PriHM & TerM – Sektormodelle für Private Haushalte und Gewerbe, Handel, Dienstleistungen
Wofür werden PriHM & TerM verwendet?
Die Modelle PriHM (engl.: Private Household Model) und TerM (engl.: Tertiary Model) bilden die Transformation des Sektors der privaten Haushalte (pHH) bzw. von Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) hin zur Klimaneutralität ab. PriHM und TerM bilden den Endenergieverbrauch des Gebäudesektors nach Energieträgern und Anwendungen mit einer hohen räumlichen (NUTS-3) sowie einer stündlichen zeitlichen Auflösung für Europa ab. Anwendungen sind beispielsweise die Raumwärmebereitstellung oder der Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik (IuK). Die mit PriHM und TerM berechneten Szenarien liefern Erkenntnisse zur zukünftigen Entwicklung des Gebäudesektors und des Heizungsbestandes in Europa und dienen darüber hinaus als Input für das Energiesystemmodell ISAaR.
Folgende zentrale Fragestellungen können mit PriHM und TerM beantwortet werden:
- Wie beeinflussen unterschiedliche Transformationspfade im Gebäudesektor das europäische Energiesystem der Zukunft?
- Welche Rolle spielen dabei verschiedene Anwendungen und Energieträger?
- Wie sieht der Hochlauf von klimaneutralen Heiztechnologien in den einzelnen europäischen Ländern aus?
- Welche Rolle spielen dabei Effizienzmaßnahmen, wie z.B. die Gebäudehüllensanierung?
- Welche Auswirkungen haben politische Rahmenbedingungen und EU-Ziele au die Transformation des Gebäudesektors?
Modellierung
In PriHM und TerM wird basierend auf den FfE-Anwendungsbilanzen nach 8 Anwendungen unterschieden: Raumwärme, Warmwasser, Prozesswärme, Prozesskälte, Klimakälte, Beleuchtung, IuK und mechanische Energie. TerM berücksichtigt zusätzlich den Zubau von Rechenzentren als eigene Anwendung. Im Modell für den Sektor GHD erfolgt außerdem eine Aufteilung nach neun verschiedenen Wirtschaftszweigen. Beide Nachfragesektoren zusammen werden im Kontext der FfE-Modellandschaft auch vereinfachend als Gebäudesektor bzw. -modell bezeichnet, da der strukturelle Aufbau beider Modelle ähnlich ist und auch im Sektor GHD die Energieverbräuche der Gebäude überwiegen.
Durch einen modularen Aufbau (siehe Abbildung 1 und Abbildung 2) wird eine hohe zeitliche und räumliche Auflösung erreicht. Das Transformationsmodul berechnet ausgehend vom Status quo den Endenergieverbrauch nach Jahren, Energieträgern und Anwendungen bzw. Heiztechnologien. Durch das Regionalisierungsmodul werden die Verbräuche je Energieträger und Anwendung bzw. Heiztechnologie auf NUTS-3-Ebene verteilt. Zusammen mit dem Lastprofilmodul ergeben sich stündliche Lastgänge nach Energieträger und Anwendung bzw. Heiztechnologie. Der räumliche Bilanzraum umfasst dabei die Europäische Union sowie Großbritannien, Norwegen und die Schweiz (EU 27+3).
Abbildung 3 und Abbildung 4 zeigen beispielhafte Modellergebnisse aus dem Projekt TransHyDE. In Abbildung 3 ist die Entwicklung des Endenergieverbrauchs nach Energieträgern und Anwendung in Europa bzw. EU27+3 dargestellt. Abbildung 4 stellt die regionale Verteilung des Strombedarfs von Wärmepumpen auf NUTS-3-Ebene dar.
Historie
Die Grundlagen für PriHM und TerM wurden im Projekt eXtremOS geschaffen, aus dem die grundlegende Modellstruktur und die Integration des Modells in die FfE-Modelllandschaft hervorging. Umfangreiche Anpassungen, insbesondere am Transformationsmodul wurden in den Projekten Bayernplan Energie 2040 und Energiesystemanalyse-Bayern klimaneutral vorgenommen. Eine Modellierung mit Fokus auf gesamt Europa wurde im Projekt TransHyDE durchgeführt. In weiteren Projekten, etwa in der Begleitstudie zum Netzentwicklungsplan Strom 2025 „Projektion und Regionalisierung von Technologien zur Bereitstellung von Gebäudewärme in Deutschland“, wurden spezielle Komponenten vertieft untersucht. Außerdem werden PriHM und TerM im Rahmen des FfE-Trendszenarios eingesetzt.
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