Hitzewelle verdoppelt den Kühlenergieverbrauch in gewerblichen Gebäuden um mehr als das Doppelte.

Im Juli 2022 wurde Europa von einer rekordverdächtigen Hitzewelle heimgesucht. Hohe Temperaturen können große Auswirkungen auf den Energieverbrauch von Gebäuden haben. Angesichts der höheren Eintrittswahrscheinlichkeit und der steigenden Energiepreise müssen sich Gebäudebetreiber bewusst sein, wie sich ein wärmeres Klima auf ihre Gebäudekomponenten und ihr Betriebsbudget auswirkt.

Anhand von Energie- und Wetterdaten aus der Datenbank von Ento Labs (derzeit 7000 Gebäude) wollten wir die Auswirkungen von Hitzewellen auf den Energieverbrauch von Gebäuden untersuchen.

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Der Energieverbrauch von Gebäuden hängt stark von der Temperatur ab.

Ein zentraler Bestandteil der Analyse von Ento Labs ist die Modellierung des Energieverbrauchs unter Berücksichtigung von Wetterdaten und einer Vielzahl von Variablen, die den Verbrauch in Gewerbegebäuden beeinflussen. Aus diesen Modellen können wir Kühlprofile extrahieren, die zeigen, wie der Energieverbrauch eines Gebäudes bei bestimmten Temperaturen beeinflusst wird. (Ein Kühlprofil ist eine Darstellung des Energieverbrauchs des Kühlsystems in Abhängigkeit von der Außentemperatur).

Ein typisches Kühlprofil für Gebäude in einem relativ kalten Klima, z. B. in Nordeuropa, weist eine nichtlineare Temperaturabhängigkeit auf. Je wärmer es wird, desto mehr Energie verbraucht das Kühlsystem, so dass sich das Kühlprofil nach oben wölbt, wie in der Abbildung unten zu sehen ist. Das Kühlprofil zeigt auch einen charakteristischen "Knick" bei der Außentemperatur, an dem sich das Kühlsystem des Gebäudes einschaltet. Dies gibt Aufschluss über die Sollwerte des Kühlsystems und die Qualität der Gebäudeisolierung, Informationen, die bei der Auswahl von zu renovierenden oder zu optimierenden Gebäuden wichtig sind.

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Hitzewellen führen zu einem erheblichen Mehrbedarf an Kühlung.

Wie hat sich die jüngste Hitzewelle auf den Energieverbrauch für die Kühlung von Gebäuden ausgewirkt? Die Analyse der Energieverbrauchsdaten von mehr als 7000 öffentlichen und gewerblichen Gebäuden ergab einen erheblichen Anstieg des Energieverbrauchs für die Kühlung während der Hitzewelle. In der nachstehenden Abbildung ist die Verteilung des prozentualen Anstiegs des Stromverbrauchs für die Kühlung während der Hitzewelle dargestellt. Die Auswirkung ist bei allen Gebäudetypen deutlich, aber wir sehen einige Unterschiede zwischen Supermärkten, Einzelhandelsgeschäften und Bürogebäuden.

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In Supermärkten steigt der Energieverbrauch für die Kühlung um durchschnittlich 129 %, in Einzelhandelsgeschäften um 125 % und in Büros um 165 %! Diese Daten zeigen, dass Hitzewellen einen großen Einfluss auf den Energieverbrauch von Gebäuden haben.

Laut Poul Abilgaard, Energy Data Specialist bei Ento Labs, ist dieses Ergebnis auf die Kombination zweier Effekte zurückzuführen. Die Kühlsysteme vieler Gebäude haben einen relativ hohen Kühlungs-Sollwert und laufen daher an einem normalen Sommertag in diesen Breitengraden, wenn die Sonne am Nachmittag am höchsten steht, nur einige Stunden lang. Während einer Hitzewelle ist die Temperatur jedoch den ganzen Tag über hoch, so dass die Kühlsysteme länger laufen müssen, um die gleiche Innentemperatur zu halten.

Die zweite Auswirkung ist der größere Bedarf an mechanischer Kühlung bei steigenden Temperaturen. Keine Gebäudehülle kann perfekt gegen den Wärmeaustausch mit der Außenwelt isoliert werden. Dies führt zu einem relativ höheren Energieverbrauch für die Kühlung pro Grad, um den die Außentemperatur höher ist als die gewünschte Innentemperatur. Dieser Anstieg ist die Ursache für den nicht linearen Anstieg des Energieverbrauchs in den Kühlprofilen. Einfach ausgedrückt: Ein schlecht isoliertes Gebäude verbraucht viel Energie, wenn es versucht, die Kälte zu halten.

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Die finanziellen Auswirkungen von Hitzewellen.

Ein Blick auf die Energiepreise während der Hitzewelle zeigt, dass die Preise höher waren als erwartet. In Dänemark stiegen die Spotpreise für Strom im Vergleich zum restlichen Juli um 32 %. Im Vereinigten Königreich erlebten die Bewohner Südlondons Zeiten, in denen die Preise um 5 000 % stiegen.

Hitzewellen in Nordeuropa belasten die gesamte Wirtschaft. Nach Angaben von Ökonomen und Klimaexperten schätzen Forscher, dass Hitzewellen das jährliche BIP-Wachstum in Europa in den letzten zehn Jahren im Durchschnitt um bis zu 0,5 Prozent gesenkt haben. Aufgrund der höheren Temperaturen steigt die Nachfrage, was die Stromerzeuger wegen der hohen Energiepreise an ihre Grenzen bringt.

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Hitzewellen werden aufgrund des Klimawandels immer häufiger.

Hitzewellen wie die von Anfang Juli werden aufgrund des Klimawandels immer häufiger. In den kommenden Jahrzehnten werden wir in den Sommermonaten mehr Schwankungen beim Kühlstromverbrauch erleben. Die Folgen sind der Bedarf an einer leistungsfähigeren Strominfrastruktur, höhere Strompreise sowie betriebliche und finanzielle Herausforderungen für den Gebäudebetreiber.

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Aus den britischen Klimaprojektionen für die nächsten Jahrzehnte geht hervor, dass die Häufigkeit von Hitzewellen deutlich zunehmen wird. Wir erwarten, dass es mehr Hitzewellen geben wird, die jeweils länger andauern könnten.

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