Klimaschutz in Gebäuden: Sauberer Strom statt fossiler Brennstoffe
Wärmepumpen und stationäre Brennstoffzellen sowie ein intelligentes Energiemanagement und Sektorkopplung senken Emissionen und Kosten.
Hitzewellen, Dürren, steigende Meeresspiegel – der Klimawandel bedroht unsere Welt mit jedem Jahr mehr. Politik, Gesellschaft und Wirtschaft sind gleichermaßen mit dem Problem konfrontiert und müssen handeln. Wir bei Bosch stellen uns der Herausforderung und entwickeln Innovationen für eine lebenswerte Zukunft aller. Ein wichtiger Baustein ist die Elektrifizierung, um in Mobilität und Energieversorgung unabhängig von Öl, Gas und Kohle zu werden.
Beim Klimaschutz haben Gebäude eine große Bedeutung: Etwa 30 Prozent der deutschen Treibhausgas-Emissionen entfallen auf deren Betrieb, allen voran auf das Heizen. Ein guter Grund für Bosch Home Comfort und Bosch Building Solutions, auf die Wärmeversorgung von Gebäuden besonderes Gewicht zu legen – mit dem Ziel, den Energieverbrauch zu senken. Die Grundlagen dafür schafft Bosch Research. Unsere Forscherinnen und Forscher entwickeln Innovationen für eine nachhaltige Energieversorgung in der Gebäudetechnik, die auf Strom basiert. Die drei Säulen der Forschung sind Wärmepumpen für klimaschonendes Heizen, Festoxidbrennstoffzellen, die bei Bosch unter dem Begriff Solid Oxide Fuel Cell, kurz SOFC, bekannt sind, sowie ein bedarfsgerechtes Energiemanagement.
Mit Wärmepumpen zur Energiewende im Heizungskeller
Wärmepumpen gelten als zentrale Technologie für den nachhaltigen Betrieb von Gebäuden – die Anlagen sind weit klimafreundlicher und effizienter als fossile Heizkessel. Werden sie mit grünem Strom betrieben, sind sie sogar CO₂-neutral. Als erfahrener Hersteller von Wärmepumpen für Wohngebäude ist Bosch Home Comfort für die stark wachsende Nachfrage gerüstet. Dabei hat das Unternehmen im Wettbewerb einen großen Vorteil: Es liefert nicht allein Wärmepumpen, sondern Gesamtsysteme, inklusive Komponenten wie Wärmespeichern sowie Steuereinheiten für die Einbindung der Anlage in das Energiemanagement des Hauses. Ein Komponentenmix, um den Energieverbrauch von Häusern signifikant zu senken. Bosch Research unterstützt dies auf vielerlei Weise – unter anderem mit seiner Digitalkompetenz, etwa durch mathematische Simulationen und modellbasierte Forschung zur Produktentwicklung und Tests. Gleichzeitig forschen wir an „intelligenteren“ Wärmepumpensystemen durch virtuelle Entwicklung und Regelung sowie maschinelles Lernen. Durch kompaktere Kältekreisläufe können Wärmepumpen auch in Gebäuden mit beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden. Davon profitieren die Kunden sowie der Klimaschutz ganz unmittelbar. So tragen wir von Bosch Research dazu bei, die Wärmepumpen noch effizienter zu machen, damit sie mit weniger Strom auskommen. Das senkt Kosten und Emissionen.
Mit SOFC-Brennstoffzellen zu grünem Strom
Ein weiteres Forschungsfeld von Bosch Research sind Festoxid-Brennstoffzellen (engl.: Solid Oxide Fuel Cell, kurz SOFC) – eine klimafreundliche Technologie mit klarem Fokus auf Strom, die sich besonders für die Energieversorgung von größeren Gebäudekomplexen, wie Stadtquartieren, Industrieanlagen und Rechenzentren eignen. Denn sie liefern Strom und Wärme gleichzeitig und können mit Erdgas, Biomethan und Wasserstoff (-beimischungen) betrieben werden. Wenn der Wasserstoff zuvor durch Elektrolyse – ebenfalls ein Forschungsschwerpunkt von Bosch Research – aus Wind- und Solarstrom gewonnen wird, wird Wasserstoff so durch den Einsatz in Brennstoffzellen zu einer Art Speicher für grünen Strom.
Elektrische Infrastruktur: Elektromobilität und Gebäude-Energieversorgung verbinden
Die Elektrifizierung von Mobilität und Gebäuden ermöglicht zudem die Kopplung bisher getrennter Systeme. Mit dieser sogenannten Sektorkopplung arbeiten die Expertinnen und Experten von Bosch Research daran, Gebäude-Energieversorgung durch intelligente Lösungen für bidirektionales Laden zu verbinden. So können beispielsweise Elektroautos als Energiespeicher für den Haushaltsstrom genutzt werden. Der gespeicherte Strom stammt in diesem Fall aus einer Photovoltaikanlage und wurde tagsüber in die Fahrzeugbatterie geladen. Wenn die Sonne nicht scheint, etwa bei schlechtem Wetter oder nachts, fließt er in das Gebäude zur Stromversorgung und Wärmeerzeugung zurück. Dieser Prozess nennt sich „Vehicle to Home“ (kurz V2H), also die Rückspeisung von Strom ins Netz.
Das Klima schützen und Kosten reduzieren mit bedarfsgerechtem Energiemanagement
Für Endverbraucher entsteht zunehmend der Bedarf, die elektrischen Erzeuger, Verbraucher und Speicher intelligent einzusetzen und somit den Betrieb möglichst energie- und kosteneffizient zu gestalten. Dadurch kann zum Beispiel selbsterzeugter Photovoltaik (PV)-Strom optimal eingesetzt werden. Bosch sticht als Anbieter für entsprechende Energieeffizienz- und Energiemanagement-Lösungen besonders hervor, da wir sowohl im Bereich Hausautomatisierung, Ladelösungen, Wärmepumpen als auch im Bereich Haushaltsgeräte eine führende Rolle einnehmen. Bei Bosch Research unterstützen wir die Entwicklung zukünftiger Energiemanagementsysteme durch die Analyse geeigneter Bedarfsszenarien. Wir entwickeln intelligente Algorithmen zur Steuerung und Regelung der Energieflüsse im Haus und zwischen Haus und Fahrzeug.
Zudem tragen wir bei Bosch Research dazu bei, das Potenzial der Digitalisierung für den Klimaschutz im Gebäudesektor optimal zu nutzen: so zum Beispiel im Energiemanagement, in dem es darum geht, Energieströme so zu steuern, dass CO₂-Emissionen und Kosten minimiert werden. Dazu gehören auch Smart-Charging-Lösungen, die Stromerzeugung, Ladesäulen und Fahrzeugelektronik vernetzen. Von solchen Innovationen zur elektrischen Infrastruktur profitieren Flottenbetreiber genauso wie Privathaushalte.
