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AUSGABE 02 /2020

KLARE SICHT AUF IHRE DATEN TAG UND NACHT FRISCHE LUFT «ENERGIE-HACKER» WAREN WIEDER AM WERK

ENERGIEMANAGEMENT

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MINERGIE

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IT-SICHERHEIT

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WASSERWIRTSCHAFT


Ob im Smart Metering, Secure IoT Communications oder agilen Vorgehen: bbv berät und unterstützt uns seit 20 Jahren in modernem Embedded Software Engineering. Danke! Daniel Lauk Head R&D Landis+Gyr AG

ENERGIEMANAGEMENT Seit Beginn der 20-jährigen-Zusammenarbeit bringt sich bbv partnerschaftlich in die Softwareentwicklung für smarte Produkte und führende Energie-management-Lösungen ein mit ihrer Expertise in Technologien, Methoden und Tooling.

www.bbv.ch · info@bbv.ch


LIEBE LESERIN, LIEBER LESER, SUNNY SIDE DOWN… Möglicherweise kennen Sie die amerikanischen Spiegeleier. Sie werden nach unten gebraten, schmecken eher fade und haben sehr wenig flüssiges Eigelb. Es ist die dunkle Seite der Eier-Kultur, wie diejenige der Solarbranche. Die Hysterie der Sonne geht langsam unter. Sie scheint nicht mehr sehr rosig und hat mittlerweile auch schon eine kleine Verfärbung, welche sich aber langsam ins Düstere wandelt. Die «Solarenergie» hat in den letzten Jahren an Magie verloren. Die glitzernden Panels funkeln nicht mehr sehr hell am Schweizer Industriehimmel. Die Hersteller erinnern mich an die Manege eines Zirkus, mit den unzähligen Artisten aus der ganzen Welt, welche auch alle den Beifall ernten wollen. Doch nicht jeder Mitwirkende oder Produzent wird vom Publikum gleich behandelt. Gibt es denn zu viele Anbieter der neuen Energie? Natürlich überschattet die Billigware aus Asien erneut den Markt. Es ist aber doch immer einfach den Grund in diesem Segment zu suchen. Die Clownerie geht aber weiter! Manege frei für die Solarindustrie. Mit der Energiewende sollten im Bereich erneuerbaren Energien, aber vor allem in der Solarindustrie, tausende von Arbeitsplätzen geschaffen werden! In letzter Zeit häufen sich die Meldungen über die finanziellen Probleme der Solarfirmen. Was wäre für einen Umbruch, Stabilisierung oder einer Senkung der Preise das Richtige? Zu einer vernünftigen Lösung sind wir immer noch nicht gekommen. Findige Hersteller haben heute eine geringe Chance. Im Outdoor-Bereich, wie dem Trekking oder dem extrem Sport, werden täglich neue Erfindungen und Produkte angepriesen und als Schnäppchen verramscht, beinahe verschleudert. Wie kann eine Schweizer Produktion im Solarbereich mithalten? Erfindergeist ist gefragt! Wird die Zukunft in den Händen unserer Industrie liegen, damit wir den Tag mit einem unglaublichen, reinen Sonnenaufgang erleben und die Panels wieder einen Hauch von Diamanten versprühen.

In diesem Sinne wünsche ich Ihnen eine gute Zeit, gute Fahrt und bleiben Sie gesund.

Herzlichst Ihr Roland Baer und Team

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INHALT

EDITORIAL1

6

TITELSTORY6 Klare Sicht auf Ihre Daten

6

REPORT12 Erneuerbarer Wasserstoff ahoi!

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WÄRMEPUMPEN20 Warmwasser-Wärmepumpen im Realbetrieb

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20

MINERGIE22 Tag und Nacht frische Luft

22

Wer motiviert ist, der modernisiert

26

IT-SICHERHEIT31 «Energie-Hacker» waren wieder 31 am Werk Vertrauen ist gut, Kontrolle 34 ist besser

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UMWELT36 Umweltkosten im Lebenszyklus 36 von Personenwagen berechnen Kabelschutz im Wandel der Zeit

40

Aufbruch eines Energieträgers 41 aus der Nische

KERNENERGIE44 Zum Glück haben wir 44 Kernkraftwerke

GASNETZ46 Das Gasnetz wird klimaneutral 46


Gute Raumluft dank Minergie Sie planen ein Gebäude und wünschen gute Raumluftqualität? Im Minergie-Gebäude dürfen Sie die Fenster öffnen, müssen aber nicht. Eine Lüftung tauscht die verbrauchte Luft gegen frische. So sorgt sie für Komfort, Gesundheit und Sicherheit. minergie.ch/gute-raumluft


INHALT

52

ENERGIEMANAGEMENT48 Intelligentes Energiemanagement und Serviceunterstützung 48 Mit innovativen Energiedatenanalysen 50 in eine nachhaltige Energiezukunft

MOBILITÄT52 Ladelösungen mit Zukunft 52 Turboverdichter ermöglichen neue Formen der Mobilität 54 Weltneuheit ZAUGG-Steambeast 59

AUS- UND WEITERBILDUNG

61

61

Die Energietransformation als Chance 61 oder Risiko für lokale Energieversorger?

VORSCHAU64


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TITELSTORY

KLARE SICHT AUF IHRE DATEN DIGITALISIERUNG – DER TREIBSTOFF DER ZUKUNFT Die Digitalisierung der Energiewirtschaft schreitet voran, und damit auch die Zunahme der Datenmengen und die Fortschritte bei der Analyse und Nutzung der Daten. Doch damit diese Daten effektiv genutzt werden können, benötigen Mitarbeitende von Versorgungsunternehmen, Prosumer und Verbraucher vor allem eines: eine klare Sicht auf ihre Daten. Und dies am besten zugeschnitten auf ihre ganz individuellen Bedürfnisse, um für sich das volle Potential von Big Data ausschöpfen zu können. // Seite 6


TITELSTORY zu verändern und interne Prozesse so zu optimieren, dass sie kostengünstiger, intelligenter und schneller funktionieren. Die Gewinnung und Nutzung von Daten gewinnt immer mehr an Bedeutung, Unternehmen müssen zukünftig zu echten Datenspezialisten werden, um ihre Wettbewerbsfähigkeit sicherzustellen und zu optimieren.

DIE KUNST DER DATENVISUALISIERUNG Wie können diese Daten nun effektiv genutzt werden? Hier kommt die Datenvisualisierung ins Spiel, das heisst die Daten müssen analysiert und in Grafiken übersichtlich dargestellt werden. So kann der Benutzer direkt auf einen Blick Entscheidungen treffen, ohne viel Zeit mit Analysen zu vergeuden. Dank Standardtools ist es heute kein Hexenwerk mehr, Daten in anschaulichen Grafiken und Diagrammen zu visualisieren. Doch je nach Benutzer und Situation sind andere Daten gefragt. Wie wichtig dies ist, zeigt folgendes Beispiel aus der Industrie: Bei einem Unternehmen, das weltweit an verschiedenen Standorten ihre Maschinen mit Sensoren überwacht, sind die Betriebsdaten der Maschinen zentral in einem Dashboard einsehbar. Den Mitarbeitenden fiel auf, dass an einem Standort eine bestimmte Maschine zur Mittagszeit statt mit einer üblichen Auslastung von 90 Prozent nur mit 40 Prozent arbeitete. Mit den standardmässig angezeigten Charts und Zahlen wussten sie darauf keine Antwort. Erst durch die Anzeige weiterer bereits vorhandener Messwerte fand man heraus, dass durch ein defektes Fenster zu viel Sonnenlicht auf die Sensoren der Maschine fiel, sodass diese nicht korrekt arbeitete. Hätte ein Mitarbeiter diese Informationen auf seinem Dashboard zur Verfügung gehabt, hätte er das Problem sofort erkennen können.

D

igitale Technologien haben einen immensen Einfluss auf alle Bereiche der Energiebranche, von der Stromproduktion über die Übertragung und Verteilung, dem Handel bis zum Vertrieb. Überall schafft die Konnektivität eine neue digitale Realität, in der Unternehmen neue Erkenntnisse aus verschiedenen Datenquellen gewinnen und gleichzeitig Technologien wie künstliche Intelligenz einsetzen können, um das Kerngeschäft

DASHBOARD IST NICHT GLEICH DASHBOARD Datenvisualisierungstools ab Stange können Informationen schnell und anschaulich anzeigen. Doch entsprechen diese Tools meist nicht den Ansprüchen der Benutzer. Was ist, wenn das Dashboard nicht die relevanten Daten anzeigt, um schnell reagieren zu können? Was ist, wenn es mich bei wichtigen Entscheidungen nicht unterstützt? Wenn das Dashboard nicht den Bedürfnissen der Benutzer entspricht, besteht das Risiko, das es von

ihnen nicht akzeptiert und damit auch nicht verwendet wird. Daher spielt es bei der Nutzung grosser Datenmengen eine zentrale Rolle, auf welcher Art und Weise die Daten aggregiert werden. Für Flavio Maspoli, User Requirements Engineer bei bbv, muss die Darstellung in erster Linie benutzerorientiert sein. Denn nur massgeschneidert aufbereitete Informationen haben einen enormen Einfluss auf die Effizienz gemäss Flavio Maspoli. «Ein Beispiel: Genügt dem einen Benutzer vielleicht schon eine Ampel als Entscheidungsgrundlage, muss ein Techniker vor Ort viele Detailinformationen auf verschiedenen interaktiven Systemen gleichzeitig erhalten, damit er seine Aufgabe erfolgreich erledigen kann», so Maspoli. «Und ein Analyst wiederum erwartet, dass er Zeit einsparen kann, wenn er Reports mit einem neuen System erstellt.» Selbstredend, dass diese drei Benutzer nicht dieselben Anforderungen an die Datenvisualisierung haben.

STANDARDTOOLS VS. INDIVIDUALISIERUNG: WENN ZWEI KLICKS ZU VIEL SIND Um die Kosten für individuelle Konfigurationen und Automatisierungen zu vermeiden, wird oft auf Standard-Visualisierungssoftware zurückgegriffen. Damit können Informationen für den jeweiligen Benutzer jedoch nur bedingt individuell aufbereitet werden. Muss dieser seine Daten jedes Mal mit mehreren Klicks erst selbst zusammensuchen, schwindet die Akzeptanz für das neue Tool sofort. «Man darf es nicht unterschätzen, dass die Geduld von Benutzern minimal ist. So wird der Mehrwert einer neuen Lösung schnell verspielt», sagt Flavio Maspoli. Und weiter: «Ich habe oft erlebt, dass bei Benutzertests neue Lösungen in kürzester Zeit durchfallen, weil es zwei oder drei Klicks mehr braucht, bis die gewünschten Informationen erscheinen. Das klingt lapidar, kann aber fatal sein, wenn man während mehrerer Wochen grosse Anstrengungen unternimmt, riesige Datenmengen in die Cloud zu bringen und dann an der Visualisierung gespart wird. Das kann verheerend sein. Eine zweite Chance erhält man meistens nicht mehr.» Die Lösung im Nachhinein individuell anzupassen sei deutlich schwieriger und aufwendiger. Es lohne sich deshalb längerfristig, die Weichen früh zu stellen und schon von

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TITELSTORY

Je nach Darstellung eine andere Aussage: Beispiele von Datenvisualisierungen aus der Cloud in aktuellen Kundenprojekten (anonymisiert).

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TITELSTORY zeugt: «Die gewünschten Informationen auf einem Blick zu Verfügung zu haben, kann die Effizienz enorm steigern und Erkenntnisse generieren, die auf herkömmlichem Weg nur mit aufwendigen Analysen zu erreichen wären.»

Lo-Fi-Prototypen aus Papier: Papier-Prototypen zeigen schnell, worauf es dem Benutzer ankommt.

Beginn weg die unterschiedlichen Konfigurationen für die verschiedenen Rollen und Benutzer miteinzubeziehen.

FRÜHZEITIG DIE WEICHEN STELLEN MIT PROTOTYPING Wie gelangt ein Benutzer zu genau jenen Informationen, die er oder sie benötigt? «Der Schlüssel dazu ist eine eingehende Analyse des Nutzungskontextes und der unterschiedlichen Benutzeraufgaben», sagt Flavio Maspoli. Benutzerinterviews und Beobachtungen vor Ort seien unerlässlich, um diese fundierten Informationen zu erhalten. In der Auswertung werde dann klar, ob Standardvisualisierungen genügen oder ob eine individuelle Aufbereitung sinnvoll ist. Damit man sich bei komplexen Lösungen nichts verbaut, lohnt es sich, interaktive Prototypen zu entwickeln und Benutzertests vor Ort unter realen Arbeitsbedingungen durchzuführen. Nur so können falsche Annahmen schnell korrigiert und Kundenerwartungen erfüllt werden. Mit sogenannten Low-Fi-Prototypen können hier schnell GUIs entwickelt werden, die umgehend getetestet werden können. Ein grosser Vorteil von Low-Fi-Prototypen ist, dass sie sofort als solche erkennbar sind und sich die Benutzer eher getrauen, Kritik zu äussern. Insbesondere in UsabilityTests zeigen sich aber die Vorteile von High-Fi-Prototypen. Durch die realitätsnahe Simulation eines Produkts «vergisst» die Testperson teilweise, dass sie sich in einem Test befindet und beobachtet wird. Die Person verhält sich dadurch natürlicher und gibt einen besseren Einblick in ihre Vorgehensweise, wodurch die Ergebnisse aussagekräftiger werden.

Ist ein Konzept vorhanden, von dem ausgegangen werden kann, dass der Benutzer die optimale Konfiguration erhält, wird ein Prototyp gebaut. «Manchmal planen wir die Konfigurationen in einer sehr frühen Phase, sodass wir dazu noch keine Software, sondern Papier einsetzen» sagt Maspoli. Ebenfalls frühzeitig werden Tests mit einem PoC (Proof of Concept) oder einem MVP (Minimum Viable Product) durchgeführt. Prototypen lassen sich leicht und schnell per Hand oder mit entsprechenden Tools erstellen. Eine Übersicht über die grosse Vielfalt der Prototypen-Tools liefert die Website uxtools.co. Einige Tools benötigen kaum Einarbeitungszeit, sind aber in den Funktionalitäten stark eingeschränkt. Andere erfordern ein vertieftes Kennenlernen, eröffnen dann aber ein breites Einsatzspektrum, das bis zum realistischen Abbilden komplexer Business-Anwendungen mit viel Logik reicht. In Kundenprojekten trifft man häufig «UITools» an, die den Fokus auf die Erstellung von statischen Screens mit ausgereiftem Visual Design legen. Auch wenn sich die statischen Screens oftmals miteinander verlinken und sich die Übergänge definieren lassen, wird das Interaction Design oftmals stark vernachlässigt. Für eine ganzheitliche UX muss neben dem Visual Design, das unbestritten ein wichtiger UXAspekt darstellt, auch das Interaction Design abgebildet werden.

DIE RICHTIGE VISUALISIERUNG FÜHRT ZU MEHR EFFIZIENZ Wie am Eingangsbeispiel erklärt, ist die richtige Visualisierung im Dashboard nicht zu unterschätzen. Davon ist Maspoli über-

Das optimale Dashboard je nach User-Bedürfnis zu entwickeln, ist keine Kunst, sondern die Kernaufgabe vom User Centered Design (UCD). Patrick Labud, User-Experience-Experte bei bbv, erklärt dazu: «User sind heute kritischer denn je. Diejenigen Unternehmen, die der User Experience bei der Softwareentwicklung nicht Rechnung tragen, verlieren an Wettbewerbs­ fähigkeit und Fachkompetenz.»

DEN BENUTZER INS ZENTRUM STELLEN: USER CENTERED DESIGN Doch wie entwickelt man überhaupt benutzerzentriert? Im Wesentlichen umfasst User Centered Design vier Schritte. Im ersten Schritt geht es darum, den Nutzungskontext zu analysieren. User Centered Design beginnt immer mit dem Beobachten der User. Entwickler müssen wissen, welche Bedürfnisse und Schwierigkeiten Endnutzer beim Bedienen der Software im Arbeitsalltag haben, wie sie Routineaufgaben erledigen oder wo sie Workarounds einsetzen und Abkürzungen nehmen. Basierend auf diesen Informationen werden schliesslich Produktziele definiert. «Ein wichtiges Indiz können z. B. die Post-its sein, die Endnutzer auf ihre Geräte kleben», erklärt Labud. «Denn sie zeigen, wo ein User Gedächtnisstützen und Anleitungen be­ nötigt. Solche Erkenntnisse sind für die spätere Produktentwicklung elementar.» Anschliessend im zweiten Schritt werden die Anforderungen spezifiziert. Die UserBeobachtung dient Entwicklern, erste Thesen zum Nutzerverhalten zu formulieren. Diese sollten aber durch direkte Befragungen und Interviews belegt werden. Nur so können technische Anforderungen geprüft oder die Wirtschaftlichkeit der Lösung bewertet werden. Und man geht sicher, dass man auch wirklich entlang der Bedürfnisse und Probleme der Nutzer entwickelt – auch wenn diese nicht zwingend geäussert werden. «Nutzerzentriert zu entwickeln heisst auch, Probleme zu lösen, derer sich die User gar nicht bewusst sind», sagt Labud. «Es geht nicht primär darum, was der Benutzer will – sondern darum, was der Benutzer braucht.» Anhand der Befragungen und Interviews formulieren Entwickler die

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TITELSTORY

HINWEIS Von der digitalen Strategie- und Innovationsberatung über künstliche Intelligenz und Data S ­ cience zu IoT-Systemen und E-Commerce-Portalen: Das Schweizer Beratungs- und Software-Unternehmen bbv Software Services AG stärkt mit rund 300 Mitarbeitenden in vier Ländern ihre Kunden in der digitalen Transformation von der Ideenfindung bis zum Markterfolg.

konkreten Ziele, die sie mit der Software verfolgen. Ausserdem lassen sich daraus Wireframes entwickeln – konzeptionelle Entwürfe einer Website oder eines Software-Frontends. Diese erste Visualisierung dient Entwicklern und Kunden schliesslich als Kommunikationsmittel, und bildet später die Grundlage für die Entwicklung von Prototypen. Wie der verstorbene Apple-Gründer Steve Jobs bereits erkannte: «Meistens wissen die Leute nicht, was sie wollen, bis man es ihnen zeigt.» Im dritten Schritt wird die Lösungsidee entwickelt. Sind die Anforderungen an die Lösung bekannt, werden erste Verbesserungsideen in Prototypen festgehalten und mit den Nutzern getestet. Ihr Urteil ist letzten Endes entscheidend. Zeigen sich anhand des Prototyps noch Wissens- und Verständnislü-

UCD im Überblick.

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cken, so wird er weiter verfeinert. Ein Prototyp ist erst dann fertig, wenn das Problem richtig verstanden und eine valide Lösungsidee entwickelt wurde. Erst dann kann diese umgesetzt werden – oder sie wird als Verbesserung integriert, sollte UCD bei einem laufenden Produkt eingesetzt werden. Und schliesslich wird im vierten Schritt die Lösungsidee evaluiert. Ist die gestalterische und technische Umsetzung abgeschlossen, muss das Produkt final geprüft und bei Bedarf nochmals überarbeitet werden. Bei User Centered Design handelt es sich also um einen Iterativen Prozess, bei dem die Stärken und Schwächen einer Lösung immerzu mit den Nutzern geprüft werden. Dieser dauert so lange an, bis die gesetzten Produktziele wirklich erfüllt werden. Welche Ziele mit dem Produkt verfolgt werden, hängt natürlich vom Anwendungsfall und von den Anforderungen der Nutzer ab. Nichtsdestotrotz geht es bei UCD immer um eines: Auch wenn der Nutzer bei der Produktentwicklung im Zentrum steht, müssen letzten Endes seine Interessen mit Business-Interessen in Einklang gebracht werden. Gibt es auch noch regulatorische Anforderungen, so müssen diese zusätzlich integriert werden. «Sobald die Lösung aus regulatorischer Sicht sicher ist, der Nutzer gut damit arbeiten kann und

das Business damit Geld verdient, ist die Arbeit erledigt», hält Patrick Labud fest. «Wenn sich Nutzer über eine benutzerfreundliche Lösung freuen, diese aber nach einem Jahr nicht mehr auf dem Markt ist, ist damit keinem geholfen.» Zudem muss jeder, der an der Produktentwicklung beteiligt ist, eines lernen: Die eigene Meinung darüber, was benutzerfreundlich sein könnte, spielt bei der Entwicklung keine Rolle. «Eine der grössten Herausforderungen bei User Centered Design ist es, die eigenen Ansichten aussen vor zu lassen», erklärt Labud. «Oft sagen Entwickler und Projektleiter, dass sie ja auch User sind, und gehen bei der Entwicklung womöglich von Annahmen und eigenen Vorstellungen aus. Um sie geht es aber nicht. Ob ein Produkt benutzerfreundlich ist oder nicht, hat nur der Endnutzer zu beurteilen.»

