um die Wettbewerbsfähigkeit der Hauptwege aus dem Erdgas in der Gebäudewärme zu bewerten: elektrische Wärmepumpen, H₂-Kessel, thermisch getriebene H₂-Absorptionswärmepumpen und Fernwärme. Die vier Optionen werden erstmals über unterschiedliche Wetter-/Umgebungsbedingungen und Brennstoffpreis-Szenarien verglichen — zuerst aus Hauseigentümer-, dann aus Gesamt-Energiesystem-Sicht (inkl. vorgelagerter Erzeugung, Speicherung, Technologie-Investition, Installation, Wartung).

Daten/Methodik

Modellbasierte Whole-Energy-System-Analyse (UK). Zwei-dimensionale Entscheidungs-Karten identifizieren die kostengünstigste Technologie je Brennstoffpreis-Kombination. Gesamtsystem-Kosten je Haushalt werden über Szenarien aggregiert. Geltungsbereich UK; keine Wien-spezifische Disaggregation.

Befunde

• Hauseigentümer-Sicht: H₂-Technologien sind nur ökonomisch vorteilhaft, wenn H₂ den Endkunden zu einem Preis unter der Hälfte des Strompreises geliefert wird; andernfalls ist Elektrifizierung (konventionelle elektrische Wärmepumpen) vorzuziehen.
• Whole-System-Kosten je Haushalt: elektrische Wärmepumpe 790–880 £/Jahr (least-cost-Dekarbonisierungspfad); H₂ via Elektrolyse 1410–1880 £/Jahr; H₂ via Methan-Reforming + CCS 1150 £/Jahr (verringert die Lücke, schließt sie aber nicht).
• Fernwärme ist als vierte Option in den Vergleich integriert.
• Systemische Botschaft: Der Effizienz-/Kosten-Nachteil grüner Gase in der Gebäudewärme ist auf Gesamtsystem-Ebene robust gegenüber der Hauseigentümer-Einzelsicht.

Bezug zu Wien

Kern-Quelle für WFK-1.4.3: liefert die quantitative Whole-Energy-System-Kostenbasis für die volkswirtschaftliche Einordnung einer Grüngas-Verwendung in der Gebäudewärme — explizit im Vergleich zu Fernwärme und Direktelektrifizierung (paralleler-Infrastruktur- Tradeoff). Übertragbar auf die Wiener "Raus aus Gas"-Frage: ob ein Grüngas-Netz parallel zur Fernwärme/Wärmepumpe betrieben/neugebaut werden soll. UK-System; Wien-Disaggregation bleibt Forschungslücke.

Zitierweise

@article{olympios2022netzero,
  title   = {Delivering net-zero carbon heat: Technoeconomic and whole-system comparisons of domestic electricity- and hydrogen-driven technologies in the UK},
  author  = {Olympios, Andreas V. and Aunedi, Marko and Mersch, Matthias and Krishnaswamy, Aniruddh and Stollery, Corinne and Pantaleo, Antonio M. and Sapin, Paul and Strbac, Goran and Markides, Christos N.},
  journal = {Energy Conversion and Management},
  volume  = {262},
  year    = {2022},
  doi     = {10.1016/j.enconman.2022.115649},
  url     = {https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115649}
}