SWEET - DeCarbCH - Decarbonisation of Cooling and Heating in Switzerland

• Research unit: SFOE
• Project number: SI/502260

Short description (German)

Das DeCarbCH-Projekt zielt auf die Dekarbonisierung von Heizen und Kühlen in der Schweiz innerhalb der nächsten drei Jahrzehnte, und bereitet weiter den Weg hin zu negativen CO₂-Emissionen. Das übergeordnete Projektziel (mit dem letztendlichen Ziel von Netto-Null-Emissionen) besteht darin, die Umsetzung von erneuerbaren Energien für Heizen und Kühlen im Wohnungssektor (verschiedener Grössen und Urbanisierungsgrade) sowie im Dienstleistungs- und im Industriesektor zu befördern, zu beschleunigen und die damit verbundenen Risiken zu minimieren. Dieses Ziel soll wie folgt erreicht werden:

• Bereitstellung von Handlungsempfehlungen, wo, in welchem Ausmass und wann welche Technologien miteinander kombiniert werden sollen
• Entwicklung, Pilot- und Demonstrationsprojekte von Kombinationen wirtschaftlich realisierbarer Technologien, was zur Senkung der Kosten für erneuerbares Heizen und Kühlen in allen Sektoren beitragen wird
• Durchführung modellbasierter Analysen zur Unterstützung der Planung, unter anderem durch die Entwicklung von Szenarien zu Angebot, Verteilung und Nachfrage von erneuerbarem Heizen und Kühlen
• Quantifizierung des Wertes von erneuerbarem Heizen und Kühlen sowie von negativen CO₂-Emissionen
• Bereitstellung evidenzbasierter Handlungsempfehlungen zur Umsetzung erneuerbaren Heizens und Kühlens durch Politikmassnahmen und gesetzliche Regelungen sowie Einbeziehung einschlägiger Akteure mit dem Ziel, das erforderliche Akzeptanzniveau zu erreichen.

Das DeCarbCH-Projekt konzentriert sich auf drei Hauptkomponenten: i) innovative erneuerbare Energiebereitstellungs- und Umwandlungstechnologien, ii) Fernwärme- und Fernkältenetze und iii) Energiespeicherung. Für diese Komponenten ermitteln wir optimale Kombinationen (in Bezug auf Technik, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit) sowie die erforderlichen und anzustrebenden Bedingungen für ihre Umsetzung.

Ein lösungsorientierter interdisziplinärer Ansatz wird für das Projekt als Ganzes sowie innerhalb jedes einzelnen Arbeitspaketes angewandt. Die Arbeitspakete (AP) befassen sich mit Subsystemen (z. B. AP3 mit Netzwerken in Kombination mit erneuerbaren Energien und Energiespeicherung, AP4/AP10 mit dem Industriesektor und AP5/AP11 mit Lösungen hauptsächlich für eigenständige Systeme unter Nutzung erneuerbarer Energien), sie beinhalten Fallstudien (AP6 in Zürich und AP7 in der Romandie), oder sie wenden spezifische Ansätze an (AP2/AP9: gesetzliche und sozioökonomische Integration, und AP1/AP8: Energiesystemmodellierung). Alle Arbeitspakete münden in Empfehlungen für politische Entscheidungsträger und für andere Akteure.

Short description (English)

The DeCarbCH project addresses the colossal challenge of decarbonisation of heating and cooling in Switzerland within three decades and it prepares the grounds for negative CO₂ emissions. The overall objective of the project (with the ultimate target of net zero emissions) is to facilitate, speed up and de-risk the implementation of renewables for heating and cooling in the residential sector (for various scales and degrees of urbanization) as well as for the service and the industry sector

• by providing guidance on which combinations of technologies to implement where, to which extent and when
• by developing, piloting and demonstrating combinations of commercially viable technologies thereof, consequently helping to drive down the cost of renewable heating and cooling in all sectors
• by conducting model-based analyses that support planning, inter alia by the development of scenarios representing the supply, distribution and demand of renewable heating and cooling services
• by quantifying the value of both renewable heating and cooling as well as of negative CO₂ emissions
• by providing evidence-based guidance on how to enable the implementation of renewable heating and cooling by policies and by legal measures as well as by engaging with the relevant actors and ensuring the necessary level of acceptance.

The DeCarbCH project focusses on three main components, i.e. i) advanced renewable energy and transformation technologies, ii) thermal grids (for heating and cooling) and iii) energy storage. For these, we establish optimal combinations (in technical, economic and environmental terms) as well as necessary and desirable conditions for their implementation.

A solution-oriented, interdisciplinary approach is applied for the project as a whole and within each work package. The work packages deal with subsystems (e.g. WP3 on grids in combination with renewables and energy storage, WP4/WP10 on industry and WP5/WP11 on primarily standalone renewable energy-driven system solutions), they represent case studies (WP6 for Zurich and WP7 for Romandie) or they apply specific approaches (legal and socio-economic integration in WP2/WP9 and energy system modelling in WP1/WP8), leading to recommendations for policy makers and other stakeholders.

