energieRUNDSCHAU 01/2018

AUSGABE 01/2018

DIE HERAUSFORDERUNGEN DER ENERGIEZUKUNFT ERFOLGREICH MEISTERN EIGENVERBRAUCHS­GEMEINSCHAFTEN WOHNGEBÄUDE ALS FUTURISTISCHER ENERGIELIEFERANT

FORSCHUNG | LÖSUNGEN | GEBÄUDETECHNIK | SICHERHEIT | AUS- UND WEITERBILDUNG

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STROM MUSS GELIEFERT WERDEN Ein gutes Beispiel ist die Elektrizität. Hier bei uns, ist es selbstverständlich, dass die Herdplatte heiss wird, wenn wir sie anstellen, dass das Telefon funktioniert, wenn wir einen Anruf tätigen wollen oder dass Haushaltsgeräte auf Touren kommen, sobald wir den Stecker in die Dose bugsieren. Ganz zu schweigen vom täglichen E-Mail-Verkehr, den wir während den Arbeitszeiten führen. Ohne Strom könnten wir nicht leben. Bis aber die Elektrizität aus der Steckdose kommt, hat sie bereits einen weiten Weg hinter sich. Hierfür muss eine einwandfreie Logistik gewährleistet sein, denn in den wenigsten Fällen finden sich Energiequellen genau dort, wo Energie benötigt wird. Rohstoffe werden deshalb mit den unterschiedlichsten Transportmitteln wie Schiff, Bahn oder Pipeline zu den Kraftwerken befördert und dort in elektrische Energie umgewandelt.

Doch auch dann ist sie noch nicht am Ziel.

Die elektrische Energie wird nun über Entfernungen von bis zu mehreren hundert Kilometern und über bis zu vier verschiedene Spannungs- und Netzebenen durch Kabel und Freileitungen normgerecht transportiert. Das Bindeglied zwischen den unterschiedlichen Spannungs- und Netzebenen – von der Höchst- bis zur Niederspannung – sind die Transformatoren in den Kraft- und Umspannwerken sowie den Ortsnetzstationen. Diese braucht es um die elektrische Spannung in die gewünschte Höhe zu bringen oder fachlich gesagt: zu transformieren, Erst dann kann die elektrische Energie entfernungsabhängig ohne Verlust verteilt werden.

Letztendliches Ziel sind die Steckdosen und Lichtquellen in den Haushalten. Ob nun Gas durch eine Pipeline fliesst, elektrische Energie durch Spannungsnetze strömt oder Steinkohle mit dem Zug transportiert wird, die Logistik macht es möglich, Energie schnell und effizient von A nach B zu befördern. So kann jeder getrost nach Hause gehen, den Lichtschalter drücken und braucht sich nicht zu wundern, warum die Lampe angeht. Denn, es ist ja selbstverständlich!

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INHALT

EDITORIAL 1 FORSCHUNG 10

10

24

Wie Wasserstoffautos sicher tanken können

10

Industrieabfall wird zum Energieträger

16

ENERGIEBESTIMMUNGEN 20 Die Herausforderungen der Energiezukunft

20

Freie Wahl in der Lastgangmessung – ein Kraftakt!

22

ENERGIELÖSUNGEN 24 Die Evolution der Hochstrom-Kontaktlösung

24

Repower positioniert sich neu

28

Eigenverbrauchs­gemeinschaften

30

Innovent: die hocheffiziente Retrofitlösung 32 Störungen reduzieren sich auf ein Minimum

30

34

UMWELT 36 Schon heute an übermorgen denken

36

KERNENERGIE 38 Die Welt hält an der Kernenergie fest

38

MINERGIE 41 Minergie-Gebäude optimal betreiben

Beschriften

Befestigen

41

Schrumpfen

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INHALT

48

GEBÄUDETECHNIK 44 Behutsame Sanierung, stilvolle Erweiterung

44

Neubau Swiss Re Next in Zürich

46

Wohngebäude als futuristischer Energielieferant

48

SICHERHEIT 50 Mittelspannungs- und Nieder­spannungsEnergieverteilungen

50

SOLAR 52 Intelligente Lösung zur Warmwasseraufbereitung

52

BIOENERGIE 54 Ein Netz ist – manchmal – nicht genug

54

WASSERWIRTSCHAFT 60 Thermalwasserleitung, isolierte Leitungen für Quellwasser 60

HACKSCHNITZEL 62 Soviel Energie steckt in Hackschnitzeln

60

62

AUS- UND WEITERBILDUNG 68 Die Energiewirtschaft

68

Kreative Fachkräfte für Innovationen

70

Die Digitalisierung und wir

72

VORSCHAU 74 Powertage 2018

72 // Seite 4

74

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FORSCHUNG

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FORSCHUNG

WIE WASSERSTOFF-AUTOS SICHER TANKEN KÖNNEN Auf Schweizer Strassen verkehren erst einige Dutzend Personenwagen, die Wasserstoff als Treibstoff nutzen.

Doch die CO2-freie Antriebstechnologie hat grosses Potenzial. Damit Wasserstoff-Autos weiter Verbreitung finden, braucht es ein landesweites Netz aus Tankstellen. Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) untersucht gegenwärtig technische und rechtliche Fragen, um den Bau von Wasserstoff-Tankstellen zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Erste Lösungskonzepte liegen auf dem Tisch. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

E

lektroautos mit Batterie gehören unterdessen zum gewohnten Strassenbild. Wasserstoff-Fahrzeuge hingegen sind noch eine Rarität. Nur wenige Dutzend Personenwagen sind auf Schweizer Strassen unterwegs. In guter Erinnerung ist der Feldversuch mit Was-

serstoff-Postautos, der 2016 nach fünf Jahren zu Ende ging. Weiterhin im Einsatz ist ein Lkw von Coop. Gründe für die geringe Verbreitung sind der Mangel an verfügbaren Fahrzeugen sowie das Fehlen von öffentlich zugänglichen WasserstoffTankstellen. In der Schweiz existieren

davon nur gerade zwei: die eine in Hunzenschwil (AG), die andere an der Empa in Dübendorf (ZH).

Länder wie Japan und Südkorea, aber auch Kalifornien, skandinavische Staaten oder Deutschland treiben die Entwicklung der

Die Wasserstofftankstelle (Zapfsäule ganz rechts) an der Empa in Dübendorf ist seit 2016 in Betrieb.

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 11

Die drei Zapfsäulen des «move»-Projekts an der Empa stellen unterschiedliche Treibstoffe bereit: Methan (vorne), ein Methan-Wasserstoff-Gemisch (Mitte) und Wasserstoff (hinten).

Die Grafik zeigt zehn Lecktests, die in einem Zeitraum von gut einer halben Stunde an der Empa durchgeführt wurden. In den ersten sieben Tests ist während der Betankung kein Druck­ abfall im Füllschlauch festzustellen – es ist also kein Leck vorhanden. Anders bei den drei letzten Tests: Nach Betankungsstart sinkt der Druck ab, was auf das Vorhandensein eines Lecks schliessen lässt. In diesem Fall wird der Tankvorgang automatisch abgebrochen, um den Austritt von Wasserstoff zu vermeiden. Während die ersten sechs Versuche bei ungefähr halb­ vollem Tank durchgeführt wurden und die Betankung nach erfolgtem Lecktest jeweils manuell abgebrochen wurde, ist im Diagramm ersichtlich, dass das Fahrzeug im siebten Versuch komplett befüllt und die nachfolgenden Versuche mit vollem Tank durch­geführt wurden.

BFE UNTERSTÜTZT PILOT-, DEMONSTRATIONS- UND LEUCHTTURM-PROJEKTE Das Empa-Projekt zur Klärung technischer und rechtlicher Fragen rund um Wasserstoff-Tankstellen für Pkw gehört zu den Pilot- und Demonstrations­ projekten, mit denen das Bundesamt für Energie (BFE) die Entwicklung von sparsamen und rationellen Energietechnologien fördert und die Nutzung erneuerbarer Energien vorantreibt. Das BFE fördert Pilot-, Demonstrationsund Leuchtturmprojekte mit 40 % der nichtamortisierbaren, anrechenbaren Kosten. Gesuche können jederzeit eingereicht werden. www.bfe.admin.ch/pilotdemonstration www.bfe.admin.ch/leuchtturmprogramm

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Wasserstoff-Technologie voran. Auch die Schweiz ist in diesem Bereich aktiv, indem sie innovative Projekte unterstützt. Das hat gute Gründe: Die entsprechenden Fahrzeuge fahren nämlich CO2-frei, sofern sie mit Wasserstoff betankt werden, der mit erneuerbarem Strom hergestellt wurde. Der gasförmige Treibstoff wird im Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle in Strom rückverwandelt und treibt einen Elektromotor an.

Das einzige, was aus dem Auspuff des Fahrzeugs entweicht, ist Wasserdampf.

Wasserstoff hat eine hohe Energie­dichte.

Die Autos erreichen mit einer Tankfüllung problemlos eine Reichweite von 500 und mehr Kilometern im Realbetrieb. Das neue Modell von Hyundai («Nexo»), welches ab Sommer 2018 in der Schweiz verfügbar sein soll, steigert diesen Wert dank verbesserter Brennstoffzellentechnik um weitere 30 %.

FOKUS AUF BETANKUNG VON PKW Soll Wasserstoff-Autos der Durchbruch gelingen, ist eine sichere Tankstellen-­ Infrastruktur unabdingbar. Vor drei Jahren haben Wissenschaftler auf dem EmpaCampus in Dübendorf eine Demo-­Anlage mit dem Namen «move» in Betrieb genommen. Diese Forschungs- und Entwicklungsplattform stellt Wasserstoff bei einem Nenndruck von 350 bar bereit, wie er für die Betankung von Wasserstoff-Lkw und -Bussen verwendet wird (vgl. Fachartikel «Sonnen- und Windtreibstoff tanken», abrufbar unter www.bfe.admin.ch/CT/H2).

Ein aktuelles Projekt befasst sich nun

Bei der Verdichtung des Wasserstoffs auf 700 bar entsteht Lärm, der die Nachbarschaft beeinträchtigen kann. Durch eine geeignete Schallisolationsvorrichtung kann dieser abgeschirmt werden. Im Bild rechts: Vorrichtung für eine Schallmessung.

mit Pkw. Diese werden bei einem Nenndruck von 700 bar betankt. Zu diesem Zweck wurde die «move»-Anlage mit einem zusätzlichen Verdichter und einem Vorkühlsystem für den Wasserstoff aufgerüstet. «Unser Projekt will verschiedene technische und rechtliche Fragen für den zuverlässigen und sicheren Betrieb der Tankstellen für Pkw klären», sagt Urs Cabalzar, bei der Empa verantwortlich für den Forschungsbereich synthetische bzw. strombasierte Kraftstoffe.

Das Vorhaben, an dem die H2 Energy AG (Glattpark / Opfikon) und Hyundai als Technologiepartner beteiligt sind, wird vom Bundesamt für Energie im Rahmen seines Pilot- und Demonstrationsprogramms finanziell unterstützt.

Aus technischer Sicht stehen dem Bau von Wasserstoff-Tankstellen keine grösseren Hürden entgegen. Bei den Tankstellen an der Empa und in Hunzenschwil traten seit der Inbetriebnahme in der zweiten Hälfte 2016 zwar die eine oder andere Kinderkrankheit auf (z. B. Lärmbelastung durch Verdichterkolben und das hochfrequente Pfeifen von dessen elektrischem Antriebmotor). Diese Mängel liessen sich aber mit wenig Aufwand beseitigen.

Ein Problem, an dessen Behebung die Wissenschaftler noch arbeiten, ist die Vereisung. Bei kaltem und feuchtem Wetter kommt es in seltenen Fällen vor, dass die Zapfpistole am Einfüllstutzen des Fahrzeugs festfriert. Der Grund: Der Wasserstoff muss für die Betankung auf -40 °C vorgekühlt werden (vgl. Textbox 1).

Nach Auskunft der Forscher könnten hier verkürzte Schmierintervalle für die Zapfpistole oder geeignete Abdeckungen Abhilfe schaffen.

SICHERHEIT DANK LECKANALYSE Zwecks Anwenderfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit ist es wünschbar, Wasser­ stoff-Zapfsäulen in bestehende Tankstellen zu integrieren. Das ist bisher nicht ohne

Weiteres möglich, weil aus Sicherheitsgründen rund um Wasserstoff-Tanksäulen ein Sicherheitsabstand eingehalten werden muss, in dem sich keine Zündquelle und auch keine zweite Zapfsäule z. B. für Benzin befinden darf. Fachleute bezeichnen diesen Sicherheitsbereich als «Explosionsschutzzone», kurz «ExZone». Empa-Forscher arbeiten nun in Zusammenarbeit mit der Schweizerischen

Wird Solarstrom zum Antrieb eines Wasserstoff-Autos eingesetzt, werden 24.4 % der Ausgangsenergie in Bewegungsenergie umgesetzt, wie dieses Sankey-Diagramm veranschaulicht: Bei der Umwandlung des Stroms in Wasserstoff gehen 23.3 % als Wärme verloren (diese kann nach Möglichkeit als Abwärme genutzt werden). 4.3 % gehen durch den Energieaufwand für den Transport des Wasserstoffs verloren, weitere 4.5 % werden für die Verdichtung des Wasserstoffs auf 700 bar gebraucht, 1.7 % für die Vorkühlung des Wasserstoffs. Der Antrieb kostet weitere 41.8 % der Energie (der grössere Teil davon in der Brennstoffzelle, der kleinere Teil bei der Energie­ umwandlung im Elektromotor). Die Werte des Diagramms beziehen sich auf ein Wasser­s toffProduktionssystem im industriellen Massstab.

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 13

FORSCHUNG

Die mobile Eichvorrichtung für die Wasserstoff-Zapfsäulen, wie sie vom Eidgenössischen Institut für Metrologie in Wabern bei Bern entwickelt wurde: Die beiden Tanks (schwarz) sind 91 cm lang und haben einen Durchmesser von 32 cm. In Blau: Die Waage, mit der das Gewicht des Wasserstoffs in den beiden Tanks exakt bestimmt werden kann.

MIT WASSERSTOFF UNTERWEGS Sie heissen Hyundai ix35 FCEV, Toyota Mirai oder Honda Clarity Fuel Cell und haben eines gemein: Ihre Antriebsenergie stammt aus Wasserstoff, den sie in einem Tank mitführen und der über eine Brennstoffzelle in Strom verwandelt wird, der den Elektromotor des Autos antreibt. Ein Hyundai ix35 FCEV – um ein Beispiel zu geben – kann bis zu 5,6 kg Wasserstoff tanken und erreicht damit gemäss Herstellerangaben eine Fahrleistung von bis zu 600 km (entspricht der Reichweite von 30 l Diesel bei einem Mittelklassewagen). Da der mitgeführte Wasserstoff gas­förmig ist, ist der Tank mit 140 l deutlich grösser als jener eines Dieselautos mit gleicher Reichweite. Der Tank ist auch schwerer, da er einem hohen Druck von 700 bar standhalten muss. Rechnet man das Gewicht von Energiespeichervorrichtung und Antriebsstrang zusammen, schneidet das Elektroauto am schlechtesten ab, gefolgt vom Wasserstoff-Auto und dem Auto mit klassischem Verbrennungsmotor.

Bei der Betankung von Wasserstoff-Autos wird der Treibstoff im Tank auf hohen Druck (abhängig von Umgebungstemperatur und Betankungsmenge über 700 bar) gebracht; dabei entsteht Kompressionswärme. Unter anderem aus diesem Grund würde der Tank ohne Vorkehrungen sehr stark erhitzt und könnte Schaden nehmen. Um dies zu verhindern, wird der Wasserstoff vor der Betankung auf -40 °C abgekühlt. Damit hält sich die Wärmeentwicklung während der Betankung in Grenzen und erreicht je nach Betankungsbedingungen 40 bis 50 °C. Mit der Zeit klingt die Temperatur ab.

Bei der Coop-Wasserstofftankstelle in Hunzenschwil kostet ein Kilogramm Wasserstoff 10.90 Fr.. Damit kommt der gefahrene Kilometer etwa gleich teuer wie mit Benzin oder Diesel. Bei der Empa wurden 2017 1100 kg / Jahr Wasserstoff getankt, in Hunzenschwil waren es 3000 kg / Jahr (ohne Wasserstoff-LkW). Kommerziell interessant wird eine Anlage bei den heutigen Kosten bei 200 bis 300 kg / Tag, schätzen Experten. Dank Skaleneffekten kann diese Zahl in Zukunft allerdings deutlich sinken. BV

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Unfallversicherungsanstalt (SUVA) an einem alternativen Sicherheitskonzept. Die Grundidee: Tritt während der Betankung Wasserstoff in die Umwelt aus, wird der Tankvorgang dank Leckanalyse sofort gestoppt. Technisch funktioniert die Leckanalyse wie folgt: Zu Beginn des Tankvorgangs wird im Innern des Füllschlauchs im Abstand von wenigen Sekunden der Druck zweimal gemessen. Ist der ermittelte Druckunterschied grösser als ein vorgegebener Toleranzwert (zum Beispiel fünf bar), ist ein Leck anzunehmen – der Tankvorgang stoppt automatisch.

Bestehende Zapfsäulen für Wasserstoff sind schon serienmässig mit dem beschriebenen Leckanalysesystem ausgerüstet. Die Empa-Forscher wollen nun mit einer eigens entwickelten Lecktestvorrichtung den von der SUVA geforderten Nachweis erbringen, dass die Leckanalyse robust funktioniert. Gelingt dieser Nachweis, könnten die Ex-Zonen reduziert oder gar abgeschafft werden – damit entfiele ein wichtiges Hindernis zur Integration der Wasserstoff-Zapfsäulen in bestehende Tankstellen.

MESSUNGEN MIT EICHVORRICHTUNG Die Arbeit der Empa-Forscher geht über technische Fragen hinaus: So wollen die Wissenschaftler Abklärungen zu rechtlichen Fragen in einem Leitfaden zusammenfassen. Dieser soll in Zukunft Herstellern von Tankstellen, aber auch kantonalen Bewilligungsbehörden als Arbeitsgrundlage dienen. Ein Augenmerk der EmpaForscher ruht ferner auf der Zuverlässigkeit der Zapfsäulenanzeigen. Damit der Autofahrer nur soviel Wasserstoff bezahlt, wie er getankt hat, muss die Zapfsäule geeicht sein. Zu dem Zweck hat das Eidgenössische Institut für Metrologie (METAS) 2017 eine Eichvorrichtung entwickelt. Diese besteht im Kern aus zwei Hochdruckbehältern, mit denen sich die Masse des getankten Wasserstoffs durch Wiegen (gravimetrische Methode) überprüfen lässt.

Die Messungen mit dieser Eichvorrichtung sind für das laufende Jahr geplant.

2019 wollen die Wissenschaftler der Empa und ihre Partner das Forschungsprojekt zu den Wasserstoff-Tankstellen für Pkw abschliessen. Mit ihrer Arbeit stellen sie wichtige Grundlagen für die künftige Nutzung von Wasserstoff-­ betriebenen Fahrzeugen in der Schweiz bereit. Ob bzw. in welchem Mass sich die Antriebstechnologie am Ende durch-

setzen wird, hängt von zusätzlichen Einflussgrössen ab. Elektromobile setzen erneuerbaren Strom über den Elektromotor direkt in Antriebsenergie um und erreichen je nach Ladegeschwindigkeit und Berücksichtigung der Nebenverbraucher im Fahrzeug einen hohen Wirkungsgrad von 50 % bis 75 % (Well-to-Wheel Betrachtung). Für Wasserstoff-Autos wird der Strom in Wasserstoff verwandelt und dann in Strom rückverwandelt, wobei im Realbetrieb am Rad noch zirka 25 % der ursprünglich eingesetzten elektrischen Energie verfügbar sind. «Ein Elektromobil fährt mit derselben Strommenge – abhängig von der Ladezeit – zwei bis dreimal so weit wie ein Wasserstoff-Auto», sagt Cabalzar. «Trotzdem hat die Wasserstofftechnologie grosse Vorzüge: Mit Wasserstoff kann man viel Energie bei wenig Gewicht speichern, das begünstigt Lösungen bei Langstrecken, Schwerlastverkehr, Flugzeugen oder Schiffen, für welche sich rein batterieelektrische Antriebssysteme nicht eignen.»

HINWEIS Die Empa bietet interessierten Gruppen Führungen durch die «move»-Demonstrationsanlage an.