KONTAKT bbv Software Services AG Blumenrain 10 6002 Luzern Telefon +41 (0) 41 429 01 11 www.bbv.ch info@bbv.ch


Je tz be t Ö re ko ch bi n e lan n. z

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Was hat ein Heizkörper mit unserer Energiezukunft zu tun? Je mehr man darüber weiss, desto mehr macht es Sinn.

Die Energiezukunft fängt im Alltag an: Zum Beispiel beim Heizen Dank der sauberen Verbrennung vermindert Gas den Ausstoss von Luftschadstoffen wie Stickoxiden und Feinstaub. Durch eine mit Erdgas betriebene Gasheizung reduzieren Sie Ihren CO2-Ausstoss im Vergleich zu einer mit Öl betriebenen Heizung um rund 25 Prozent. Gasheizungen können aber bereits heute vollumfänglich mit klimaneutralen Gasen betrieben werden. Je höher der Anteil an erneuerbaren Gasen, desto mehr können die CO2-Emissionen verringert werden. Gasheizungen sind zuverlässig, lassen sich leicht installieren und sparen viel Platz. Sie benötigen kein Brennstofflager und sind dank idealer Verbrennungseigenschaften sehr pflegeleicht.

Klimaneutrale Gase sind die Zukunft Eine Gasheizung verbrennt Gas aus dem weitverzweigten Gasnetz der Schweiz. Heute zirkuliert darin eine Mischung aus Erdgas und erneuerbaren Gasen. Erdgas ist ein natürliches Gas, das aus dem Erdinneren gefördert wird. Erneuerbare Gase sind Biogas, grüner Wasserstoff und synthetisches Methan. Sie sind klimaneutral, denn sie werden aus erneuerbaren Ressourcen wie organischen Ab-

fällen und grünem Strom gewonnen. Bis 2050 will die Gaswirtschaft ausschliesslich klimaneutrale Gase anbieten und unterstützt so die nationale Zielsetzung einer ausgeglichenen CO2-Emissionsbilanz von Netto-Null.

Gasheizungen lassen sich mit Solarenergie kombinieren Ob eine einfache Gasheizung, ein hybrides Heizsystem oder eine stromerzeugende Gasheizung – es gibt für jedes Haus die richtige Lösung. Hybridheizungen verbinden die Vorteile von zwei verschiedenen Technologien: In Kombination mit Solarenergie liefert die Sonne entweder über Solarpanels Wärme oder über Photovoltaikzellen Strom, um vom Frühling bis in den Herbst den Wärmebedarf eines Gebäudes zu decken. Wird in der kälteren Jahreszeit mehr warmes Wasser oder Raumwärme benötigt, erledigt das die Gasheizung. Gasheizungen können nach dem gleichen Prinzip auch mit Holzenergie oder Wärmepumpen ergänzt werden. Solche hybriden Heizsysteme nutzen so viel erneuerbare Energie wie möglich und verbrauchen nur so viel Gas wie nötig. Werden Gasheizungen zu 100 Prozent mit Biogas betrieben, gehören sie zu den besten Heizungen hinsichtlich Ökologie und Klimaschutz.

Gas als Fundament der Energiezukunft Die Zukunft der Energieversorgung ist klimaneutral. Dabei werden Gas und seine Infrastruktur eine wichtige Rolle spielen. Die Schweizer Gasversorgung arbeitet schon länger an den Lösungen auf dem Weg dorthin und bekennt sich zu den Klimazielen des Bundesrates. Mehr zum Thema Heizen und zum Ökobilanzrechner finden Sie auf gazenergie.ch


REPORT

ERNEUERBARER WASSERSTOFF AHOI! In den letzten Jahren wurden verschiedene elektrisch angetriebene Schiffe präsentiert, bei denen der Strom solar auf dem Schiff selbst produziert wird. Das funktioniert gut, vorausgesetzt die Sonne scheint. Um beispielsweise schlechtes Wetter bei längeren Fahrten auf dem Meer zu überbrücken, bedarf es eines Stromspeichers. Eine Option ist der Einbau eines Akkumulators. Eine interessante Alternative ist ein Speicher auf der Grundlage von Wasserstoff. Ein solches Energiesystem hat vor kurzem die Zertifizierung erhalten. Ein zugehöriges Pilotprojekt, unterstützt vom Bundesamt für Energie, liefert Grundlagen für den Einsatz von H 2 -basierten Energiespeichern in Fähren und anderen Schiffstypen. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

Das H 2 -basierte Energiesystem ist zwischen den Solarzellen in der Mitte des Katamarans untergebracht. Über die drei Kamine im hinteren Teil des Speichers entweichen die Luft der Ventilationssysteme sowie der Sauerstoff, der bei der Aufspaltung von Wasser im Elektrolyseur entsteht.

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REPORT

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Ingenieure der R4W-Stiftung und von Swiss Hydrogen SA mit der Anlage zur Wasserstoffproduktion.

D

er 2010 vorgestellte Katamaran PlanetSolar wird nicht vom Wind angetrieben, sondern von der Sonne, und das Boot sieht denn auch anders aus, als man es sich vorstellen mag: Segel gibt es keine, stattdessen einen Elektroantrieb. Der Strom für die zwei Elektromotoren stammt von Photovoltaikmodulen, welche die Oberfläche des Boots bedecken. Die PV-Module haben eine Leistung von 90 kWp, was 15 Dachanlagen auf Einfamilienhäusern gleichkommt. Das Solarboot mit dem auffälligen Design trug mit seiner Weltumrundung zwischen 2010 und 2012 als erstes solar angetriebenes Fahrzeug die Botschaft der nachhaltigen Energieerzeugung in die Welt. 2015 übernahm der frühere Lausanner Unternehmer Marco Simeoni den Solarkatamaran, gab ihm den Namen Race-for-Water (kurz R4W) und nutzt ihn seither für eine weltweite Kampagne gegen die Verschmutzung der Ozeane durch Plastikmüll.

ZERTIFIZIERUNG NACH DREI JAHREN PRAXISTEST Der Solarkatamaran hatte schon reichlich Publicity. Eher im Hintergrund stand bisher das neuartige Speichersystem auf der Grundlage von Wasserstoff (H2) und Brennstoffzellen-Technologie, das ab 2017 im

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Der Container zur Speicherung des Solarstroms in Form von Wasserstoff ist 15 m lang, knapp 4 m breit und 1 m hoch. Er umfasst unter anderem zwei Brennstoffzellen und das Wasserstoffproduktionssystem.

Boot eingebaut wurde: Seither kann der Solarstrom, der nicht für die Bordsysteme benötigt wird, in Form von Wasserstoff gespeichert werden, wenn das Boot im Hafen liegt und die Batterien voll sind. Zu dem Zweck wird Meerwasser entsalzt,

gereinigt und durch einen Elektrolyseur in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet. Der Wasserstoff wird in Druckflaschen gespeichert und über zwei Brennstoffzellen in Strom rückverwandelt, wenn das Boot Antriebsenergie benötigt (vgl. Textbox 1).


REPORT Das H 2 -basierte Energiespeichersystem ergänzt auf der R4W das Speichervolumen der Lithium-Ionen-Akkus. Er vergrössert die Reichweite des hochseetüchtigen Solarboots in Zeiten ohne Sonnenschein von zwei auf sechs Tage. Der Einbau des Systems dauerte von Februar 2017 bis Juli 2018. Mehrmals wurden seither Komponenten des ausgeklügelten Energiesystems optimiert. Im Januar 2020 erfolgte schliesslich die Zertifizierung durch die Organisation DNV-GL (Det Norsk Veritas Germanischer Lloyd), eine internationale Gesellschaft, welche unter anderem technische Gutachten und Zertifizierungen im Schifffahrtsbereich vornimmt.

MÖGLICHST LEICHT, MÖGLICHST KOMPAKT Mit der Zertifizierung ist der Reifegrad für kommerzielle Anwendungen erreicht. Bis dies Realität wurde, war das Speichersystem auf einer Strecke von 28’000 nautischen Meilen (ca. 52’000 km) in Betrieb. In der Zeit konnten mit der Versuchsplattform eine Vielzahl von Erfahrungen gewonnen werden. «Wir haben mit der R4W gezeigt, wie unter den spezifischen Gegebenheiten eines hochseetüchtigen Boots eine autarke Produktions-, Speicher- und Umwandlungsplattform für grüne Energie zuverlässig arbeitet», sagt Alexandre Closset, Mitgründer und CEO des Fribourger Engineering-Unternehmens Swiss Hydrogen, welches das Projekt federführend umgesetzt hat.

EIN SCHWIMMENDER SOLARSPEICHER Ganz einfach ausgedrückt könnte man sagen: Das Energiesystem der R4W kommt mit Meerwasser und Sonne aus. Die technische Umsetzung ist indes anspruchsvoll: Das Meerwasser wird zuerst entsalzt, demineralisiert und dann in zwei Elektrolyseuren mit Protonen-Austausch-Membran (PEM) von je fünf kW Leistung mittels Solarstrom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet. Der Wasserstoff (H2) wird getrocknet und mit einem ölfreien Kompressor von ca. 45 auf 350 bar komprimiert und in 24 Druckflaschen gespeichert. Der durchschnittliche Verbrauch des Solarkatamarans für die Versorgung von Antrieb und Bordstromversorgung liegt bei 20 bis 40 kW. Reicht der aktuell produzierte Solarstrom dafür nicht aus und ist der Ladestand der Batterien zu tief, wird der gespeicherte Wasserstoff in Strom rückverwandelt: Dies geschieht mit zwei PEM-Brennstoffzellen (je 28 kWp Leistung; 95 V / 300 A). Der Strom wird mit einem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler auf 400 V transformiert. Alle Komponenten des Wasserstoffspeichers finden in einem Container von 15 x 3,8 x 1,0 m Grösse Platz. Der Umwandlungsschritt von Solarstrom zu Wasserstoff erfolgt mit einem Wirkungsgrad von 30 Prozent, die Rückverwandlung von Wasserstoff zu Strom mit 32 Prozent. Unter dem Strich werden also rund 10 Prozent des überschüssigen Solarstroms für den Antrieb genutzt. «Dieser Wert ist noch unbefriedigend, wir sehen aber eine grosse Zahl von Verbesserungsmöglichkeiten, um die 10 Prozent auf über 25 Prozent anzuheben», blickt Alexandre Closset in die Zukunft. Dazu gehören der Verzicht auf unnötige Umrichter, die Nutzung von Regenstatt Meerwasser (falls eine solche Anlage auf dem Festland eingesetzt wird), oder eine bessere Dimensionierung von Elektrolyseur und Brennstoffzelle.

Die chemische Speicherung von Strom in Form von Wasserstoff wird seit langem praktiziert. Auch die Umwandlung von Wasserstoff in Strom mithilfe von Brennstoffzellen ist unterdessen gut erprobt. Die grosse Herausforderung im vorliegenden Projekt bestand darin, diesen komplexen, mehrstufigen Prozess unter den einschränkenden Bedingungen eines Bootes zu realisieren. Das Speichersystem musste möglichst leicht und platzsparend gebaut werden und dabei der unruhigen See, den extremen Temperaturen und der salzhaltigen, feuchten Luft standhalten.

HINWEIS Auskünfte zu dem Projekt erteilt Dr. Stefan Oberholzer (stefan.oberholzer@bfe.admin.ch), Leiter des BFE-Forschungsprogramms Wasserstoff.

Anordnung wichtiger technischer Komponenten auf dem Race-for-Water-Katamaran.

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REPORT

UMFASSENDES SICHERHEITSKONZEPT Da ein alkalischer Elektrolyseur zu gross war, entschieden sich die Ingenieure für einen kompakten Protonen-AustauschMembran-Elektrolyseur. Um Gewicht zu sparen, bestehen die 24 Wasserstoff-Speicher aus Karbonfaser, im Innern ausgekleidet mit einem Polymer. Das Gesamtgewicht der Speicher konnte so auf rund 2’500 kg begrenzt werden. Darin finden insgesamt 165 kg nutzbarer Wasserstoff Platz, was in etwa 2.5 MWh an elektrischer Nutzenergie entspricht (für ein Brennstoffzellensystem mit 45 Prozent Wirkungsgrad). Alle Komponenten des Energiesystems (Entsalzungsanlage, Elektrolyseure, Kompressor, H 2 -Trockner, Wasserstoffspeicher, Brennstoffzellensystem) einschliesslich des Containers wiegen insgesamt

6’400 kg. Zum Vergleich: Die Lithium-IonenBatterie, die in der R4W ebenfalls als Stromspeicher dient, wiegt rund 7’400 kg, kann aber nur 750 kWh Strom aufnehmen.

Rauch- und Wasserstoffdetektoren sowie redundante Steuerungen für eine angemessene Belüftung der verschiedenen Systemkomponenten.

Viele Komponenten des Energiesystems sind Prototypen. Gemeinsam mit dem schwedischen Unternehmen PowerCell wurde für die vorliegende Anwendung eine Brennstoffzelle mit hoher Leistungsdichte entworfen. Wegen der Explosionsfähigkeit von Wasserstoff gelten für die ganze Anlage hohe Sicherheitsanforderungen. Jeder der 24 Wasserstoffspeicher ist mit drei thermischen Drucksicherungen ausgerüstet: Wenn im Zuge eines Brandes die Umgebungstemperatur 110 °C übersteigt, wird der Wasserstoff automatisch aus den Behältern entlassen. Zum umfassenden Sicherheitskonzept gehören

DEKARBONISIERUNG DER SCHIFFFAHRT

PILOT- UND DEMONSTRATIONSPROJEKTE DES BFE Die Erforschung des H2-basierten Energiespeichersystems auf dem Solarkatamaran R4W wurde vom Pilot- und Demonstrationsprogramm des Bundesamts für Energie (BFE) unterstützt. Damit fördert das BFE die Entwicklung und Erprobung von innovativen Technologien, Lösungen und Ansätzen die einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz oder der Nutzung erneuerbarer Energien leisten. Gesuche um Finanzhilfe können jederzeit eingereicht werden. www.bfe.admin.ch/pilotdemonstration

Blick auf das Deck des Race-for-Water-Katamarans: Der an Bord produzierte Solarstrom kann in einem Wasserstoff-basierten Energiespeichersystem zwischengespeichert werden.

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Wegen seiner hohen Energiedichte ist (nachhaltig produzierter) Wasserstoff eine bevorzugte Option zur Dekarbonisierung des Mobilitätssektors. Das gilt für den Strassenverkehr, in einer globalen Perspektive aber auch für die Schifffahrt. Der CO2-Ausstoss des Gütertransports auf dem Seeweg ist erheblich. Mit einer Milliarde Tonnen liegt er 50 Prozent über jenem des Frachtverkehrs in der Luft (so die Zahlen von OECD / IEA für das Jahr 2014). Mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebene Elektromotoren sind eine mögliche Alternative. Die R4W bietet einen Fundus aus Erfahrungen, aus dem neue Projekte schöpfen können. Diese fliessen aktuell beispielsweise in das EU-finanzierte Projekt M ­ ARANDA ein. In dem vierjährigen Vorhaben soll bis 2021 ein Forschungsschiff, das in arktischen Gewässern operiert, mit einem Hybridsystem aus Brennstoffzellen und Batterien ausgerüstet werden, das die Bordstromversorgung speist und die Energie bereit-


Jeder der 24 Wasserstoffspeicher ist mit drei thermischen Drucksicherungen ausgerüstet.

Das Brennstoffzellensystem wurde für die R4W neu konzipiert.

stellt, um das Schiff während Messungen vibrationsfrei zu positionieren. Die Brennstoffzellen sind bei MARANDA gut dreimal leistungsfähiger als bei R4W. Im Unterschied zu R4W wird der Wasserstoff nicht auf dem Schiff hergestellt, sondern an Land getankt und in einem Container mit Speicherbehältern mitgeführt.

ANWENDUNG AUCH AUF BINNENGEWÄSSERN Auch in den meisten anderen Anwendungen dürfte es zu aufwendig sein, den Wasserstoff auf dem Boot selber zu produzieren. Interessant könnte die Anwendung von Wasserstoff in kleinen Fähren, Fischerbooten, Fahrgastschiffen und Schleppern sein. Diese Schiffstypen werden so eingesetzt, dass sie nach kurzer Einsatzdauer wieder an ihren Ausgangspunkt zurückkehren und dort von Neuem mit Wasserstoff betankt werden können.

HINWEIS Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrationsund Leuchtturmprojekte im Bereich Wasserstoff finden Sie unter www.bfe.admin.ch/ec-h2.


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WARMWASSER-WÄRMEPUMPEN IM REALBETRIEB SO LAUFEN WARMWASSER-WÄRMEPUMPEN BESONDERS EFFIZIENT Im Rahmen zweier Studien im Auftrag von GebäudeKlima Schweiz wurden Arbeitszahlen von Warmwasser-Wärmepumpen im Realbetrieb ermittelt und ausgewertet. Dabei ergaben sich auch für die Installation spannende Erkenntnisse.

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armwasser-Wärmepumpen finden immer grössere Verbreitung. Spätestens seit den MuKEn 2014, den Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich, welche den Neueinbau oder Ersatz einer direkt-elektrischen Erwärmung von Warmwasser in Wohnbauten verbieten. Die Erfahrungswerte über die Energieeffizienz von Warmwasser-Wärmepumpen sind jedoch noch immer gering. Zwar deklarieren Hersteller Kennzahlen Diese entstehen jedoch unter Normbedingungen, während für eine korrekte Auslegung und Installation Daten aus der Praxis

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wichtig wären. GebäudeKlima Schweiz gab deshalb bereits mehrere Untersuchungen in diesem Bereich in Auftrag.

ZURÜCKFLIESSEN VON KALTWASSER VERHINDERN In seiner 2016 erstellten Bachelorarbeit im Rahmen des Studiengangs Energie- und Umwelttechnik an der Fachhochschule Nordwestschweiz bestätigte Lukas Zeltner eine mögliche Differenz zwischen unter Normbedingungen und in der Praxis erzielten Werten und identifizierte diesbezüglich wichtige Einflussfaktoren, die bei der Pla-

nung und Installation berücksichtig werden sollten. So zeigte er etwa die Bedeutung des Anschlusses der Warmwasserleitung auf: Durch das Zurückfliessen von abgekühltem Wasser geht Energie verloren. Bei der Installation können dabei unter Umständen durch ein leicht nach unten geneigtes Rohr, schräge Stutzen oder einer Siphonlösung Verluste reduziert werden. Weiter sollte die Entnahmetemperatur nur so hoch und die Speichergrösse so gross wie unbedingt nötig gewählt werden. Lädt eine Warmwasser-Wärmepumpe ausserdem nur einmal pro Tag nach, möglichst in der Nacht,


WÄRMEPUMPEN beeinflusst das die Leistungszahl, den COP, ebenfalls positiv. Um seine Erkenntnisse in der Praxis zu beweisen, entwickelte Lukas Zeltner ein entsprechendes Messsystem.

MÖGLICHKEITEN ZUR ERHÖHUNG DER QUELLTEMPERATUR In einer zweiten, 2018 erstellten Bachelorarbeit führte Curdin Kindschi ebenfalls im Studiengang Energie- und Umwelttechnik an der Fachhochschule Nordwestschweiz begonnene Effizienzmessungen von Lukas Zehnder fort, um möglichst langfristige Datenaufzeichnungen auswerten zu können. Er bestätigte zum einen die Erkenntnisse von Lukas Zeltner und wies auf weitere mögliche Effizienzsteigerungen

von Warmwasser-Wärmepumpen im Praxisbetrieb hin. So legte Curdin Kindschi etwa dar, dass es zwischen Luftaus- und Lufteinlass zu einem Kurzschluss der Luftströmungen kommen kann. Abgekühlte Luft wird quasi direkt wieder eingezogen. Mit entsprechender Auswirkung auf die Effizienz: Pro Grad Quelltemperatur steigt die Heizleistung einer Wärmepumpe um drei bis vier Prozent. In einem Versuch legte er dar, dass sich der Effekt mit einfachen Massnahmen abschwächen lässt. Bereits durch eine ein Meter hohe Dämmplatte zwischen Auslass und Einlass erreichte er eine durchschnittlich zwei Grad höhere Quelltemperatur, was entsprechend eine höhere Heizleistung von sechs bis acht Prozent zur Folge hat. Weiter

führte Curdin Kindschi eine thermische Simulation bezüglich der Raumsituation durch. Dabei wurde dargelegt: Ist der Aufstellraum einer Wärmepumpe durch eine thermische Dämmung von beheizten Räumen getrennt, kann in ersterem die Lufttemperatur um bis zu zehn Grad tiefer sein, als wenn keine Dämmung besteht. Dies hat Einfluss auf die Wärmepumpe, kann aber an besonders kalten Tagen auch für andere Geräte oder Kaltwasserleitungen im Aufstellraum suboptimal sein. All diese Punkte zeigen, dass nicht nur die Wärmepumpe selbst, sondern vor allem auch die Installationssituation und eine fachlich korrekte Inbetriebnahme entscheidend sind für die Effizienz einer Warmwasser-Wärmepumpe.

