Project

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THRIVE Sub-project 5: Sustainability analysis of thermally driven heat conversion in Switzerland

English title THRIVE Sub-project 5: Sustainability analysis of thermally driven heat conversion in Switzerland
Applicant Burgherr Peter
Number 153937
Funding scheme NRP 70 Energy Turnaround
Research institution Laboratory for Energy Systems Analysis Paul Scherrer Institut (PSI)
Institution of higher education Paul Scherrer Institute - PSI
Main discipline Other disciplines of Environmental Sciences
Start/End 01.04.2015 - 31.10.2018
Approved amount 280'800.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Other disciplines of Environmental Sciences
Other disciplines of Engineering Sciences

Keywords (5)

cost assessment; sustainability evaluation; integrated assessment; life cycle analysis; ecoinvent database

Lay Summary (German)

Lead
Das Heizen und Kühlen von Gebäuden verursacht einen beträchtlichen Stromverbrauch und grosse CO2-Emissionen. Im Rahmen der „Energiestrategie 2050“ sollen sowohl CO2-Emissionen reduziert sowie ein Ausstieg aus der Kernkraft ermöglicht werden. Im interdisziplinären Verbundprojekt „THRIVE“ (Projekt-Nr. 407040_153989) werden innovative thermisch getriebene Wärmepumpen entwickelt, deren Ziel die Nutzung von Abwärme und erneuerbaren Energien zum Heizen und Kühlen von Gebäuden mit minimalem Stromverbrauch sowie verminderten CO2-Emissionen ist. Die technische Realisierung des Projekts wird durch Industriepartner gestärkt und mit fünf Teilprojekten abgedeckt: (1) Massgeschneiderte poröse Materialien (Nr. 407040_154008), (2) Optimierte Adsorptionswärmetauscher (Nr. 407040_153940), (3) Kompakte Adsorptionswärmepumpe (Nr. 407040_153975), (4) Anwendungen und Technologiebewertung (Nr. 407040_153949), (5) Ökobilanz und Nachhaltigkeitsbewertung (Nr. 407040_1153937).
Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Heizen und Kühlen von Gebäuden verursacht beträchtlichen Stromverbrauch und CO2-Emissionen. Im Rahmen des Projekts „THRIVE“ sollen innovative Wärmepumpen entwickelt werden, mit deren Hilfe Stromverbrauch und CO2-Emissionen substanziell gesenkt werden können. Bereits in der Entwicklungsphase wird diese neue Technologie einer Nachhaltigkeitsbewertung unterzogen. Dazu gehören eine Ökobilanz, welche die Herstellung, die Nutzung sowie die Entsorgung der Wärmepumpen berücksichtigt und eine Beurteilung der Wirtschaftlichkeit anhand verschiedener Einsatzszenarien. Sowohl Ökobilanz als auch Kostenrechnung werden in Zusammenarbeit mit den Entwicklern aus Forschung und Industrie durchgeführt, um bereits in der Designphase Vor- und Nachteile verschiedener Optionen zu identifizieren. Die Nachhaltigkeitsbewertung beinhaltet auch einen Vergleich mit etablierten Alternativen zur Wärme- und Kälteversorgung. Die integrierte Bewertung der neuen Technologie als Teil des Schweizer Gesamtenergiesystems im Rahmen der Energiestrategie 2050 ermöglicht es, Zielkonflikte zwischen Ökologie und Ökonomie zu identifizieren und optimale Einsatzstrategien für die Technologie zu entwickeln.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Die Adsorptionswärmepumpen können industrielle Abwärme sowie Wärme aus erneuerbaren Energien nutzen, um Nutzwärme und Kälte bereitzustellen. Der Einsatz dieser Technologie kann die primärenergetische Effizienz von Erdöl- und Erdgasheizungen massgeblich erhöhen und deren CO2-Emissionen reduzieren. Insgesamt können damit der Stromverbrauch für Heizung und Kühlung in der Schweiz um 70% und der Verbrauch von fossiler Heizenergie um knapp 20% gesenkt werden.

Direct link to Lay Summary Last update: 20.10.2014

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
IBM Research, Dr. Bruno Michel Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
HEIG-VD, Prof. Stéphane Citherlet Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
EMPA, Dr. Matthias Köbel Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Hochschule für Technik Rapperswil, Dr. Elimar Frank Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
1st Life Cycle Innovation Conference Talk given at a conference Environmental impact assessment of current and future energy provision: Steps forward 29.08.2018 Berlin, Germany Treyer Karin;


Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Swissmem Technology Meeting Poster 08.03.2018 Zürich, Switzerland


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
Media relations: print media, online media PSI expertise boosts research for the energy transition PSI Website News International 2015

Abstract

This sub-project will evaluate the environmental burdens, health impacts and life cycle costs of the proposed heat pump system and compare it to other technologies used for heating and cooling buildings in Switzerland. It aims to support sustainability decisions throughout the whole project, from design through implementation, maintenance and disposal of the system. The two main methodologies that will be used are Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Costing (LCC).
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