Anmeldung bei Urs Cabalzar urs.cabalzar@empa.ch Auskünfte zu dem Projekt erteilen Dr. Yasmine Calisesi, verantwortlich für Pilot- und Demonstrationsprojekte in der BFE-Sektion Cleantech, und Dr. Stefan Oberholzer stefan.oberholzer@bfe.admin.ch Leiter des BFE-Forschungsbereichs Wasserstoff Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte im Bereich Wasserstoff finden Sie unter www.bfe.admin.ch/CT/H2

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Urs Cabalzar liess sich an der ETH Zürich zum Maschineningenieur ausbilden und erforscht heute an der Empa in Dübendorf unter anderem den Einsatz von Wasserstoff für Mobilitätsanwendungen.

Stäubli ist eine in der Schweiz und anderen Ländern registrierte Marke der Stäubli International AG. © Stäubli 2018 | Photocredits: Stäubli

FORSCHUNG

Blick ins SUPSI-Labor in Manno (TI): Ein Forscherteam um Dr. Pamela Principi (im Bild) hat hier ein zweistufiges, anaerobes Gärverfahren für Industrieabfälle untersucht. Rechts sind die beiden Reaktoren für die zweistufigen Gärversuche zu sehen.

INDUSTRIEABFALL WIRD ZUM ENERGIETRÄGER Bei vielen industriellen Prozessen entstehen Abfälle, die von den Unternehmen fachgerecht entsorgt werden müssen, was mitunter erhebliche Kosten verursacht. Doch ein Teil der Industrieabfälle enthält wertvolle Energie, die sich gewinnbringend nutzen lässt. Die Fachhochschule der Südschweiz (SUPSI) untersucht mikrobiologische Verfahren, mit denen Industrieabfälle für die Produktion von Biogas eingesetzt werden können. Eines dieser Verfahren wird nun während des Jahres 2018 mit einer Pilotanlage beim Tessiner Milchverarbeitungsbetrieb Lati SA auf seine Praxistauglichkeit geprüft. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

Z

wischen Bellinzona und Lago Maggiore erstreckt sich die Magadino­ ebene. Die weite Fläche wird landwirtschaftlich genutzt, ist aber auch Sitz von etlichen Industriebetrieben. In Sant’ Antonino ist der grösste Milchverarbeitungsbetrieb des Tessins zuhause: die Latteria del Ticino, kurz Lati SA. Das traditionsreiche Unternehmen verarbeitet die Milch von 180 Produzenten aus dem Tessin zu Trinkmilch, Desserts und Käse. Darunter sind Frischkäse wie der «Robiolino», der «Gorello» oder der «Quadratino», aber auch Halbhartkäse wie der «Formaggella». 15 Millionen Kilogramm Milch hat

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die Firma 2016 verarbeitet und mit ihren Produkten einen Umsatz von 29 Millionen Franken erzielt.

METHAN AUS SAUERMOLKE Bei der Käseherstellung entsteht Molke als Abfallprodukt. Je nach Herstellungsprozess unterscheidet man zwischen Süss- und Sauermolke. Die Süssmolke wird in der Schweinezucht verwendet. Die Sauermolke hingegen ist nicht als Tierfutter geeignet, sie wird entsorgt. Tankwagen der Lati SA bringen jede Woche rund 16’000 Liter Sauermolke auf die wenige Kilometer entfernte Abwasserreinigungs-

anlage (ARA) Foce Ticino in Gordola östlich von Locarno. Dort wird die Sauermolke zusammen mit Klärschlamm, Küchenabfällen und anderen Reststoffen aus der Lebensmittelindustrie in einer konventionellen Biogasanlage vergärt.

Die Entsorgung der Molke in der ARA Foce Ticino kostet Lati SA heute Geld. Schon in naher Zukunft könnte sich das ändern.

Die Verantwortlichen haben realisiert, dass Molke nicht als Abfall zu betrachten ist, sondern als eine Ressource zur Energiegewinnung. Das ist zwar bisher schon der Fall, denn aus der Sauermolke wird ja

FORSCHUNG

Die aktive Biomasse für die erste und zweite Vergärstufe wird im Labor vorbereitet («selektiert»). Dies ermöglicht eine schnellere Einfahrphase der Pilotanlage auf dem Lati-Gelände.

bereits Biogas hergestellt. Doch in Zukunft könnte der Gasertrag wesentlich gesteigert werden – dann müsste die Lati SA nicht mehr für die Entsorgung der Molke bezahlen, sondern sie könnte damit sogar Geld verdienen. Anfang 2018 ging auf dem Lati-Firmenareal in Sant’Antonino nun eine Pilotanlage zur Methanisierung von Sauermolke in Betrieb. Die Anlage nutzt ein zweistufiges Gärverfahren. Ziel des einjährigen Testlaufs ist zu zeigen, ob sich der Methanertrag aus Sauermolke steigern lässt.

ZWEISTUFIGES GÄRVERFAHREN Das Pilotprojekt bei der Lati SA baut auf den hoffnungsvollen Ergebnissen einer wissenschaftlichen Untersuchung der Fachhochschule der Südschweiz (SUPSI) auf, die vom BFE finanziell unterstützt wurde. Forscher am SUPSI-Standort Manno untersuchten im Projekt TANAIS (kurz für: «Two-phase anaerobic digestion for aqueous industrial wastes») die Vergärung von Industrieabfällen. Sie wollten wissen, ob sich die Methanausbeute durch Einsatz eines zweistufigen Gärverfahrens erhöhen lässt. Hierbei wird das Gärgut zeitlich gestaffelt in zwei Reaktoren vergärt. Das dafür eingesetzte Gärverfahren arbeitet in beiden Prozessstufen anaerob, also ohne Zufuhr von Sauerstoff. Die

Forscher untersuchten drei Arten von Industrieabfällen, die im Tessin in grosser Menge anfallen: Molke (Nebenprodukt der Käseherstellung), Fermentationsabwässer (Nebenprodukt der AntibiotikaHerstellung) sowie ein Abfallprodukt aus der Fischölherstellung.

Bei zwei der drei untersuchten Abfälle stiessen die Forscher um die Mikrobiologin Dr. Pamela Principi und den Biotechnologen Roger König an Grenzen: Bei den Fermentationsabwässern beschränkt der hohe Schwefelgehalt die Methanausbeute, beim Abfallprodukt aus der Fischölherstellung scheiterte die Steigerung des Methanertrags an der fehlenden Löslichkeit. Ein hoffnungs­ volles Resultat fanden die Tessiner Forscher aber beim dritten untersuchten Substrat: Bei der anaeroben Vergärung von Molke in einem zweistufigen Reaktor konnten sie die Methanausbeute deutlich erhöhen. Diese fiel fast dreimal höher aus als bei der Vergärung in einem einstufigen Reaktor. Können aus einem Kubikmeter Molke beim herkömmlichen einstufigen Verfahren unter kontrollierten Laborbedingungen 10.9 Normkubik­meter (Nm 3) Methan gewonnen werden, sind es beim zweistufigen Verfahren des SUPSI nun 27.1 Nm 3.

VOM LABOR AUF DAS INDUSTRIEAREAL Der Mehrertrag erklärt sich dadurch, dass die Vergärung im zweistufigen Verfahren in zwei besonders effizienten Teilschritten durchgeführt werden kann (vgl. Textbox).

Ob dieses Ergebnis auch bei einer Anlage unter realitätsnahen Bedingungen erzielt wird, soll nun das Pilotprojekt bei der Lati SA zeigen. Bisher wurde die erwähnte Ver-

Die beiden Reaktoren haben ein Volumen von 5 Litern. Bei den Versuchen im SUPSI-Labor wurden jeweils nur einige 100 ml Substrat vergärt.

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FORSCHUNG dreifachung des Methanertrags im Labor in einem kleinen Versuchsreaktor mit rund 100 ml Molke erreicht. «Die Tests wurden ohne die (für ein statistisch aussagekräftiges Ergebnis erforderlichen) Wiederholungen durchgeführt, und die für die Vergärung benutzte Substratprobe bildet die Schwankungen in der chemischen Zusammensetzung, wie sie in den industriellen MolkeAbfällen vorkommen, nicht vollständig ab», heisst es dazu im TANAIS-Abschlussbericht.

Der Pilotversuch bei der Lati SA soll nun zeigen, ob sich die Verdreifachung des Methanertrags auch unter realitätsnahen Bedingungen erzielen lässt.

Grunddaten der drei flüssigen Industrieabfälle, die die SUPSI-Forscher untersucht haben: Molke (CW), Fermentationsabwässer (FWW) und das Abfallprodukt aus der Fischöl­ herstellung (SK). COD steht für «Chemical Oxygen Demand» (biochemischer Sauerstoffbedarf, kurz BSB). TS steht für «Total Solids» (Gesamtfeststoffe). VS steht für «Volatile Solide» (Organische Trockensubstanz).

VERGÄRUNG IM ZWEISTUFIGEN VERFAHREN In Biogasanlagen werden organische Stoffe von Mikroorganismen zerlegt; als Produkt dieser Gärprozesse entsteht – unter anderem – Biogas. Das darin enthaltene Methan ist ein wertvoller Energieträger, der durch Verbrennung in Strom und auch Wärme umgewandelt oder durch Aufreinigung in das Gasnetz eingespeist werden kann. In konventionellen Biogasanlagen erfolgt die Vergärung in einem einstufigen Prozess. «Prozesstechnisch gesehen ist das einstufige Verfahren allerdings nicht optimal», sagt SUPSI-Forscher Roger König. «Besser ist es, den Vergärungsprozess in zwei Prozessschritte aufzuteilen: In jedem der beiden Schritte können wir den Säuregrad so einstellen, dass die beteiligten Mikroorganismen ihr Potenzial optimal entfalten.» Im ersten Prozessschritt liegt der optimale Säuregrad bei einem pH-Wert von ca. 5, im zweiten Prozessschritt bei ca. 7. Dank der Aufteilung in zwei Prozessschritte vergärt das Substrat besser – und als Folge davon steigt die produzierte Methanmenge.

Was aber geschieht in den beiden Prozessschritten bei genauerer Betrachtung?

Der erste Prozessschritt besteht aus den Teilschritten Hydrolyse, Versäuerungsphase und Acetatproduktion: In der Hydrolyse werden die in der Molke ent­ haltenen Kohlenhydrate, Fette und Proteine für die weiteren Prozessschritte verfügbar gemacht, unter anderem indem langkettige Moleküle in kurze Moleküle aufgetrennt werden. Die Moleküle werden dann in der Versäuerungsphase in kurze Fett- und Essigsäuren umgewandelt. In der Acetatproduktion schliesslich werden die Fettsäuren ebenfalls in Essigsäure umgewandelt. Mit den Essigsäuren (auch: Actetate) ist nun der Ausgangsstoff vorhanden, der im zweiten Prozessschritt – der methanogenen Phase – in Methan (und CO 2) umgewandelt wird.

Beide Prozessschritte bedürfen einer je eigenen Kultur aus Mikroorganismen (bestehend aus Bakterien, Archaeen, Pilzen usw.) Diese Kulturen werden von den Forschern aus dem Substrat von Biogasanlagen gezielt hergestellt («selektiert»), und zwar so, dass sie den Anforderungen des jeweiligen Prozessschritts ent­ sprechen. Die Mikroorganismen für den ersten Prozessschritt sind auf das Substrat (hier: Molke) abgestimmt. Für ein anderes Substrat müsste also eine andere Kultur aus Mikroorganismen hergestellt werden. Für den zweiten Prozessschritt (Umwandlung von Acetat in Methan) kann stets dieselbe Kultur aus Mikroorganismen verwendet werden, unabhängig davon, aus welchem Substrat das Acetat im ersten Prozessschritt gewonnen wurde. BV

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Die Pilotanlage besteht aus zwei 5-LiterReaktoren (für die erste, vier Tage dauernde Vergärungsstufe) und einem 60-LiterReaktor (für die zweite Vergärungsstufe von ca. 30 Tagen Dauer). Die Anlage hat eine Kapazität von rund zwei Litern Sauermolke pro Tag. Das ist nur ein Bruchteil der 16’000 Liter, die bei Lati jede Woche anfallen. Doch bei der Pilotanlage geht es nicht um Quantität, sondern um Qualität: Sie will primär testen, ob sich die guten Laborergebnisse beim Methanertrag auch mit «realer» Molke erzielen lassen, also bei Verwendung von Molke, deren Zusammensetzung sich je nach Art des aktuell produzierten Käses immer wieder ändert.

Die Höhe des Methanertrags ist massgeblich für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses: «Jedes zusätzliche Prozent Biogas ist wirtschaftlich interessant: Wenn sich die Biomethan-Produktion im erhofften Mass steigern lässt, dürfte es sich für die Lati SA lohnen, aus Molke Biogas herzustellen», sagt Pamela Principi. «Die Molke wäre also

Die Abbildung zeigt das Resultat einer Gel-Elektrophorese zur Untersuchung der mikrobiellen Gemeinschaft. Die drei behandelten Substrate (Molke / CW, Fermen­ tationsabwässer/FWW, Abfallprodukt aus der Fischölherstellung/SK) zeigen eine deutliche Unterscheidung in der ersten Gärstufe (HAA), während die zweite Gärstufe (MET) eine ähnliche mikrobielle Gemeinschaft aufweist. Grafik: Schlussbericht TANAIS

FORSCHUNG nicht länger ein Kostenfaktor, sondern ein kommerziell verwertbarer Energieträger.»

ZWEITER PROZESSSCHRITT AN EINEM ZENTRALEN STANDORT Könnte die gesamte Molke aus der LatiProduktion – also 16’000 l pro Woche – mit hoher Effizienz in Biomethan umgewandelt werden, könnten pro Woche schätzungs-

weise 432 Nm3 Biomethan hergestellt werden. Das entspricht dem Energiegehalt von 432 l Heizöl oder von 4307 kWh Strom.

Für sich genommen ist das eine überschaubare Menge, die kaum den Energiebedarf eines Einfamilienhauses deckt.

Würde das neuartige Gärverfahren aber bei verschiedenen Industriebetrieben zur Anwendung kommen, könnte eine respek-

table Energieproduktion resultieren: «Wir stellen uns vor, dass der erste Vergärungsschritt auf dem Areal des jeweiligen Industriebetriebs durchgeführt werden könnte.

Das so aufbereitete Acetat würde dann zu einer zentralen Anlage gebracht und dort daraus – in einem grösseren Reaktor – Biomethan hergestellt», blickt Pamela Principi in die Zukunft.

HINWEIS Weitere Auskünfte zu dem Projekt erteilt Dr. Sandra Hermle sandra.hermle@bfe.admin.ch Leiterin des BFE-Forschungsprogramms Bioenergie.

Die Mikrobiologin Dr. Pamela Principi.

Der Mikrotechnologe Roger König.

Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrationsund Leuchtturmprojekte im Bereich Bioenergie finden Sie unter: www.bfe.admin.ch/CT/biomasse

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ENERGIEBESTIMMUNGEN

DIE HERAUSFORDERUNGEN DER ENERGIEZUKUNFT ERFOLGREICH MEISTERN Das Ja zum revidierten Energiegesetz und somit auch zum intelligenten Messsystem ist für viele Energieversorgungsunternehmen eine Herausforderung. von André Ackermann, Leiter Services & Dienstleistungen, Enpuls AG

S

eit Anfang 2018 ist das revidierte Energiegesetz in Kraft. Ein wichtiger Bestandteil der Energiezukunft sind die intelligenten Netze (Smart Grids), für die wiederum eine zeitnahe Verbrauchs­ erfassung durch Smart Meter Voraussetzung ist. Die Netzbetreiber sind also gezwungen Smart Meter grossflächig auszurollen. Bloss: Was muss man dabei beachten? Was sind die besonderen ­Herausforderungen?

DIE QUAL DER WAHL Die Enpuls AG ist verantwortlich für die Einführung des Smart Meter Systems bei den EKZ. In einer ersten Pilotphase 2011 gestartet, haben wir für die EKZ bereits 130’000 intelligente Zähler installiert und

wissen somit genau, worauf es bei der Einführung und im Betrieb ankommt. Zentral ist es, die regulatorischen Anforderungen sowie die Empfehlungen der Branche zu kennen und zu beachten, um Investitions- und Rechtssicherheit zu erlangen.

Bei der Beschaffung neuer intelligenter Stromzähler spielt der technologische Aspekt eine wichtige Rolle: Ohne Betrachtung der Systemseite können keine Smart Meter beschafft werden, müssen diese doch eine Vielzahl von Schnittstellen unterstützen. Darüber hinaus müssen sich die Energieversorger auch im Klaren sein, ob sie das intelligente Messsystem selber betreiben oder einen Dienstleister beauftragen wollen. Und die Wahl des Dienstleisters hat wiederum erheblichen Einfluss auf die zum

Einsatz kommenden Produkte und Lieferanten. In diesem Zusammenhang ist die Interoperabilität ein wichtiger Aspekt, der es erlaubt, mit einem System verschiedene Lieferanten von Stromzählern zu berücksichtigen. Eine Normierung im Zählerbereich, welche diese Interoperabilität ermöglicht, nennt sich IDIS (Interoperable Device Interface Specifications). Diese Normierung definiert und umfasst jedoch nur eine minimale Anzahl an Funktionen («Use Cases») und bedarf bei jeder Integration einen nicht zu unterschätzenden Aufwand.

ANALYSE UND ANFORDERUNGSKATALOG ALS BASIS Die Einführung eines Smart Metering Systems ist die Gelegenheit, eine Analyse der

Die Anforderungen an die EVU sind vielfältig und herausfordernd.

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ENERGIEBESTIMMUNGEN bestehenden operativen Prozesse vorzunehmen und bietet in den meisten Fällen grosses Optimierungspotential. Ein Beispiel kann die Eingabe von Stammdaten sein, welche bisher möglicherweise manuell in verschiedenen Systemen vorgenommen werden musste. Ein weiterer Punkt sind klare Anforderungen an das System. Welche Funktionen und operativen Prozesse soll das Smart Meter System erfüllen? Und welche Umsysteme sind zu berücksichtigen (beispielsweise Abrechnungssysteme, Energiedatenmanagementsysteme, Visualisierungs- und Reportingtools). Spätere Anpassungen und Änderungen sind oft sehr kostspielig und können mittels eines klar formulierten Anforderungskatalogs vermieden werden.

STICHWORT DATENSCHUTZ UND DATENSICHERHEIT Datenschutz und Datensicherheit sind wichtige Aspekte, die zwingend ins Pflichtenheft aufgenommen werden müssen.

Auch hier ist der Aspekt der Interoperabilität wichtig. Kann die Datensicherheit (End-to-End-Verschlüsselung) mit Produkten unterschiedlicher Lieferanten umgesetzt werden? Lieferanten und Dienstleister müssen aufzeigen, wie sie das Thema der Datensicherheit adressieren. Die Realisierung fällt oft sehr unterschiedlich aus und kann finanziell einen nicht unwesentlichen Bestandteil der Systemlösung ausmachen.

Überhaupt ist die Anzahl an Systemkomponenten und Lieferanten ein nicht zu unterschätzender Punkt. Bei einer Vielzahl von Elementen wird die Analyse von Fehlern und Störungen schnell äusserst zeitintensiv und komplex. Hier ist es wichtig, klare Prozesse und Zuständigkeiten zu definieren.

ENPULS ALS ETABLIERTE DIENSTLEISTERIN Nutzen Sie unsere langjährige Erfahrung und unser Smart Metering Know-how!

Wir haben jeden Schritt von der Vision über die Einführungsstrategie bis hin zur vollautomatisierten Integration von Smart ­Metering Systemen in der Praxis bereits erfolgreich vollzogen. Gerne beraten wir Sie unverbindlich und zeigen Ihnen wo wir Sie entlasten können.

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André Ackermann

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Welche Funktionen und operativen Prozesse soll das Smart Meter System erfüllen?

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FREIE WAHL IN DER LASTGANGMESSUNG – EIN KRAFTAKT! Mit seinem Gang bis vor das Bundesgericht erkämpfte sich der Bündner Landwirt Gion Peder Vinzens die Freiheit, die Lastgangmessung seiner drei Solaranlagen nicht an den lokalen Netzbetreiber Repower, sondern an den Messdienstleister Swiss Metering zu vergeben.

E

s ist ein guter Tag für Sonnenstrom.

Gion Peder Vinzens hebt den Blick.

Geblendet kneift er die Augen zusammen. Auf dem Stalldach des Hofs in Luven (GR) glitzert die Frühjahrssonne. Bis zu 2 500 kWh Strom kann er nach einem Sonnentag ins lokale Stromnetz einspeisen.