GEBÄUDEKLIMA SCHWEIZ GebäudeKlima Schweiz ist der bedeutendste Schweizer Hersteller- und Lieferantenverband der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik. Die Mitglieder sind mehrheitlich Systemanbieter und unterhalten gesamtschweizerische Verkaufs- und Servicenetze. Als «Stimme der Gebäudetechnik-Industrie» bringt GebäudeKlima Schweiz die Meinung der Industrie zu aktuellen Themen in die politische Diskussion mit ein, verhandelt mit Behörden und Verbänden, engagiert sich für optimale Rahmenbedingungen für die Schweizer GebäudetechnikIndustrie, übernimmt eine wichtige Rolle in der Aus- und Weiterbildung und wird durch den branchenübergreifenden Austausch unter den Mitgliedern zu einem wichtigen Innovations- und Kompetenzzentrum. Weitere Informationen: www.gebaeudeklima-schweiz.ch

Inneneinrichtung mit unabhängiger Kesselmittelkapazität.

Warmwasserbereiter im modernen Kesselraum.

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TAG UND NACHT FRISCHE LUFT GESUNDE LUFT DANK LÜFTUNG Damit sich Menschen in Räumen wohl fühlen, brauchen sie gute Luft. Die heutigen Gebäude sind weitgehend luftdicht gebaut und müssen daher erst recht gelüftet werden. Rein manuelles Lüften liefert praktisch nie optimale Resultate.

W

ir Menschen nehmen schlechte Luftqualität kaum wahr, solange wir den Raum nicht verlassen und wieder betreten. Darum wird fast im-

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mer zu wenig oft und zu wenig gründlich gelüftet. Viele Wohnungen stehen zudem tagsüber leer. Nachts wird die Luft im Schlafzimmer dick, ausser, das Fenster

bleibt dauernd offen. Das ist im Sommer je nach Standort möglich – ausser es führt zu Sicherheitsproblemen oder lässt zu viel Lärm rein. Im Winter aber geht mit einem


MINERGIE

bau und in der Sanierung. Keines der von Minergie zugelassenen Lüftungssysteme verbietet das Öffnen von Fenstern, wenn einem doch einmal danach steht.

IM SOMMER KÜHL, IM WINTER WARM gekippten Fenster sehr viel Energie verloren, und die kalte Zugluft ist störend.

WENIGER SCHIMMEL, MEHR SICHERHEIT Eine automatische Lüftung verhindert, dass sich Gerüche, CO2 oder Feuchtigkeit in der Raumluft anreichern. Sie sorgt also für gute Luftqualität und verhindert, dass sich in der Wohnung Schimmel bildet. Zudem spart sie mit einer Wärmerückgewinnung auch Energie. Und weil zum Lüften keine Fenster geöffnet werden müssen, schützt sie vor Lärm von aussen und mindert das Einbruchrisiko. Heute stehen viele erprobte Lüftungssysteme zur Verfügung. Es gibt für fast jeden Fall eine optimale Lösung, im Neu-

Damit es im Sommer drinnen kühl bleibt, müssen die Sonneneinstrahlung und der Eintrag von warmer Luft möglichst reduziert werden. Minergie-Bauten erfüllen generell höhere Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz als normale Häuser. Eine Lüftungsanlage mit Sommerbypass unterstützt zudem bei der Nachtauskühlung. Im Winter vermeidet man mit Lüftungen, welche mittels Wärmerückgewinnung der Abluft die Wärme entnehmen und sie der Frischluft mitgeben, unangenehm kalte Zuglufterscheinungen. Dies lohnt sich auch aus energetischer Sicht.

WIRD DIE LUFT IM WINTER ZU TROCKEN? Die Luftfeuchte hängt vom Aussenluftvolumenstrom, dessen Feuchtegehalt und vom Feuchteanfall in den Räumen ab. Das bedeutet: Auch bei Gebäuden

mit manueller Fensterlüftung wird trockene Raumluft entstehen, wenn genügend gelüftet wird. Bei mechanischen Lüftungen lässt sich trockene Luft in erster Linie vermeiden, indem die Luftvolumenströme nicht überdimensioniert werden und die Betriebsstufe in jedem Gebäude dem Bedarf respektive der Belegung angepasst werden kann. Zusätzlich lassen sich Lüftungsgeräte mit Feuchterückgewinnung ausrüsten.

WIE OFT MÜSSEN DIE FILTER GEWECHSELT WERDEN? Die Lebensdauer eines Filters hängt von der Luftbelastung, von seiner wirksamen Fläche und der Feuchte ab, der er ausgesetzt ist. In der Regel sollte von zwei Filterwechseln pro Jahr ausgegangen werden. Unter günstigen Bedingungen reicht allenfalls einer. Eine bedarfsgesteuerte Lüftung reduziert nicht nur die Stromkosten, sondern auch die Belastung der Filter und erhöht deren Lebensdauer. Bei hoher Aussenluftbelastung (verkehrsreiche Strasse oder überdurchschnittlich viel Blütenstaub) und knapp bemessenen Filtern ist aber allenfalls ein häufigerer Wechsel erforderlich. Die Filter und

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MINERGIE

Vor- und Nachteile der Standardlüftungssysteme Kriterium

Lüftungssystem Komfortlüftung

Abluftanlage

Einzelraumlüftung, kombiniert mit Abluft in Bad, WC und Dusche

Wie gut lässt sich die erfor­ derliche gewichtete Energie­ kennzahl bei Neubauten erreichen?

Gute Voraussetzung, beson­ ders bei Bedarfsregelung und Kaskaden­ oder Verbundlüf­ tung

Zusammen mit einer effizienten Wärmeerzeugung machbar, z. B. mit einer Abluftwärmepumpe für Warmwasser

In der Regel gut machbar

Wie gut lässt sich die erforderliche gewichtete Energiekennzahl bei Moder­ nisierungen erreichen?

Sehr gut machbar

Gut machbar

Gut machbar

Bei fachgerechter Planung und Installation lassen sich tiefe Schalldruckpegel errei­ chen

In den Zimmern sind meist keine Lüftungsgeräusche wahrnehm­ bar, Abluftventilatoren müssen dauernd eingeschaltet sein

Anspruchsvoll, viele auf dem Markt erhältliche Geräte halten die Anforderungen der Schweizer Nor­ men nicht ein

Wie gut ist der Schallschutz gegen aussen?

Selbst an sehr lauten Lagen ist ein guter Schallschutz möglich

An ruhigen Lagen unproblema­ tisch, an lauten Lagen sind Abklärungen durch Bauakustiker erforderlich

Hängt stark vom Gerät ab. An ruhigen Lagen unproblematisch, an lauten Lagen sind Abklärungen durch Bauakustiker erforderlich

Welche Filterstufen sind möglich?

Die meisten Geräte sind mit Feinstaubfiltern ausgerüstet, bei Bedarf sind zusätzliche Filterstufen möglich

ALD mit Feinstaubfiltern sind erhältlich, aber die meisten Pro­ dukte haben nur Grobstaubfilter oder gar keine Filter

Geräte mit Feinstaubfiltern sind erhältlich. Für viele Produkte gibt es aber nur Grobstaubfilter

Wie ist die empfundene Raumluftqualität?

Gut, eine Bedarfsregelung wird empfohlen

Gut, eine Bedarfsregelung wird empfohlen

Gut, eine Bedarfsregelung wird empfohlen

Wie hoch ist das Zugluft­ risiko?

Bei korrekter Auswahl und Platzierung der Zuluftdurch­ lässe sehr gering

Selbst bei korrekt ausgewählten Bei korrekter Auswahl und Platzie­ und platzierten ALD sowie rich­ rung der Geräte gering tig ausgelegten Volumenströmen heikel

Mit welchen Massnahmen kann tiefen Raumluftfeuch­ ten vorgebeugt werden?

Geräte mit Feuchterückge­ winnung wählen, Bedarfsre­ gelung und Kaskaden­ oder Verbundlüftung vorsehen

Mit Bedarfssteuerung und Kas­ kadenlüftung betreiben. Nicht überdimensionieren!

Geräte mit Feuchterückgewinnung wählen, Bedarfsregelung vorse­ hen. Nicht überdimensionieren!

Bedarfsregelung

Wie kann eine Bedarfs­ regelung realisiert werden?

Bedieneinheit und Luftquali­ tätssensor in der Wohnung

Bedieneinheit in der Wohnung, allenfalls feuchtegeregelte ALD

Bedieneinheit und Luftqualitäts­ sensor pro Zimmer

Wartung

Wie hoch ist der Wartungs­ aufwand?

Ein bis zwei Filterwechsel pro Jahr, Hygienemassnahmen siehe Seite 12

Zwei­ bis dreimal pro Jahr: Filter bei allen ALD wechseln, ALD von innen und aussen reinigen, Hygi­ enemassnahmen siehe Seite 12

Ein­ bis dreimal pro Jahr: An jedem Gerät Filter wechseln, Geräte innen und aussen reinigen, Hygie­ nemassnahmen Seite 12

Modernisierung

Wie gut ist das System für Modernisierungen geeignet?

Geeignet, wenn auch Innen­ Gut geeignet bei Fassaden­ und bereich saniert wird (Küche, Fenstersanierungen Bad und Steigzonen) vor allem in Kombination mit Ver­ bundlüftern

Gut geeignet bei Fassaden­ und Fenstersanierungen (elektrische Installationen erforderlich)

Bauliche Aspekte

Wo können Probleme ent­ stehen?

Lange Luftleitungen – wo unterbringen?

Fassadendurchbrüche und Strom­ versorgung für Lüftungsgeräte erforderlich

Energie

Schallschutz Wie einfach lassen sich die Anforderungen an den Schutz vor Anlagegeräu­ schen umsetzen?

Luftqualität

Behaglichkeit

deren Wechsel verursachen einen namhaften Anteil der Betriebskosten einer Gebäudelüftung, müssen aber weniger oft gewechselt werden. Eine gute Zugänglichkeit der Filter ist ebenfalls wichtig.

DAS PASSENDE LÜFTUNGSSYSTEM FINDEN Die heute bekannten Standardlüftungssysteme haben unterschiedliche Vorund Nachteile. So bietet die klassische Komfortlüftung bei Komfort und Energieeffizienz Vorteile. Weil sie aber sepa-

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Fassadendurchbrüche für ALD erforderlich

rate Kanäle für Zu- und Abluft benötigt, eignet sie sich vor allem für Neubauten oder umfassenden Sanierungen, bei denen auch die Innenräume baulich verändert werden. Bei Sanierungen hingegen, die sich auf die Gebäudehülle beschränken, lassen sich eine Grundlüftung und Abluftanlagen oft deutlich günstiger realisieren. Falls sinnvoll und nötig, können die Systeme auch bis zu einem gewissen Grad kombiniert werden. Bei der Systemwahl ist immer auch der Betrieb zu berücksichtigen. Nur ein professionell ge-

wartetes System kann auch die gewünschte Leistung erbringen.

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Double-skin-Fassademit kristalliner Solarzelle in Klaipėda (Litauen). Die Glasmodule schützen das Gebäude vor Überhitzung und Windlast.

WER MOTIVIERT IST, DER MODERNISIERT Nur ein Bruchteil des Schweizer Gebäudebestands wird jedes Jahr erneuert und dabei in Teilen oder als Ganzes energetisch modernisiert. Bei Fassaden liegt die Sanierungsquote lediglich bei einem Prozent. Das ist zu wenig, um das grosse Einsparpotenzial im Gebäudepark mittelfristig umzusetzen und die Ziele der Energiestrategie 2050 zu erreichen. Doch wie kommt die energetische Erneuerung des Gebäudebestands vom Fleck? Die Tagung des Vereins «Building and Renewable Energies Network of Technology» (brenet) suchte Anfang September in Aarau nach Antworten. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

E

rneuern! – Sanierungsstrategien für den Gebäudepark – mit diesem Imperativ empfing das brenet-­Status-­ Seminar  2020 seine Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Prof. Dr. Jürg Bichsel, Inhaber der Beratungsfirma Coperitus und brenetPräsident, konnte in Aarau 120 Expertinnen und Experten aus Forschung und Industrie begrüssen. «Erneuerung ist, was die Schweiz dringend braucht, um die Energiestrategie  2050 umzusetzen. Beim Gebäudebestand müssen wir anknüpfen, denn die Neubauten haben wir im Griff», sagte Bichsel in Anspielung auf das Tagungsthema.

EINE HERKULESAUFGABE – AUCH FÜR DIE SBB Solarthermie-Fassade eines sanierten Mehrfamilienhauses in Zürich-Schwamendingen.

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Bei dem in die Jahre gekommenen Gebäudebestand wartet eine Herkulesaufgabe. Bruno Ulrich, Projektleiter Nachhaltigkeit bei SBB-Immobilien, machte die

Herausforderung in seinem Keynotereferat beispielhaft klar. Die SBB-Züge sind dank Strom aus Wasserkraftwerken zwar CO2arm unterwegs, das Unternehmen SBB hat aber doch einen markanten ökologischen Fussabdruck. Ein Teil stammt von den landesweit rund 3 500 Gebäuden mit rund 1 0 00 Heizungsanlagen zur Produktion von Heizwärme und Warmwasser. Rund 60 % des Wärmebedarfs werden hier aktuell noch mit fossilen Energieträgern (Heizöl, Gas) gedeckt. Doch die Modernisierung der SBB-Gebäude ist im Gang: Seit 2016 setzt SBB Immobilien bei Um- und Neubauten keine fossilen Heizanlagen mehr ein. So wurden bislang 140 Heizungsanlagen ersetzt, allein damit spart die SBB jährlich 1.66 Millionen Liter Heizöl. Bis im Jahr 2030 soll der Gebäudepark klimaneutral sein. Um dieses Ziel zu


MINERGIE

«Der ökologische Fussabdruck der SBB-Immobilien ist gross», sagte Bruno Ulrich, Nachhaltigkeitsexperte bei der Immobiliensparte der SBB am brenet-Status-Seminar 2020. Bis im Jahr 2030 sollen die rund 1000 Heizungen in SBB-Gebäuden ohne fossile Energieträger auskommen.

erreichen, sollen jedes Jahr rund 50 Liegenschaften auf nicht-fossile Wärmeerzeugung umgestellt werden, wie Ulrich ausführte. Als Beispiel nannte er die Bahnhöfe Zug und Zürich-Enge, die künftig den Zuger- bzw. Zürichsee als Wärmequelle nutzen werden. Er rief alle gesellschaftlichen Akteure zur Zusammenarbeit auf: «Gemeinsam werden wir Lösungen finden.»

Altstadt von Aarau. Im neuen Konzept setzten die Organisatoren auf Vertiefung in Doppelsessionen zu Fokusthemen. Wie in früheren Jahren lebte die Tagung vom Austausch zwischen Forschung und Praxis. Der Anlass ermöglichte wieder den persönlichen Austausch mit Fachkolleginnen und -kollegen, den viele in den letzten Monaten schmerzlich vermisst haben.

TECHNISCHE UND SOZIO-ÖKONOMISCHE FRAGESTELLUNGEN

Die Fokusthemen des Status-Seminars widmeten sich dem CO2-armen Heizen & Kühlen, der Digitalisierung am Bau und der energetischen Aktivierung der Gebäudehülle. Grossen Raum nahmen an dem zweitägigen Kongress neben technischen auch

Die 21. Ausgabe des brenet-Status-Seminars fand nicht mehr wie früher im Maschinenlabor der ETH Zürich statt, sondern im Kultur- & Kongresshaus in der quirligen

sozio-ökonomische Fragestellungen einschliesslich des Nutzerverhaltens ein. Die vorgestellten Konzepte suchten nach Antworten, wie Immobilienbesitzer und die weiteren Akteure des Gebäudesektors zu nachhaltigen Entscheidungen bewegt werden können. Stefan Rieder (Interface, Luzern) berichtete über eine Studie zu den Motiven von Sanierungsmuffeln. «Als wichtiges Hindernis für eine energetische Gebäude­ erneuerung hat sich die fehlende Einsicht der Eigentümerinnen und Eigentümer in die Notwendigkeit einer Gebäudesanierung erwiesen. Die Zielgruppe beurteilt den subjektiven Nutzen einer Renovierung als eher klein», so Rieder. Die Konzentration

links: Philipp Kräuchi (Hochschule Luzern) hat den Stromverbrauch von Gebäudeautomationssystemen am Fallbeispiel des Roche-Hochhauses (Bau 1) in Basel untersucht. Sein Fazit: «Der Stromverbrauch liesse sich auf die Hälfte bis einen Drittel reduzieren.», rechts: Thomas Rosskopf (Energieinstitut Vorarlberg) hat den Zusammenhang zwischen Kleidung und Behaglichkeit in Büroräumen untersucht (die Farbbänder in der Grafik geben an, in welchem Mass die Beschäftigten die Raumtemperatur als behaglich empfinden). Die Schlussfolgerung des Forschers: Wenn Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in ihrer Bekleidung nicht eingeschränkt werden, passen sie sich den saisonalen Temperaturen an und es ist ein geringerer Einsatz von Gebäudetechnik notwendig.

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« DAS NACHSCHLAGEWERK FÜR DAS BESCHAFFUNGSWESEN. »

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www.bundesrundschau.ch


MINERGIE

Dr. Silvia Domingo-Irigoyen (HSLU) hat untersucht, welche Herausforderungen die Elektrifizierung des Gebäudeparks für die Planerinnen und Planer mit sich bringt.

auf den Heizungsersatz sei erfolgversprechender, als eine umfassende Sanierung anzustreben, meinte der Forscher.

VERHALTENSÄNDERUNGEN ANSTOSSEN Ein Hebel, um die Motivation für Gebäudeerneuerungen zu wecken sind Beratungsangebote, wie sie in bestimmten Westschweizer Kantonen beim Handwechsel eines Gebäudes heute Pflicht sind. Ein anderer Mosaikstein auf dem Weg zur Nachhaltigkeit sind Bekleidungsvorschriften in Bürogebäuden. Sie haben mitunter einen direkten Einfluss auf den Bedarf an Gebäudetechnik, wie Thomas Rosskopf (Energieinstitut Vorarlberg) in seiner Keynote ausführte. Dr. Christian Zeyer (Swiss Cleantech) will Verhaltensänderungen über finanzielle Anreize herbeiführen: Er plädierte am Status-Seminar für die Einrichtung eines Modernisierungsfonds, über den die öffentliche Hand Bankkredite für energetische Modernisierungen absichert. «Neue Technologien müssen sich an die Benutzerbedürfnisse anpassen, damit sie

ihre Wirkung voll entfalten können», sagte Andreas Eckmanns, beim BFE für den Forschungsbereich ‹Gebäude und Städte› verantwortlich. Diese Feststellung spiegelt sich im BFE-Forschungskonzept 2021 / 24, auf das Eckmanns in Aarau einen Ausblick gab. Sozio-ökonomische Fragestellungen werden in der künftigen Gebäudeforschung des BFE ebenso wichtig bleiben wie die Resilienz gegen die Folgen des Klimawandels.

STROMPRODUKTION AN DER FASSADE Ein Markenzeichen des brenet-StatusSeminars ist der Wissenstransfer zwischen akademischer Forschung und industrieller Anwendung. Das wurde im Jahrgang 2020 beispielhaft greifbar beim Fokusthema ‹Energetische Aktivierung der Gebäudehülle›. In den letzten Jahren hätten Photovoltaik (PV)-Anwendungen für Fassaden ihren Kostennachteil gegenüber Dachanlagen reduziert, sagte Dr. Sjef de Bruijn (Ernst Schweizer AG). Er betonte: «Das Interesse von Architekten und Bauherrschaften hat markant zugenommen.» Anwendungen gibt es nicht nur bei Neubauten, sondern auch bei Bestandsbauten.

