Wärmepumpen und Kältetechnik
Die Wärmepumpe ist eine hocheffiziente Technologie, die mit geringem Einsatz von Exergie (beispielsweise Elektrizität) eine sonst nicht direkt verwendbare Wärmequelle (Anergie), für Raumheizung, Brauchwarmwasser oder industrielle Prozesse nutzbar macht. Als Wärmequellen können beispielsweise Umgebungsluft, Erdwärme, Oberflächengewässer, Abwärme von Kläranlagen oder Industriebetrieben genutzt werden.
Diese Technologie hat deshalb eine grosse Bedeutung, um den Wärmebedarf des Gebäudeparks, des Gewerbes und der Industrie auf effiziente Weise mit erneuerbarer Energie zu decken. Ein flexibler Betrieb von Wärmequellen und Wärmesenken durch Integration von Speichern erlaubt zudem eine angebotsorientierte Kopplung zwischen Wärme- und Stromsektor. Die internationale Energie Agentur IEA sieht in ihrer Roadmap «Net Zero by 2050» bspw. einen Anteil von 55 % Wärmepumpen zur Deckung des Wärmebedarfs im Gebäudesektor vor.
Der zunehmende Kühl- und Kältebedarf erfordert auch die Verbesserung der technologisch identischen Kältemaschine. Ohne Verbesserung der Effizienz würde der Strombedarf gemäss IEA Report «The Future of Cooling» für Klimatisierung bis 2050 weltweit verdreifacht.
Schweizer Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind seit jeher massgeblich an der Entwicklung der Wärmepumpentechnologie beteiligt. Nach wie vor sind sie international gut positioniert, auch in tragenden Rollen in EU und IEA Projekten. Das Ziel dieses BFE-Forschungsprogrammes ist es, durch gezielte Unterstützung zukunftsweisender Innovationen diese Kompetenz weiter auszubauen.
Moderne Wärmepumpen erreichen rund 50% der theoretischen Kreislaufeffizienz. In der Praxis werden sie jedoch häufig weit unter diesem Niveau betrieben. Die Integration und der Betrieb der Wärmepumpensysteme sollte deshalb verbessert und mit dem Gebäudesystem und dem Benutzerverhalten abgestimmt werden. Gefordert ist auch ein flexibler Einsatz, um auf Angebots- und Nachfrageschwankungen im Energiesystem zu reagieren. Die Digitalisierung eröffnet neue Möglichkeiten zur Betriebsoptimierung und zur Einbindung von Photovoltaik und Speichern. Notwendig ist zudem ein Wechsel zu umweltfreundlicheren Kältemitteln.
Publikation der Forschungsergebnisse
Das BFE legt Wert darauf, dass Forschungsergebnisse breit publiziert werden. Die Berichte der vom BFE geförderten Projekte können inklusive Publikationslisten auf der Datenbank «ARAMIS» des Bundes unter dem Label «BFE: Wärmepumpen und Kältetechnik» abgerufen werden. Details dazu sind unter dem Register «Dokumente» zu finden.
Nationale und internationale Zusammenarbeit
Die Forschenden im Bereich der Wärmepumpen und Kältetechnik sind in der Schweiz gut vernetzt. In zahlreichen Projekten arbeiten Hochschulen, Forschungsinstitute und Entwicklungsabteilungen der Industrie zusammen. Die Ergebnisse der Forschung sind international anerkannt und die Produkte der Schweizer Wärmpumpenindustrie werden weltweit abgesetzt.
Die Schweizer Forschenden sind auch international aktiv und arbeiten beispielsweise in Projekten der EU oder der Internationalen Energie Agentur (IEA) mit. Dazu gehört das IEA Technology Collaboration Programme on Heat Pumping Technologies, wo die Schweiz in verschiedenen Projekten mitarbeitet und den Vorsitz des Leitungsgremiums innehat. Das BFE unterstützt diese Zusammenarbeit (siehe Register «Links»).
Eine Auswahl von Webseiten externer Organisationen ist unter dem Register «Links» aufgelistet.