Dafür erhält er maximal CHF 1 300.– pro Tag. Vor sieben Jahren bestückte der innovative Landwirt die je rund 1 300 m2 grossen Dächer seiner beiden Ställe mit Fotovoltaik-Anlagen. Hier und auf einem weiteren Stalldach in Schnaus (GR) erzeugt Vinzens mehr als 400’000 kWh Solarstrom. Damit lassen sich zwischen 100–150 Haushaltungen mit erneuerbarem Strom versorgen. «Eine grosse Investition», sagt der kostenbewusste Bergbauer. Um die Aus-

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gaben für die gesetzlich vorgeschriebene Lastgangmessung tief zu halten, beauftragte Vinzens 2015 das Startup Swiss Metering AG. Einem Dienstleisterwechsel aber stimmte die lokale Netzbetreiberin Repower AG nicht zu. Sie stellte sich auf den Standpunkt über die alleinige Zuständigkeit zu verfügen. Das kategorische Nein der Repower provozierte indessen den Bündner Bergbauern. Er reichte Beschwerde bei der Eidgenössischen Elektrizitätskommission (ElCom) ein.

DAS AUFBRECHEN HISTORISCH GEWACHSENER STRUKTUREN Was für den Landwirt Gion Peder Vinzens daraufhin folgte, war eine Odyssee durch die Schweizer Gerichtbarkeit. «Niemals im

Leben hätte ich mir träumen lassen, dass ich wegen meiner Solaranlagen schliesslich vor dem Bundesgericht landen würde.»

Einen Mitstreiter mit grosser Ausdauer fand er in Valentin Gerig, dem Gründer und Inhaber von Swiss Metering. Der gebürtige Urner hatte für den Energiekonzern Axpo die Sparte Erneuerbare Energien auf­ gebaut, bevor er sich 2012 selbständig machte, um verschiedene eigene Projekte im Energiebereich umzusetzen. Mit der Swiss Metering AG ist der Energiefachmann seit 2014 daran, historisch gewachsene, monopolistische Strukturen aufzubrechen. Dabei will er mit seiner Firma den Markt im Messwesen aufbauen. «Die Preise, welche die lokalen Elektrizitätswerke für ihre Messdienstleistungen verlangen, sind

ENERGIEBESTIMMUNGEN schweizweit ausgesprochen unterschiedlich, teilweise sehr hoch und lassen daran zweifeln, ob hier genügend Transparenz und Wettbewerb herrscht.»

Auf Granit stiess Gerig aber schon beim Dienstleisterwechsel seiner ersten Kunden, zu denen der Landwirt Gion Peder Vinzens gehörte. Einen wirtschaftlichen Zweig wie die Lastgangmessung Dritten gegenüber zu öffnen, dagegen wehren sich die Netzbetreiber nach allen Kräften. Für Gerig aber stand von Anfang an fest: «Auch wenn die Netzbetreiber für das Messwesen zuständig sind, müssen sie doch nicht alles selbst machen. Wettbewerb muss möglich sein.» Die von Gion Peder Vinzens angerufene ElCom hingegen lehnte die Beschwerde im Oktober 2015 ab.

über den Um- und Ausbau der Stromnetze wollte der Ständerat ein umfassendes rechtliches Monopol für die Netzbetreiber im Bereich Messwesen schaffen. Valentin Gerig mobilisierte dagegen eine breite Allianz von Stakeholdern und Energiepolitikern. «Glücklicherweise erkannte der Nationalrat diesen konsumentenfeindlichen «Schlungg» der Stromlobby.» Das Vorhaben des Ständerats wurde in der Einigungskonferenz und letztlich von beiden Räten im Dezember 2017 verworfen.

MESSUNG GRATIS – EINE UNERLAUBTE MISCHUNG Gerig aber kämpft inzwischen bereits gegen die nächste Finte der Elektrizitätswerke.

Verschiedene grössere Anbieter wie die Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ)

und die St. Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke AG (SAK) offerieren den Stromproduzenten seit 2018 eine kostenlose Lastgangmessung. Als Begründung wird die Gleichberechtigung von Kunden und eine Änderung der Gesetzgebung per 1. Januar 2018 angefügt. Gerig hingegen sieht, dass in diesem Angebot die Messdienstleistung, die vom Netz getrennt zu betrachten ist, mit Dienstleistungen vermischt werden, die dem Netz zuzuordnen sind. Dies bedeutet seines Erachtens ein Verstoss gegen Art. 10 Abs. 1 Stromversor­ gungsgesetz (StromVG) und das Kartellgesetz: «Hier geht es um das Ausschalten von Wettbewerb und um eine missbräuchliche Ausübung von Marktmacht.» Mittlerweile beschäftigt sich auch die Aufsichtsbehörde ElCom mit der Materie. Affaire à suivre.

DIE MÜHLEN MAHLEN LANGSAM Die ElCom stellte unter anderem fest, dass die Netzbetreiber effektiv kein Monopol im Strommesswesen hätten, dass die Netzbetreiber aber ohne Angabe von Gründen einem Endkunden den Wechsel zu einem anderen Messdienstleister verwehren können. Damit revidierte die ElCom ihre bisherige Position. Dies kam umso überraschender, weil die Aufsichtsbehörde ElCom in ihrem Tätigkeitsbericht 2015 feststellte, dass weder technische noch ökonomische Gründe gegen eine Liberalisierung sprechen. Gegen die Verfügung der ElCom reichte der Bündner Bergbauer gemeinsam mit Valentin Gerig Rekurs beim Bundesverwaltungsgericht in St. Gallen ein.

Knapp ein Jahr später wies dieses die Beschwerde ab. Die Beschwerdeführer zogen den Fall an das Bundesgericht weiter.

BUNDESGERICHT BESTÄTIGT DIE FREIE WAHL IM MESSWESEN Nach einem weiteren halben Jahr die Erlösung. Das Bundesgericht verwarf mit Urteil vom 14. Juli 2017 alle vorangegangenen Entscheide und kam zum Schluss, dass im Messwesen der Markt spielen soll.

Gemäss dem Urteil muss es den Produzenten grundsätzlich erlaubt sein, Dritte mit der Durchführung von sogenannten Lastgangmessungen zu beauftragen. Das Messwesen sieht das Bundesgericht klar vom Netzbetrieb getrennt.

STÄNDERAT WOLLTE WETTBEWERB VERHINDERN Für Valentin Gerig und Swiss Metering gab es indessen keine Verschnaufpause. Unverzüglich setzte in Bern das politische Powerplay ein. Im Rahmen der Diskussion

SWISS METERING AG Swiss Metering AG wurde 2014 durch Dr. Valentin Gerig gegründet. Der ehemalige Axpo-Chef der Sparte Erneuerbare Energien will, dass Stromver­ braucher wie auch -produzenten im Messwesen ihren Dienstleister frei wählen können. «Wettbewerb unter den Messdienstleistern senkt die Messpreise und fördert die Innovation, wovon die Kunden profitieren.» Denn hohe Messkosten belasten die Rentabilität von Energieerzeugungsanlagen und können auch heute noch je nach Netzbetreiber bis zu 20 Prozent des Jahres­ ertrags einer 40 kWp Fotovoltaik-Anlage ausmachen.

Swiss Metering AG spricht Erzeuger erneuerbarer Energie und freie Stromkunden an, die ihre Energie auf dem freien Markt beschaffen und in der Vergangenheit dazu eine Lastgangmessung installieren mussten und seit 1. Januar 2018 neu einen so genannten «Smart Meter».

Swiss Metering AG sucht mit ihren Kunden die kostengünstigste Variante und bietet neben Kostenanalysen die Zählerfernauslesung (ZFA) sowie die Zähler­ fernauslesung mit Zählerbetrieb an. Zudem übernimmt Swiss Metering AG die notwendigen Verhandlungen mit den Netzbetreibern für den Dienstleisterwechsel.

LASTGANGMESSUNG In der Vergangenheit war klar, dass Stromzähler im Eigentum der lokalen Netz­ betreiber sind und nur von ihnen selbst oder von Unternehmen installiert und betrieben werden, die von ihnen beauftragt werden. Wegen fehlendem Wettbewerb sind schweizweit insbesondere bei so genannten Lastgangmessungen (fernaus­ gelesene 15-Minuten Messungen) sehr unterschiedliche Messkosten zwischen CHF 0.– und CHF 1400.– beobachtbar, obwohl die Eidg. Elektrizitätskommission bereits vor Jahren eine Preisbenchmark von CHF 600.– pro Zähler und Jahr gesetzt hat. Der unabhängige Messdienstleister Swiss Metering AG bietet seit 2014 Lastgangmessungen an mit dem Ziel, dass die Kosten für Messdienstleistungen der Kunden deutlich sinken. Das jährliche Einsparpotenzial der Kunden mit Lastgangmessung liegt schweizweit bei ca. CHF 18–20 Mio.. Das Bundesgericht hat mit Urteil vom 14. Juli 2017 festgestellt (Entscheid 2C_1142/2016), dass die Netzbetreiber kein Monopol bei den Verrechnungsmessungen von Stromerzeugern haben, in der Wahl ihrer Messdienstleister folglich frei sind und insofern Wett­ bewerb im Erbringen von Messdienstleistungen gilt. Der Dienstleisterwechsel muss also auf Antrag zugelassen werden.

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© Stäubli Electrical Connectors AG

ENERGIELÖSUNGEN

Verbindungslösungen von Stäubli eignen sich besonders für dynamische Anwendungen und zeichnen sich von jeher als wahre «Dauerläufer» aus.

DIE EVOLUTION DER HOCHSTROM-KONTAKTLÖSUNG STÄUBLI ELECTRICAL CONNECTORS PRÄSENTIERT DIE NEUESTE BAUFORM DER MULTILAM Was Oliver Semling, Produktmanager beim Steckverbinderspezialisten Stäubli Electrical Connectors, in der Hand hält, ist die neueste Kreation des Schweizer Unternehmens und zieht mit seinem innovativen Design alle Blicke auf sich. Es handelt sich um den neusten Typ der MULTILAM flexo Linie, die hochflexible Generation der MULTILAM-Entwicklung in Zwei-Komponenten Bauform.

D

as neuste Produkt vom Typ ML-CUX aus der MULTILAM flexo Linie dürfte die Hersteller von Geräten und Einrichtungen im Bereich Energieversorgung und -verteilung besonders interessieren. An zahlreichen Stellen in Schaltanlagen, an Transformatoren, Leistungsschaltern, Trennschaltern und Durchführungen gibt es lösbare Verbindungen bzw. Steckverbin-

dungen, in denen Kontaktelemente zum Einsatz kommen. Diese Kontaktelemente müssen enorm hohe Ströme übertragen, vor allem im Falle eines Kurzschlusses.

Dabei sollten sie nicht nur flexibel sein beim Ausgleich von Masstoleranzen, sondern auch nach unzähligen Steck- und Schiebezyklen über die Jahre hinweg eine zuverlässige Verbindung gewährleisten. MULTILAM,

ÜBER STÄUBLI Stäubli bietet innovative Mechatronik-Lösungen in drei Kernbereichen Kupplungssysteme, Robotik und Textil. Mit über 4 500 Mitarbeitern erzielt das Unternehmen einen Jahresumsatz von 1,1 Milliarden Schweizer Franken. 1892 ursprünglich als kleiner Betrieb in Zürich / Horgen gegründet, ist Stäubli heute ein internationaler Konzern mit Sitz in Pfäffikon, Schweiz. Weltweit präsent unterhält Stäubli 12 industrielle Produktionsbetriebe. Die Präsenz in 29 Ländern mit Verkaufsund Service-Tochtergesellschaften wird durch Vertretungen in 50 Ländern ergänzt. www.staubli.com/de/firmenprofil

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die einzigartige Kontaktlamellen-Technologie von Stäubli, löst diese Aufgabe souverän und äusserst zuverlässig.

INNOVATIV ZWEI WELTEN VEREINT Die neuste MULTILAM-Entwicklung besteht aus einem federnden Edelstahl-­ Trägerband mit aufgenieteten Lamellenstegen. Das Trägerband ist im Hinblick auf erstklassige mechanische Eigenschaften optimiert, während die Lamellenstege nach elektrischen Gesichtspunkten gestaltet sind. Semling erläutert: «Bei der Auswahl der Materialien und der Formgebung dieser Kontaktlamelle sind wir keine Kompromisse eingegangen. Die Trennung zwischen mechanischem und elektrischem Anteil versetzte uns in die Lage, ein Produkt zu kreieren, das entscheidende Vorteile gegenüber Spiralfederkontakten bietet und

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in der Handhabung ebenso einfach wie schnell montiert werden kann.» Nach intensiver Entwicklungsarbeit wurde die Zukunft der Hochstrom-Kontaktlösung geboren – die MULTILAM flexo ML-CUX.

MULTILAM, TECHNISCH FÜHREND

Die bisherige Multi-Contact firmiert als Teil des Stäubli-Konzerns unter «Stäubli Electrical Connectors» und bietet als OEMLieferant im Bereich Energieversorgung und -verteilung eine Auswahl unterschiedlicher Bauformen und Typen aus den variantenreichen MULTILAM Linien, aber auch spezielle Kontaktlösungen nach kundenspezifischen Vorgaben an. Dies unterscheidet Stäubli Electrical Connectors von Wettbewerber, die diese Variationsbreite und Flexibilität nicht anbieten. Das Unternehmen sieht sich in Bezug auf die anspruchsvolle Kundschaft sowie die neuen Markttrends mit der neusten MULTILAM flexo bestens aufgestellt.

In den 1980er Jahren schaffte die revolutionäre Zwei-Komponenten Version der MULTILAM den Durchbruch: Zum ersten Mal wurden die mechanischen und elektrischen Aspekte getrennt voneinander optimiert. Hierdurch qualifizierte sich die Kontaktlamelle für den Einsatz in anspruchsvollen Hochstrom-Anwendungen

Der einfache rechteckige Einstich niedriger Tiefe ist leicht anzufertigen und bietet der neusten MULTILAM ausreichend Halt. Die Montage erfolgt durch einfaches manuelles Einlegen der Kontaktlamelle in die Nut.

ÜBER STÄUBLI ELECTRICAL CONNECTORS Stäubli ist anerkannter Spezialist für zukunftsweisende Kontakttechnologie, mit einem Produkt-portfolio von Miniatur- bis hin zu Hochleistungssteckver­ bindern für Energieübertragung, Prüf- und Messtechnik, Transportwesen und viele weitere Branchen. In der Photovoltaik ist Stäubli mit seinen Steckverbinder­ komponenten MC4 Weltmarktführer. Kernstück aller Stäubli-Steckverbinder ist die einzigartige MULTILAM-Technologie. www.staubli.com/electrical

und Stäubli Electrical Connectors avancierte im Markt der Stromübertragung (Mittel- und Hochspannungsbereich) zu einem vertrauenswürdigen Technologiepartner für namhafte Hersteller.

arbeiten diese MULTILAM zuverlässig und erfüllen die geforderten elektrischen und mechanischen Ansprüche.

Eine erste Revision findet oft erst nach 25 oder mehr Betriebsjahren statt. Bis dahin haben möglicherweise bis zu 10’000 Steckvorgänge stattgefunden.

Verbindungslösungen von Stäubli mit der neuen MULTILAM flexo eignen sich gleichermassen für kostensensible statische Anwendungen ohne Steckzyklen wie auch für dynamische Anwendungen mit hohen Steckzyklen. Auch nach Jahren

Die neuste Produktinnovation ist die konsequente Weiterentwicklung des ZweiKomponenten-Prinzips. Die Trennung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften resultiert in einem konstant niedrigen Durchgangwiderstand und minimaler Kontakterwärmung selbst bei einer dauerhaft hohen Belastung. Darüber hinaus ist die ML-CUX in der Lage, auch extremen Stromspitzen standzuhalten

ERSTE WAHL FÜR ANLAGENBAUER

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Mit ihren überzeugenden Eigenschaften läutet die MULTILAM flexo Linie die nächste Evolutionsstufe einer bedeutenden Entwicklung ein, die in den 1960er Jahren begann. Der Schweizer Rudolf Neidecker wollte mit einer filigranen Version seiner Lamellentechnik eine Alternative zu den damals kostenintensiven Federkontakten bieten. Und so entstand kurze Zeit darauf die Firma «Multi-Contact Neidecker & Co», deren Lamellentechnologie heute unter dem Namen MULTILAM weltweit bekannt ist. Diese Kontaktlamellen zeichnen sich seit jeher durch bemerkenswerte elektrische und optimal abgestimmte mechanische Eigenschaften aus. Sie überzeugen durch ausgezeichnete Stromtragfähigkeit, unerreichte Lebensdauer, höchste Zuverlässigkeit sowie effiziente Energieübertragung bei geringer Verlustleistung. Sämtliche Steckverbinder von Stäubli Electrical Connectors (ehemals Multi-Contact) sind mit verschiedenen Bauformen der MULTILAM ausgestattet und profitieren von ihren bewährten Leistungsmerkmalen. Viele Typen können einer Million Steckzyklen und mehr standhalten – und dies selbst unter extremsten Einsatzbedingungen.

Die neue MULTILAM flexo ML-CUX in der Version für die Buchse (links) und in der Version für den Stecker (rechts). Gut erkennbar: das federnde Trägerband mit den aufgenieteten Kontaktstegen.

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ENERGIELÖSUNGEN und weist eine Kurzschlussstrom-Tragfähigkeit bis zu 4,4 kA / cm vor. Durch die höhere Stromtragfähigkeit können die Steckverbinder deutlich kompakter konzipiert werden und lassen sich somit leichter auch in kleinere Anlagen implementieren.

Für den Anwender ergibt sich daraus letztendlich der Vorteil, dass seine Kosten für den Materialeinsatz geringer ausfallen, die Kontaktlösung aber dennoch durch hervorragende Leistungsfähigkeit besticht.

WESENTLICHE VORTEILE DURCH INNOVATION Der Dialog mit dem Kunden ist immer entscheidend: Regelmässiger Austausch und die intensive Auseinandersetzung mit den Anforderungen des Marktes

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Für die Montage genügt eine einfache rechteckige Nut mit geringer Tiefe, was im Gegensatz zu Spiralfederkontakten schlankere Designs ermöglicht und dabei dennoch einen zuverlässigen Halt in Stecker und Buchse gewährleistet. Die Montage ist denkbar einfach: Sie erfolgt durch Einlegen der Kontaktlamelle von Hand in die Nut. Im Bereich der Energieversorgung und -verteilung werden Komponenten unterschiedlicher Herkunft miteinander verbaut. Dabei stehen die Verantwortlichen oft mechanischen Problemen gegenüber und müssen beispielsweise mit grossen Masstoleranzen, Achsversätze und Winkelabweichungen rechnen. Genau diesen Herausforderungen wird die neue MULTILAM flexo von Stäubli gerecht: Dank ihres grossen Arbeitsbereichs ist sie hochflexibel und in der Lage, deutliche Winkel- und Achsversätzen aus-

zugleichen. Das mechanisch optimierte Trägerband ist so konzipiert, dass es selbst grössere Massabweichungen problemlos kompensiert. Das gibt den Technikern mehr Freiheiten beim Design der verschiedensten Anwendungen und erlaubt eine einfachere und kosteneffiziente Fertigung. Der Vorteil für Anlagenbetreiber ist für Oliver Semling evident: «Unsere neue MULTILAM flexo Linie setzt einen neuen Massstab – sie ist das Resultat einer Evolution, die von jahrzehnte­langer Erfahrung profitiert. Ganzheitlich betrachtet vereint die neuste Generation der MULTILAM alle entscheidenden elektrischen wie mechanischen, aber vor allem auch essentielle wirtschaftliche Eigenschaften so, dass sich die Gesamtbetriebskosten der Anlage für den Kunden reduzieren. Materialeinsparungen, kompakte Ausführungen, höchste Effizienz, Langlebigkeit und Flexibilität in einer Art und Weise, die bisher bei federnden Kontaktelementen nicht vorhanden waren.

All das ist Teil des Mehrwerts, den Stäubli Electrical Connectors bietet.»

Links die neu MULTILAM flexo ML-CUX im entspannten Zustand, rechts vollständig komprimiert.

Hier wird deutlich, welche grossen Toleranzen und Achsversätze überbrückt werden können.