Der Industrievertreter verwies auf leichte Dünnschichtmodule, die auf Blechdächern von Gewerbebauten Verwendung finden. Ebenfalls als Industrievertreter informierte Christian Scheidegger (Vetrotech SaintGobin International) über SageGlass, mit Metalloxid beschichte Glasscheiben, mit denen sich der Lichteinfall und der Wärmeeintrag (G-Wert) in Stufen regeln lässt. Dr. Francesco Frontini, als Professor der Tessiner Fachhochschule SUPSI Vertreter der Forschung im Gebäudebereich, gab einen Einblick in neuste Entwicklungen für PV-Fassadenanwendungen. Nach dem Zeitalter der Dachanwendungen sei nun das Zeitalter der Fassadenanwendungen angebrochen. Frontini stellte unter anderem PV-Lösungen für transparente Fassaden vor, die neuerdings auf dem Markt sind oder an denen aktuell geforscht wird. Eine Option sind Solarzellen, die nur einen Teil der Glasfassaden bedecken. Eine andere Möglichkeit sind Spezialgläser, die das Sonnenlicht zum Fensterrahmen reflektieren, wo es in Strom umgewandelt wird. Das SUPSIStart-up iWin, das Frontini mit gegründet

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© Ökozentrum

Moderiert von Sabine Sulzer diskutieren Thomas Stadler (Bouygues Energies & Services), Roland Keller (Basler & Hofmann AG) und David Mastrogiacomo (Losinger Marazzi SA) über die Berücksichtigung des Nutzerverhaltens im Gebäudemanagement.

hat, will Solarenergie auf den Lamellen von Storen ausbeuten. Nochmals anders der Ansatz, den die Eidgenössisch Technische Hochschule Zürich und die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt verfolgen: Hier wird eine adaptive Solarfassade mit beweglichen Elementen ausgerüstet, die das Sonnenlicht konzentrieren und zugleich den Lichteinfall ins Gebäude regeln.

AUFGESCHLOSSENE STUDENTEN UND STUDENTINNEN Die Referentinnen und Referenten waren sind einig, dass die gebäudeintegrierte

Alptransit Gotthardtunnel Abschnitt TAT Faido

Der neue Veranstaltungsort des Status-Seminars: das Kultur- und Kongresshaus Aarau.

Photovoltaik in den letzten 15 Jahren eine rasante Entwicklung genommen hat. Heute stünden Architekten und Architektinnen Produkte zur Verfügung, die eine Vielfalt an Gestaltungsoptionen zuliessen. Diese Möglichkeiten würden von Architekten und Wettbewerbsjurys heute noch zu wenig unterstützt, wurde in der Diskussion festgestellt. Doch auch hier ist ein Wandel im Gang. «Unsere Studenten haben ein grosses Interesse an den neuen Möglichkeiten und wollen sie nutzen», sagte Dr. Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme an der ETH Zürich.

HINWEIS Tagungsdokumentation unter www.brenet.ch/statusseminar Auskünfte erteilt Rolf Moser, moser@enerconom.ch, Leiter des BFE-Forschungs­p rogramms Gebäude und Städte. Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrationsund Leuchtturmprojekte im Bereich Gebäude und Städte finden Sie unter www.bfe.admin.ch/ec-gebaeude

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© Hightech Zentrum Aargau

IT-SICHERHEIT

«Höhere Qualität als im Vorjahr»: Dr. Peter Morf, Leiter des HTZ-Schwerpunkts Energietechnologien und Ressourceneffizienz, vergleicht mit dem Vorjahr.

«ENERGIE-HACKER» WAREN WIEDER AM WERK GELUNGENE NEUAUFLAGE: HIGHTECH ZENTRUM AARGAU PRÄSENTIERTE ENERGY DATA HACKDAYS 2020 Aus den heute verfügbaren Daten lässt sich viel herausholen, das der Gestaltung einer Schweizer Energiezukunft dient, die im Zeichen von Effizienz und erneuerbaren Energiequellen steht. Auch die zweiten Energy Data Hackdays standen im Zeichen der Suche nach innovativen Lösungen. von Ruedi Mäder

D

er erfolgreichen nationalen «Hacker-­ Premiere» im Vorjahr mit 100 Teilnehmenden folgte eine Zweit­ auflage. Erneut mit dem Hightech Zentrum Aargau (HTZ) als Gastgeber im Technopark Aargau in Brugg. Mehr als 120 Personen hatten sich Anfang Jahr angemeldet. Aber der für März 2020 geplante Anlass musste wegen der Corona-Pandemie auf Ende

August verschoben werden. Im Frühjahr wurde als «Ad-hoc-Ersatz» ein Online«Hack-Workshop» angeboten, an dem rund 20 Personen teilnahmen. An den eigentlichen Energy Data Hackdays 2020 von Ende August engagierten sich rund 90 Personen. Von diesen nahmen 81 am «physischen» Zweitages-Event teil, ein halbes Dutzend Personen tat dies online. Das Gros der Teil-

nehmenden – rund 35 Personen – stammte aus der Energiebranche, weitere Gruppen aus dem Hochschulbereich beziehungsweise der Hacker-Community, zum Beispiel Datenarchitekten und -wissenschaftler.

32 STUNDEN HACKING Exakt 32 Stunden standen den «Hackern» zur Verfügung, um Lösungsansätze rund

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IT-SICHERHEIT um die Schweizer Energiezukunft zu entwickeln. Es warteten 15 «Challenges» bzw. Projektideen darauf, von einer der spontan gebildeten, interdisziplinären Arbeitsgruppen bearbeitet zu werden. Nach Möglichkeit sollte ein funktionierender Prototyp resultieren. Die Challenges waren von Unternehmen, Hochschulen, dem Bundesamt für Energie, dem HTZ und auch von Privatpersonen definiert und eingereicht worden. Ein Dutzend Projekte wurde schliesslich ausgewählt. Als Rohstoff standen den «Hackern» über 200 Datensätze zu Energiethemen sowie weitere aufbereitete Ressourcen zur Verfügung. Bei den Daten handelte es sich beispielsweise um aktuelle öffentliche Daten, historische Werte und anonymisierte Profile. Tendenziell wurden eher Challenges angepackt, deren Ideengeber («Challengeowner») auch gleich Datensätze mitgeliefert hatten.

FORTSETZUNG FOLGT: 5 «CHALLENGES»

Sie bilden die Trägerschaft der Energy Data Hackdays 2020: Die Zukunftsregion Argovia (ZURA) und das Hightech Zentrum Aargau (HTZ) als Event-Partner und Opendata.ch als Veranstalter. Opendata.ch ist die Schweizer Sektion der international tätigen Open Knowledge Foundation. Sie führt seit 2012 in der Schweiz für verschiedene Branchen «Hackdays» durch. Der weltweit erste «Hackathon» wurde 1999 mit Softwareentwicklern in San Francisco (USA) durchgeführt. Die Energy Data Hackdays 2020 wurden von 13 Sponsoren finanziert, unter ihnen auch der Kanton Aargau. Als Partner-Forschungsinstitute engagierten sich die ETH  Zürich (Energy Science Centeria), das Paul Scherrer Institut PSI, die Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW, die Hochschule Luzern HSLU und die Fachhochschule Ostschweiz (Institut für Energietechnik). Vormerken: Smart City Lab Lenzburg am 13. / 14. November  2020 in Lenzburg: Dieses «Hackdays»-Format wird auch einen speziellen Fokus auf 2 000-Watt-Arealen haben.

täts- und Ladeverhalten in der neuen Ära der Elektromobilität. Wie bewegen sich die Menschen? Wo und wann werden E-Mobile aufgeladen? Wie fällt der Vergleich von öffentlichen und privaten Ladestationen aus? Zusätzlich zur erhöhten Transparenz geht es um die Abschätzung des benötigten Ausbaus der Infrastruktur. (Ideengeber: EKZ) • Optimierung von Fernwärmeverbünden: Letztlich geht es um die Minimierung von Fernwärmeanlagen, insbesondere was den Einsatz von Spitzenlastkesseln (werden für fossile Brennstoffe verwendet) betrifft. Heizen macht über 40 Prozent des Energieendverbrauchs aus. Fernwärmeverbünde ermöglichen das Ausrollen von Wärme auf der Grundlage von erneuerbaren Energien. (Ideen­geber: AEW Energie AG, Aarau)

© Hightech Zentrum Aargau

An diesen fünf Challenges wird weiter­ gearbeitet: • Den eigenen Smart Meter lesen: Mehr Transparenz – der Privatkunde erhält über ein webbasiertes Dashboard gratis genaue Echtzeitdaten über seinen Stromverbrauch. Die von intelligenten Zählern (Smart Meter) erfassten Verbrauchsdaten werden mit historischen Daten kombiniert. (Ideengeber: Elektrizitätswerke des Kantons Zürich, EKZ) • Analyse der Elektromobilität: Das Ziel sind Antworten auf Fragen zum Mobili-

SIE STEHEN HINTER DEN «HACKDAYS»

Tüfteln trotz Corona-Auflagen: Zwei von über 80 Teilnehmerinnen und Teilnehmern im Technopark Aargau.

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• Analysen für das Asset Management:

Künstliche Intelligenz wird eingesetzt, um vorherzusagen, wie sich der Zustand von Leistungstransformatoren innert ein bis zwei Jahren verschlechtert. Das resultierende Tool dient zur Entscheidungsunterstützung von Vermögensverwaltern. (Ideengeber: Solutions-ahead Schweiz GmbH, Zürich). • Erkennung von EnergieverbrauchsAnomalien: In Wohnimmobilien und in der Industrie wird oft Energie verschwendet. Mögliche Gründe: Ein bestimmtes Benutzerverhalten, menschliches Versagen und schlecht funktionierende Geräte. Ziel ist eine Senkung des Verbrauchs von Spitzenenergie. Zu diesem Zweck wird mittels Machine Learning auf der Basis von Smart-Meter-Daten «abnormaler» Verbrauch identifiziert. (Ideengeber: Ahoy-Hoy  GmbH, Zürich).

DER DIGITALE «GEBÄUDEPASS» Beim «Gebäudepass» («building passport») handelt es sich um eine Herausforderung aus dem letztjährigen Hackathon. Die Arbeit stiess im Aargau auf besonderes Interesse. Das anvisierte Tool soll alle relevanten energiebezogenen Informationen über ein bestehendes Gebäude oder einen Gebäudepark digital dokumentieren und abbilden. Das Ziel: eine Plattform für die Energie- und Investitionsoptimierung für Gebäudebesitzer, Gemeinden, Kantone, Bund und Energieversorger. Für die Weiterbearbeitung wurde bei der Innosuisse ein Projektantrag gestellt. Die beiden Städte Aarau und Lenzburg haben mit ihren Werken – Eniwa bzw. Städtische Werke Lenzburg – Interesse bekundet, sich im Rahmen eines Innosuisse-Projektes ebenfalls zu engagieren.


IT-SICHERHEIT

«HÖHERE QUALITÄT DER DATEN UND DER RESULTATE»

Wie fällt der Vergleich mit der Premiere im Vorjahr aus? «Gewisse Datensätze wurden von einigen Ideengebern nur für diese Hackdays zur Verfügung gestellt. Die Qualität der verfügbaren Daten war in diesem Jahr

© Hightech Zentrum Aargau

Nachgefragt: Dr. Peter Morf, Leiter des Schwerpunkts Energietechnologien und Ressourceneffizienz des Hightech Zentrums Aargau. Herr Morf, weshalb hat sich das HTZ erneut als Event-Partner bei den Energy Data Hackdays engagiert? Peter Morf: «Es handelt sich laut dem Bundesamt für Energie um den grössten

Anlass dieser Art in der Schweiz. Als Träger und Gastgeber mitzuwirken, ist für die Ausstrahlung des Aargaus als innovativer Energiestandort wichtig.»

insgesamt sicher höher. Dies hat sich ebenfalls direkt in der Qualität der Challenges und auch der Resultate niedergeschlagen. In diesem Jahr wurde zum ersten Mal auch Künstliche Intelligenz zur Lösung von Problemen herangezogen. Als Werkzeug der Datenanalyse lässt sich die so genannte KI sicher nicht mehr wegdenken.» Bleibt das HTZ auf diesem Feld engagiert? «Wir werden bei den Energy Data Hackdays 2021 mit Sicherheit dabei sein und versuchen, den Daten- und Ideenwettbewerb mit eigenen Challenges ebenfalls zu befeuern.»

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Das «Menü»: 15 Challenges – Projektideen – standen zur Auswahl.

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VERTRAUEN IST GUT, KONTROLLE IST BESSER PENETRATIONSTEST FÜR EINE WEBAPPLIKATION Wie kann ein Unternehmen nachweisen, dass es sein Versprechen in Bezug auf Datensicherheit einhält? Ein von unabhängiger Stelle durchgeführter Pentest hat im Fall von LegacyNotes, dem Dienstleister für digitale Nachlassplanung, gezeigt, dass die Kundendaten in guten Händen sind.

I

mmer mehr Unternehmen, Spitäler und Gemeinden stellen ihren Kunden Online-Dienste zur Verfügung. Vertrauliche Daten können auf Webportalen eingegeben werden, Auszüge mit persönlichen Details online abgerufen werden. Aber Achtung: Kaum ein Online-Dienst bleibt vor Cyberattacken verschont. Die Sicherheit von Webapplikationen muss also regelmässig überprüft werden, um Schwachstellen und Risiken rechtzeitig zu erkennen und zu beheben. Kunden müssen die Gewissheit haben, dass ihre Daten vor Hackerattacken geschützt sind. Das folgende Projekt-

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beispiel zeigt, wie dies bei einem Schweizer Unternehmen bereits funktioniert.

PERSÖNLICHE DATEN Die bei LegacyNotes hinterlegten Daten könnten persönlicher nicht sein. Es handelt sich um Kundeninformationen in Form von vorsorge- und nachlassrelevanten Daten wie Vorsorgeauftrag und Patientenverfügung, Bankkonten und Versicherungen, soziale Netzwerke oder auch Bestattungswünsche. Sämtliche dieser Angaben und Anweisungen für den Nachlass liegen verschlüsselt an einem sicheren, zentralen Ort, sind auffindbar, jederzeit und von überall zugänglich

und ggf. veränderbar. Sie können gezielt mit Angehörigen und sonstigen Vertrauenspersonen geteilt werden — entweder sofort oder erst nach dem Tod.

FREUNDLICHE HACKER AM WERK Bei einem gemeinsamen Kick-off-Meeting zwischen den Cyber-Security-Spezialisten von terreActive und LegacyNotes wurde Ablauf und Umfang der anzuwendenden Tests für die öffentlich zugängliche Web­ applikation definiert. Die Penetrationsversuche zielten darauf ab, mögliche Schwachstellen im System aufzuspüren und zu identifizieren. Es wurde berücksichtigt, dass sowohl potenzielle


IT-SICHERHEIT Security Project). Der ASVS ist eine Sammlung von etablierten Best Practices für die sichere Implementation von Web­ applikationen. Die Überprüfung kategorisiert die Umsetzung der Best Practices am Untersuchungsgegenstand in: • Erfüllt oder nicht erfüllt. • Nicht anwendbar, z. B. wenn die zu prüfende Funktionalität gar nicht vorhanden ist. • Nicht prüfbar, z. B. wenn einzelne Themen von Beginn an vom Prüf­ umfang ausgeschlossen wurden.

ZUSATZNUTZEN • Im Zuge des Penetrationstests

externe Angreifer, als auch solche mit bestehender Kundenbeziehung versuchen, unerlaubt an fremde Daten zu gelangen. Der Kunde wurde während des Penetrationstests fortlaufend über den Fortschritt informiert. Parallel zu den Tests wurden die Ergebnisse sämtlicher Untersuchungsschritte analysiert und in einem AuditBericht dokumentiert.

AUDIT FÜR TRANSPARENZ UND SICHERHEIT Nach Beendigung der Tests wurden in der Abschlussbesprechung der Audit-Bericht und die Projektresultate präsentiert. Mit einer Massnahmenempfehlung zur Behebung von Risiken wurde das Projekt abgeschlossen. «Der Pentest von terreActive bestärkt uns in unserem zentralen Kundenversprechen: ‹Wir bieten Ihnen die Datensicherheit, die wir uns auch für unsere eigenen Daten auf LegacyNotes wünschen.› » – so Thomas Jaggi, Mitgründer und Geschäftsführer von LegacyNotes.

Die Cyberkriminalität nimmt ständig zu und deren Vorgehensweise wird immer raffinierter. Sensible Kundendaten sind ein wertvolles, uns anvertrautes Gut und dürfen nicht in falsche Hände geraten. Gerade bei von extern zugänglichen Webapplikationen empfiehlt es sich daher, regelmässig wiederkehrende Audits einzuplanen. So werden in strukturierter Form Schwachstellen identifiziert und fortlaufend behoben. «Die langjährigen Geschäftsbeziehungen der terreActive im Umfeld mit hochsensiblen Daten von Banken, Behörden und Versicherungen gaben uns das Vertrauen, auf den richtigen Partner für die Auditierung zu setzen,» betont Thomas Jaggi.

VORGEHENSWEISE PENETRATIONSTEST terreActive setzt u. a. auf ASVS (Application Security Verification Standard) gemäss OWASP (Open Web Application

wurden en passant noch weitere sicherheits­relevante Fragen in Bezug auf Zugriffs­regeln von Kunden und deren eingesetzte Stellvertreter geklärt. • Eine weitere positive Folge­ erscheinung eines Security Audits bzw. eines Pentests ist die gesteigerte Security-Awareness bei Mitarbeitenden. • Bei dem Audit wurde auch kontrolliert, ob die Online-Zahlung möglichst nahe bei der Applikation eingebettet ist, damit kein Zweifel an der Vertrauens­würdigkeit aufkommt. Gleichzeitig muss sie aber gut isoliert werden, um Angriffe über den Zahlungsdienst­leister auszuschliessen. Beim Projekt­abschluss wurden Varianten besprochen, wie diese Anforderung umgesetzt werden kann.

EIN GUTES GEFÜHL Penetrationstests gelten als effizientes Werkzeug, um die Sicherheit von Applikationen zu durchleuchten und den status-quo zu hinterfragen. Im Falle von LegacyNotes herrscht nun die Gewissheit, dass sowohl bei der grundsätzlichen Architektur als auch bei der technischen Umsetzung die richtigen Entscheide getroffen wurden. Für die Kunden ist dies ein wichtiges Signal. Sicherheit versprechen ist einfach, Sicherheit liefern ist anspruchsvoll.

KONTAKT terreActive AG CH-5001 Aarau Telefon +41 (0) 62 834 00 55 info@terreactive.ch www.security.ch

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UMWELT

UMWELTKOSTEN IM LEBENSZYKLUS VON PERSONENWAGEN BERECHNEN Die Initiative Vorbild Energie und Klima hat ein Instrument entwickelt, mit dem Beschaffungsverantwortliche die Lebenszykluskosten verschiedener Warengruppen mit wenig Aufwand berechnen können. Das Tool berücksichtigt auch Umweltkosten. Nun erscheint die dritte Ausgabe für die Warengruppe Personenwagen.

Gesamtheit Kosten und Effekte des Lebenszyklus

5

Lebenszyklus-Kosten (LCC)

4

Risiken

3 Gesamte Eigentumskosten (TCO)

2 1

Preis

Organisation

Gesellschaft

In dieser Grafik wird der Unterschied zwischen den TCO (Total Cost of Ownership) und den Lebenszykluskosten (LCC) verbildlicht. Die Berücksichtigung von TCO bei der Beschaffung ist schon relativ weit verbreitet. Die LCC gehen aber einen Schritt weiter, indem sie auch Umwelt- und Sozialkosten berücksichtigen. Wenn Unternehmen bei der Beschaffung die LCC beachten, weitet sich der Bereich der Verantwortung aus und entlastet die Gesellschaft.

Bei der Beschaffung neuer Ware gilt es heute nebst Kosteneffizienz auch ökologische Ansprüche zu erfüllen. Lebenszykluskosten, oder auch Life-Cycle-Costs (LCC), haben sich in Zeiten verantwortungsvoller Beschaffung als Messgrösse etabliert. Der Bund fördert die Entwicklung mit einer Wissensplattform für nachhaltige öffentliche Beschaffung. Gemäss der Revision des Bundesgesetzes über das öffentliche Beschaffungswesen (BöB) sind Bund und bundesnahe Unternehmen ab nächstem Jahr (2021) verpflichtet, bei der Beschaffung Aspekte der Nachhaltigkeit zu berücksichtigen, unter anderem durch die Betrachtung der LCC eines Produktes. Deren Berechnung ist komplex und stellt für viele Unternehmen eine Herausforderung dar. Deshalb hat die Initiative Vorbild Energie und Klima ein Instrument entwickelt, mit dem Beschaffungsverantwortliche die LCC verschiedener Warengruppen verhältnismässig einfach berechnen können.