Short description (French)

Le projet DeCarbCH s’attaque au colossal défi de la décarbonisation du chauffage et du refroidissement en Suisse dans un délai de trois décennies, et jette les bases pour atteindre des émissions négatives de CO₂. L’objectif global du projet (et l’objectif final de zéro émission nette) est de faciliter et d’accélérer la mise en œuvre des énergies renouvelables, ainsi que d’atténuer les risques qui y sont liés, pour le chauffage et le refroidissement dans le secteur résidentiel (à différentes échelles et degrés d’urbanisation) et dans le secteur des services et de l’industrie

• en fournissant des orientations sur les combinaisons de technologies à mettre en œuvre, à quel endroit, dans quelle mesure et à quel moment
• en développant, testant et présentant des combinaisons de technologies commercialement viables, contribuant ainsi à faire baisser le coût du chauffage et du refroidissement renouvelables dans tous les secteurs
• en effectuant des analyses basées sur des modèles qui facilitent la planification, notamment par l’élaboration de scénarios représentant l’offre, la distribution et la demande de services de chauffage et de refroidissement renouvelables
• en quantifiant la valeur du chauffage et du refroidissement renouvelables ainsi que des émissions négatives de CO₂
• en fournissant des orientations fondées sur des données factuelles relatives à la manière de promouvoir le chauffage et le refroidissement renouvelables par des politiques et des mesures juridiques, ainsi qu’en s’engageant auprès des différents acteurs concernés pour assurer le niveau d’acceptation nécessaire.

Le projet DeCarbCH se concentre sur trois composantes principales : i) les technologies avancées en matière d’énergie renouvelable et de transformation, ii) les réseaux thermiques (pour le chauffage et le refroidissement) et iii) le stockage de l’énergie. Pour chacune de ces composantes, nous établissons les combinaisons optimales (en termes techniques, économiques et environnementaux) ainsi que les conditions nécessaires et souhaitables pour leur mise en œuvre.

Nous adoptons une approche interdisciplinaire axée sur les solutions pour l’ensemble du projet et pour chaque lot de travail. Les lots de travail (WP : workpackage) se concentrent sur des sous-systèmes (p. ex. WP3 sur les réseaux alliant les énergies renouvelables et le stockage de l’énergie, WP4/WP10 sur l’industrie et WP5/WP11 sur les systèmes principalement autonomes basés sur les énergies renouvelables), constituent des études de cas (WP6 pour Zurich et WP7 pour la Suisse romande) ou appliquent des approches spécifiques (intégration juridique et socio-économique dans WP2/WP9 et modélisation de systèmes énergétiques dans WP1/WP8), ce qui permet de formuler des recommandations pour les décideurs politiques et les autres parties prenantes.

Short description (Italian)

Il progetto DeCarbCH affronta la colossale sfida della decarbonizzazione di riscaldamento e raffreddamento in Svizzera entro tre decenni e prepara le basi per le emissioni negative di CO₂. Lo scopo generale del progetto (con l'obiettivo ultimo del raggiungimento delle emissioni nette zero) è semplificare, accelerare e diminuire i rischi dell'implementazione delle fonti rinnovabili per il riscaldamento e il raffreddamento nel settore residenziale (per vari livelli e gradi di urbanizzazione) nonché per il settore dei servizi e industriale

• attraverso un orientamento su quali combinazioni di tecnologie devono essere implementate dove, in che misura e quando
• tramite lo sviluppo, la sperimentazione e la dimostrazione delle combinazioni di tecnologie commercialmente possibili, che aiutino quindi ad abbattere il costo di riscaldamento e raffreddamento da fonti rinnovabili in tutti i settori
• tramite l'esecuzione di analisi basate sui modelli che supportano la pianificazione, tra l'altro mediante lo sviluppo di scenari che rappresentano la fornitura, distribuzione e richiesta di servizi di riscaldamento e raffreddamento da fonti rinnovabili
• mediante la quantificazione del valore del riscaldamento e raffreddamento da fonti rinnovabili ma anche delle emissioni negative di CO₂
• fornendo un orientamento basato sui dati empirici su come permettere l'attuazione di riscaldamento e raffreddamento da fonti rinnovabili mediante politiche e misure giuridiche nonché collaborando con i soggetti interessati e assicurando il necessario livello di accettazione.

Il progetto DeCarbCH si basa su tre componenti principali: i) tecnologie avanzate di energia rinnovabile e trasformazione, ii) reti di teleriscaldamento (per il riscaldamento e il raffreddamento) e iii) stoccaggio di energia. Per questi, determiniamo combinazioni ottimali (in termini tecnici, economici e ambientali) nonché condizioni necessarie e desiderabili per la relativa implementazione.

Al progetto nel suo insieme e nell'ambito di ciascun pacchetto di lavoro si applica un approccio interdisciplinare orientato alle soluzioni. I pacchetti di lavoro riguardano i sottosistemi (ad es. WP3 su reti in abbinamento alle fonti rinnovabili e allo stoccaggio dell'energia, WP4/WP10 sull'industria e WP5/WP11 su soluzioni di sistemi alimentati da energia rinnovabile prevalentemente autonomi), rappresentano case study (WP6 per Zurigo e WP7 per la Svizzera romanda) oppure applicano approcci specifici (integrazione legale e socio-economica in WP2/WP9 e modellizzazione del sistema energetico in WP1/WP8), al fine di determinare raccomandazioni per i responsabili delle decisioni politiche e altri soggetti interessati.

URL-addresses (English)

https://www.sweet-decarb.ch/