EIGENSCHAFTEN & KUNDENNUTZEN DER MULTILAM FLEXO ML-CUX • Statische und dynamische Anwendungen • Hohe Strom- / Kurzschlussstromtragfähigkeit • Sehr geringer Platzbedarf und kompakte Dimensionierung der Kontakteinheit • Grosser Federweg • Hohe Flexibilität und Ausgleich grosser Toleranzen, vielseitig einsetzbar • Kostensenkung durch einfache und schnelle Montage in rechteckiger Montagenut • Senkung der Total Cost of Ownership (TCO) • 100 %-geprüfte Produkteigenschaften • Garantierte Leistung und Zuverlässigkeit

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liegen sämtlichen Weiterentwicklungen der MULTILAM-Familie zugrunde. Dies gilt auch für die neuste Kreation aus der MULTILAM flexo Linie, deren positiven Eigenschaften sich für den Anlagen­ betreiber eine substanzielle Senkung der «Total Cost of Ownership» (TCO) ergibt.

So erläutert Semling: «Durch die herausragende Leistung können je nach Anwendung zwei oder sogar drei andere Kontaktelemente durch nur eine neue ML-CUX ersetzt werden. Ihre Vorteile im Hinblick auf Stromtragfähigkeit und hoher Lebensdauer liegen klar auf der Hand – dem Kunden ist es nun möglich, kompaktere Kontaktlösungen und höhere Leistungsdichten zu realisieren, ohne dabei Abstriche bei der Funktionalität oder Zuverlässigkeit machen zu müssen.»

PARTNERSCHAFT FÜR HÖCHSTLEISTUNGEN Die neuste MULTILAM flexo ML-CUX ist prädestiniert für kundenspezifische Anforderungen im Hochstrombereich. Sie wird stets im Dialog mit dem Kunden für die jeweilige Anwendung konzipiert und angefertigt. Mit der neuen Kontaktlösung sind Kontaktdurchmesser von 40 bis zu 300 mm realisierbar. Die Ingenieure von Stäubli unterstützen die Kunden von A–Z und stehen ihnen mit fundiertem Knowhow beratend zur Seite. Der Weg von der Zeichnung zum fertigen Produkt ist sehr effektiv gestaltet, was in kurzen Lieferzeiten für die Serienproduktion resultiert. Während der verschiedenen Etappen der Fertigung finden etliche 100 %-Prüfungen statt – so wird gewährleistet, dass der Kunde am Ende ein Produkt in den Händen hält, das nicht nur ganz seinen Vorgaben entspricht, sondern auch auf Herz und Nieren getestet wurde. Oliver Semling berichtet stolz: «Erste Anfragen zu der neuen Linie gingen bereits bei uns ein und erste Muster der ML-CUX sind bereits projektbezogen im Headquarters in Allschwil angefordert worden. Wir sind bereit, die Zukunft der HochstromKontaktlösungen zusammen mit unseren Kunden anzugehen.»

WEITERE INFORMATIONEN Stäubli Electrical Connectors AG Oliver Semling, Produktmanager, Telefon +41 (0) 61 306 55 55 o.semling@staubli.com

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REPOWER POSITIONIERT SICH NEU: VOM EVU FÜRS EVU Energietechnische Innovationen und Dienstleistungen stehen für Repower ganz oben auf der Prioritätenliste. Das Unternehmen präsentiert an den Powertagen vom 5.–7. Juni in Zürich mit SMARTPOWER und EASYASSET zwei Produkte, die Energieversorgern die Arbeit deutlich erleichtern: Sie helfen, die Anforderungen der Energiestrategie 2050 zu erfüllen und vereinfachen das Asset Management stark.

Die Anwendung SMARTPOWER gibt in Echtzeit und rund um die Uhr Überblick über den Energieverbrauch und Möglichkeiten zur Steuerung.

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ENERGIELÖSUNGEN

SMARTPOWER – DIE ANFOR­ DERUNGEN DER ENERGIE­ STRATEGIE 2050 ERFÜLLEN SMARTPOWER ist ein Produkt für Stromkunden, das drei Komponenten in einem Paket enthält: einen Leistungstarif, eine Smart-Metering-Lösung sowie die Visualisierung und Steuerung des Stromverbrauchs. Leistungstarif bedeutet, dass die Netztarife, die dem Kunden in Rechnung gestellt werden, nicht nur auf der bezogenen Strommenge, sondern auch auf der beanspruchten Leistung basieren. Das gibt ihm den Anreiz, seine Stromgeräte intelligent einzusetzen.

Die Smart-Metering-Lösung, die ebenfalls im Paket enthalten ist, liest die Messdaten aus den Zählern und steuert das Energiesystem. Sie ist intelligent und berücksichtigt auch Photovoltaikanlagen, Eigenverbrauch, Wärmepumpen, Batterien oder Ladevorgänge von Elektroautos. Die dritte Komponente besteht in der Visualisierung des Stromverbrauchs und der Möglichkeit, diesen über eine App gezielt zu steuern.

Infrastrukturunternehmen mit Anlagen, die kontinuierlich überwacht und regelmässig gewartet werden müssen.

Die Software bündelt alle wichtigen technischen, finanziellen und schematischen Anlagedaten sowie Inspektionsdaten zentral und strukturiert, was zahlreiche Vorteile mit sich bringt: Ineffiziente Papierarbeiten werden durch die digitale Erfassung ersetzt. Die Daten sind so überall abrufbar (online und offline) und immer aktuell. Durch die schnelle Übersicht aller Anlagen wird zudem die Anlagebewirtschaftung sowie die Instandhaltungs- und Investitionsplanung optimiert. Die einfache und intuitiv zu bedienende Software ist unabhängig von Gerät und Betriebssystem.

Auch EASYASSET nutzt Repower nicht nur für die eigenen Anlagen: Sie stellt sie Energieversorgern, Infrastrukturbetreibern und anderen Unternehmen zur Verfügung, wobei die Software an individuelle Anforderungen angepasst werden kann.

Zur neuen Positionierung von Repower gehört auch der grössere Fokus auf die Dienst-

leistungen für Dritte: von der Planung und Ausführung über den Betrieb bis hin zur Bewirtschaftung Ihrer Anlagen – Repower ist dafür Ihr Ansprechpartner. Sie entscheiden, ob Sie den Full Service in Anspruch nehmen oder nur einzelne Bausteine daraus.

Haben wir Ihr Interesse an der smarten und digitalen Energiezukunft geweckt?

Besuchen Sie uns an den Powertagen vom 5.–7. Juni in Zürich am Stand B22 in der Halle 5. Wir freuen uns auf Sie!

KONTAKT Repower AG Via da Clalt 307 CH-7742 Poschiavo Telefon +41 (0)81 839 71 11 www.repower.com

Ganz nach dem Prinzip «Vom EVU fürs EVU» nutzt Repower nicht nur selbst das Tool, sondern bietet SMARTPOWER auch anderen Energieversorgern an. So haben diese die Möglichkeit, ihren Kundinnen und Kunden ein neues faires Tarifmodell unter Einbezug der Leistung anzubieten. Mit SMARTPOWER erfüllt das EVU zudem die Anforderungen der Energiestrategie 2050 (Smart Metering, Förderung erneuerbarer Energien, Effizienzsteigerung). Gleichzeitig optimiert das EVU seine Leistungsspitzen und stellt die Weichen für eine dezentrale Selbststeuerung und Netzoptimierung (Ersatz Rundsteuerung). Nicht zuletzt profitieren die Energieversorger durch die erhöhte Interaktion mit ihren Kundinnen und Kunden von einer stärkeren Kundenbindung.

EASYASSET – DEUTLICHE ERLEICHTERUNG IM ASSET MANAGEMENT Ein funktionierendes Asset Management ist zentral für jedes Energie- und Infrastrukturunternehmen. Es stellt den durchgängigen Betrieb sicher, sorgt für eine sinnvolle Erneuerung und Modernisierung der Anlagen und erfüllt die gesetzlichen Anforderungen. Zur Vereinfachung der täglichen Arbeit im Anlagenmanagement hat Repower die Software-Lösung EASYASSET entwickelt. Sie eignet sich für Energie- und

Bildschirm statt Papier: Dank seinen Funktionen erleichtert die Software EASYASSET das Anlagenmanagement beträchtlich.

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 29

ENERGIELÖSUNGEN

Dank digitalisierten Microgrids binden EVU Eigenverbrauchsgemeinschaften an sich.

EIGENVERBRAUCHS­ GEMEINSCHAFTEN KLASSISCHE EINNAHMEN VON EVU SMART ERSETZEN Neue Strom-Eigenverbrauchsgemeinschaften fordern Energieversorger heraus. Denn sie machen Strom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage wirtschaftlich attraktiv – besonders für grössere Überbauungen oder ganze Quartiere. In Gefahr geraten dadurch die klassischen Einnahmequellen von EVU sowie die Stabilität von Verteilnetzen. Neues Wertschöpfungspotenzial bieten hingegen digitalisierte Microgrids. von Simon Ryser

S

eit Anfang 2018 dürfen sich mehrere Grundeigentümer zu Eigenverbrauchsgemeinschaften (EVG) zusammenschliessen und ihren eigenen

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Strom produzieren – ganz ohne Energieversorger. So sparen die lokalen «Mini-EWs» doppelt. Einerseits bezahlen sie weniger Abgaben und Steuern. Andererseits sparen

sie bei den Netzentgelten. Beide Abgaben sind nämlich nur auf demjenigen Strom fällig, den sie aus dem öffentlichen Stromnetz beziehen. Je mehr sich eine EVG

ENERGIELÖSUNGEN Stromnetzes nur geringfügig. Was aber, wenn immer mehr solche «Black Boxes» im Netz eines EVU entstehen?

NEUE WERTSCHÖPFUNG IST GEFRAGT Energieversorger müssen diese Entwicklung genau beobachten. Denn Eigenverbrauchsgemeinschaften beeinflussen die altbewährten Einnahmequellen eines EVU – den Stromabsatz und den Netzbetrieb.

Einige EVU haben bereits reagiert und verkaufen Photovoltaik-Anlagen. Doch das Plus an einmaliger Serviceleistung wird nicht ausreichen, um die dauerhaften Verluste auszugleichen. Komplettlösungen sind eine Alternative. Sie umfassen die Beratung, Planung, Umsetzung und den Betrieb samt Unterhalt und Wartung solcher Photovoltaik-Anlagen. Einzelne EVU bieten dies schon heute als Dienstleistung oder im Contracting-Modell an.

rig zu prognostizieren. Klar ist aber, dass ihre Bedeutung zunimmt. Die Energiestrategie 2050 weist unmissverständlich den Weg dafür und die notwendige Technologie ist vorhanden. EVU tun deshalb gut daran, rasch neue Lösungsansätze zu entwickeln. Agiles Handeln ist jetzt unabdingbar. Denn neben den EVU ist eine Vielzahl weiterer Dienstleister in den Startlöchern, um das Wertschöpfungspotenzial der Eigenverbrauchsgemeinschaften zu realisieren. Wir bei Schneider Electric sehen den Schlüssel dazu in digitalisierten Microgrids.

DIGITALISIERTE MICROGRIDS So oder so ist es für Energieversorger wichtig, dass Eigenverbrauchsgemeinschaften komplett digitalisiert sind. Nur so lässt sich deren Potenzial vollständig ausschöpfen. Dafür eignet sich ein digitalisiertes Microgrid. Es bietet ein Höchstmass an Flexibilität. Denn es kann eine Vielzahl verteilter Energieressourcen dynamisch verwalten und miteinander verbinden.

MEHRFACHER NUTZEN FÜR EVU

folglich selbst mit Strom versorgt, desto wirtschaftlicher wird er. Kurz: Der StromEigenverbrauch ist am interessantesten für grössere Überbauungen oder ganze Quartiere. Nur: Was bedeutet dies für die lokalen Energieversorger (EVU)?

KLASSISCHE EINNAHMEN DER EVU SCHWINDEN Für Energieversorger sind Eigenverbrauchsgemeinschaften zunächst einmal «bad news». Erstens schwindet der Stromabsatz. Zweitens erhalten sie weniger Netz­ entgelte. Und drittens wird es für EVU schwieriger, den tatsächlichen Strombedarf der selbst produzieren «Inseln» im Netz zu prognostizieren. Denn Speicher und eine intelligente Steuerung erlauben Load Shaving und Peak Shifting. Damit maximieren und optimieren EVG ihren Eigenverbrauch so weit als möglich. Bei einigen wenigen Eigenverbrauchsgemeinschaften im Netz leidet die Stabilität des

Wenn ein EVU eine Eigenverbrauchsgemeinschaft als digitalisiertes Microgrid umsetzt, profitiert es mehrfach: Die wichtigsten Daten der Energieerzeuger und -verbraucher sind in Echtzeit verfügbar.

So können die Stromproduktion und deren Verbrauch intelligent gesteuert und prognostiziert werden. Dadurch verbessert das EVU die Stabilität seines Netzes. Zudem sammelt es schrittweise Erfahrungen mit einem Smart Grid. Des Weiteren ist das Angebot «Eigenverbrauchsgemeinschaft als Microgrid» eine neue Einnahmequelle.

Damit kompensiert das EVU einen Teil seines Verlusts aus dem entgangenen Stromabsatz und den Netzentgelten.

Der Autor Simon Ryser

KONTAKT Simon Ryser General Manager Schneider Electric (Schweiz) AG Schermenwaldstrasse 11 CH-3063 Ittigen

KLASSISCHE EINNAHMEN SMART ERSETZEN

simon.ryser@schneider-electric.com www.schneider-electric.ch

Der Umbruch des Energiemarktes lässt sich nicht aufhalten. Eigenverbrauchsgemeinschaften schmälern die klassischen Einnahmequellen eines Energieversorgers – den Stromabsatz und die Netzentgelte. Wie schnell sich Eigenverbrauchsgemeinschaften künftig durchsetzen, ist schwie-

POWERTAGE Schneider Electric an den Powertagen 2018 Stand B10 in Halle 5

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 31

ENERGIELÖSUNGEN

Prüfhalle Strassenverkehrsamt Zürich

INNOVENT

DIE HOCHEFFIZIENTE RETROFITLÖSUNG FÜR BESTEHENDE LÜFTUNGSANLAGEN Die Retrofit-Lösung Innovent definiert den Effizienzstandard in der Klima- und Lüftungstechnik neu. Das massgeschneiderte Innovent-Kit von der Firma ZITT wurde gezielt zur Effizienzsteigerung von ineffizienten, riemenbetriebenen Lüftungsanlagen entwickelt.

D

ie ELEKTRON AG bietet als Schweizer Vertriebspartner von ZITT kundenspezifische Antriebslösungen jeder Grössenordnung und Komplexität.

technischen Kontrollen unterzogen. Um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, ist eine zuverlässige Hallenbelüftung unerlässlich.

MAXIMALE ENERGIEEINSPARUNGEN FÜR DAS STRASSENVERKEHRSAMT ZÜRICH

Die Lüftungsanlage der Prüfhalle wurde bis anhin mit einem zweistufigen Motor (4 / 6 Polig) mit 24 / 8 kW Leistung in Baugrösse 200 betrieben. Um den Antrieb auf den neusten, energetischen Stand zu bringen, wurde eine Sanierung notwendig.

«Wir als öffentliche Organisation sind verpflichtet, dass der gesamte jährliche Energieverbrauch um mind. 2 % gesenkt wird»,

Das Strassenverkehrsamt des Kantons Zürich am Uetliberg ist zuständig für die Zulassung von Personen und Fahrzeugen zum Verkehr sowie für die Betriebssicherheit von Strassenfahrzeugen und Schiffen. In der Prüfhalle werden Fahrzeuge

Abb. 2: Vier Baugrössen Innovent PM-Motoren

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erklärt Pascal Signer, Leiter Technisches Gebäudemanagement beim Strassenverkehrsamt. Folglich entschied sich das Strassenverkehrsamt im März 2018 für die effiziente Innovent-Lösung.

STUFENLOSER PM-MOTOR MIT PATENTIERTER ANTRIEBSLÖSUNG Innovent ist die effizienteste Retrofit-Lösung für bestehende Lüftungsanlagen. Das Kit umfasst einen verbrauchsarmen Permanentmagnetmotor, einen dazu passenden, aufgebauten Frequenzumrichter sowie langlebige Antriebsriemen. Dabei decken nur vier Motorenbaugrössen zwölf NormLeistungsstufen ab (siehe Abbildung 2). Im Strassenverkehrsamt kann deshalb mit einem zwei Baugrössen kleineren PM-Motor mit 18.5 kW (BG 132) die gleiche Belüftungsleistung erreicht werden.

Der stufenlose Permanentmagnet-Synchronmotor (PM-Motor) wurde spezifisch für den hochtourigen Betrieb entwickelt.

Mit der höchsten Effizienzklasse IE4 ist dieser Motor einer der effizientesten auf dem Markt.

Voraussetzung für die maximale Effizienzsteigerung ist neben dem PM-Motor die patentierte Antriebslösung. Mit einer erhöhten Motorendrehzahl und einem entsprechenden Untersetzungsverhältnis des Riemenantriebs wird bei gleichbleibender Ventilatoren-Drehzahl ein nachgewiesener Gesamtwirkungsgrad des Antriebs von bis zu 90 % erreicht (siehe Grafik ).

NEUER EFFIZIENZSTANDARD IN DER LÜFTUNGSTECHNIK

Leistungsmessung nach Umbau

Die maximale Leistungs- und Effizienzsteigerung durch den Einsatz hochdrehender PM-Motoren und der patentierten Antriebslösung wurde von der Hochschule für Technik in Rapperswil (HSR) nachgewiesen (siehe Grafik ). Die eingehende Prüfung der HSR bestätigt die maximale Energieeffizienz von Innovent im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen mit IE3-Standard oder tiefer.

«Die durchgeführten Messungen der Wirkungsgrade verschiedener Leistungsklassen […] zeigen, dass die hoch­fre­ quent-­angesteuerten PermanentmagnetSyn­c hron­m otoren […] mit untersetzten Riemenverbindungen gegenüber den stand­ ardmässig eingesetzten Asynchronmotoren mit Riemen-Übersetzungsverhältnis 1:1 in allen gemessenen Drehzahl- und Belastungsstufen bessere Wirkungsgradwerte erreichen.» HSR, Institut für Energietechnik, Dezember 2017.

Lüftungsantrieb vor Umbau (links) und nach Umbau (rechts]

EINFACHE UND BEDARFSGERECHTE RETROFIT-LÖSUNG

änderungen notwendig waren. Im Anschluss an die Sanierung zeigte eine zweite Leistungsmessung direkt eine Energieersparnis von rund 42 %. «Die kompetente Beratung und saubere Ausführung haben uns beeindruckt», resümiert Pascal Signer.

Die Lüftungsanlage in der Prüfhalle wurde in nur wenigen Arbeitsstunden auf den neusten Stand gebracht. Nach einer Leistungsmessung der alten Anlage erfolgte der einfache Umbau, da nur kleine Installations-

Förderprogramme wie Optivent beteiligen sich bis zu 40 % an Retrofit-Lösungen wie Innovent. Betreiber profitieren somit neben den Energieeinsparungen

auch von einer schnelleren Amortisation der Sanierungskosten.

Für das Strassenverkehrsamt war die Wahl für die Innovent Lösung naheliegend. Die unkomplizierte und schnelle Umsetzung der Lösung und das Einsparpotential haben uns überzeugt, erzählt Pascal Signer.

Zudem war die Option einer späteren Anbindung von Innovent an ein Leitsystem ein wichtiger Entscheidungsfaktor, erläutert René Camenzind, technischer Unterhalt. Dadurch kann die Belüftung der Prüfhalle bedarfsgerecht und energieeffizient gesteuert werden und ist zudem für eine optionale Regelung vorbereitet.

«Mit diesem Produkt gehen wir in die richtige Richtung und kommen unserem Entscheidungskriterium «Einsparungen Energieverbrauch» einen Schritt näher», so Pascal Signer.

WEITERE INFORMATIONEN Vergleich Gesamtwirkungsgrad, HSR, Institut für Energietechnik, Dezember 2017

Dieses Produkt erhalten Sie bei: www.elektron.ch

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 33

ENERGIELÖSUNGEN

STÖRUNGEN REDUZIEREN SICH AUF EIN MINIMUM

STÖRFÄLLE IM NIEDERSPANNUNGSNETZ WERDEN JETZT DURCH DIE INTELLIGENTE SICHERUNG SMART-FUSE250 VON MEGGER PLANBAR Mit der intelligenten Sicherung SmartFuse25 entfällt das teure und zeitaufwändige Aufgraben zum Trennen von Hausanschlüssen, bei Abwesenheit der Anwohner. Zum anderen werden selbst intermittierende Fehler systematisch geortet und das Netz automatisch wieder zugeschaltet. Ausserdem dient SmartFuse250 als Frühwarnsystem

B

isher konnte eine Fehlerortung im Niederspannungsnetz erst dann erfolgen, wenn die Haushalte vom Netz getrennt wurden, weil die hohe Prüfspannung herkömmlicher Ortungsmethoden die Verbraucher zerstört. SmartFuse250 von Megger dagegen nutzt die Netzspannung als Messspannung und schaltet schonend im Null-Durchgang zu und ab.