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BERÜCKSICHTIGUNG VON UMWELTKOSTEN IN DEN LCC Herkömmlich umfassen LCC die Anfangsinvestition, jährlich anfallende Kosten wie Unterhalt oder Versicherungen, Kosten und Nutzen durch Risiken und Chancen sowie am Ende des Lebenszyklus die Kosten für die Entsorgung. Das vorliegende Tool geht aber einen Schritt weiter: Es berücksichtigt zusätzlich sogenannte Umweltkosten. Konkret sind dies Schäden, die durch Treibhausgasemissionen zu Lasten der Umwelt gehen. Sie können bei der Produktion, Nutzung und Entsorgung des beschafften Gutes entstehen. Um diese Schäden als Kosten in den LCC zu berücksichtigen, müssen sie monetarisiert werden. Das heisst, den Schäden muss ein finanzieller Wert zugeordnet werden. Das Bundesamt für Raumentwicklung ARE hat sich diesem Problem in einer Studie angenommen. Die Autorinnen und Autoren kommen zum Ergebnis, dass eine

Tonne CO2 heute mit 121.50 Schweizer Franken gewichtet werden kann. Das LCC-Tool nutzt dieses Mass und zusätzlich die sogenannten Umweltbelastungspunkte (UBP). Dieses international gängige Prinzip beruht auf der Methode der ökologischen Knappheit und orientiert sich an vom Staat definierten Umweltzielen. Dadurch können CO2-Emissionen heute im LCC-Tool berücksichtigt werden. Zwar gäbe es weitere Umweltkosten wie Lärm- und Bodenbelastung oder Landverbrauch sowie soziale Kosten. Hier ist die Monetarisierung aber noch schwieriger und die Wissenschaft noch am Anfang ihrer Forschung. • Einkaufspreis • TCO (Total Cost of Ownership); Kauf,

Unterhalt, Nutzung, Entsorgung • Risiken, die Nutzerin und Nutzer tragen, Chancen, die bestehen; fehlende Erfahrungswerte, Produkt ist etwa abhängig von einem Brennstoff, dessen Preisentwicklung ungewiss ist


UMWELT • Monetarisierbare Umwelt- und

Sozialkosten; etwa die im Text erklärten CO2-Kosten. Sozialkosten sind etwa schlechte Arbeitsbe­ dingungen am Produktionsort. Diese sind derzeit noch nicht verlässlich monetarisierbar, man sucht aber nach Lösungen • Nicht monetarisierbare, externe Kosten; aktuell zählen Sozialkosten noch dazu

DAS LCC TOOL IN DER ANWENDUNG Das LCC-Tool wurde gemeinsam mit den zehn Akteuren der Initiative Vorbild Energie und Klima entwickelt. Die Vorlage muss demnach für sehr unterschiedliche Kerngeschäfte sowie für Personen in verschiedenen Funktionen anwendbar sein. Je nach Position ist ein unterschiedlicher Detailgrad an Informationen vorhanden und notwendig. Zur Berechnung der LCC verwendet das Instrument drei verschiedene Arten von Daten: • Dateneingabe durch die nutzende

Person, z. B. Energiepreis • Default-Werte, also Durchschnittswerte als Vorschlag, z. B. Kosten pro Tonne CO2. Diese Werte sind für fast

alle Felder vorhanden, können aber durch eigene Daten ersetzt werden. • Daten von der Herstellerfirma, z. B. Energieverbrauch

WARENGRUPPEN Lebenszykluskosten können prinzipiell für alle Gegenstände berechnet werden. Die Entwicklerinnen und Entwickler der Initiative Vorbild Energie und Klima orientieren sich für die Priorität der Warengruppen an den Bedürfnissen der Akteure. Sprich, was am häufigsten beschafft wird, soll zuerst berechenbar sein. Deshalb ist das Instrument seit September für die beiden Warengruppen IKT-Geräte und Gebäudetechnik verfügbar. Zugang erhält man unter vorbild-energie-klima.admin.ch, Dokumentation, Hilfsmittel.

LCC VON PERSONENWAGEN Die nächste Version lässt aber nicht lange auf sich warten. An einem Erfahrungsaustausch mit den Akteuren der Initiative Vorbild Energie und Klima im September 2020 wurde das LCC-Tool für Personenwagen vorgestellt. Die Entwicklung ist beinahe abgeschlossen, aktuell testen die Akteure den Prototypen. Die Endversion will die Initiative voraussichtlich Anfang Dezember veröffentlichen.

Bei der Beschaffung von Personenwagen kommen besonders viele Parameter zum Tragen. Je nach deren Ausprägung und abhängig von den Bedürfnissen der Nutzerin oder des Nutzers schneiden unterschiedliche Autos am besten ab. Der Mehrwert dieses LCC-Tools besteht darin, dass es diese Parameter in der individuellen Situation gegeneinander abwägt. Das oberste Ziel liegt in der Agilität und Einfachheit des Instruments, ohne jedoch oberflächlich zu bleiben. Es lassen sich viele verschiedene Parameter angegeben wie zum Beispiel: • Antriebsart: Aktuell stehen Elektro­

fahrzeug, Benzin, Diesel oder CNG zur Auswahl. • Förderbeiträge: Institutionen oder die öffentliche Hand fördern saubere und energieeffiziente Antriebe finanziell. Die Klimastiftung zum Beispiel unterstützt Unternehmen auf nationaler Ebene. Mehrere Kantone gewähren eine Reduktion der Motorfahrzeugsteuer oder verzichten ganz auf eine Besteuerung. • Nutzungsintensität: Die Wahl des Modells hängt auch von der Nutzungshäufigkeit sowie der Fahrdistanz ab, die mit einem Personenwagen durchschnittlich zurückgelegt wird.

Für die meisten Werte stellt das LCC-Tool Default-Werte zur Verfügung. Diese wurden aus bestehenden Datenbanken entnommen.

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UMWELT • Ladestation bei Elektrofahrzeugen:

Elektrofahrzeuge können zu Hause an der eigenen Ladestation oder an öffentlichen Stationen aufgeladen werden. Letzteres ist deutlich kostspieliger, besonders bei PowerStationen, welche die Batterie innert sehr kurzer Zeit füllen. • Strom-Mix bei Elektrofahrzeugen: Geplant ist ausserdem, dass man bei der Dateneingabe auch die Art des Stroms angeben kann, mit dem man die Batterie lädt. Dies wirkt sich stark auf die Umweltkosten, aber natürlich auch auf den Energiepreis aus. • Batterielaufzeit bei Elektrofahrzeugen: Je nach Batterie und Nutzung muss

HINWEIS Mehr zu diesem Thema finden Sie auf www.vorbild-energie-klima.admin.ch

diese früher oder später ersetzt werden. Das macht einen grossen Kostenunterschied aus. Zur Berechnung füllt die Nutzerin oder der Nutzer für jedes zur Auswahl stehende Modell einen Reiter mit diesen und weiteren Parametern aus. Das Instrument zieht schliesslich einen Vergleich.

BEISPIEL ELEKTROUND BENZINANTRIEB Zur Veranschaulichung liess die Initiative Vorbild Energie und Klima für einen Erfahrungsaustausch unter Fachpersonen im September 2020 einen beispielhaften Fall errechnen. Projektleiter Simon Martin wählte dafür zwei vergleichbare Kleinwagen, einen mit Benzin- und einen mit Elektroantrieb. Im Ergebnis ist zu sehen, dass der Elektrowagen in der Anschaffung teurer ist, im Betrieb aber genügend günstiger, so dass er mit Blick auf den gesamten Lebenszyklus den-

noch preiswerter ist. Laut Simon Martin ist dieses Verhältnis von Anschaffungs- und Betriebskosten als Tendenz erkennbar. Dies bedeutet aber nicht, dass ein Elektrofahrzeug in jedem Fall die preisgünstigere Option ist. Je nach Situation ist ein Benziner auch auf Lebenszeit günstiger. Genau hier setzt das LCC-Tool an: Es ermöglicht die Abbildung der individuellen Situation der Nutzerin oder des Nutzers. Das LCC-Tool gibt ebenfalls an, wie lange es dauert, bis sich die Anschaffung eines Elektrofahrzeuges gegenüber eines Benziners aus monetärer Sicht rechnet.

AGILITÄT BESONDERS WICHTIG Die Tools der verschiedenen Warengruppen sind im Grundsatz gleich aufgebaut. Alle haben zum Ziel, nutzungsfreundlich, agil und für verschiedene Detailgrade anwendbar zu sein. Für die Personenwagen ist die Agilität besonders wichtig. Der Automobilmarkt verändert sich im Gegensatz zum Markt für IKT-Geräte und Haustechnik besonders rasch. Hinzu kommt, dass bei den anderen beiden Warengruppen die Produkte selbst sich nicht grundlegend verändern, sondern die Produktionsweisen dahinter. Das Elektroauto hingegen ist ein radikal anderes Produkt, das in vielerlei Hinsicht nicht mit herkömmlichen Personenwagen verglichen werden kann. In der IKT-Branche besteht hingegen die Herausforderung vor allem in den vielen unterschiedlichen Herstellerfirmen und Modellen.

INITIATIVE VORBILD ENERGIE UND KLIMA

Das Ergebnis stellt das LCC-Tool besonders nutzungsfreundlich in einfach lesbaren Diagrammen dar, die eine Interpretation der Situation auf einen Blick erlauben.

Beim Vergleich des Benziners mit dem Elektrowagen muss das Fahrzeug rund vier Jahre gebraucht werden, bis das Elektromodell günstiger wird.

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Von 2006 bis 2020 will der Bundesrat die Energieeffizienz innerhalb der Bundesverwaltung und in bundesnahen Unternehmen um 25 Prozent steigern. Die beteiligten Akteure (seit 2017 auch öffentliche Unternehmen von Kantonen) planen und koordinieren einen Teil ihrer Massnahmen im Rahmen der Initiative Vorbild Energie und Klima. Ihr Aktionsplan umfasst 39 gemeinsame Massnahmen aus drei Aktionsbereichen (Gebäude und erneuerbare Energien, Mobilität sowie Rechenzentren und Green IT) plus eine Reihe spezifischer Massnahmen, die jeder Akteur individuell festlegt. Aktuell gehören folgende Akteure dazu: Die Schweizerische Post, ETH-Bereich, Genève Aéroport, SBB, SIG, Skyguide, Suva, Swisscom, VBS und zivile Bundesverwaltung.


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UMWELT

Bei solch komplexen Baustellen-Situationen ist eine rechtzeitige Planung und Projekt-Begleitung unabdingbar.

KABELSCHUTZ IM WANDEL DER ZEIT Als vor knapp 70 Jahren das Kabelschutzrohr durch die Symalit AG entwickelt wurde und zur eigentlichen Erfolgsgeschichte avancierte, war sich über dessen kommerzieller wie technischer Entwicklung und deren vielfältigen Einsatzbereichen wohl niemand bewusst. Auch betreffend Langlebigkeit und den vielfältigen Zusatzapplikationen, welche heute durch die verschiedenen Sicherheits- und Umweltanforderungen unsere Innovationskraft immer wieder unter Beweis stellten, wurde unser Produkte-Portfolio laufend optimiert und den Kundenbedürfnissen angepasst.

N

ebst den herkömmlichen Kabelschutzrohren für die Netz- und Kommunikationsversorgung (welche heute bei der Symalit  AG mit über 90 % auf der Basis von Rezyklat-Granulaten hergestellt werden), sind wir mittlerweile auch in sensiblen Hochsicherheitsbereichen, wo häufig Standardlösungen keine Option darstellen, mit unserem langjährigen Wissens-Aufbau ein verlässlicher Ansprechpartner. So kommen Spezialprodukte im Tunnelbau, Brandschutz-Rohre, KS-Rohre in Verbindung mit Rohrblock­ abschirmungen (zur Einhaltung der NISVStrahlenschutzverordnung), Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Spezialbogen und Abstandhalter nach Kundenwunsch immer mehr zur Anwendung. Mit diesen neuen, immer komplexeren Projektanforderungen geht selbstver-

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ständlich eine permanente Steigerung der Beratungs-Kompetenz und eines erweiterten Engineerings einher. Um zeitaufwändige und kostenintensive Planungsfehler zu eliminieren, engagieren wir uns, nach Kundenwunsch, bereits frühzeitig bei der Projekt-Konzeption mit einer individuellen Projekt-Betreuung. Diese umfasst Ausschreibungen, die korrekte Produktewahl, die Einhaltung von Sicherheits- und Umweltauflagen, Baustellen-Betreuung vor Ort, Logistikkonzepte sowie Zertifizierungen. Gerade im Bereich der Spezialbogen sind wir in der Lage, der BaustellenSituation angepasste Produkte nach Kundenwunsch (mit individuellen Gradzahlen und Radien anzufertigen, sodass ein nachfolgender Kabelzug problemlos vorgenommen werden kann. Als einziger Schweizer Anbieter im Bereich Kabelschutz und deren Zusatzkomponenten

haben wir die Kompetenz, am Produktions-Standort in Lenzburg Spezialbogen zu fertigen. Auch zukünftig dürfen Sie in allen Belangen mit unserer einzigartigen Produktevielfalt im Kabelschutz, unserem konkurrenzlosen Dienstleistungs-Angebot sowie dem langjährigen Know-how rechnen – testen auch Sie uns – wir freuen uns!

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RUBRIK

Szenario für die Entwicklung einer grünen Wasserstoffwirtschaft.

AUFBRUCH EINES ENERGIETRÄGERS AUS DER NISCHE ROLLEN UND GESCHÄFTSMODELLE FÜR ENERGIEVERSORGER IN DER GRÜNEN WASSERSTOFFWIRTSCHAFT Kaum ein energiewirtschaftliches Thema hat in den vergangenen Jahren einen «Hype» erfahren, wie ihn der grüne Wasserstoff derzeit durchlebt. Der vorliegende Artikel entwirft ein Szenario für die mögliche Entwicklung von grünem Wasserstoff aus seiner aktuellen Nischenposition zu einem zentralen Stützpfeiler der Energiewende. Darauf aufsetzend werden mögliche Rollen und Geschäftsmodelle für Energieversorger skizziert und Handlungsmöglichkeiten aufgezeigt. von Dr. Stephan Speith

K

aum ein energiewirtschaftliches Thema hat in den vergangenen Jahren einen «Hype» erfahren, wie ihn der grüne Wasserstoff derzeit durchlebt. Gemeinsam ist allen «Hypes» – sie gehen vorüber und hinterlassen Enttäuschungen. Häufig legen sie aber auch den Grundstein für den langfristigen Technologiedurchbruch, da massive Ressourcen für eine technologische Weiterentwicklung mobilisiert werden und die Technologie in einer Vielzahl möglicher Anwendungsfeldern getestet wird. Im Prozess der Energiewende zeigen sich derzeit erste Lücken, welche die aktuell verfolgten Technologiepfade voraussichtlich nicht schliessen können. Hierzu zählen beispielsweise der Schwerlastverkehr, bei

dem hohe Reichweiten und benötigte Zuladungen gegen Batterien sprechen, die Stahl- und Chemieindustrie sowie die Wärmebereitstellung in Bestandsgebäuden. Politik, Investoren und Unternehmen der Branche sind der Meinung, dass Wasserstoff diese Lücken füllen kann. Da in der Schweiz (noch) eine nationale Wasserstoffstrategie fehlt, lohnt der Blick über die Landesgrenzen. Die Europäische Union strebt im Rahmen des Green Deal den Aufbau von Elektrolysekapazität im Umfang von 6 GW bis 2024 und 40 GW bis 2030 an. Der Anteil von Wasserstoff am gesamten Energieverbrauch soll von aktuell ca. zwei Prozent auf 13 – 14 Prozent in 2025 steigen.1 Deutschland zielt auf Kapazitäten von 5 GW bis 2030 und 10 GW

bis 2035 ab. Das gesamte Fördervolumen für den Aufbau von Erzeugungskapazität, die Umstellung von Produktionsanlagen sowie die Forschung & Entwicklung übersteigt in den kommenden Jahren die Summe von 10 Mrd. Euro. 2 Ebenso wichtig wie diese Zahlen ist der Anspruch in Deutschland und der EU: nachdem die Digitalisierung weitgehend verschlafen wurde, soll im Bereich «Clean Energy» eine weltweite Führungsrolle erreicht werden. Gemeinsam ist allen politischen Überlegungen der lange Zeitraum, bis eine durchgängige Wasserstoffwirtschaft erreicht wird. Um zu verstehen, welche Rolle Energieversorger in der Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft kurz- bis mittelfristig übernehmen können, ist es daher wichtig

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UMWELT

Mögliche Rollen für Energieversorger in der entstehenden grünen Wasserstoffwirtschaft.

zu vorzudenken, wie die Technologiediffusion erfolgen könnte. Grosse technologische Transitionen starten mit besonderen Anforderungen. In diesen Nischen werden Erfahrungen mit Technologie gesammelt und erste Skaleneffekte erzielt. Aus diesen Nischen heraus werden weitere Anwendungen erschlossen, bis bestehende Technologien vollständig ersetzt sind. 3 Für den Wasserstoff in der Schweiz – aber auch in den Nachbarländern – könnte die Entwicklung in drei Phasen erfolgen (vgl. Abbildung 1). Erste Nischen dürften weitgehend geschlossene, lokale Wasserstoffkreisläufe sein. Hier würde Wasserstoff erzeugt, (z. B. aus regenerativen Quellen wie PV, Wind, Wasser), über kurze Wege transportiert und dann direkt in entsprechende Anwendungen überführt. Derzeit zeichnen sich insbesondere drei Anwendungsfälle ab: • Mobilität – insbesondere im Schwerlastverkehr wie im Schweizer Projekt Hydrospider, darüber hinaus im ÖV (Züge, Busse) wie in Projekten in Norddeutschland. • Industrielle Anwendungen – beispielsweise bei der Umstellung der Stahlproduktion von Voestalpine im österreichischen Linz oder im geplanten Projekt HyBit mit ArcelorMittal. • Power-to-Gas – beispielsweise im Projekt der Limeco in Dietikon oder in

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Projekten von Greenpeace Energy ebenfalls im windreichen Norddeutschland. In allen Anwendungsfällen minimiert die lokale Abstimmung die Preis- und Mengenrisiken auf Erzeugungs- und Verbrauchsseite und hält Transportkosten gering. Der Nachweis der Technologievorteile zieht Nachahmer an, so dass diese abgegrenzten Kreisläufe (zusammen)wachsen und in Phase zwei zu regionalen Kreisläufen werden. Mit dem Wachstum werden insbesondere die erforderlichen Skaleneffekte auf der Erzeugungsseite realisiert, die wiederum weitere Anwendungen wirtschaftlich machen. Diese selbstverstärkenden Effekte führen bis zur Phase drei, in der die durchgehende Wasserstoff-Wirtschaft erreicht wird. Bezüglich der skizzierten Entwicklung und wie lange die einzelnen Phasen dauern werden bestehen derzeit noch erhebliche Unsicherheiten. Diese liegen in den tatsächlich realisierbaren Erfolgen in der Technologieentwicklung, der Ausgestaltung und dem Umfang politischer Fördermechanismen, dem gesellschaftlichen Druck und den internationalen Erwartungen an die zukünftige Rolle des Wasserstoffs. Zudem verläuft der Entwicklungsprozess nicht unbedingt linear – bereits heute zeigen sich erste regionale Kreisläufe, die durchaus einer Phase zwei zuordenbar wären­

(z. B. das Projekt GET H2 mit einer Elektrolyseurleistung von > 100 MW und einer Netzstruktur von der Niederländischen Grenze bis in die Industriezentren im Ruhrgebiet). Wir sehen sieben unterschiedliche Rollen, die Energieversorger und Stadtwerke exklusiv oder in Kombination in den lokalen Kreisläufen einnehmen können. Die häufig gute lokale Vernetzung sowie die Kenntnis der Energieflüsse legen die Rolle eines Integrators nahe. Dieser bringt potenzielle Anbieter und Nachfrager in einem frühen Stadium zusammen, klärt entscheidende konzeptionelle Fragen und ermöglicht so überhaupt das Entstehen der ersten Kreisläufe. Weitere Rollen hängen dann von den individuellen Voraussetzungen und den ggf. bestehenden «Lücken» in den lokalen Wasserstoffkreisläufen ab. Die Elektrolyse von Wasserstoff ist energieintensiv. Goldman Sachs unterstellt daher einen Anstieg der europäischen Stromnachfrage um ca. 100 Prozent im Zeitraum 2020 bis 2050 allein durch den angestrebten Zubau an Elektrolyseuren.4 Sofern ein Werk bereits über regenerative Kapazitäten verfügt, können diese ggf. temporär  für die Elektrolyse genutzt werden. Vor dem Hintergrund der Bedarfsentwicklung erscheint aber auch


der Auf-/Ausbau von Kapazitäten in der Rolle als (Grün)Stromerzeuger attraktiv. Aufgrund der thematischen Nähe zur klassischen Energie­e rzeugung kann sich für Energieversorger die Rolle des Wasserstoff-Erzeugers anbieten. Dieser betreibt einen Park an Elektrolyseuren und vermarktet die erzeugten Mengen. Eine konsequente Weiterentwicklung der bestehenden Aktivitäten kann zudem in der Rolle des Energiedienstleisters liegen. Neben der Projektierung von dezentralen Anlagen (Elektrolyseure, Brennstoffzellenheizungen, etc.) können neue Felder für das Contracting (inklusive oder exklusive Betrieb) erschlossen werden und der CO2-Fussabdruck von Stadtwerkekunden kann nachhaltig verkleinert werden. Anders als in der Schweiz, in der die öffentliche Diskussion um die Zukunft der Gasnetze vom Ausstieg geprägt ist, erfolgt in Deutschland derzeit die Vorbereitung der Umnutzung für die Wasserstoffwirtschaft. Für Gasversorger oder Stadtwerke mit Gasnetzen eröffnet sich daher fast zwangsläufig die Rolle als Wasserstoff-Logistiker. Auch auf der Verbraucherseite bietet H2 die Möglichkeit, eigene Verbräuche von konventionellen Energieträgern zur reduzieren. Kehrichtfahrzeuge oder Bussen im ÖV sind stabile Abnehmer von Wasserstoff. Zudem kann Wasserstoff dem bestehenden Gas beigemischt werden mit dem Ziel, dem Kunden Gastarife mit grünem Wasserstoff anzubieten, wie Greenpeace Energy es seit vielen Jahren praktiziert. Abschliessend ist aktuell noch eine Zurückhaltung auf Investorenseite bei der Finanzierung von Elektrolyseuren zu spüren, insbesondere aufgrund ausgeprägter Abnahmerisiken. In der Rolle eines Co-Investors können Energieversorger hier einen entscheidenden Beitrag leisten, um weitere Kapitalzuströme zu ermöglichen. Für Stadtwerke ergeben sich eine Vielzahl von Rollen, in denen sich jeweils diverse Geschäftsmodelle abzeichnen. Die Wirtschaftlichkeit mag heute noch viele dieser Geschäftsmodelle als Zukunftswunsch erscheinen lassen. Aber ein Rückblick auf die Entwicklung der regenerativen Erzeugung zeigt auch: Förderung und technologischer Fortschritt können dazu führen, dass der Wandel schneller kommt, als viele erwarten.