So entfällt das teure und zeitaufwändige Aufgraben zum Trennen von Hausanschlüssen, wenn der Hausbesitzer nicht zu Hause ist. Das System findet trotzdem zuverlässig alle Kabelfehler. Der teure Tiefbau wird nur dort benötigt, wo sich die Fehlerstelle befindet. Kostensparender, zielgerichteter, effizienter und schneller kann ein Netzbetreiber mit einer intelligenten Sicherung kaum agieren.

Intermittierende Kabelfehler sind besonders unangenehm. Diese sind völlig unberechenbar. Tritt so ein Fehler auf, ist der Endstördienst zu diesem Zeitpunkt garantiert nicht vor Ort. Um auch intermittierende Fehler effizient zu managen, setzt nun der Netzmonteur SmartFuse250 als vollständigen Ersatz für die NH-Standardsicherung in den Kabelverteilerschrank ein, denn das System ist kompatibel mit NH02- und NH03-

Sicherungshaltern. Er stellt jetzt nur noch die Bemessungsgrösse ein. Tritt der intermittierende Fehler auf, stellt SmartFuse250 die Stromversorgung in wenigen Sekunden automatisch wieder her. Das intelligente Sicherungssystem schaltet je nach Konfiguration automatisch im Nulldurchgang wieder zu, so dass keine Spannungsspitzen entstehen. Die neue dreiphasige SmartFuse250 ortet gleichzeitig Fehler auf den drei Aussenleitern Phase-zu-Phase. Das ist neu und reduziert Ausfallzeiten zusätzlich.

Mit SMS oder Email (SIM-Karte) dient SmartFuse250 übrigens auch als Frühwarnsystem. Erreicht die Strombelastung zum Beispiel einen Wert von 75 % des Maximalwertes, bekommt der Endstördienst automatisch eine Warnmeldung. So bleibt ihm noch Zeit gezielt, in aller Ruhe die richtigen Massnahmen einzuleiten. Auch diese Funktion reduziert Ausfallzeiten und bietet dem Netzbetreiber mehr Planbarkeit.

Nachdem SmartFuse250 mit der im Netz vorhandenen Energie den Fehler zum Überschlag bringt, wird mit einem Stosswellenempfänger die Fehlerstelle punktgenau geortet. Mit dem 3-phasigen System kann die Zuschaltung gleichzeitig auf allen Leitern erfolgen. Denn SmartFuse250 besteht aus drei Powermodulen und einem Steuermodul. So wird jede Phase individuell überwacht. Nach Einstellung der gewünschten Parameter übernimmt SmartFuse250 vollautomatisch alle weiteren Schritte.

Das System registriert und protokolliert Stromstärke und Spannung und zeichnet auftretende Fehler auf der integrierten 16 GB SD-Karte auf. Fehlerereignisse und deren Häufigkeit werden per SMS oder E-Mail an den Netzbetreiber gesendet. Der erkennt nun anhand der Daten, ob ein Kabel-

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fehler vorliegt, Netzüberlastung droht oder Sicherungen unvermittelt abschalten. Ein zusätzlicher Server wird nicht benötigt. Mit der neuen, dreiphasigen SmartFuse250 von Megger steht dem Netzbetreiber eine effiziente Lösung zum intelligenten Schalten, Sichern, Fernsteuern und Datenloggen zur Verfügung. Eine Investition, die ihren Wert sehr bald schnell überschreitet. Personalintensive und teure Notfalleinsätze reduzieren sich nun auf ein Minimum.

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Foto: COMET Photoshopping

Im internationalen Felslabor Mont Terri bei St-Ursanne (Kanton Jura) forschen 16 Organisationen aus 8 Ländern für die sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle.

SCHON HEUTE AN ÜBERMORGEN DENKEN Die moderne Welt ist schnelllebig. Viele Menschen betrachten heute Zeiteinheiten in Sekunden und Minuten. Vor diesem Hintergrund ist ungewöhnlich, was die Mitarbeitenden der Nagra beruflich tun: Sie betrachten Zeiträume in Hunderttausenden von Jahren.

Ü

Umweltschutzaufgabe, die erfordert, in langen Zeiträumen zu denken, denn die Abfälle müssen sehr lange vom menschlichen Lebensraum isoliert werden. «Mit dem Gegensatz zwischen menschlichem

Foto: COMET Photoshopping

ber 100 Frauen und Männer der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) bereiten die sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle vor. Eine spezielle

Das rund 175 Millionen Jahre alte Gestein Opalinuston ist praktisch undurchlässig und schliesst sehr gut ein.

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Zeithorizont und den Dimensionen, die wir bei der Entsorgung betrachten müssen, umzugehen, ist eine grosse Herausforderung», erklärt Heinz Sager, Leiter des Ressorts «Besucherwesen und Events» bei der Nagra. Dazu muss man eine spezielle Perspektive einnehmen. Denn an der Erdoberfläche wandeln sich die Dinge schnell, tief im Untergrund aber steht die Zeit praktisch still.

Bei der geologischen Tiefenlagerung werden die Abfälle in einem dichten, undurchlässigen Gestein in mehreren Hundert Metern Tiefe eingeschlossen. Gewähr für die langfristige Sicherheit bietet nicht der Mensch, sondern die Geologie – im Falle der Schweiz der sogenannte Opalinuston.

Um die Machbarkeit von geologischen Tiefenlagern in der Schweiz zu erarbeiten, forscht die Nagra zusammen mit 10 Nationen in zwei Schweizer Felslabors.

UMWELT

Foto: COMET Photoshopping

Die Nagra hat mit dem Entsorgungsnachweis im Jahr 2006 gezeigt, dass in der Schweiz sichere geologische Tiefenlager realisiert werden können. Die Frage, wo ein geologisches Tiefenlager gebaut werden soll, ist aber noch offen. Denn gegenwärtig läuft unter der Leitung des Bundes das Auswahlverfahren für mögliche Lagerstandorte. Zur Zeit sind die Standortgebiete Jura Ost, Nördlich Lägern und Zürich Nordost für weitere Untersuchungen vorgeschlagen.

DER AUFTRAG DER NAGRA IST VON ZENTRALER GESELLSCHAFTLICHER BEDEUTUNG Radioaktive Abfälle entstehen im Zusammenhang mit Technologien und Diensten, die von uns allen täglich genutzt werden – beim Verbrauch von Strom aus Kernkraftwerken und bei verschiedenen Anwendungen in Medizin, Industrie und Forschung.

Um all diese Abfälle zu entsorgen, gründeten die Betreiber der Kernkraftwerke und der Bund 1972 die Nagra. Deren Mitarbeiter kommen aus unterschiedlichen Disziplinen, vorwiegend aus den Naturwissenschaften. Sie leisten einen wichtigen Beitrag dazu, dass die Abfälle, die heute

Übersicht möglicher Standortgebiete für geologische Tiefenlager (orange-grün); die grauen Flächen wurden von der Nagra zurückgestellt.

produziert werden, unsere Nachkommen in ihrem Handlungsspielraum nicht einengen und für sehr lange Zeit sicher eingeschlossen werden können. Dazu braucht es ausdauerndes Engagement aller Mitarbeitenden der Nagra, Knowhow und interdisziplinäres Arbeiten in Projektteams – mit einem Ziel: Sicherheit von Mensch und Umwelt haben oberste Priorität

WEITERE INFORMATIONEN Mehr Informationen zur Entsorgung radioaktiver Abfälle in der Schweiz sowie Anmeldung für einen kostenlosen Besuch des Felslabors unter: www.nagra.ch

Was ist geplant?

Wo wird gebaut?

Wie viele sind in Betrieb?

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Ausgabe 1 / 2018 // Seite 37

Foto: ENEC

KERNENERGIE

Die vier Reaktoren des Kernkraftwerks Barakah in den Vereinigten Arabischen Emiraten – einem von weltweit vier Neueinsteigern mit laufenden Bauprojekten.

DIE WELT HÄLT AN DER KERNENERGIE FEST Anders als die Schweiz und Deutschland halten zahlreiche Länder an der Kernenergie fest und bauen sie weiter aus. Die grössten Treiber des Kernenergieausbaus sind China, Indien und Russland. Auch in Europa und in den USA wird weiter gebaut und geplant.

Mehrere Staaten steigen zudem neu in die Kernenergienutzung ein.

I

n ihrer jüngsten «Technology Roadmap» für die Kernenergie prognostiziert die Internationale Energieagentur (IEA) beim 2-Grad-Szenario eine Verdoppelung der globalen Kernenergiekapazität bis 2050.

Um die Energieversorgung möglichst CO2frei zu gestalten, soll demnach die installierte Leistung aller Kernkraftwerke weltweit von heute knapp 400 Gigawatt (GW) auf über 900 Gigawatt ansteigen. Auch die Internationale Atomenergie-Organisation IAEO hält für das Jahr 2050 eine globale nukleare Gesamtkapazität von knapp 900 GW für «plausibel und technisch machbar». Der Weltklimarat hat zusammen

mit dem Paul Scherrer Institut ähnliche Prognosen erstellt. Im tieferen Szenario wird dabei die Kernenergie bis 2060 um das 1,5-Fache ausgebaut; im besonders umwelt- und klimafreundlichen Szenario sogar um fast das 3-Fache.

Dies sind nur drei Beispiele für Prognosen von internationalen Organisationen, von denen viele ein ganz anderes Bild zeigen, als dies beispielsweise die Energiepolitik von Deutschland oder der Schweiz tun: Die Kernenergie wird weiter ausgebaut und mittel- bis langfristig eine noch wichtigere Rolle spielen als aktuell. Diese Entwicklung

In Betrieb oder im Bau befindliche Kernkraftwerke weltweit (Stand: 15. April 2018)

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zeichnet sich heute bereits ab. So sind weltweit gegenwärtig 57 Reaktoren mit einer Gesamtleistung von fast 60 GW in Bau und 143 Reaktoren mit gut 150 GW Leistung in Planung. Nachfolgend wird eine Auswahl von Ausbau- und Neubauplänen verschiedener Staaten vorgestellt.

EUROPA: NEUE KKW ODER WEITER KOHLESTROM? In Europa sind insgesamt 146 Reaktoren in Betrieb, neun im Bau und 29 geplant.

Die Ukraine betreibt 15 Reaktoren und baut zwei neue. In Bulgarien sind zwei Anlagen in Bertrieb und eine in Planung und in der Slowakei vier in Betrieb und zwei im Bau. In der Tschechischen Republik sind an den Standorten Temelin und Dukovany insgesamt sechs Reaktoren in Betrieb. An beiden Standorten ist je ein neuer Reaktor geplant.

In Finnland sind vier Kernkraftwerke (KKW) in Betrieb und je eines im Bau und in Planung. Die Regierung in Helsinki hat unlängst bekannt gegeben, die Stromproduktion aus Kohle ab 2029 zu ver­ bieten, ein Jahr früher als ursprünglich geplant. Auch Deutschland will sich vom Kohlestrom verabschieden, wenn auch bis anhin noch ohne konkreten Zeitplan. Im

KERNENERGIE Gegensatz zu Finnland will Deutschland zudem noch vor der Kohle die Kernenergie aufgeben. Mit rund drei Vierteln ist Frankreich das Land mit dem weltweit grössten Atomstromanteil im Produktionsmix. Dieser Anteil soll zwar laut der aktuellen Energiepolitik schrumpfen, aber dennoch will Frankreich seine KKW-Flotte mit Neubauten modernisieren. Gegenwärtig sind 58 Anlagen in Betrieb und eine im Bau.

CLEAN ENERGY PLEASE! Was im deutschsprachigen Raum den erneuerbaren Energien wie Wasser-, Wind- und Solarkraft vorbehalten ist, gilt in Grossbritannien und den USA auch für die Kernenergie: Sie zählt dort ausdrücklich zu den sauberen Energieformen, die im Rahmen des Klimaschutzes gefördert werden. In Grossbritannien liefern zurzeit 15 Reaktoren Strom. Um die älteren davon zu ersetzen und den Strommix des Landes sauberer zu machen, sind 13 neue Anlagen geplant. Am weitesten fortgeschritten ist das Projekt Hinkley Point C im Südwesten des Landes, wo vorbereitende Bauarbeiten für zwei neue Reaktoren im Gang sind. Als offiziell im Bau gilt eine Anlage gemäss den Kriterien der IAEO, wenn der erste Beton für den nuklearen Teil gegossen wird. Das war bei den beiden laufenden Neubauprojekten der USA im Jahr 2013 der Fall.

Sechs weitere Reaktoren befinden sich in unterschiedlichen Phasen der Planung.

Von den 99 in Betrieb stehenden KKW der USA haben mittlerweile fast alle die Bewilligung, während 60 Jahren «Clean Energy» zu produzieren.

BOOM IN ASIEN UND RUSSLAND

hinaus sind in Indien 25 weitere Anlagen geplant. Im Nachbarland Pakistan sind fünf Werke in Betrieb und zwei im Bau. Taiwan betreibt sechs Reaktoren und baut zwei neue. In Südkorea liefern 24 Anlagen Strom und vier werden gebaut.

Japan hat 2011 nach dem Reaktorunfall in Fukushima-Daiichi alle seine KKW für umfangreiche Sicherheitsüberprüfungen abgeschaltet. Unterdessen liefern sieben Reaktoren wieder Strom. Für die Mehrheit der 33 übrigen Anlagen haben die Betreiber den Neustart beantragt. Zwei Neubauprojekte, die vor dem Unfall begonnen wurden, werden nach Unterbrüchen fertiggestellt. Die japanische Wirtschaft sieht sich seit der Ausserbetriebnahme der KKW und den damit einhergehenden immensen Gas- und Kohleimporten mit drastisch erhöhten Energiekosten konfrontiert.

CHINAS NEUBAU-REIGEN In China sind heute 38 KKW in Betrieb.

25 davon haben den Betrieb in den letzten sieben Jahren aufgenommen. Rund ein Drittel aller weltweiten Reaktorbauprojekte – 19 an der Zahl – stehen in China.

Weitere 38 Einheiten sind konkret geplant.

Die chinesische Regierung hält auch nach Fukushima am ursprünglichen Ausbauplan fest. Im Bau befinden sich Reaktoren chinesischer, amerikanischer, französischer und russischer Bauart, darunter auch ein Schneller Brüter sowie ein gasgekühlter Hochtemperaturreaktor mit kugelförmigem Brennstoff. China ist zudem im Begriff, zum Exporteur von Reaktortechnologie zu werden. So ist der chinesische Reaktortyp Hualong One in der Auswahl

für Neubauprojekte in Argentinien, Grossbritannien und Pakistan.

BALD MEHR EIN- ALS AUSSTEIGER? Nebst den – oben nicht abschliessend aufgeführten – Nationen, die Kernenergie bereits nutzen und sie ausbauen wollen, gibt es eine Reihe von «Emerging Countries», die noch keine KKW betreiben, aber in die Nutzung der Kernenergie einsteigen möchten. In Bangladesch, Weissrussland, der Türkei und in den Vereinigten Arabischen Emiraten stehen die ersten Werke im Bau. Neubauten projektiert haben Ägypten, Indonesien Jordanien, Polen und Saudi-Arabien. Diesen Neueinsteigern und 27 Staaten, die an der Kernenergie festhalten, gegenüber stehen drei Länder, die schon vor dem Fukushima-Unfall den Ausstieg beschlossen haben, sowie Taiwan und die Schweiz, die den Verzicht auf die Kernenergie nach 2011 aufgegleist haben.

Die aktuellen Entwicklungen in der Kernenergie gehen jedoch in die Richtung der eingangs erwähnten Szenarien. Sollte in den nächsten Jahrzehnten kein substantieller Ausbau der Kernenergie realisiert werden, würde laut IEA und anderer Expertenorganisationen die Energieversorgung noch teurer und unsicherer und der Kampf gegen den Klimawandel noch schwieriger.

WEITERE INFORMATIONEN www.nuklearforum.ch

In Russland sind 37 Reaktoren in Betrieb, fünf im Bau und 20 weitere geplant. Im Bau sind neben drei «herkömmlichen», grossen Reaktoren auch zwei kleine auf Schiffen, die Küstenregionen in Sibirien mit Strom und Wärme versorgen können. Die russische Nuklearindustrie ist auch international aktiv. Reaktoren russischer Bauart stehen zum Beispiel in Bangladesch, China, Indien, in der Slowakei und in Weissrussland in Bau. Um ihren steigenden Strombedarf zu decken, setzen viele asiatische Länder auch auf die Kernenergie. Indien hat 22 laufende Reaktoren und sechs im Bau stehende, darunter ein sogenannter Schneller Brüter.

Dieser Reaktortyp, von dem in Russland bereits zwei in Betrieb sind, zeichnet sich durch eine um ein Vielfaches höhere Ausnutzung des Brennstoffs aus. Darüber

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 39

Comet Photoshopping

Wir forschen für die sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle Besuchen Sie uns im Felslabor Mont Terri (JU); kostenlose Führungen für Gruppen ab zehn Personen Wir freuen uns auf Sie

Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle Hardstrasse 73 Postfach 280 5430 Wettingen Telefon 056 437 11 11 www.nagra.ch

MINERGIE

MINERGIE-GEBÄUDE OPTIMAL BETREIBEN Ein Gebäude optimal Betreiben – das gewährleistet das neue Produkt MQS Betrieb von Minergie.

Damit wird Komfort, Werterhalt und Energieeffizienz während der Betriebsphase sichergestellt.

Ausgezeichnet werden können nach Minergie-zertifizierte Wohn-, Verwaltungs- sowie Schulbauten. von Christian Stünzi, Leiter Zertifizierung, Minergie Schweiz

Praxisbeispiel: Die Mehrfamilienhäuser in Münsingen

MINERGIE: NEU AUCH QUALITÄTSSICHERUNG IM BAU UND BETRIEB Seit 20 Jahren ist Minergie das mit Abstand bekannteste und meist genutzte Gebäudelabel der Schweiz. Über 1 Million Menschen nutzen Minergie in ihrem Alltag, bereits wurden über 45’000 Gebäude zertifiziert.

In den letzten zwei Jahren hat sich der Verein komplett erneuert und seine be­währten Baustandards Minergie, Minergie-P und Minergie-A weiterentwickelt. Die wesentlichen Neuerungen sind der Einbezug der Elektrizität (Strombedarf und Photovoltaik), ein stärkerer Fokus auf die Qualitätssicherung und der modulare Aufbau der Standards:

• Minergie entspricht einem Gebäude,

das eine 20 % bessere Energiebilanz aufweist als die neuen Energiegesetze vorsehen • Minergie-P steht für ein Gebäude mit perfekter Dämmung und Luftdichtheit, also höchster Energie­ effizienz und Behaglichkeit • Minergie-A deckt den eigenen Energiebedarf mit Sonnenenergie ab, ist energetisch unabhängig – weist also eine positive Energiebilanz auf Im Zusammenhang mit der Qualitätsstrategie bietet Minergie neu auch folgende Dienstleistungen an: MQS Bau für höchste

Ansprüche in der Bauphase und MQS Betrieb für die einfache und wirksame Betriebsoptimierung. Der ECO-Zusatz für gesundes und ökologisches Bauen wurde überarbeitet und auf weitere Gebäudekategorien ausgeweitet. Für die Modernisierung bietet Minergie mit der Systemerneuerung einen neuen, vereinfachten Ansatz.

BETRIEBSOPTIMIERUNG FÜR MEHR KOMFORT UND ENERGIEEFFIZIENZ Das Problem «Performance Gap» ist erkannt. Minergie hat darauf reagiert und den Betriebscheck «MQS Betrieb» entwickelt.

Die Ziele sind eine höhere Energieeffizienz

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 41

MINERGIE und mehr Komfort für die Nutzenden von Minergie-Gebäuden. MQS Betrieb eignet sich besonders für kleinere Gebäude und steht für alle Minergie-zertifizierten Wohnbauten, sowie Verwaltungsbauten und Schulen bis 2 000m2 Energiebezugsfläche zur Verfügung.

Oft lassen sich durch bedarfsgerechte Einstellungen an den haustechnischen Anlagen erhebliche Optimierungen realisieren. Regelmässige Wartungs- und Unterhaltsarbeiten garantieren einen langfristigen, hygienischen und störungsfreien Betrieb der Anlagen. Neben der Haustechnik spielen die Nutzenden des Gebäudes eine ebenso wichtige Rolle. Gerade im Bereich des Raumklimas können die Nutzenden mit kleinen Handgriffen viel bewegen. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Sommerliche Wärmeschutz. Nicht nur im Sommer, sondern auch im Frühling und Herbst, scheint die Sonne viele Stunden durch die grossen Fensterflächen in die Räume und überhitzt diese. Wird der Sonnenschutz an solchen Tagen frühzeitig heruntergefahren, lässt sich eine solche Überhitzung in vielen Fällen vermeiden. Zudem stärken Nutzende ihr Bewusstsein für einen bedarfsgerechten Umgang mit Haushaltsstrom, Heizenergie und Warm- oder Kaltwasser.

MQS BETRIEB IM DETAIL MQS wird von einem unabhängigen Minergie-Experten in vier Teilschritten durchgeführt.

• Analyse: Anhand der ursprünglichen

Minergie-Zertifizierung und einer Begehung vor Ort analysiert ein Minergie-Experte, wie das Potenzial des Gebäudes noch besser genutzt werden kann. Dies betrifft insbesondere die Themenbereiche: Heizungsanlagen, kontrollierter Luftwechsel, Sanitär­ anlagen, sommerlicher Wärmeschutz, Gebäudehülle, Elektroinstallationen und Anlagedokumentation.

• Beratung und Dokumentation: Alle relevanten Erkenntnisse der Analyse werden in einem Beratungsbericht festgehalten. Dieser beinhaltet wertvolle Tipps zur Optimierung des Komforts und der Energieeffizienz sowie zum Werterhalt des Gebäudes.

• Optimierung: Basierend auf dem Beratungsbericht werden die Liegenschaften optimiert. Die eigentliche Betriebsoptimierung wird nicht von Minergie, sondern vom Gebäude­ eigentümer und dessen Fachspezialisten durchgeführt.

• Auszeichnung: Den erfolgreichen Abschluss bestätigt Minergie mit der Auszeichnung MQS Betrieb. Dank diesem Optimierungsprozess können die Minergie-Qualitätsmerkmale während des gesamten Lebenszyklus der Immobilie sichergestellt werden.

PRAXISBEISPIEL ZEIGT WIRKUNG Im Herbst 2016 wurde bei den Gebäuden BE-593 und BE-594 ein Betriebscheck

nach MQS Betrieb durchgeführt. Die beiden Mehrfamilienhäuser stehen an zentraler Lage in Münsingen im Berner Mittelland. Die dreigeschossigen Gebäude mit Attika verfügen über 19 Mietwohnungen, eine Laden- bzw. Dienstleistungsfläche sowie drei separate Atelierräume im Tiefparterre. Für ihre Gestaltung und die subtile Einfügung in das Ortsbild erhielten die Bauten 2009 vom Verein für Ortsbildschutz Münsingen die Auszeichnung für gutes Bauen.

Die Herausforderung war, den Komfort, die Effizienz und den Werterhalt der Immobilien langfristig zu erhalten. Um die hohen Ansprüche an die Minergie-Häuser auch im laufenden Betrieb aufrechtzuerhalten und die Bedürfnisse der Nutzenden zu erfüllen, entschied man sich für eine Qualitätssicherung mit MQS Betrieb.

Die Begehung der beiden Mehrfamilienhäuser vor Ort bestätigte einen einwandfreien Zustand der Gebäudehülle und die Gewährleistung eines angenehmen Innenraumklimas mit sehr guter Behaglichkeit. Die später integrierte Solaranlage zur Unterstützung der Erwärmung des Brauchwarmwassers funktionierte makellos. Optimierungspotenzial konnte der Minergie-Experte im Betrieb der Anlagen aufzeigen. So würde beispielsweise der Einsatz wassersparender BadArmaturen den Wasserverbrauch reduzieren. Im Bereich der Lüftungsanlage

Abbildung 4: Auszug aus den Empfehlungen, die zum optimierten Die Prüfpunkte und Dienstleistungen von MQS Betrieb.

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Betrieb der Mehrfamilienhäuser abgeben wurden.

MINERGIE wurde die Reinigung der Kanäle empfohlen. Zudem könnte die Beleuchtungszone in der Tiefgarage verkleinert werden. Ein Auszug aus den detaillierten Empfehlungen wird in Abbildung 4 aufgezeigt.

Im erweiterten Fokus stand die Beratung der Mieter zum bedarfsgerechten Umgang mit Haushaltsstrom, Heizenergie und Wasser. Geringere Betriebskosten, guter Komfort und Schonung der Umwelt waren dabei sowohl Ziel als auch Anreiz.

Alle relevanten Erkenntnisse der Analyse wurden in einem Beratungsbericht festgehalten. Dieser beinhaltet Tipps zur ­O ptimierung des Komforts und der Energieeffizienz sowie zum Werterhalt des Gebäudes.

Die Praxisbespiele belegen: Gerade ­wegen der hochwertigen Minergie-Planung lohnt es sich umso mehr, diese Gebäude auch optimal zu betreiben.

Denn mit kleinen Massnahmen ist ein ausgezeichneter Komfort kombiniert mit einem tiefen Energie­verbrauch problemlos erreichbar.

WEITERE INFORMATIONEN Das Minergie-Portfolio begleitet Neubauten und Modernisierungen von der Planung über die Realisierung bis zum Betrieb.

Weitere Informationen zu Minergie und MQS Betrieb unter www.minergie.ch

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GEBÄUDETECHNIK

BEHUTSAME SANIERUNG, STILVOLLE ERWEITERUNG Das Gymnasium Strandboden in Biel gilt als wichtiger architektonischer Zeitzeuge. Die klar strukturierte und anmutige Stahl- und Glaskonstruktion prägt die ganze Anlage, welche von der Totalunternehmerin Steiner AG erweitert, saniert und energetisch auf den neuesten Stand gebracht wurde.

D

urch eine Bestandesaufnahme an der von 1976 bis 1980 erbauten Schule wurden verschiedene Mängel festgestellt. So wiesen die klimatisierten Klassentrakte mit ihren geschlossenen Fas-

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saden und dem innenliegenden Sonnenschutz einen unverhältnismässig hohen Energieverbrauch auf. Die Haustechnikanlage und die Gebäudehülle erreichten das Ende ihrer Lebensdauer oder hatten

diese bereits überschritten, Sicherheitsstandards waren nicht mehr gewährleistet.

Aus diesem Grund wurden die bestehenden Schulbauten umfassend saniert

GEBÄUDETECHNIK

und baulich angepasst. Zudem wurde die 27’414 m2 grosse Anlage durch einen Neubau ergänzt. Beim Erweiterungsbau handelt es sich um einen Ingenieurholzbau mit drei Obergeschossen, in dem sich 25 modern ausgestattete Unterrichtsräume und Labors für die Naturwissenschaften befinden. In den zwei Untergeschossen sind eine Velohalle sowie die Haustechnik untergebracht.

MODERNISIERTE ENERGIEVERSORGUNG Die Wärmeenergie für die gesamte Anlage wird neu durch eine im Erweiterungsneubau installierte Holzfeuerung mit Gaskessel produziert. Konvektoren geben die Wärme an die Räumlichkeiten

ab, wobei das Verteil- sowie das Wärmeabgabesystem hierfür komplett erneuert wurden. Zur Klimatisierung trägt zudem die Wärmerückgewinnung der Lüftungsanlagen mit Kältekreislaufverbundsystem bei. Dazu wurden Platten- und Rotationswärmetauscher eingebaut. Das Luftverteilsystem ist komplett neu in die abgehängten Decken integriert worden.

Der Erweiterungsneubau trägt das Energielabel «Minergie P ECO», die sanierten Gebäudeteile das Siegel «Minergie Standard Neubau».

Nicht nur die Entwicklung und Realisierung dieses Projektes waren eine Herausforderung, auch für den Bauablauf hatte der Totalunternehmer sein ganzes Können aufzubieten. So verdiente der Grundwasserspiegel beim unterkellerten Gebäudekomplex in Fluss- und Seenähe eine besondere Beachtung. Zudem musste während der Bautätigkeiten der ganze Schulbetrieb – teilweise in Provisorien – aufrechterhalten werden. Trotz diesen nicht alltäglichen Umständen konnte die Steiner AG dieses umfangreiche Projekt pünktlich und innerhalb des gesetzten Kostenrahmens umsetzen.

ÜBER STEINER Steiner AG, einer der führenden Projektentwickler sowie Total- und Generalunternehmer (TU/GU) in der Schweiz, bietet umfassende Dienstleistungen in den Bereichen Neubau, Umbau sowie Immobilienentwicklung an. Das 1915 gegründete Unternehmen hat über 1 500 Wohnbauprojekte, 540 Geschäftsliegenschaften, 45 Hotels und 200 Infrastrukturanlagen wie Universitäten, Schulen, Spitäler, Altersheime und Justizvollzugsanstalten errichtet. Die Steiner AG hat ihren Hauptsitz in Zürich und ist mit Niederlassungen in Basel, Bern, Genf, Tolochenaz und Luzern vertreten.

KONTAKT Steiner AG Hagenholzstrasse 56 CH-8050 Zürich info@steiner.ch www.steiner.ch

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 45

GEBÄUDETECHNIK

NEUBAU SWISS RE NEXT IN ZÜRICH von Daniel Graf

Foto: eicher+pauli

HÖCHSTE ANFORDERUNGEN AN ENERGIE UND NACHHALTIGKEIT Der Campus der Swiss Re, dem zweitgrössten Rückversicherer der Welt, am nördlichen Teil des Mythenquais in Zürich umfasst insgesamt sechs Bürokomplexe.

Das als «Neubau» bezeichnete Gebäude aus dem Jahre 1969 von Werner Stücheli wurde ersetzt, da es den heutigen Anforderungen in verschiedener Hinsicht nicht mehr genügte.

Zudem bestand eine grosse Ausnützungsreserve: Mit 800 Arbeitsplätzen weist das neu erstellte Bürogebäude, welches Swiss Re Next heisst, rund die doppelte Anzahl des Vorgängerbaus auf. Für den neuen Komplex stellte Swiss Re bezüglich Nachhaltigkeit und Energieverbrauch höchste Anforderungen. So wurden die beiden Standards Minergie P-ECO® und LEED Platinum eingehalten sowie die Vorgaben einer 2000-Watt-Gesellschaft berücksichtigt.

Um die hohen raumklimatischen Anforderungen in einem zertifizierten Gebäude mit einem Minimum an Energieaufwand zu erfüllen, hat eicher+pauli ein innovatives Heiz- und Kühlkonzept mit Seewasser entwickelt. Die ideale Lage am Mythenquai ermöglicht die Nutzung des Zürichsees als Quelle für erneuerbare Energie. Dabei wird dem See die Energie zur Erzeugung von Wärme und Kälte entzogen, um mittels Wärmepumpen, Freecooling und Kältemaschinen eine effiziente und natürliche Versorgung zu erreichen.

INNOVATIVES VERSORGUNGSKONZEPT MITTELS SEEWASSER Das Seewasser wird rund 500 m vom Ufer entfernt und in einer Tiefe von knapp 20 m gefasst. Weil in dieser Tiefe eine durchschnittliche Temperatur von 8 bis 13 °C herrscht, eignet sich das Seewasser hervorragend als Energiequelle für die Wärmepumpen. Diese bringen das Wasser mittels separatem Verdampfer auf das für den Heizbedarf erforderliche Niedertemperaturniveau von 38 °C.

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Bürogebäude am Mythenquai, Zürich

Im Sommer kann das gefasste Seewasser zudem direkt für den Kältebedarf, also die Kühlung des Gebäudes, verwendet werden.

Ist der See zu warm und ist dadurch das

Freecooling nicht möglich, so erzeugt ein zweiter Verdampfer der Wärmepumpe die zusätzlich benötigte Kälte. Je nach Endverbraucher steht dann die Kälte in zwei

GEBÄUDETECHNIK

ANSPRUCHSVOLLE INTEGRALE PLANUNG Die Umsetzung der Gebäudetechnik war äusserst komplex. Für das Team von eicher+pauli war eine minutiöse Planung unerlässlich. Eigens für Swiss Re Next wurden grossflächige Heiz- / Kühldecken mit integrierten, unsichtbaren Luftauslässen im porösen Weissputz entwickelt und im Labor getestet. Über diese Heiz- / Kühldecken erfolgt heute die Wärme- und Kälteabgabe in allen Geschossen.

Für die frische Luft im Gebäude sorgen diverse Lüftungs- und Klimaanlagen, welche mit hocheffizienten Wärme- und Feuchterückgewinnungen arbeiten. Die Luftmengen werden über Volumenstromregler geschoss- und zonenweise nach Bedarf in Abhängigkeit der Luftqualität geregelt. Die benötigte frische Luft gelangt über die oben erwähnten Heiz- und Kühldecken via den bereits genannten unsichtbaren Luftauslässen in die Büroräume.

INFOS ZUM PROJEKT Daniel Graf eicher+pauli Liestal AG Telefon +41 (0)61 927 42 74 daniel.graf@eicher-pauli.ch www.eicher-pauli.ch

Zusammen mit den Personen und der Beleuchtung des Auditoriums entsteht eine hohe Wärmelast, welche mit der Klimaanlage alleine nicht abgeführt werden kann.

So wurden zusätzlich sieben hinter einer Holzwand platzierte Umluftkühlgeräte installiert, die das geforderte Raumklima für diverse Nutzungsszenarien sicherstellen.

ENERGETISCHER UND NACHHALTIGER MEILENSTEIN Swiss Re Next wurde weitgehend klima­ neutral gebaut. Durch den Einsatz von kombinierten Wärmepumpen / Kältemaschinen und der Nutzung von Seewasser aus dem Zürichsee erfolgt die Wärmerespektive Kälteversorgung mit nachhaltiger und erneuerbarer Energie. Gegenüber dem vorherigen Gebäude benötigt Swiss Re Next 60 % weniger Energie bei einem deutlich grösseren Volumen.

Foto: eicher+pauli

Überhaupt lässt sich sagen, dass bei Swiss Re Next ausserordentlich viel innovative Gebäudetechnik eingesetzt wurde.

Der Bau weist höchst anspruchsvolle und überdurchschnittlich zahlreiche Gebäude-

Das Auditorium im 2. UG von Swiss Re Next kann hinsichtlich der Gebäudetechnik als besonderes Highlight bezeichnet werden.

Hier wurde eine Projektionsfläche von 60 m2 installiert, welche aus 300 LEDBildschirmelementen besteht. Jedes dieser raumhohen Elemente kann separat in das Auditorium geschoben und mit verschiedenem Inhalt bespielt werden. Die Paneele hängen an einer deckenmontierten Schiene. Diese dient gleichzeitig als Schlitzauslass für die Raumabluft. Die Kühlluft für die Paneele gelangt, wie auch die frische Luft für die Personen im Auditorium, über grossflächige Quellluftauslässe in den Raum.

Rückblickend hält das Team von eicher+­pauli fest, dass Swiss Re Next ein ganz besonderer Meilenstein ist. Die Nachhaltigkeitsanforderungen und die hohen Ansprüche der Bauherrschaft sowie die moderne, komplexe Technik, die eingebaut wurde, suchen ihresgleichen. Die Architektur des Gebäudes ist brilliant. Hier wurde ein einzigartiges Leuchtturmprojekt realisiert.

Foto: eicher+pauli

Das Brauchwarmwasser wird mit einer separaten CO 2 -Wärmepumpe erhitzt, welche die Abwärme aus dem Gebäude nutzt. Die Abwärme stammt von den ITund EDV-Räumen, die eine ganzjährige Kühlung benötigen. Steht nicht genug Abwärme zur Verfügung, dann nutzt das System ebenfalls Seewasser als erneuerbare Energiequelle.

technikanlagen auf, welche bedingt durch die engen Platzverhältnisse aufwändig koordiniert und insbesondere aufgrund der Minergie P-ECO® und LEED-Zertifizierung integral geplant wurden.

Installationskorridor für Medienerschliessung und -verteilung im Gebäude

Lüftungszentrale Nord – Klimaanlagen mit Rotationswärmetauscher Be- und Entlüftung von Büros und Auditorium

Foto: eicher+pauli

verschiedenen Niveaus – 14 °C für die Raumkühlung und 8°C für die Entfeuchtung – zur Verfügung.

Seewasserpumpe

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GEBÄUDETECHNIK

WOHNGEBÄUDE ALS FUTURISTISCHER ENERGIELIEFERANT Hier bestimmt Nachhaltigkeit die Form, und diese kühne Form erregt Aufsehen. Das «Marxer Active Energy Building» in Vaduz versorgt auch die umliegenden Gebäude mit Solarstrom. Der Umgang mit Wärme und Kälte entspringt einem ebenso neuen Denkansatz. Hoval setzt ihn begeistert um.

Kühne Formen mit ökologischer Absicht: Solar-Flügel auf dem Dach, Klima-Flügel an Teilen der Fassade.

E

s braucht Visionen und Mut, so zu bauen. Die Familie Marxer hat beides, das Architektenpaar Anton Falkeis und Cornelia Falkeis-Senn ebenso.

«Städte sind heute verantwortlich für 75 % des weltweiten Energieverbrauchs, und sie stossen 80 % des Kohlendioxids aus, das die Menschheit verursacht», sagt Anton Falkeis.

«Um dieser rapiden Entwicklung Einhalt zu gebieten, müssen wir neue städtische Strukturen entwickeln, die Energieverbrauch und Schadstoffemissionen reduzieren.» Anton Falkeis und Cornelia Falkeis-­Senn haben dazu intensiv geforscht, auch zusammen

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mit der Hochschule Luzern. Das «Marxer Active Energy Building» ist die Antwort.

SOLARSTROM FÜRS GANZE CLUSTER Das architektonisch auffallende Haus mit seinen zwölf Wohnungen trägt ein ganzes Energieproduktionssystem in sich. An der Südfassade des Hauses generieren Photo­voltaik-Module Sonnenstrom, auf dem Dach richten sich bewegliche SolarFlügel nach dem Stand der Sonne aus.

Damit erzeugt das Haus so viel Strom, dass über den Eigenbedarf hinaus die umliegenden Gebäude versorgt oder elektrische Energie in das öffentliche Netz

eingespeist werden kann. «Wir realisieren damit die Cluster-Idee», so Anton Falkeis, «wonach in Städten mehrere Häuser durch ein ‹Active Energy Building› mit Strom beliefert werden.» Aus eigener Kraft kann das «Marxer Active Energy Buildig» deshalb auch die Sole / Wasser- Wärmepumpe Thermalia® dual H (46), den Pufferspeicher EnerVal (1000), den Warmwasserbereiter CombiVal CSR (1250) und die Komfort­ lüftungsgeräte Home-Vent® betreiben.

KÄLTE UND WÄRME AUS KLIMA-FLÜGELN Die Ost- und die Westfassade des vierten Obergeschosses sind mit von falkeis2­

A- und V-förmige Betonstützen machen die Raum-Grundrisse flexibel.

architects entwickelten Klima- Flügeln ausgestattet, die bereits patentiert sind: Sie enthalten Phasen- Wechsel- oder PhaseChange-Material (PCM), das sich je nach Aussentemperatur verflüssigt oder verfestigt. Während des Aggregatswechsels lagert das PCM Wärme oder Kälte ein. Die Klima-Flügel werden so zu Latentspeichern. «Auf der Ostseite», so Cornelia FalkeisSenn, «öffnen sich die Flügel für die Nacht, um Weltraumstrahlung und somit Kälte aufzunehmen.» Diese Kälte wird dann tagsüber, wenn die Flügel geschlossen sind, bei Bedarf direkt in den Raum abgegeben.

Auf der Westseite sind die Flügel dagegen tagsüber aufgeklappt.

Die Wärme, die sie aufnehmen und speichern, wird direkt ins Lüftungssystem eingespeist. Dazu sind die Zuluft- Kanäle je zwischen den beiden Komfortlüftungsgeräten HomeVent® comfort FR (250) und HomeVent® comfort (180) und ihren Auslasselementen über Umstellklappen mit den PCM-Heizflügeln verbunden.

Deren Regeleinheit wählt, ob die vom HomeVent® kommende Zuluft noch über die PCM-Flügel strömt und diese dort nacherwärmt wird, bevor sie in die Räume des dritten und des vierten Obergeschosses strömt.