Anmerkung (1) Vgl. European Commission, 2020: A Hydrogen Strategy for a Climate-neutral Europe. ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/hydrogen_strategy.pdf (2) Vgl. Bundesregierung, 2020: Die nationale Wasserstoffstrategie. www.bmbf.de/files/ die-nationale-­w asserstoffstrategie.pdf (3) Vgl. Geels, F. W., 2002: Technological Transitions as Evolutionary Reconfiguration Processes: a Multi-Level Perspective and a Case Study. Research Policy 31 pp. 257–1273 (4) Vgl. Goldman Sachs, 2020: Green Hydrogen – The next Transformational Driver of the Utilities Industry.

DER AUTOR Dr. Stephan Speith hat zur Diffusion von neuen Technologien am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung promoviert. Heute ist er Geschäftsführer der K. GROUP Schweiz AG, einer 100%igen Tochter der 1998 gegründeten, auf die Energiewirtschaft spezialisierten Unternehmensberatung K. GROUP aus München. Er berät Energieversorger in der Schweiz und Deutschland zu Fragen der Strategie, Wachstum und Organisation. Stephan hält Vorlesungen zur Energiewirtschaft an der Universität Kassel und der Technischen Universität München.

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ZUM GLÜCK HABEN WIR KERNKRAFTWERKE Die Schweizer Kernkraftwerke liefern unabhängig von Jahreszeit und Witterung grosse Mengen Strom. Ihr Beitrag macht die Stromversorgung sicher und zuverlässig. Besonders im Winter sind wir auf diesen Beitrag angewiesen. Wo der Winterstrom nach der Stilllegung der Kernkraftwerke herkommen soll, ist Gegenstand von Diskussionen. Der Ausbau der inländischen Stromproduktion braucht Zeit und Stromimporte sind eine fragwürdige Alternative.

Das Kernkraftwerk Leibstadt hat bisher insgesamt 300 Terawattstunden Strom produziert und kann noch lange eine Stütze unserer Stromversorgung bleiben.

D

as jüngste und leistungsstärkste Kernkraftwerk der Schweiz in Leibstadt hat kürzlich einen grossen Meilenstein erreicht: Seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 1984 hat das KKL insgesamt 300 Terawattstunden Strom produziert. Mit dieser Menge Energie könnte man über 700’000 Space-Shuttles ins All schicken oder die komplette Game-of-Thrones-Serie 50 Milliarden Mal anschauen – was 400 Millionen Jahre dauern würde. Man könnte damit aber auch den kompletten Schweizer Autoverkehr 30 Jahre lang elektrisch fahren lassen oder das ganze Land während gut fünf Jahren mit Strom versorgen. Für 300 Terawattstunden Strom müssten sich 2 000 moderne Windkraftanlagen 35 Jahre lang ununterbrochen drehen. Hätte man die gleiche Menge Strom in Gaskombikraftwerken produziert, wären über 110 Millionen Tonnen CO2 in die Atmosphäre gelangt.

WICHTIGER WINTERSTROM Die Stromproduktion in Leibstadt und in den anderen Schweizer Kernkraftwerken

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ist nicht nur gut für unsere CO2-Bilanz. Die Kernenergie leistet einen wichtigen Beitrag zur zuverlässigen Stromversorgung. Sie liefert im Jahresdurchschnitt mehr als einen Drittel und im Winter bis zur Hälfte des in der Schweiz erzeugten Stroms. Gut 60 Prozent unseres Stroms stammen im Schnitt von der Wasserkraft. Im Winter erzeugen die Wasserkraftwerke weniger Strom und wir sind auf Stromimporte angewiesen, um den in den kalten Monaten höheren Strombedarf zu decken. In den vergangenen zehn Wintern hat die Schweiz im Durchschnitt pro Winterhalbjahr netto rund vier Terawattstunden Strom importiert. Ohne die Kernkraftwerke entsteht in der kalten Jahreszeit eine zusätzliche Lücke von rund 14 Terawattstunden. Diese Umstände hat die Eidgenössische Elektrizitätskommission (ElCom) an ihrer Jahresmedienkonferenz 2020 hervorgehoben. Aus Sicht der ElCom ist bei der Betrachtung der Versorgungssicherheit der Winter zentral. Die Strommarkt-Regulierungsbehörde plädiert dafür,

den Netto-Import im Winterhalbjahr nach dem Wegfall der Schweizer Kernkraftwerke nicht über zehn Terawattstunden steigen zu lassen. Entsprechend fordert die ElCom im Inland Anreize für neue Kraftwerke, damit eine substantielle Stromproduktion im Winter gewährleistet werden kann. Die ElCom hält geeignete Massnahmen für den Zubau von fünf bis zehn Terawattstunden inländischer Winterproduktion für unerlässlich.

FRAGEZEICHEN BEIM STROMIMPORT Die ElCom warnt in diesem Zusammenhang zudem vor der sinkenden Exportfähigkeit unserer Nachbarländer. Am meisten Strom importiert die Schweiz derzeit aus Deutschland, das bekanntlich bis 2022 auf die Kernenergie und danach in absehbarer Zeit auf Kohlestrom verzichten will. Auch Frankreich will den Anteil der Kernenergie am Strommix reduzieren. In beiden Ländern haben die Netzbetreiber bereits vor sich


KERNENERGIE

WIE LANGE LAUFEN KERNKRAFTWERKE? Im Schweizer Kernenergiegesetz sind keine fixen Laufzeiten für Nuklearanlagen festgeschrieben. Kernkraftwerke dürfen so lange betrieben werden, wie ihre Sicherheit gewährleistet ist. Die Betreiber sind für die Sicherheit verantwortlich und vom Gesetz dazu verpflichtet, ihre Werke laufend auf den neusten Stand der Technik nachzurüsten und instand zu halten. Im Fall von Mühleberg führten wirtschaftliche Überlegungen zur frühzeitigen Stilllegung. Die Betreiber der übrigen vier Kernkraftwerke rechnen heute mit rund 60 Jahren Betrieb, auch wenn sicherheitstechnisch mehr möglich wäre. Überprüft wird die Sicherheit von den unabhängigen Experten des Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspek-

© EnBW

abzeichnenden Strommangellagen – besonders im Winter – gewarnt. Es ist alles andere als gesichert, dass die Schweiz einfach bei Bedarf den nötigen Strom aus den Ausland einkaufen kann. Das Bundesamt für Bevölkerungsschutz hat in seiner jüngsten Analyse eine anhaltende Strommangellage im Winter als das grösste Risiko für die Schweiz bezeichnet, noch vor einer Pandemie. Das wirtschaftliche Schadenspotenzial einer Unterversorgung von 30 Prozent während mehrerer Wintermonate beziffern die Fachleute mit weit über 100 Milliarden Franken. Unsere Kernkraftwerke sorgen für eine sichere und zuverlässige Stromversorgung und helfen, immense Kosten zu vermeiden. Irgendwann erreichen sie jedoch das Ende ihrer Betriebszeit.

torats (ENSI). Der Bundesrat kann Ausserbetriebnahmen anordnen. Verschiedene andere Staaten haben für ihre Kernkraftwerke fixe Laufzeiten definiert. In den USA zum Beispiel gilt eine Betriebsbewilligung anfänglich für 40 Jahre. Sie kann aber maximal zweimal um je 20 Jahre verlängert werden. Von den aktuell in Betrieb stehenden Werke der USA verfügen unterdessen fast alle über eine Bewilligung für 60 Jahre. Für vier Anlagen wurde bereits eine zweite Verlängerung auf total 80 Jahre genehmigt. Im Rahmen der Energiestrategie 2050 soll die Schweiz aus der Kernenergienutzung aussteigen und so auf eine der wichtigsten Stützen ihrer beinahe CO2-freien und sehr zuverlässigen Stromversorgung verzichten. Die Kernkraftwerke werden am Ende ihrer Lebensdauer nicht durch neue ersetzt. Bis dahin ist die Kernenergie aber laut Bundesrat eine wichtige Stütze der Energiestrategie 2050, da sie als Brückentechnologie Zeit für die Entwicklung von Alternativen schafft. Der dringend nötige Ausbau der Stromproduktion kann nicht von heute auf morgen erfolgen. Bis es soweit ist, halten uns die Kernkraftwerke den Rücken frei. Mit den richtigen politischen Rahmenbedingungen können sie das noch länger tun.

HINWEIS Mehr zu diesem Thema finden Sie auf www.nuklearforum.ch Der 1989 in Betrieb genommene Block 2 in Neckarwestheim geht 2022 als eines der letzten KKW Deutschlands endgültig vom Netz.

Im Winter muss die Schweiz schon heute Strom importieren, um den Bedarf zu decken.

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GASNETZ

Wasserstoff: Ein totgeglaubter Energieträger feiert sein Comeback.

DAS GASNETZ WIRD KLIMANEUTRAL 2050 werden im Schweizer Gasnetz nur noch klimaneutrale Gase zirkulieren. Neben Biogas wird dies grüner Wasserstoff und daraus hergestelltes synthetisches Methan sein. Treiber für diese Entwicklung ist Deutschland, das enorme Importmengen an grünem Wasserstoff benötigen wird. Von der damit angestossenen Wasserstoffindustrie wird auch die Schweiz profitieren.

G

as belastet die Treibhausgasbilanz mit rund 220 g  CO2  / kWh. Das sind zwar rund 25 Prozent weniger als Erdöl, aber immer noch viel zu viel, um die Zielsetzung von Netto-Null bis 2050 zu erreichen. Viele fordern daher, das Gasnetz stillzulegen und die Gasnutzung durch erneuerbare Energien abzulösen. Diese Forderung ist aber kontraproduktiv, denn das Gasnetz wird in Zukunft entscheidende Beiträge zu einer klimaneutralen Energieversorgung leisten. Es gibt heute eine Vielzahl unterschiedlicher Gasanwendungen. Die einfache und

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verlässliche Gasheizung ist nur eine davon. Immer mehr werden Gasheizungen mit erneuerbaren Wärmequellen wie Sonne oder Umweltwärme kombiniert. In vielen Fernwärmelösungen ist Gas das Rückgrat für Zeiten mit Spitzennachfrage. Heizungen, die auf Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) basieren, liefern zusätzlich Strom zum Ausgleich der immer grösser werdenden Winterlücke. Bei industriellen Anwendungen gibt es kaum Alternativen für den hochwertigen und verlässlichen Brennstoff Gas. Dies gilt auch für historische Quartiere in Stadtkernen, wo bauliche Eingriffe kaum möglich sind. Eine Stilllegung von

Gasnetzen und damit der Verzicht auf diese hochwertigen Technologien macht daher wenig Sinn. Falls es Alternativen gibt, sind diese sehr teuer und auch mit Umweltbelastungen verbunden. Die Lösung heisst daher Dekarbonisierung: Das Gas muss klimaneutral werden.

LANGJÄHRIGE ERFAHRUNGEN MIT BIOGAS Klimaneutrale Gase sind nichts Neues. Schon 1997 wurde in der Schweiz die erste Biogasanlage mit Einspeisung in Betrieb genommen und seither ist die Anzahl Anlagen laufend gestiegen. 2019 haben


36 Anlagen mehr als 400 GWh Biogas ans Netz geliefert. Die CO2-Emissionen von Biogas über den ganzen Lebenszyklus betragen rund 68 g  CO2 / kWh produzierte Wärme. Andere erneuerbare Wärmequellen können diesen Wert kaum unterbieten. Das Potenzial in der Schweiz zur Produktion von einspeisefähigem Biogas beträgt rund 4 TWh. Dazu kommen 5 TWh grüner Wasserstoff. Dieser kann direkt ins Netz eingespeist oder mittels Nutzung von CO2 in synthetisches Gas umgewandelt werden. Grüner Wasserstoff stammt immer aus erneuerbaren Quellen. Blauer Wasserstoff wird aus Erdgas hergestellt. Dabei wird der Kohlenstoff abgespalten und entweder in unterirdischen Lagern gespeichert (Carbon-Capture and Storage) oder in CarbonWerkstoff umgewandelt (Carbon-Capture and Use). Diese Technologien sind allerdings sehr energieaufwändig und daher nur in einer Übergangsphase sinnvoll. Wie bereits heute wird die Schweiz zusätzliche Mengen an erneuerbaren Gasen importieren. In den nächsten Jahren primär Biogas, mittel- bis langfristig schwergewichtig blauer und später grüner Wasserstoff, der in Regionen produziert

werden wird, die viel Wind und Sonnenstrom produzieren.

SINKENDE GESTEHUNGSKOSTEN Grösste Herausforderung sind im Moment die hohen Produktionskosten für Wasserstoff. Doch mit den in vielen Ländern angestossenen Förderprogrammen können die Produktionskapazitäten für Elektro­lyseure massiv erhöht und damit die Gestehungskosten entscheidend verringert werden. Zudem werden zusätzliche Effizienzgewinne in der Produktion entstehen. Greenpeace rechnet für grünen Wasserstoff mit Kosten von 9 bis 12 Cents / kWh im Jahr 2030 und zwischen 6 und 9 Cents / kWh 2050. Daten der Internationalen Energieagentur (IEA) bestätigen diese Entwicklung. Die vollständig erneuerbare Energieversorgung in Deutschland bedingt riesige Mengen an grünem Wasserstoff. Dies bestätigt die kürzlich publizierte Wasserstoffstrategie der deutschen Bundes­ regierung. Gemäss Schätzungen von Greenpeace, die auf Daten des Wuppertal Institutes und von energy brainpool basieren, sind es über 1000 TWh pro Jahr. Deutschland wird aber nicht in der

Lage sein, diese Mengen selbst produzieren zu können. Mehr als 240 TWh sind kaum möglich. Der Rest muss daher importiert werden. Diese hohe Nachfrage in Deutschland, aber auch in anderen Ländern, wird dazu führen, dass eine international vernetzte Wasserstoffindustrie entstehen wird. Davon kann auch die Schweiz profitieren. 2050 werden daher im Schweizer Gasnetz nur noch klima­ neutrale Gase fliessen.

Literatur • Gas for Climate (2020): Gas Decarbonisation Pathways 2020 – 2050 • Greenpeace (2020): Blauer Wasserstoff; Lösung oder Problem der Energiewende • IEA (2919): The Future of Hydrogene • Carbotech (2020): Ökologischer Vergleich von Heizsystemen

KONTAKT Verband der Schweizerischen Gas­industrie VSG Telefon +41 (0) 44 288 31 31 vsg@gazenergie.ch www.gazenergie.ch

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ENERGIE MANAGEMENT

INTELLIGENTES ENERGIEMANAGEMENT UND SERVICEUNTERSTÜTZUNG Monitoring ist für Photovoltaikanlagen unerlässlich und geht weit über das Erfassen von Produktionserträgen hinaus. Fronius Solar.web macht Energieflüsse transparent und erlaubt Updates, Analysen und Wartung aus der Ferne.

D

ie besondere Stärke von Solar.web liegt darin, Energieflüsse übersichtlich und verständlich darzustellen. Diese sind bequem per Smartphone, Tablet oder am Computer abrufbar. Auf dem gut strukturierten Dashboard hat der Anlagenbetreiber die Ertrags- und Verbrauchswerte seines PV-Systems immer im Blick – entweder in Echtzeit oder als Monats- und Jahreszeitreihen. Ergänzt wird die Übersicht mit einer Amortisationsdarstellung, der kumulierten CO2-Ersparnis und einer 48 Stunden Ertragsprognose1 aufgrund der Wettervorschau. Falls vorhanden, werden auch Batterieladestatus und Warmwasseraufbereitung angezeigt. In Kombination mit einem Fronius Smart Meter als bidirektionalem Verbrauchszähler sieht der Kunde, wieviel Strom er produziert, selbst verbraucht, ins Netz einspeist oder von dort bezieht. Diese Bilanz gibt an, wieviel Potential noch zum Ei-

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genverbrauch oder zur Speicherung zur Verfügung steht.

EFFIZIENZ UND ONE-STOPLÖSUNGSKOMPETENZ Installateure und Anlagenbesitzer profitieren davon, wenn das PV-System bereits bei der Inbetriebnahme auf Solar. web registriert und online gebracht wird, denn es ist das Fundament, auf dem eine von guten Erfahrungen geprägte Kundenbeziehung aufgebaut wird. Solar.web unterstützt bei der Kundenbetreuung und minimiert die Servicekosten: automatische Störungsbenachrichtigung ermöglichen eine rasche Fehlerbehebung, technische Analysen können im Nu durchführt werden und regelmässige Updates oder kleinere Servicefälle werden aus der Ferne erledigt. Dieser proaktive Service spart dem Techniker Zeit und Fahrtkosten. Wird dennoch ein Einsatz vor Ort nötig, helfen

rasche Fehleranalyse, übersichtliche Reports und Statusmeldungen dabei, sich bestens vorzubereiten und Routen effizient zu planen.

MIT DEM ERTRAG IM BLICK DEN EIGENVERBRAUCH OPTIMIEREN Mit Solar.web kann der Installateur seine Kunden individuell bei ihrer Energiewende begleiten. Bereits durch cleveres Verlagern des Energiekonsums in Zeiten von ausreichend PV-Produktion kann er seine Stromausbeute merklich steigern. Installateure können punkten, wenn sie mit guten Tipps und Beratung auf ihre Kunden zugehen. Wie man das Potential einer PVAnlage maximal ausschöpfen kann, wird auf Basis von Ertragsanalysen, Performance Checks und Soll-Ist-Vergleichen bis auf MPP-Tracker-Ebene, sichtbar. Der Anlagenbetreiber kann beispielsweise seinen Überschussstrom selbst verbrauchen


ENERGIE MANAGEMENT

HINWEIS Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: Rückfragehinweis Technik: Patrick Gauss gauss.patrick@fronius.com Telefon +41 (0)44 817 99 48 Rückfragehinweis Presse: Monique Inderbitzin inderbitzin.monique@fronius.com Telefon +41 (0)79 945 76 20

zent Erneuerbaren gedeckt wird, zu verwirklichen. Dementsprechend entwickelt Fronius Energielösungen, um Sonnenenergie kosteneffizient und intelligent zu erzeugen, zu speichern, zu verteilen und zu verbrauchen.

ÜBER DIE FRONIUS SCHWEIZ AG

und damit eine Wärmepumpe betreiben oder ihn für die Nachtstunden speichern. Das PV-System kann Schritt für Schritt erweitert und ausgebaut werden. auch der Sprung zum Laden eines Elektroautos ist nicht mehr weit. Fronius Wechselrichter sind dafür bestens gerüstet, denn sie sehen zahlreiche Schnittstellen zur Sektorenkopplung vor.