STÜTZEN FÜR FLEXIBLE RAUMGESTALTUNG Auf Zukunft ausgerichtet ist auch die Tragstruktur des Hauses: Frei stehende A- und V-förmige Betonstützen, deren Formen der Natur abgeschaut sind, nehmen sowohl vertikale als auch horizontale Kräfte auf und erlauben flexible Grundrisse: Je nach Bedarf können Räume vergrössert oder verkleinert werden – die Statik bleibt dieselbe. In den gediegenen Wohnräumen wirken die Stützen wie Skulpturen.

Die Nachhaltigkeit des «Marxer Active Energy Building» beeindruckt – sowohl ökologisch als auch ästhetisch. Anton Falkeis: «Wir haben mit dem Projekt nachgewiesen, dass die von uns neu entwickelte Technologie in einer hochkomplexen Form umsetzbar ist. Die Realisierung weniger komplexer Strukturen ist Ziel unserer weiteren Forschungen.»

Hoval – Energiesysteme für das Gebäude von morgen

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Die Marke Hoval zählt international zu den führenden Unternehmen für RaumklimaLösungen. Über 70 Jahre Erfahrung befähigen und motivieren immer wieder zu aussergewöhnlichen Lösungen und technisch überlegenen Entwicklungen.

Die Maximierung der Energieeffizienz und die Schonung der Umwelt sind dabei Überzeugung und Ansporn zugleich. Hoval hat sich als Komplettanbieter intelligenter Heiz- und Lüftungssysteme etabliert, die in über 50 Länder exportiert werden.

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NATUS arbeitet seit 1956 als kompe­ tenter Partner der Industrie, des Anlagebaus und der Energie­versorger. Nach über

60 Jahren ist NATUS immer noch ein junges, am­bitioniertes Familienunternehmen und steht für Stabilität, Integrität und Glaubwürdigkeit – und das erkennen die Menschen an. So wird NATUS auch zukünftig alles Erdenkliche dafür tun, dass dies so bleibt.

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NATUS ENERGON ist ein wirtschaftliches Baukastensystem. Die ENERGON Anlage kann dabei mit Geräten verschiedener Hersteller ausgerüstet werden. Es bietet durch den Einsatz von verschiedenen Schaltfeldtypen und dazugehörigen Modultypen, Lösungen für alle Anforderungen in heutigen Niederspannungsnetzen. Die robuste Metall-Schottung der einzelnen Funktionsräume und das patentierte Türverschlusssystem CONTINUOUS LATCH garantieren hohe Bediensicherheit. Die einfache und leichte Einhandbedienung setzt zudem weltweit Massstäbe in der Störlichtbogensicherheit. Alle Bedienvorgänge finden bei geschlossener Tür statt.

Das multifunktionale MD-Abgangsfeld nimmt Modulplatten und Einschübe auf.

Bei offener Tür und ausgebautem Modul garantiert der ARC SAFE (Volleinschub / ­ Einschubfach) Sicherheit. Das System bietet höchste Störlichtbogensicherheit durch die vollständige Kapselung und

SICHERHEIT Trennung der Phasen voneinander. Die Schutzart der Feldverteilschiene im unbestückten Einschubfach, bei geöffneter Tür, ist IP4X. Alle spannungsführenden Teile sind durch den, bei Bedarf abschliessbaren, «Automatic Shutter» abgedeckt. Die elektrischen Bauteile werden auf dem DTS (Double Transfer System) montiert und anschliessend im ARC-SAFE eingeführt.

Das DTS verfügt über einen patentierten Kontakt- und Schaltmechanismus. Steuerungs- und Leistungskreis werden unabhängig voneinander geschaltet und geprüft.

Zum ENERGON System gehören weitere Feldtypen. Dies für den Einbau der Blindleistungskompensation, Frequenzumrichter oder Softstarter. Das störlichtbogensichere SD-Feld (Sicherungsleistenfeld) ermöglicht den Umbau der Anlage unter Spannung.

LUFTISOLIERTE MITTELSPANNUNGS-SCHALTANLAGENSYSTEME IN KOMPAKTER BAUFORM Jahrzehntelange Erfahrung in Forschung, Entwicklung und Fertigung machen NATUS zu einem der grössten Hersteller für kompakte und luftisolierte MittelspannungsSchaltanlagen-Systeme. NATUS Systeme setzen Massstäbe: Höchste Personenund Betriebssicherheit, ausgereifte und sichere Technik, sowie einfache Bedienung und hohe Wirtschaftlichkeit.

Die typgeprüfte Mittelspannungs-Schaltanlage in Einschubtechnik wird für Anwendungen in der Primärverteilung eingesetzt.

Es stehen zahlreiche Feldvarianten zur Verfügung mit denen sich die vielfältigen Anforderungen der Kunden aus Industrie und Energieversorgungsunternehmen optimal lösen lassen. Der NES Einschub kann mit Leistungsschalter verschiedener Hersteller bestückt werden. Für die Ableitung der im Störlichtbogenfall entstehenden heissen Gase können Druckentlastungskanäle, Einzel- / Sammelabsorber eingesetzt werden.

STECKBRIEF • Mittelspannungs-Schaltanlagen in Einschubtechnik, Beispiel: Typ NES, NES-H • Bemessungsspannung: 12 kV bis 24 kV • Bemessungsstrom der Sammelschiene: 2 000 A bis 4 000 A • Kompakte typengeprüfte Schaltanlage nach IEC 62271-200 • Einfachsammelschiene – oder Duplex-Ausführung, sowie Doppelsammel­

schienenausführung verfügbar • 4-Fach Metall-Schottung, mit Störlichtbogenqualifikation IAC AFLR, gemäss IEC 62271-200 und IEC 60298 • Die Schottungsklassen können je nach Ausführung PM oder PI sein • Druckentlastung aller Funktionsräume (Option, Druckentlastungskanal) • App. AA, Kriterium 1– 6, Erdbebenprüfung UBC, Zone 4 • Standardausführung der Kapselung: IP3XD, höhere Werte auf Anfrage möglich • Standardmässige Betriebsverfügbarkeitsklasse: LSC2B gemäss IEC 62271-200 Alle elektrischen und mechanischen Bedienvorgänge finden bei geschlossener Kapselung statt.

ÜBER UNS NATUS wie auch AKSA sind inhaber­ geführte Familienunternehmen und leben von Qualitätsbewusstsein, von Leidenschaft für das grosse Ganze – und von leistungsstarken Mitarbeitern.

Hand in Hand, aufeinander abgestimmt und selektiv fügen sich Kompetenzen der sicheren Energieversorgung ineinander. AKSA wird an den Powertagen vom 5.–7. Juni 2018 in Zürich präsent sein. Wir freuen uns auf Ihren Besuch an unserem Stand und stehen Ihnen für Fragen oder Anregungen gerne zur Verfügung.

KONTAKT Marco Maggetti Beratung und Verkauf bei AKSA Würenlos AG, mit langjähriger Erfahrung in USV und Energiesystemen. marco.maggetti@aksa.ch

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 51

SOLAR

INTELLIGENTE LÖSUNG ZUR WARMWASSERAUFBEREITUNG FRONIUS OHMPILOT ERHÄLT AUSZEICHNUNG FÜR INNOVATIONSKRAFT Bei der Gewinnung und der Nutzung von erneuerbarer Energie rückt die Sektorenkopplung zunehmend in den Fokus. Um Synergien effizient zu nutzen, wachsen Elektrizität, Wärme und Mobilität näher zusammen. Der Solartechnik-Spezialist Fronius hat hierfür mit dem Fronius Ohmpilot eine Lösung entwickelt, mit der Überschussstrom effizient zur Warmwasseraufbereitung genutzt werden kann.

Damit können Betreiber von Photovoltaik-Anlagen den Eigenverbrauchsanteil erheblich verbessern und Kosten reduzieren. Für den Regler hat Fronius vor kurzem, im Rahmen der polnischen Messe GreenPower, den MTP Gold Medal Award erhalten. Der Preis steht für die hervorragende Innovationskraft und verdeutlicht die Vorreiterrolle von Fronius bei der Entwicklung von Solartechnik.

D

er Ohmpilot zieht überschüssige Energie gezielt zur Warmwasseraufbereitung heran und gibt sie, dank der stufenlosen Regelung, von nahezu null bis neun Kilowatt effizient an die Verbraucher im Haushalt weiter. Dadurch kann der Betreiber den gesamten erzeugten Strom nutzen. Anwendungsgebiete sind vor allem Heizstäbe in Boilern und

Pufferspeichern, aber auch Infrarotheizungen oder Handtuchtrockner. Mit dem Ohmpilot ist die Ansteuerung von zwei Heizstäben möglich. Die Kommunikation erfolgt über die universellen Schnittstellen WLAN, LAN, oder Modbus RTU. Der Verbrauchsregler wird einfach montiert und online über das installierte Web-Interface in Betrieb genommen. Die saubere und

störfreie Ansteuerung der Verbraucher schont das Stromnetz und verlängert die Lebensdauer der Heizanlage. «Mit einer typischen Grösse einer PV-Anlage von fünf Kilowatt Peak können mit dem Ohmpilot selbst an einem teilweise bewölkten Tag 150 Liter Warmwasser von zehn auf circa 40 Grad Celsius erhitzt werden. An sonnigen Tagen lassen sich mit dem durch-

Der Fronius Ohmpilot ist ein wichtiger Bestandteil für eine effiziente Sektorenkopplung.

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SOLAR schnittlichen Energieüberschuss sogar 300 Liter von zehn auf 60 Grad Celsius erwärmen. Das ist vor allem in der Sommer- und Übergangszeit von Vorteil, da herkömmliche Heizanlagen nicht verwendet werden müssen. Anwender profitieren zudem von verringerten Energiekosten und einer verbesserten Amortisationszeit der gesamten Anlage», erklärt Martin Hackl, Leiter Solar Energy, Fronius International GmbH.

PREIS FÜR INNOVATION Mit dem Ohmpilot hat Fronius vor kurzem den MTP Gold Medal Award gewonnen.

Der polnische Preis, der im Rahmen der Messe GreenPower vergeben wird, steht für eine herausragende Innovationskraft.

Der Fronius Ohmpilot ist ein wichtiger Bestandteil für eine effiziente Sektorenkopplung, da er die Bereiche Strom, Heizung und Warmwasser vereint, das Gesamtenergiesystem von Privathaushalten optimiert und dadurch die Eigenverbrauchsquoten von PV-Anlagen verbessert. Damit rückt die von Fronius verfolgte Vision 24 Stunden Sonne – einer Zukunft, in der der weltweite Energiebedarf ausschliesslich aus erneuerbaren Quellen gedeckt wird – weiter in greifbare Nähe.

Mit dem Ohmpilot hat Fronius vor kurzem den MTP Gold Medal Award gewonnen.

ÜBER DIE FRONIUS SCHWEIZ AG 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. Das Unternehmen mit global 3 817 Mitarbeitern ist in den Bereichen Schweisstechnik, Photovoltaik und Batterieladetechnik tätig. Der Exportanteil mit rund 89 Prozent wird mit 28 internationalen Fronius Gesellschaften und Vertriebspartnern / Repräsen­ tanten in mehr als 60 Ländern erreicht. Mit innovativen Produkten und Dienstleistungen sowie 1 242 erteilten Patenten ist Fronius Innovationsführer am Weltmarkt.

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Ausgabe 1 / 2018 // Seite 53

BIOENERGIE EIN NETZ IST – MANCHMAL – NICHT GENUG Aus Holz, Gülle, Abfall und anderen Formen von Biomasse lassen sich Gas, Wärme und Strom produzieren.

Um diese Energieträger zu den Konsumenten zu bringen, braucht es Gas-, Fernwärme- und Stromnetze. Bau und Betrieb solcher Netze sind mit zahlreichen Herausforderungen verbunden.

Bei einer Fachtagung des Technology Collaboration Programmes «Bioenergy» der Internationalen Energie Agentur (IEA) in Baden wurden einige davon im Expertenkreis diskutiert. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

Der geplante Wärmespeicher der Argo Energie Schwyz AG ist 50 m hoch, misst 30 m im Durchmesser und kann bis zu 1300 MWh Wärme speichern.

BIOENERGIE

D

er Kanton Schwyz erstreckt sich zwischen Zürich-, Zuger- und Vierwaldstättersee über eine ländlich geprägte Hügellandschaft. Mit seinen ausgedehnten Wäldern verfügt der Kanton über eine einheimische und erneuerbare Ressource, mit der Bewohnerinnen und Bewohner einen Teil ihres Energiebedarfs selber bestreiten können. Von dieser Idee liess sich die Agro Energie Schwyz AG leiten, als sie sich 2006 entschloss, aus lokalen Energieträgern Wärme und Strom zur Versorgung der einheimischen Bevölkerung zu produzieren. Seither entstand eine mit organischen Abfällen beschickte Biogasanlage, die über eine WärmeKraft-Kopplungsanlage Wärme und Strom bereitstellt. Hinzu kommen drei mit Waldund Abfallholz befeuerte Heizkessel zur Bereitstellung von Wärme. Die Wärme des Altholzkessels wird genutzt, um Strom zu produzieren mittels OrganicRankine-Cycle-Technologie. Zur Deckung von Bedarfsspitzen kommt ein Ölbrenner zum Einsatz (weniger als 2 % der Energieproduktion).

WÄRMESPEICHER SCHAFFT FLEXIBILITÄT Auf diesem Weg wurde im Jahr 2016 Wärme im Umfang von 8000 Durchschnittshaushalten (80 GWh) erzeugt, zudem Strom für 3250 Durchschnittshaushalte (13 GWh).

Um die Wärme zu den Kunden zu bringen, dient ein 80 km langes Fernwärmenetz im Raum Schwyz / Brunnen. Zu den Abnehmern gehören der Swiss Holiday Park in Morschach (1700 kW) oder das Kloster Ingenbohl (1100 kW), Grossverbraucher, welche die Wärmeabnahme auch im Sommer sicherstellen. Eine 40 km lange Netzerweiterung bis Arth-Goldau ist geplant. Zudem sollen im Raum Küssnacht am Rigi und in Ausserschwyz am Zürichsee zwei weitere Netze mit eigener Energiezentrale entstehen. Bemerkenswert an den Plänen der Agro Energie sind nicht nur diese Wachstumsperspektiven für die Bioenergie. Bemerkenswert ist auch, dass seit 2016 eine Pensionskasse an der Aktiengesellschaft massgeblich beteiligt ist und auf nachhaltige Erträge aus ein nachhaltiger Energieproduktion setzt.

Ob der Wärmeverbund sogar eine landesweit erstmalige Innovation hervorbringt, wird sich im März 2018 weisen: Dann entscheiden die Schwyzer Stimmberechtigten, ob die Agro Energie Schwyz AG einen 50 m hohen Wärmespeicher bauen darf. Mit einer Speicherkapazität von 1300 MWh könnte der Speicher den Betrieb des aktuellen Netzes während rund zwei Tagen sicherstellen. «Der Wärmespeicher schafft Versorgungssicherheit bei einem temporären Ausfall der Wärmeproduktion, und er verschafft uns die Flexibilität, das Wärmenetz effizienter und wirtschaftlicher zu betreiben», sagt Dr. Urs Rhyner, Leiter Strategie /­ Innovation bei der Agro Energie Schwyz AG. Der Speicher würde insbesondere er­ lauben, die Energieproduktion dann zu betreiben, wenn sich Strom bei guten Preisen verkaufen lässt. Eine andere Form der Flexibilisierung, die für den Wärmeverbund interessant wäre, ist die Lastverschiebung, wie Simulationen zeigen: Würden Heizungen am Morgen gestaffelt in Betrieb genommen, liesse sich der

Fernwärmenetze bedürfen einer guten Isolierung, um Übertragungsverluste bestmöglich zu vermeiden. Das Wärmenetz der Agro Energie Schwyz AG (Bild) verfügt über die beste Isolation (Kategorie III).

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BIOENERGIE

Die Agro Energie Schwyz AG hat ein Fernwärmenetz im Raum Brunnen-Schwyz-Arth-Goldau teilweise realisiert (grün). Weitere Fernwärmenetze in den Gebieten Küssnacht am Rigi und Ausserschwyz (orange) sind in Planung.

Peak beim Wärmeverbrauch brechen, der üblicherweise am frühen Morgen um 6 Uhr zu beobachten ist.

HOHE KAPITALKOSTEN BEI WÄRMENETZEN Der Wärmeverbund der Agro Energie Schwyz AG ist ein Projekt, das verschiedene Fragestellungen anschaulich macht, die im Oktober 2017 an einer Tagung der «IEA Bioenergy» (vgl. Textbox) in Baden diskutiert wurden. Eine zentrale Aufgabe besteht darin, Wärmenetze effizient und kostengünstig betreiben zu können, zumal sie in einer harten Konkurrenz zu Gas­ netzen stehen. Zu diesem Themenkreis referierte Prof. Thomas Nussbaumer an der Tagung die Ergebnisse mehrerer Studien, die er gemeinsam mit anderen Wissenschaftlern der Hochschule Luzern erstellt hat. Die Erkenntnisse liefern die Grundlage, um die kapitalintensiven Leitungsnetze kostengünstig bauen (zum Beispiel indem die Rohrdurchmesser nicht überdimensioniert werden) und durch gut gewählte Betriebsparameter mit geringen Wärmeverlusten betreiben zu können. Nussbaumer verwies auf das Planungshandbuch Fernwärme, das Planern wertvolle Hilfestellungen vermittelt.

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Die Tagung der «IEA Bioenergy» näherte sich der Netzthematik von verschiedener Seite.

Ein Schlagwort hierzu ist die «Netzkonvergenz». Gemeint ist damit üblicherweise die Verbindung verschiedener Energienetze mit dem Ziel, zusätzliches Speicherpotenzial zu erschliessen. «Bioenergie hat das Potenzial, eine wichtige Rolle beim saisonalen Ausgleich der erneuerbaren Energien zu spielen», sagte Dr. Sandra Hermle, Bioenergie-Expertin beim Bundesamt für

Energie (BFE), das die Tagung mit organisiert hatte. Wie dieser Ansatz technisch umgesetzt werden könnte, zeigt der Solothurner Energieversorger «Regio Energie Solothurn» im «Hybridwerk Aarmatt». Hierbei handelt es sich um eine Demo-Plattform, die seit 2013 in Zuchwil (SO) schrittweise aufgebaut wird. Als nächster Ausbauschritt soll Mitte 2018 eine Methanisierungsanlage in Betrieb genommen werden: Um Methan (CH4) herzustellen, nutzt die Anlage Kohlen-

DIE SCHWEIZ IST BEI DER BIOENERGIE INTERNATIONAL VERNETZT Unter dem Dach der Internationalen Energieagentur (IEA) sind aktuell 39 «Technology Collaboration Programmes» (TCP) tätig. TCP sind international besetzte Experten­ gremien, die sich jeweils einem bestimmten Energiebereich widmen und Erfahrungen grenzüberschreitend austauschen. Eine der Plattformen trägt die Bezeichnung «IEA Bionergy». Sie widmet sich der Energiegewinnung aus Holz, Gülle, Siedlungsabfällen und anderen Formen von Biomasse.

Um die internationale Kooperation konkret umzusetzen, hat jedes Programm eine Reihe von Arbeitsgruppen («Tasks»), in denen Experten aus verschiedenen Ländern ausgewählte Themen bearbeiten. Innerhalb von «IEA Bioenergy» sind zehn Arbeitsgruppen aktiv, an drei davon beteiligt sich die Schweiz: Task 32 (Biomasseverbrennung), Task 33 (Vergasung) und Task 37 (Vergärung). Die Arbeiten von «IEA Bioenergy» werden von einem Executive Commitee koordiniert.

Die Schweiz ist darin durch Dr. Sandra Hermle, Leiterin des BFE-Forschungs­ programms Bioenergie, vertreten. BV

BIOENERGIE dioxid (CO2) aus einer nahen Abwasserreinigungsanlage und H2, das aus einem Elektrolyseur stammt, der mit erneuerbarem Strom betrieben wird. «Die Methanisierungsanlage ist das «missing link» zwischen Strom- und Gasnetz. Sie macht es möglich, PV-Strom in Methan umzuwandeln und dieses im Gasnetz saisonal zu speichern, bis die Energie im Winter gebraucht wird», sagt Andrew R. Lochbrunner, der für die Methanisierungsanlage zuständige Projektleiter, und ergänzt: «Die biologische Methanisierung ist heute noch keine kommerzielle Anlage, es geht vielmehr darum, Knowhow für die Zukunft zu entwickeln».