FÜR DEN KUNDEN POTENTIALE SICHTBAR MACHEN Ein PV-System, das in Solar.web online ist, hat alles was benötigt wird. Nach wenigen Klicks zeigt die Ohmpilot-Simulation, wie der überschüssige Sonnenstrom zur Warmwasseraufbereitung genutzt werden kann. Das senkt die Heizkosten, ersetzt fossile Energiequellen und verlängert die Lebensdauer des primären Heizsystems. Ebenso einfach ist die Bat-

teriesimulation. Diese erlaubt die Auswahl unterschiedlicher Batterie-Typen und Speicherkapazitäten und stellt in einer Grafik dar, wie Autarkie und PVEigenkonsum steigen.

ÜBER FRONIUS SOLAR ENERGY Die Fronius Business Unit (BU) Solar Energy entwickelt seit 1992 Energielösungen rund um das Thema Photovoltaik und vertreibt ihre Produkte über ein globales Kompetenznetzwerk aus Installations-, Service-, und Vertriebspartnern. Mehr als 24 Solar Energy Niederlassungen, eine Exportquote von über 95 Prozent und eine Gesamtleistung von mehr als 17 Gigawatt installierter Wechselrichter sprechen für sich. 24 Stunden Sonne lautet das grosse Ziel und Fronius arbeitet täglich daran, diese Vision von einer Zukunft, in welcher der weltweite Energiebedarf aus 100 Pro-

Die Fronius Schweiz AG mit Sitz in Rümlang ist eine Tochtergesellschaft der Fronius International. Fronius International ist ein österreichisches Unternehmen mit Firmensitz in Pettenbach und weiteren Standorten in Wels, Thalheim, Steinhaus und Sattledt. 1945 von Günter Fronius gegründet, feiert das Traditionsunternehmen im Jahr 2020 sein 75-jähriges Jubiläum. Der regionale Ein-Mann-Betrieb hat sich zu einem Global Player mit weltweit mehr als 5 440 Mitarbeitenden entwickelt, der heute in den Bereichen Schweisstechnik, Photovoltaik und Batterieladetechnik tätig ist. Der Exportanteil von 93 Prozent wird mit 34 internationalen Fronius Gesellschaften und Vertriebspartnern sowie Repräsentanten in mehr als 60 Ländern erreicht. Mit innovativen Produkten und Dienstleistungen sowie 1 264 erteilten Patenten ist Fronius einer der Innovationsführer am Weltmarkt. Anmerkung 1) Feature von Fronius Solar.web Premium

KONTAKT Fronius Schweiz AG Oberglatterstrasse 11 CH-8153 Rümlang Telefon 0848 FRONIUS (3766487) Fax 0800 FRONIUS (3766487) pv-sales-swiss@fronius.com www.fronius.ch

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Das vielseitige Leistungsangebot von CLEMAP.

MIT INNOVATIVEN ENERGIEDATENANALYSEN IN EINE NACHHALTIGE ENERGIEZUKUNFT Die Energiebranche steht mit der sich abzeichnenden Energiewende von fossilen Brennstoffen hin zu erneuerbaren Energielieferanten vor zahlreichen Herausforderungen. Gleichzeitig bieten sich Chancen, die es effizient und zielorientiert anzugehen gilt. Ein Ansatzpunkt, um die Energiezukunft nachhaltiger und effizienter zu gestalten, ist die detaillierte Auswertung von Energiedaten und die korrekte Interpretation der Ergebnisse.

SEIT 2017 AUF DER MISSION, MEHRWERT AUS ENERGIE­DATEN ZU ERZEUGEN 2017 von ETH-Ingenieuren gegründet, arbeitet CLEMAP seit jeher unermüdlich daran, die in den Energiedaten enthaltenen Informationen zu identifizieren und zugänglich zu machen. Oftmals werden diese Daten lediglich als Ziffern über Kosten und Konsum verstanden. In Wirklichkeit verbergen sich darin jedoch hochinteressante und detaillierte Informationen, mithilfe derer Sie Ihr Netz und Ihre Kundschaft besser kennenlernen und verstehen können. Das persönliche Stromprofil gibt zum Beispiel Aufschluss über das Energiekonsumverhalten einer Person, wodurch Sie als Dienstleister / EVU kundenspezifische Zusatzdienstleistungen anbieten können. Das vielseitige Leistungsangebot von CLEMAP ermöglicht es Ihnen, jedes Kundenbedürfnis zu befriedigen und verhilft

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Ihnen zu einem besseren Kundenservice. CLEMAP ist Ihr Partner für innovative Energiedatenanalysen, indem wir Mehrwert aus Energiedaten erzeugen. Unsere smarten Produkte liefern Ihnen in Form von Statistiken, Diagrammen und Auflistungen detaillierte Informationen zu Ihrem Stromverbrauch. Dadurch schaffen wir Ordnung in der stetig wachsenden Komplexität des Energienetzes und befähigen Sie, einen Mehrwert aus den Verbrauchsangaben zu ziehen.

SMARTE UND FLEXIBLE IOT-ENERGIEMESSGERÄTE UND INTUITIVE ENERGIEPORTALE Um Informationen aus den Energiedaten zu gewinnen, bedarf es exakter Stromund Spannungsmessungen, deren korrekter Verarbeitung und aussagekräftiger Visualisierungen. Bei CLEMAP finden Sie alles aus einer Hand. Unser Produktportfolio besteht aus Energiemessgeräten und Energieportalen. Nebst Lösungen

für Privatkunden bieten wir vor allem für EVU, KMU und Dienstleister Produkte, die auf ganzer Linie überzeugen. Während die selbst entwickelten Messgeräte das Energiemonitoring vollständig übernehmen und ohne zusätz­liche Tools laufen, sorgen unsere benutzerfreundlichen Portale für die Visualisierung und Aufbereitung der gemessenen Daten. Die CLEMAP Energieportale ermöglichen Ihnen als Dienstleister die Durchführung innovativer Energiedatenanalysen, durch die Sie Ihren Kundenservice auf das nächste Level bringen. Durch den modularen Aufbau (IoT-Device, Cloud-Lösungen, Energieanalysen, Benutzeroberflächen) unserer Energielösungen ist eine maximale Flexibilität in der Anpassung an Ihr Projekt garantiert. Zudem ist unsere Dienstleistungsplattform «CLEMAP Floem» in der Lage, Fremdsensoren einzulesen und auszuwerten, wodurch eine Integration in Ihre bestehenden Prozesse kein Problem darstellt.


ENERGIE MANAGEMENT

EIN UNSCHLAGBARES DUO: ECHTZEIT-INFORMATIONEN UND AUFSCHLÜSSELUNG NACH GERÄTEKATEGORIEN Angaben zum Stromverbrauch einer Liegenschaft am Ende des Monats bietet Ihnen als Facility Manager / in keine Möglichkeit, im Moment der Entstehung Massnahmen zur Stromeinsparung zu treffen. Dasselbe gilt für Dienstleister, die sich am Ende des Monats mit verärgerten Kunden, die sich über hohe Stromrechnungen beklagen, konfrontiert sehen. Was benötigt wird, sind Informationen in Echtzeit. Nur so ist es möglich, dass Sie in Ihrem Tagesgeschäft auf besondere Ereignisse reagieren können. Die Energieportale von CLEMAP zeigen Ihnen stets die aktuellsten Leistungsdaten und identifizieren hohe Stromverbräuche im Moment der Entstehung. Dadurch wissen Sie immer Bescheid über Ihren aktuellen Konsum und beugen unangenehm hohen Stromkosten vor. Da das Total des Konsums keinen Aufschluss über energieintensive Geräte gibt und somit keinen Raum für Optimierungen zulässt, entwickelte CLEMAP intelligente Algorithmen, die Ihren Konsum und die damit verbundenen Kosten nach Gerätekategorien aufschlüsseln. Über unsere Energieportale sehen Sie den Anteil an Kosten und Konsum nach Verbrauchertyp, wodurch Stromfresser auf einen Blick erkannt werden. Eine Datenbank von rund

den. Die Stiftung anerkennt damit den Beitrag unserer Produkte an eine klimaschonende Gesellschaft und unterstützt uns in der Entwicklung der Hard- und Software für eine nachhaltige Energiezukunft.

Die innovativen Produkte von CLEMAP meistern die gesamte Energiemessungswertekette.

200 erfassten Verbrauchern ermöglicht schon heute im Wohnungsbereich eine Aufschlüsselungsrate von bis zu 85 Prozent aller am Stromnetz angeschlossenen Apparate. Die dadurch identifizierten Geräte werden verlässlich und in Echtzeit auf den Energieportalen dargestellt.

CE-ZERTIFIZIERUNG, KLIMASTIFTUNG SCHWEIZ UND SMARTGRIDREADY Unsere Messtechnik ist vom neusten Standard. So verfügen alle unsere Energiemessgeräte bereits seit längerer Zeit über den Industrialisierungsstandard EN50470-1. Seit neustem sind unsere Sensoren nun auch mit der international anerkannten CEZertifizierung und der MID-Zertifizierung ausgestattet. Diese Qualitätsstandards geniessen hohes Ansehen in der Branche, weswegen wir 2019 ins Förderprogramm für Schweizer Innovationsprojekte der Klima­stiftung Schweiz aufgenommen wur-

Aufgrund des intern vorhandenen technischen Know-hows kombiniert mit langjähriger Erfahrung in der Energiebranche positioniert sich CLEMAP als Spezialist in Sachen Smart Grid. Dies verhalf uns zur Position als Experte für die Schnittstelle zwischen EVU und Gebäudesteuerung in der technischen Kommission des Vereins SmartGridready. Durch diverse Projekte mit Grosskunden wie EKS, Stadtwerke Winterthur, Technische Betriebe Wil und EKZ verfügen wir über die erforderliche Erfahrung, um Projekte in der vernetzten Energielandschaft Schweiz zu realisieren. Kontaktieren Sie uns jetzt über untenstehende Kontaktangaben und besuchen Sie unsere Website für mehr Informationen!

KONTAKT CLEMAP AG Lavaterstrasse 66 CH-8002 Zürich Telefon +41 (0)  44 548 20 60 www.clemap.ch clever@clemap.ch

Die wöchentlichen Aufschlüsselungen der smarten CLEMAP App.

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MOBILITÄT

LADELÖSUNGEN MIT ZUKUNFT CHARGE@IMMO – DIE SKALIERBARE LADELÖSUNG MIT MEHRWERT Die Elektromobilität kommt an – bei den Automobilisten und immer mehr auch in den Garagen von Wohnliegenschaften. Damit die steigende Nachfrage nach Lademöglichkeiten gedeckt werden kann, hat Energie 360° charge@immo entwickelt – eine skalierbare Ladelösung, die auf die individuellen Bedürfnisse und den jeweiligen Standort ab gestimmt ist. Die Bedeutung der Elektromobilität nimmt auch in der Schweiz rasant zu. Gemäss einer Umfrage* zieht jede zweite Person den Kauf eines Elektroautos aufgrund der Reduktion des CO2-Ausstosses in Betracht. Auch die Tatsache, dass Elektroautos weniger Lärm verursachen, und generell die Überzeugung dass der Elektromobilität die Zukunft gehört, sprechen für den Entscheid zugunsten eines Elektroautos. Die Anzahl neu zugelassener Elektrofahrzeuge war im letzten Jahr erstmals fünfstellig und stieg im April, Mai und Juni 2020 um nochmals 17 Prozent ge-

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genüber dem Vorjahresquartal. Die Zahlen zeigen eindeutig, dass die Elektromobilität mit ihrer stetig verbesserten Technologie auf dem Vormarsch ist.

JEDERZEIT AUSBAUBARE LADELÖSUNG Mit der steigenden Nachfrage nach Elektro-fahrzeugen steigt gleichzeitig auch jene nach Lademöglichkeiten in Wohnliegenschaften. Energie 360° bietet deshalb Eigentümern und Eigentümerinnen sowie Verwaltungen von Mehrparteienhäusern mit charge@immo eine skalierbare

Ladelösung, um sowohl bestehende als auch Neubauimmobilien schrittweise dem wachsenden Bedarf an Ladestationen anzu passen. Die modular konzipierte Ladeinfrastruktur kann dabei ganz einfach erwei-tert werden, wenn die Zahl der Elektroautos wächst. charge@immo ist somit nicht nur skalierbar, sondern auch zukunftssicher.

KONTROLLIERTES LADEN MIT STROMSTEUERUNG Während eine Ladestation für einen einzelnen Parkplatz mit der heutigen Technik


MOBILITÄT

ÜBER ENERGIE 360° Energie 360° macht nachhaltige Energie in der ganzen Schweiz nutzbar. 280 Mitarbeitende engagieren sich gemeinsam mit Kundinnen und Kunden, Partnern und Gemeinden für erneuerbare Energie und ökologische Mobilität. Energie 360° gehört zu 96 Prozent der Stadt Zürich, die sie – wie 42 weitere Gemeinden – mit immer mehr erneuerbarem Gas versorgt. Das Unternehmen plant, baut und betreibt Energielösungen, investiert in Elektroladestationen und ist führend bei Biogas und Holzpellets. So leistet Energie 360° Tag für Tag einen Beitrag zur Umsetzung der 2000-WattGesellschaft – hier und jetzt für die kommenden Generationen.

bedenkenlos von einem Fachmann montiert werden kann, so braucht es für mehrere Fahrzeuge ein intelligentes Lastmanagement, welches den Ladebedarf und den Strombezug steuert. Die stetige Kommunikation unter den Ladestationen funktioniert dabei am besten, wenn alle vom selben Hersteller stammen. Abgestimmt auf die Leistung des Hausanschlusses und die weiteren Energiebezüger in der Immobilie verhindert das System eine Überbelastung, wodurch die Elektroinfrastruktur geschont wird und die Besitzer der Elektrofahrzeuge Strom-

kosten sparen können. Auf Wunsch lässt sich zudem eine dynamische Steuerung verwenden, welche die Ladestationen zum Beispiel mit einer Solaranlage oder einem Batteriespeicher vernetzt.

EINFACHES ABRECHNUNGSMODELL Damit die E-Mobilität für Liegenschaftsverwaltungen keinen zusätzlichen Aufwand hinsichtlich der Abrechnung darstellt, wurde in die Ladelösung charge@immo ein benutzerfreundliches Zugangs- und Abrechnungssystem integriert.

Die personalisierte easycharge-Ladekarte von Energie 360° ermöglicht ausserdem den Zugang zu fast 50’000 öffentlichen Ladepunkten in ganz Europa.

AUFWERTUNG DER LIEGENSCHAFT Mit der massgeschneiderten und skalierbaren Ladelösung charge@immo engagieren sich Immobilienbesitzer für die Reduktion des CO2-Ausstosses und steigern durch das Schaffen einer optimalen Grundlage für die Elektromobilität auch die Zufriedenheit der Bewohner ihrer Liegenschaften.

SIE WOLLEN IN DIE ELEKTROMOBILITÄT EINSTEIGEN? Energie 360° unterstützt Sie als Immobilienbewirtschaftung gerne von der ersten Idee bis zur schlüsselfertigen Übergabe der charge@immo-Ladeinfrastruktur – abgestimmt auf Ihren heutigen wie auch zukünftigen Nutzungs- und Fahrzeugbedarf. Sprechen Sie mit uns über Ihre Ideen. Wir freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme! Anmerkung *Quelle: TCS-Barometer E-Mobilität

KONTAKT Energie 360° AG Telefon +41 (0) 43 317 25 25 mobilitaet@energie360.ch www.energie360.ch


MOBILITÄT

TURBOVERDICHTER ERMÖGLICHEN NEUE FORMEN DER MOBILITÄT BFE UNTERSTÜTZT FORSCHUNG ZU WASSERSTOFF-ANTRIEBEN Nachhaltige Antriebssysteme für Personen- und Güterfahrzeuge sind eine der grossen Herausforderungen bei der Neugestaltung der Schweizer Energieversorgung. Zu der Vielzahl technischer Fragestellungen gehört die Entwicklung kompakter Turboverdichter, die zum Beispiel in Wasserstoffbetriebenen Elektro-LKWs eine zentrale Rolle spielen. Die Firma Celeroton (Volketswil / ZH) hat in den letzten gut zehn Jahren Produkte für den noch jungen Markt entwickelt. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

In einem Brennstoffzellensytem für automotive Anwendungen sind neben dem eigentlichen Brennstoffzellenstapel eine Vielzahl von zusätzlichen Komponenten verbaut. Um eine möglichst hohe Gesamteffizienz zu erreichen, ist es wichtig, dass die parasitären Lasten des Kompressors und Umwandlungsverluste möglichst klein gehalten werden können.

D

ie Schlagzeile stammt aus dem Jahr 2008: «Rekordantrieb: Höchste Drehzahl der Welt», lautete damals ein Titel im deutschen Magazin «Focus». Der Doktorand Christof Zwyssig, konnte man dort lesen, habe am Lehrstuhl für Leistungselektronik der ETH Zürich einen neuartigen Antrieb entwickelt, der die unglaubliche Zahl von einer Million Umdrehungen pro Sekunde erreicht. Zwölf Jahre sind seit der Schlagzeile vergangen und aus der damaligen Rekordmeldung ist eine wirtschaftlich selbst-

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tragende Schweizer Industriefirma mit 38 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern hervorgegangen, die in Volketswil eine weitläufige Etage in einer Gewerbeliegenschaft belegt. Zwyssig hatte Celeroton 2008 mit Martin Bartholet, ebenfalls Doktorand an der ETHZ, gegründet. Die Geschäftsidee sind Verdichter mit sehr hohen Drehzahlen. Die Turboverdichter haben den Vorzug, dass sie sich sehr kompakt bauen lassen – und damit für Anwendungen eignen, wo wenig Platz vorhanden ist wie beispielsweise in Fahrzeugen. Auch brauchen die Turboverdichter keine Schmiermittel, da die Welle

nicht mehr auf Kugellagern ruht, sondern auf einem Gaslager «schwebt».

VERDICHTER MIT 150 BIS 20’000 WATT Die faustgrossen Turbokompressoren kommen in der dezentralen Druckluftversorgung zur Anwendung, dienen etwa der Reinigung von Linsen in Inspektionsanlagen. Das Haupteinsatzgebiet aber sind Brennstoffzellensysteme für Fahrzeuge, die Wasserstoff (aus dem Tank) und Sauerstoff (aus der Umgebungsluft) direkt in elektrische Energie umwandeln (vgl. Bild oben).


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MOBILITÄT

TURBOKOMPRESSOREN FÜR BUSSE, AUTOS UND SCHIFFE Die Firma Celeroton hat eine integrierte Kompressor-Elektronik für einen Umrichter mit der Bezeichnung CC-550-7500 entwickelt. Dieser wird kommerziell vertrieben und kommt unter anderem in der mit Wasserstoff betriebenen Variante des «Businova»-Busses der französischen Firma SAFRA zur Anwendung. Die Brennstoffzelle, die den Strom für den Elektromotor des Busses liefert und die Celeroton-Elektronik enthält, stammt von der französischen Firma Symbio FCell. Celeroton arbeitet in weiteren Projekten mit der Industrie zusammen: So hat das Unternehmen den Kompressor für einen von der Firma Swiss Hydrogen entwickelten Brennstoff-Range Extender beigesteuert. Auch in Schiffen steckt mitunter Technologie des Zürcher Unternehmens: Ein Turbokompressor von Celeroton versorgt eine Brennstoffzelle, die seit 2017 den Elektromotor eines Passagierschiffs im französischen La Rochelle antreibt. Neben der Anwendung in Brennstoffzellensystemen werden die Turbokompressoren für den Transport von Edel- und Inertgasen sowie zur Reinigung von optischen Linsen genutzt.

Für eine hohe Effizienz und damit eine hohe Leistungsdichte wird die Luft komprimiert zugeführt, was über spezielle Turbokompressoren gelingt. Diese Verdichter werden von einem Elektromotor angetrieben, der seine Leistung aus der Brennstoffzelle bezieht (und damit deren Leistungsertrag um 10 bis 20 Prozent mindert). Turbokompressoren mit dazugehöriger Elektronik sind neben Wasserstoff-Tanks, Befeuchter, Kühlkreislauf und WasserstoffRezirkulation wichtige Komponenten, die den eigentlichen Brennstoffzellenstapel («Stack») ergänzen. Sie müssen so beschaffen sein, dass das Gesamtsystem effizient und kostengünstig arbeitet. «Die Innovation von Celeroton ist das integrale System aus Turbokompressor und

Steuerungselektronik», sagt Geschäftsführer Dr. Martin Bartholet und ergänzt: «Wir betreiben eine Miniaturisierung und erzielen erst noch eine höhere Effizienz.» Die Kompressoren decken einen Leistungsbereich von 150 Watt bis 20 kW ab. Wird beispielsweise ein Gabelstapler über eine Brennzellzelle (10 kW) mit Strom versorgt, wird ein Turboverdichter mit ca. 1 kW Leistung benötigt. In der Wasserstoff-betriebenen Variante des Renault Kangoo steckt eine 10 kW-Brennstoffzelle als Range Extender mit einem 700 W-Turboverdichter. In einem 40-Tonnen-LKW von Hyundai Motor steckt typischerweise eine 190 kWBrennstoffzelle mit einem Turboverdichter mit ca. 20 kW Leistung. «Unser Zielmarkt sind europäische Hersteller von leichten Nutzfahrzeugen, wobei wir nicht die Fahr-

Integrierte Kompressor-Elektronik (Umrichter CC-550-7500), wie sie in einem 60 kWBrennstoffzellensystem zum Einsatz kommt, wo drei Komponenten zusammengefasst werden. Damit kann der Energieverbrauch des Verdichters um geschätzt 10% gesenkt werden.

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zeughersteller beliefern, sondern die Hersteller der Brennstoffzellensysteme», stellt Bartholet fest.

ANSTEUERUNGSELEKTRONIK KONSTRUKTIV VEREINFACHT Verdichter sind in stationären Industrieanwendungen weit verbreitet und gut erprobt. Der Bau schnelldrehender, kompakter Turbokompressoren für Mobilitätsanwendungen bedarf allerdings intensiver Anstrengungen in Forschung und Entwicklung. Im Gegensatz zu anderen Herstellern von luftgelagerten Turbokompressoren liefert Celeroton nicht nur den Verdichter, sondern auch die dazugehörige Elektronik zur Ansteuerung des Verdichter-Motors als optimal aufeinander abgestimmtes System aus einer Hand. Celeroton hat in den letzten Jahren verschiedene Forschungsprojekte zu konstruktiven, betrieblichen und fertigungstechnischen Fragestellungen durchgeführt. Das Bundesamt für Energie hat relevante Forschungsfragen unterstützt. In einem bereits 2018 abgeschlossenen Projekt wurde eine neue, vereinfachte Elektronik zur Ansteuerung von Turbokompressoren im Leistungsbereich 3 bis 5 kW entwickelt (vgl. Bild unten links). Früher wurden für die Ansteuerung des Turbokompressors drei Elektronikkomponenten (eine Kompressorelektronik, zwei DC-DC-Umrichter) benötigt, um die Stromversorgung während des Startvorgangs (ab Batterie) und während der Fahrt (ab Brennstoffzelle) sicherzustellen. Durch Integration dieser drei Komponenten in einer einzigen Ansteuerungselektronik konnte das System vereinfacht werden. Auch wurde damit die

Martin Bartholet, CEO der Celeroton AG, mit einem 12kW-Turbokompressor.


MOBILITÄT

Mit diesem Prüfstand haben Ingenieure mögliche Beeinträchtigungen des Kompressors durch Kondensat untersucht.

nicht schnell genug erwärmt, um die Kondensation zu unterbinden. Mit geeigneten Gegenmassnahmen lässt sich Kondensation vermeiden: Mögliche Gegenmassnahmen beinhalten Vorgaben für die Auslegung des Kühlsystems des Kompressors, Aufheiz- und Anfahrvorgänge im Kompressor und/oder Brennstoffzellensystem sowie konstruktive Anpassungen und Vorgaben für die Kompressoren selber. Das Herzstück des Turbokompressors ist die gasgelagerte Welle mit dem Schaufelrad, das die von links anströmende Luft radial ablenkt und damit komprimiert. Das Schaufelrad dreht mit bis zu 280'000 Umdrehungen pro Minute. Als Antrieb dient ein Synchronmotor mit Permanentmagnet.

Stromversorgung des Kompressors effizienter, und die Herstellungskosten konnten gesenkt werden. Der Prototyp der Ansteuerungselektronik wurde intern weiterentwickelt und ist heute unter der Bezeichnung CC-550-7500 auf dem Markt.

ZUVERLÄSSIGER BETRIEB OHNE KONDENSATION Nicht nur die Konstruktion, auch der Betrieb von Brennstoffzellen in mobilen Anwen-

HINWEIS Auskünfte erteilt Dr. Stefan Oberholzer (stefan.oberholzer[at]bfe.admin.ch), Leiter des BFE-Forschungsprogramms Wassserstoff und Brennstoffzellen.

dungen wirft Fragen auf. Ausgangspunkt ist die Befürchtung, im Kompressor könnte es kurz nach dem Start, wenn dieser noch kalt ist, zu Kondensation kommen, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug in einem Bereich mit warmer, feuchter Luft fährt (zum Beispiel in einen vom Erdinnern erwärmten Tunnel oder eine geheizte Garage). Kommt es zu Kondensatbildung, könnten die Wassertröpfchen das Gaslager und andere Bestandteile des Turboverdichters beschädigen und zu Korrosion führen. Experimentelle und theoretische Untersuchungen haben gezeigt, dass eine kritische Akkumulation von Kondensation auftreten kann, wenn der Kühlwasserkreislauf des Kompressors zu träge reagiert, sich das Kühlwasser also

KOMPAKTE ELEKTROMOTOREN FÜR DIE SERIENPRODUKTION Bis vor zwei Jahren wurde Celeroton als Prototypen- und Engineering-Firma für Turbokompressoren wahrgenommen. «Wir entwickeln uns nun zu einem produzierenden KMU, das Turbokompressoren mit zugehöriger Steuerelektronik in Serie baut», sagt Geschäftsführer Bartholet. Damit rücken mehr und mehr auch fertigungstechnische Fragen in den Vordergrund wie eine optimierte Motorentopologie. Im Zentrum steht die Frage, wie der Stator des Elektromotors, der den Turbokompressor antreibt, gewickelt werden muss bzw. wie die einzelnen Spulen der Wicklung anzuordnen sind. Die Ergebnisse sollen es unter anderem ermöglichen, die leistungsstarken Turbokompressoren mit 12 kW und mehr noch kompakter zu bauen, dies auch in industrieller Serienfertigung. Um derartige Konstruktionsprobleme erfolgreich zu meistern, hat Celeroton firmenintern das

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MOBILITÄT entsprechende Know-how zum Bau elektrischer Maschinen aufgebaut.

NUTZFAHRZEUG-FLOTTEN VON UNTERNEHMEN Celeroton ist also gut aufgestellt, um eine wichtige Komponente für Brennstoffzellenfahrzeuge zu liefern. Welchen Anteil die Wasserstofftechnologie in der Mobilität der Zukunft spielen wird, lässt sich im Moment nicht verlässlich sagen. Die Technologie muss noch kostengünstiger werden, und unabdingbar ist ein Netz aus Wasserstoff-Tankstellen. Celeroton setzt auf einen Durchbruch der Technologie bei leichten und schweren Nutzfahrzeugen, weil diese oft zu einer Flotte gehören, die an zentraler Stelle betankt werden kann. In einem aktuellen Projekt arbeitet die Firma aus Volketswil mit einem Unternehmen zusammen, das ab 2021 eine Flotte aus kleinen LKWs mit Wasserstoff einsetzen will. Im Idealfall wird das Projekt zu einem Leuchtturm, der andere Unternehmen von den Vorzügen der Technologie überzeugt.

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Martin Bartholet zeigt einen der Prüfstände, mit dem Celeroton-Ingenieure das Betriebsverhalten von Turbokompressoren testen.

HINWEIS Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte im Bereich Wasserstoff und Brennstoffzellen finden Sie unter www.bfe.admin.ch/ec-h2.


ZAUGG-Steambeast in Aktion. Je nach Boden und Aussentemperatur wird mehr oder weniger Dampf sichtbar.

WELTNEUHEIT ZAUGG-STEAMBEAST Die Zaugg AG Eggiwil offeriert eine neuartige Technologie für das schnelle, schonende und effiziente Reinigen von hochverschmutzten, harten sowie heiklen Bodenflächen. Mit dieser einzigartigen Bodenreinigungstechnik kann man wirtschaftlich und rentabel arbeiten und gewährleistet Werterhaltung zu einem überzeugenden Preis / Leistungsverhältnis.

D

as ZAUGG-Steambeast ist ein strassentaugliches Fahrzeug, welches an der Front mit einem speziellen Reinigungskopf ausgerüstet ist, der eine rotierende Bürste enthält und mittels heissem Niederdruck-Dampf die verschiedensten Verschmutzungen vom Boden löst. Die Saugleiste nach der Bürste nimmt den gelösten Dreck und das verbleibende

Kondenswasser auf. Man benötigt nur sehr wenig Wasser und erzielt eine ausserordentlich grosse Flächenleistung.

verdreckte Böden, sehen nach diesem thermo-mechanischen Reinigungsprozess fast wie neu aus.

Die Reinigungswirkung ist so eindrücklich, wie schonend. Die verschiedenartigsten Oberflächen werden nicht abgenutzt oder zerstört und Fugen werden nicht aus­g eschwemmt. Mit Kaugummi

DIE EINSATZGEBIETE Facilitymanagement, Lohnunternehmer, Dienstleister, Grossunternehmen, Städte, Flughäfen, Öffentlicher Verkehr (im speziellen Bahnhöfe), Behörden, Militär,

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MOBILITÄT Der Reinigungskopf und der dazugehörige Aufbau werden auf ein speziell für das Steambeast angepasstes Trägerfahrzeug (wie zum Beispiel der Meili VM1300) an- beziehungsweise aufgebaut. Der VM1300 ist ein Allrad-Kommunalfahrzeug mit EURO6 Abgasstufe, einer Breite von 135 cm, 135 PS Leistung und 2.2 Tonnen Nutzlast.

DER REINIGUNGSKOPF Der Steambeast-Reinigungskopf besteht aus einem, aus rostfreiem Stahl gefertigten Gehäuse, in welchem hinten die Bürste und vorne das 120 cm breite Dampffeld untergebracht sind. Der Reinigungskopf ist an der hydraulischen Front-Aushebung des Trägerfahrzeuges angebracht und damit höhenverstellbar. Die Besenwelle ist gelenkig gelagert und kann mittels zwei Hydraulikzylindern innerhalb des Gehäuses angehoben werden. Mittels zwei Stellschrauben wird der Kehrspiegel der Bürste eingestellt, wenn sich diese in der Schwimmstellung befindet. Der Reinigungskopf läuft auf 4 Lenkrollen, bei welchen mit Distanzplatten der Abstand des Reinigungskopfes zum Boden eingestellt werden kann. Mit der Front-Aushebung kann der Reinigungskopf sowohl seitlich um je 325 mm verschoben, als auch bis in die Transportstellung angehoben werden.

DER AUFBAU

Sportstätten, Eventhallen, Werkhöfe, Einkaufszentren usw.

DIE REINIGUNGSTECHNIK Das Reinigungsverfahren ist ein sehr lärm­ armer thermo-me chanischer Prozess. Das Frischwasser wird in den Boilern zu Niederdruck-Dampf aufbereitet. Mit diesem wird die zu reinigende Oberfläche, im Reinigungskopf flächig beaufschlagt. Die Verschmutzungen werden schonend gelöst und mit der nachfolgenden Bürste von der Oberfläche mechanisch entfernt. Die Sauglippe nach der Bürste nimmt die gelösten Schmutzpartikel und das verbliebene Kondenswasser auf. Der Niederdruckdampf befeuchtet und weicht den Dreck auf. Je nach Art der Verschmutzung gibt es die Möglichkeit einer Vorbehandlung. Für die Bearbeitung von schwer zugäng­lichen Stellen kann ein mobiler Hochdruckreiniger oder ein analoges Kleingerät angeschlossen werden.

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Der rückwärtige Aufbau ist auf einem Tragrahmen fixiert, welcher ankippbar ist, um eine möglichst bequeme Zugänglichkeit zum Motor des jeweiligen Trägerfahrzeuges zu gewährleisten. Auf dem Tragrahmen ist der kombinierte Tank (Frischwasser, Schmutzwasser, ggf. Vorbehandlung und

Diesel) montiert. Mit den hochklappbaren Seitenabdeckungen ist die Zugänglichkeit zu allen im Aufbau integrierten Komponenten äusserst einfach.

DIE STEUERUNG Der Reinigungsaufbau wird über ein spezielles Display in der Trägerfahrzeugkabine angesteuert. Als Antriebsquelle für alle hydraulischen Funktionen des Aufbaus, sind Pumpen ab dem Motor des Trägerfahrzeuges verbaut. Die hydraulischen Bewegungsfunktionen (Heben, Senken, Seitenschieben, usw.) des Reinigungskopfes werden direkt über die Fahrzeughydraulik versorgt und mit den jeweiligen Bedienungselementen (z. B. Joystick) des Trägerfahrzeugs gesteuert. Die ZAUGG AG EGGIWIL ist ein weltweit führendes Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung technisch hochstehender Geräte für die Schneeräumung auf Strassen, Schienen, Flugplätzen und die Bearbeitung von Schneepisten. Spezial-Geräte für die Kommunaltechnik und die Bodenreinigung komplettieren das Angebot.

KONTAKT Zaugg AG Eggiwil Kommunaltechnik und Maschinenbau Holzmatt 651 b CH-3537 Eggiwil Telefon +41 (0) 34 491 81 11 Fax +41 (0) 34 491 81 71 info@zaugg.swiss www.zaugg.swiss


AUS- UND WEITERBILDUNG

DIE ENERGIETRANSFORMATION ALS CHANCE ODER RISIKO FÜR LOKALE ENERGIEVERSORGER? Sowohl die Ziele der in 2016 im Referendum bestätigten Energiestrategie 2050, als auch globale Herausforderungen und Push-Faktoren im Kontext der Dekarbonisierung und Demokratisierung von Energiesystemen erfordern umfassende Transformationen des Schweizer Energiesystems. Dabei sind, obwohl die allgemeinen Ziele wie eine signifikante Senkung des Energie- und Stromverbrauchs pro Person oder eine ebenso signifikante Erhöhung der Produktion inländischer erneuerbaren Energien klar definiert sind, sowohl die Form der Transition als auch die potenziellen Endszenarien noch weitgehend offen – von einem Smart-Grid, welches stark mit anderen Sektoren wie zum Beispiel den Transportsektor verkoppelt ist, bis hin zu einem schweizweiten Supernetz mit einigen grossen Kraftwerken an geographisch und infrastrukturell günstigen Standorten sind die meisten Optionen noch offen.

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AUS- UND WEITERBILDUNG

T

rotz aller Unsicherheiten kann jedoch erwartet werden, dass die gegenwärtig stark dezentralisierte, föderalistische Struktur des Energiesektors zumindest teilweise erhalten bleibt. Die fast 650 lokalen Energieversorgungsunternehmen (EVUs) bilden das Rückgrat des Sektors, und sind über die gesamte Wertschöpfungskette der Energieversorgung, von Generation über Transmission hin zu Services und Infrastrukturmanagement tätig. Abhängig von ihrer Grösse, den verfügbaren Ressourcen und verwendeten Geschäftsmodellen stellt die Energietransformation die EVUs vor kleinere und grössere Herausforderungen, welche im Ernstfall sogar die fortlaufende Existenz einiger EVUs betreffen. Einige davon betreffen die interne Struktur und institutionelle Logik der Unternehmen, andere sind jedoch an externe Faktoren gebunden, wie zum Beispiel branchenfremde «Quereinsteiger», welche für die «neue Normalität» eines transformierten Energiesektors kritisches Wissen und Fähigkeiten mitbringen, oder die Erwartungen und Anforderungen von / an gekoppelte Sektoren. Nebst all dieser Risiken beinhaltet die Energietransformation aber auch eine Vielzahl von Chancen

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für lokale EVUs – einerseits die Möglichkeit, das eigene Geschäftsmodell zu überdenken und sich auf Kernbereiche zu fokussieren, in denen kritische Wettbewerbsvorteile existieren, anderseits auch die Vorteile einer starken Einbindung in lokale sozial-ökonomische und infrastrukturelle Kontexte, welche eine Grundvoraussetzung für dezentralisierte, lokal optimierte Transitionen ist. Diese Einbindung verschafft lokalen EVUs einen signifikanten Wissensvorteil sowohl bezogen auf die eigenen wissens- und ressourcenbezogenen Möglichkeiten als auch auf ein gutes Verständnis lokaler Nutzerprofile und -Erwartungen. Um diese Vorteile auch in der Praxis umsetzen zu können, ist es für EVUs von höchster Wichtigkeit, transformativ zu agieren statt zu reagieren – die Makro­ trends der Energietransition sind insbesondere für kleinere, lokale EVUs kaum beeinflussbar, wohl aber die eigene Position bezogen auf diese Trends. Während grössere Unternehmen im Rahmen von Forschungskooperationen mit der Wissenschaft, Pilotprojekten und «early adopter» Kundengruppen ihre Möglichkeiten ausloten

und Voraussetzungen für künftige Innovationen schaffen, müssen kleinere EVUs mit limitierten Ressourcen wirtschaftlich und agil vorgehen um mit begrenztem Aufwand Wissen zu erlangen. Ein Forschungsschwerpunkt des international institute of management in technology (iimt) befasst sich mit der Entwicklung eines solchen Tools – eines «Transition Canvas» für dezentralisierte Energietransitionen. Aufbauend auf der Logik des Business Model Canvas sowie des Lean Innovation Canvas und mit Anwendung von Konzepten aus der Transitions- und Transformationsforschung, soll das «Transition Canvas» EVUs die Möglichkeit bieten, ihre eigene Position in Kontext von Transitionswegen (Transition Pathways) zu bestimmen sowie, falls notwendig oder gewünscht, ihr Geschäftsmodell über die einzelnen Schritte der Energieversorgungs-Wertschöpfungskette hinweg zu evaluieren und anzupassen. Während die theoretische Entwicklung des Canvas bereits läuft, ist das Projekt für Praxispartner derzeit noch offen. Den Praxispartnern bietet sich die einmalige Chance, in die weitere Entwicklung des Tools durch Kollaborationen in Form von Fokusgruppen, Fall- und Pilotstudien


AUS- UND WEITERBILDUNG sowie Forschungsprojekten eingebunden zu sein. Interessierte EVUs sind eingeladen, das iimt für einen ersten Austausch zu kontaktieren!

IIMT – KOMPETENZZENTRUM IM BEREICH MANAGEMENT DER TECHNOLOGIE Das iimt ist ein Kompetenzzentrum im Bereich Management der Technologie und bietet nicht nur innovative Forschung, sondern seit 25 Jahren exzellente Weiterbildung an. Es entwickelt zukünftige «Game-Changer», welche einen entscheidenden Einfluss auf die Gesellschaft haben, technologiegetriebenen Herausforderungen begegnen und Lösungen für zukünftige Problemstellungen in einem globalen Geschäftsumfeld liefern. Das iimt bietet ein inspirierendes Umfeld für exzellente Weiterbildung und Spitzenforschung. Wir beraten Sie gerne und würden uns freuen, Sie am iimt zu begrüssen.

KONTAKT iimt Universität Fribourg Bd de Pérolles 90 CH-1700 Fribourg iimt@unifr.ch www.iimt.ch

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IMPRESSUM & VORSCHAU

VORSCHAU DIE NÄCHSTE AUSGABE ERSCHEINT ENDE APRIL 2021 Folgende Schwerpunkte stehen auf unserer Agenda:

Energielösungen

Mobilität

Aus- und Weiterbildung

Mitglied der Geschäftsleitung Tibor Müller t.mueller@rundschaumedien.ch

Herausgeber Editorial AG Talstrasse 20 CH-8001 Zürich info@editorial.ag www.editorial.ag

Boris Jaeggi b.jaeggi@rundschaumedien.ch Projektleitung & Chefredaktion Roland Baer r.baer@rundschaumedien.ch

Ausführung Rundschau Medien AG St. Jakob-Strasse 84 CH-4132 Muttenz  Telefon +41 (0) 61 335 60 80 Fax +41 (0) 61 335 60 88 info@rundschaumedien.ch www.rundschaumedien.ch

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Leitung Produktion & Grafik Emma Schaub e.schaub@rundschaumedien.ch Grafik Sandra Schneider Aboservice info@rundschaumedien.ch

Sicherheit

Autoren Benedikt Vogel Peter Charaf Roland Baer Max Raeb Ruedi Mäder TerreActive AG Stephan Speith Titelbild bbv Software Services AG Bilder Benedikt Vogel Swiss Hydrogen Celeroton Ökozentrum Ernst Schweizer AG Frontini Shutterstock Grafiken BFE Celeroton

HSLU Energieinstitut Vorarlberg VSG LegacyNotes Jahresabo Zwei Ausgaben CHF 19.– Einzelpreis CHF 10.– info@rundschaumedien.ch ISSN: 2296-7567 A PRODUCT OF PRESTIGE MEDIA GROUP

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energieRUNDSCHAU 02/2020  

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