DAS POTENZIAL VON BIOGASANLAGEN Ein Stück Zukunft zu antizipieren – das will auch Energie 360° (ehemals Erdgas Zürich AG). Das Unternehmen möchte neben seinen bestehenden Biogas-Einspeisungen möglichst viel aus erneuerbaren Quellen hergestelltes Methan ins Gasnetz bringen. «Wenn eine Biogasanlage nahe am Gasnetz ist, sollte das Gas aus energetischen Gründen ins Gasnetz eingespeist statt verstromt werden»,

Die grauen Linien veranschaulichen den Wärmebedarf im Fernwärmenetz der Argo Energie Schwyz AG an vier ausgewählten Tagen. Während der Heizperiode entsteht jeweils morgens um 6 Uhr, wenn die Heizungen anspringen, eine Bedarfsspitze. Die farbigen Linien zeigen, wie diese Bedarfsspitzen gebrochen werden könnten, indem die Heizungen am Morgen gestaffelt schon früher in Betrieb genommen würden. Hierbei handelt es sich um eine Simulation, da eine derartige Lastverschiebung bisher nicht praktiziert wird.

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Foto: Energie 360°

BIOENERGIE

Im ersten Halbjahr 2017 hat die vom Paul Scherrer Institut entwickelte COSYMA-Anlage (untergebracht in dem weissen Container links im Bild) auf dem Areal der Kläranlage Zürich-Werdhölzli bewiesen, dass der Methan-Ertrag aus Rohbiogas durch Zugabe von Wasserstoff um 60 % steigern lässt.

Darstellung der Methanisierungsanlage, wie sie bis Mitte 2018 in Zuchwil bei Solothurn als Ergänzung des bereits bestehenden Hybridwerks gebaut werden soll. Herzstück der Anlage ist der zwölf Meter hohe Reaktionsbehälter, in dem Mikroorganismen Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2) in Methan (CH4) und Wasser umwandeln.

fordert Andreas Kunz von Energie 360°.

Im ersten Halbjahr 2017 hat das Unternehmen in Zusammenarbeit mit dem Paul Scherrer Institut (Villigen / AG) mit einer Testanlage («Cosyma») in der Kläranlage Zürich-Werd­h ölzli gezeigt, dass

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sich der Methangehalt von Rohbiogas durch Zugabe von H2 um 60 % steigern lässt (vergleichen Sie auch BFE-Fach­ artikel: «Alles nutzen, was im Klärgas steckt», abrufbar unter: www.bfe.admin.ch/CT/biomasse

Biogasanlagen können also mehr als nur Strom produzieren. Diese These bestätigt auch die Fleco Power AG mit Sitz in Gachnang (TG). Die Firma hat seit 2016 rund 100 Kleinkraftwerke mit zusammen mehreren Dutzend MW Leistung zu einem «virtuellen Kraftwerk» zusammengeschlossen, je zu einem Drittel Biogasanlagen, PVAnlagen und Kleinwasserkraftwerke. Mit dem Verbund stellt Fleco Power gegenüber Swissgrid negative Regelenergie bereit, das heisst, einzelne Kleinkraftwerke drosseln temporär ihre Stromproduktion, wenn mehr Strom ins nationale Stromnetz eingespeist als von dort bezogen wird. Fleco Power bündelt und steuert dabei die über die ganze Schweiz verteilten dezentralen Anlagen über eine zentrale IT-Plattform. Die Anlagen können so im Netz wie ein einzelnes konventionelles Kraftwerk auftreten, um diese Dienstleistung zur Stromnetzstabilisierung zu erbringen. Die Anlagenbetreiber werden dafür von Swissgrid finanziell entschädigt.

Das Fernwärmenetz der Agro Energie Schwyz AG deckt die Grundlast des Wärmebedarfs (zwischen 2000 und 4000 MWh / Monat) mit der Abwärme eines 9.9 MW-Altholzkessels, welcher mit einer ORC-Anlage Strom produziert. Der Zusatzbedarf in der Übergangszeit und im Winter stammt von zwei weiteren Holzkesseln, Wärmerückgewinnung aus der Kondensation, der mit Biogas betriebenen WKK-Anlage und – bei Spitzen – von einem Ölbrenner.

«Biogasanlagen sind für die Bereitstellung negativer Regelenergie besonders geeignet, da sie im Prozess einen Gasspeicher beinhalten: Wird die Verstromung des Gases unterbrochen (z. B. 45 Minuten lang oder auch mehrere Stunden), wird das Gas gespeichert und kann später verstromt werden. Biogasanlagen verfügen über eine sehr stabile Stromproduktion und sind in allen Jahreszeiten verfügbar», sagt Martin Schröcker, bei Fleco Power zuständig für Produktion und Handel.

HINWEIS Die Dokumentation zur Tagung «Bioenergy grid integration» der «IEA Bioenergy» finden Sie unter: www.bfe.admin.ch/forschungbiomasse/index.html?lang=en Eine aktuelle Publikation der «IEA Bioenergy» zur Netzstabilisierung mittels Bioenergie finden Sie unter: www.ieabioenergy.com/publications/bioenergys-rolein-balancing-the-electricity-grid-and-providing-storageoptions-an-eu-perspective/ Bestellungen für das Planungshandbuch Fernwärme: www.qmfernwaerme.ch Auskünfte zum Thema der Fachtagung erteilt: Dr. Sandra Hermle sandra.hermle@bfe.admin.ch Leiterin des BFE-Forschungsprogramms Biomasse Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leucht­turmprojekte im Bereich Bioenergie finden Sie unter: www.bfe.admin.ch/CT/biomasse www.ieabioenergy.com

Gemeinsam kommen wir weiter Für heute und morgen: Energie 360° bietet das ganze Spektrum an Möglichkeiten für Ihre individuell beste Energie- und Mobilitätslösung. www.energie360.ch

WASSERWIRTSCHAFT

THERMALWASSERLEITUNG ISOLIERTE LEITUNGEN FÜR QUELLWASSER Von der Quelle nach Bad Ragaz mit konstanter Temperatur – dank isolierten Kunststoffrohren.

Dritte Generation: Nach Holz- und Faserzementrohren folgen nun PE-Leitungen von Jansen.

I

n der 170-jährigen Rohrgeschichte des Thermalwassers ist die Zeit reif für technische Lösungen aus Kunststoff. Isolierte Druckrohre sollen das Thermalwasser aus Pfäfers in den kommenden Jahrzehnten sicher und sauber nach Bad Ragaz und Valens bringen.

Das erste Kunststoffrohr in der Geschichte des Bad Ragazer Heilwassers – im Jahre 1242 wurde in der wilden Tamina­ schlucht, nahe dem alten Bad Pfäfers, eine warme Quelle entdeckt. Bald diente das Wasser, das auf 639 m ü. M. entspringt und eine konstante Temperatur von 36,5 ° Celsius aufweist, der Heilung von Kranken.

Im 14. Jahrhundert wurde ein erstes Badehaus erbaut. Wegen der schweren Zugänglichkeit mussten die Badegäste auf halsbrecherische Art und Weise in die

Taminaschlucht abgeseilt werden. Wer dies in Kauf nahm, musste von der heilenden Wirkung des Thermalwassers wohl überzeugt sein. Der berühmte Mediziner und Naturforscher Paracelsus von Hohenheim, der im 16. Jahrhundert im Bad wirkte, gab ihnen Recht und bestätigte die Heilwirkung.

1840 wurde die erste Wasserleitung auf einer Strecke von vier Kilometern eröffnet.

Sie war aus Holz und transportierte das Thermalwasser während über 100 Jahren nach Ragaz. Es folgte dann eine zweite Rohrgeneration aus Faserzement, die nun durch eine dritte aus versorgungssicherem PE abgelöst wird. Heute fliesst das Wasser von der Quelle direkt zum Grand Resort Bad Ragaz, dessen Begründer – der Schweizer Architekt Bernhard Simon – unter anderem auch für den russischen Adel in St. Petersburg baute. Seit 1986 ist das erfrischende «Ragazer Wasser»

auch als bekömmliches Tafelwasser in den Grand Hotels Bad Ragaz und sogar in einigen Gasthäusern in Bad Ragaz erhältlich.

Das Hotel hat sowohl seinen Standort als auch sein Profil im Laufe der Jahre immer weiter ausgebaut und verändert, und ist so zu einem der besten Luxushotels in der Schweiz geworden. Ein grosses Wellness­ angebot, angesehene Ärzte und die Vielfalt in der Gastronomie haben das Grand Resort so einzigartig macht Es sei ein spezielles Projekt, erzählt Sanitärtechniker Sandro Paganini. Nicht nur, weil an einem geschichtsträchtigen Ort saniert und gebaut wird, sondern auch wegen anderer Begebenheiten, die hohen Anforderungen an Beteiligte und Produkte stellen. Das Gelände ist steinschlaggefährdet. Da die Leitungen nicht weit unter

WASSERWIRTSCHAFT der Strasse liegen, sind sie nur minimal geschützt. Kunststoffrohre eignen sich in solchen Fällen besonders gut, weil sie aufgrund ihrer Beschaffenheit in der Lage sind, Erschütterungen abzufangen. Gleichzeitig müssen die Rohre gewährleisten, dass die Temperatur des Wassers konstant bleibt und das Quellwasser nicht mit einem anderen Medium in Kontakt kommt – ein klarer Fall für den Einsatz von isolierten Kunststoffrohren. Dank isolierten Druckrohren wird das Quellwasser auch in Zukunft mit konstanten 35,8 bis 37 Grad Celsius die Thermalbäder Bad Ragaz und Valens erreichen und im Grand Resort die Gläser der Gäste in den «Spa Suites» füllen.

Die Wasserqualität muss folglich einwandfrei sein. Dafür ist ein geschlossenes System von der Quellfassung über das Felsreservoir bis zum Verbraucher nötig, wobei unmittelbar bei der Quelle Freispiegelleitungen zum Einsatz kommen. Auch in diesem Punkt stützt man sich im Ingenieurbüro Paganini in Chur auf die guten Erfahrungen mit dem Einsatz von Kunststoffrohren – und mit deren Reinigung. Dies ist ein wichtiges Kriterium, denn das Quellwasser weist unter anderem einen erhöhten Kalkgehalt auf, gibt Paganini zu bedenken. Es sind diese guten Erfahrungen mit dem Produkt und letztlich auch mit dessen Hersteller, die für einen Auftraggeber bei der Suche nach dem richtigen Projekt-

partner ausschlaggebend sind. Jansen punktet zudem durch den Standort in der Region sowie die Bekanntheit der Marke.

Ungefähr vier Kilometer Druckrohre PN 16 und PN 25 in isolierter und nicht isolierter Ausführung legen die Strecke von Hersteller in Oberriet talaufwärts in die Tamina­schlucht zurück. Dort werden sie vom Sanitärinstallateur oder Rohrleitungsbauer so verlegt, dass die Versorgung nicht unterbrochen werden muss. Provisorien helfen zusätzlich, diese Herausforderung zu meistern – damit die Badegäste in Bad Ragaz und Valens von den Bauarbeiten, die im Januar 2014 aufgenommen wurden, möglichst nicht tangiert werden und das heilsame Quell-

Im Verband Kunststoff-Rohre und -Rohrleitungsteile (VKR) sind die in der Schweiz domizilierten Hersteller und Werksvertreter ausländischer Hersteller von Kunststoff-Rohren und -Rohr­leitungsteilen zusammen­ geschlossen. Die Förderung der technischen Entwicklung und der Anwendung von Kunststoff-Rohren und -Rohrleitungs­teilen gehört zu den besonderen Anliegen des Verbandes.

wasser weiterhin ohne Einschränkungen geniessen können. Bis Ende 2015 wurde das Projekt erfolgreich abgeschlossen.

WEITERE INFORMATIONEN Verband Kunststoff-Rohre und -Rohrleitungsteile Schachenallee 29C CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 834 00 60 F ax +41 (0)62 834 00 61 www.vkr.ch

Je feuchter Hackschnitzel sind, desto tiefer ist ihr Heizwert, denn ein Teil der Messanlage im Feldversuch bei dem Hackschnitzel-Lieferanten im Holz gespeicherten Energie muss dafür verwendet werden, das Wasser

Germaplaket in Yverdon: Ein Traktor füllt Hackschnitzel in den Trichter,

zu verdampfen und kann somit nicht für die Wärmeerzeugung genutzt

von wo sie auf das Förderband gelangen.

werden. Im Bild: Prof. Roger Röthlisberger von der HEIG-VD in Yverdon.

SOVIEL ENERGIE STECKT IN HACKSCHNITZELN Holz ist eine beliebte Ressource zur Erzeugung von Heizwärme und Warmwasser. Trotzdem kennen in der Regel weder die Lieferanten von Hackschnitzeln noch die Heizwerk-Betreiber deren exakten Energiegehalt.

Ein Forscherteam der Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG-VD) in Yverdon möchte das ändern: Die Wissenschaftler haben eine Anlage gebaut, mit der sich der Energiegehalt von Hackschnitzeln bei der Anlieferung im Holzheizwerk bestimmen lässt. Dank dieses Ansatzes könnte die Wärmegewinnung aus Holz noch effizienter und weniger umweltbelastend werden. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

W

elches Holz eignet sich am besten für das Cheminee oder den Kachelofen? Eichenscheite erzeugen eine langanhaltende Glut, Buche wird für ihr schönes Flammenbild gerühmt, Birke für den angenehmen Geruch. Nadelhölzer wie Fichte und Kiefer brennen schneller ab, weil sie eine geringere Dichte

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haben. Doch bei all diesen Unterschieden gilt: Die Wärmemenge, die mit der Verbrennung eines Kilogramms Holz gewonnen werden kann, ist über alle Holzarten hinweg ungefähr gleich gross. Der Heizwert von Holz wird nämlich hauptsächlich durch die zwei Einflussgrössen Gewicht und Feuchtigkeit bestimmt. Wer den Ener-

giegehalt von Holzhackschnitzeln bestimmen will, muss diese also wiegen und ihre Feuchtigkeit feststellen.

BEZAHLUNG NACH WÄRME STATT NACH ENERGIEGEHALT Genau dies haben Roger Röthlisberger, Thierry Stäger und Julien Ropp in den

Thierry Stäger, Forscher an der HEIG-VD, bedient die neuartige Messanlage. Die silbriggraue Box über dem Förderband ist das Infrarot-Gerät zur Messung der Feuchtigkeit. Um die Feuchtigkeit mit Mikrowellen zu bestimmen, dient die gelbe Platte, die direkt auf den Hackschnitzeln aufliegt (auf dem Foto durch das IR-Gerät verdeckt).

letzten zwei Jahren immer wieder getan.

Röthlisberger ist Professor an der Waadtländer Fachhochschule für Ingenieurswesen und Verwaltung (HEIG-VD) in Yverdon, Stäger Projektingenieur und Ropp Projektleiter an der selben Institution. Die drei Wissenschaftler haben mit ihrem Team eine Anlage gebaut, mit der sich der Energiegehalt von Hackschnitzeln vor der Verbrennung bestimmen lässt. Roger Röthlisberger erläutert die Motivation des Forschungsprojekts: «Heute werden Holzlieferanten abhängig davon entschädigt, wie viel Wärme mit ihren Hackschnitzeln erzeugt wird, nicht danach, wie viel Energie tatsächlich in den Hackschnitzeln steckt.»

Röthlisberger macht damit einen feinen, aber wichtigen Unterschied. Erfahrungen zeigen nämlich, dass die Wärme, die aus einer bestimmten Menge von Hackschnitzeln erzeugt wird, in einem Heizwerk mit schlechtem Wirkungsgrad mitunter halb so gross sein kann wie in einem Heizwerk mit bestmöglichem Wirkungsgrad. Dabei

besonders störend: Wird mit den Hackschnitzeln nur wenig Wärme erzeugt, liegt der finanzielle Nachteil nicht beim Heizwerkbetreiber. Vielmehr bekommt der Holzlieferant weniger Geld. «Das ist gerade so», zieht Röthlisberger einen Vergleich, «als würde der Tankstellenbesitzer vom Autofahrer nicht für das getankte Benzin bezahlt, sondern für die gefahrenen Kilometer».

ENERGIEGEHALT INNERT SEKUNDEN BESTIMMT Die von den Waadtländer Forschern entworfene Anlage zur Bestimmung des Energiegehalts hat einen relativ einfachen Aufbau: Bei der Anlieferung im Heizwerk werden die Hackschnitzel in einen Fülltrichter geschüttet und gelangen von dort auf ein Förderband. Dieses ist mit einer Waage und einem Feuchtigkeits-Messgerät ausgestattet. Die Messeinrichtungen bestimmen kontinuierlich Gewicht und Wassergehalt der durchlaufenden Hackschnitzel. Bei einer Demonstration auf dem Gelände des Hackschitzel-Lieferanten Germaplaket in Yverdon

geht alles ganz schnell: Ein Traktor füllt zwei Schaufeln Hackschnitzel in den Trichter.

Beim Transport über das Förderband werden Gewicht und Feuchtigkeit der Hackschnitzel bestimmt. Nach einer halben Minute haben alle Hackschnitzel die Messanlage passiert. Das Display zeigt das Ergebnis: 401 kg Hackschnitzel mit einer Feuchtigkeit von 29.8 %. Ergibt einen Energiegehalt von 1 120 kWh. Im ersten Schritt hatten die Wissenschaftler eine Laboranlage in den Räumen der HEIG-VD in Yverdon gebaut. Sie hatte eine Kapazität von 4 Kubikmetern / Minute. Diese Anlage nutzten die Forscher anschliessend auf dem Gelände des Hackschnitzel-­ Lieferanten Germaplaket für Feldmessungen. Die bisher durchgeführten Versuche im Labor und im Feld bestätigen die Funktionstüchtigkeit der Messanlage: «Wir konnten das Gewicht mit 1 % Genauigkeit bestimmen, die Feuchtigkeit mit 3 % Genauigkeit. Wir können den Energiegehalt somit mit einer Exaktheit von genauer

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HACKSCHNITZEL als 5 % bestimmen», fasst Roger Röthlisberger das Hauptergebnis des zweijährigen Forschungsprojektes zusammen (vgl. dazu Grafiken für das Gewicht, für die Feuchtigkeit und für den Energiegehalt). Zum Vergleich: «In Heizwerken bestimmen die heute gebräuchlichen Wärmezähler die produzierte Heizwärme mit einer Genauigkeit von 2 bis 7 %», sagt Röthlisberger, «hinzu kommt die meist viel grössere Ungenauigkeit, die

sich aus dem geschätzten effektiven Wirkungsgrad der Anlage ergibt».

INFRAROT GENAUER ALS MIKROWELLEN Das Projekt mit dem Namen «XyloChips» wurde vom Bundesamt für Energie und dem Kanton Waadt finanziell unterstützt.

Die Wissenschaftler wollen die bisherigen Ergebnisse in den nächsten Monaten mit

Die Grafik zeigt, mit welcher Genauigkeit die Laboranlage an der Fachhochschule in Yverdon das Gewicht der Hackschnitzel bei 17 Messungen bestimmen konnte. Die ersten Messungen waren noch relativ ungenau, später aber nimmt der Messfehler dank verbesserter Kalibrierung immer mehr ab und liegt zuletzt deutlich unter 1 % Abweichung. Die gemessenen Abweichungen beziehen sich jeweils auf eine Vergleichsmessung, die unabhängig von der Testanlage durchgeführt wurde und bei der das Gewicht der Hackschnitzel mit einer gesonderten Waage bestimmt wurde-

weiteren Feldmessungen bestätigen. Ein interessantes Zwischenresultat betrifft die Bestimmung der Feuchtigkeit. Für deren Messung benutzten die Forscher parallel zwei unterschiedliche Messmethoden: die eine funktioniert auf der Grundlage von Mikrowellen, die andere mit Infrarot-Strahlung (IR). Die Messung mit Mikrowellen erfordert – im Gegensatz zu IR – direkten Kontakt der Sonde mit dem Holz, was die Messung pannenanfälliger macht. Als Vorteil der Mikrowellen-Messung wird dagegen angeführt, sie messe – anders als bei IR – nicht nur an der Oberfläche der Hackschnitzel, sondern auch in die Tiefe des Holzes und sei daher weniger anfällig für Farb- und Feuchtigkeitsunterschiede an der Hackschnitzel-Oberfläche.

«Diese vermeintlichen Nachteile der IRMessung haben sich bei unseren Versuchen nicht bestätigt», sagt Thierry Stäger. Vielmehr waren die IR-Messungen überraschend genau. Sie waren auch dann noch präzise, wenn die Hackschnitzel testweise mit Wasser benetzt wurden. Die Mikrowellen-Messungen hingegen reagierten auf die Benetzung mit deutlichen Messfehlern.

Auch auf eine unterschiedliche Granulometrie der Hackschnitzel reagierten sie mit Abweichungen. Thierry Stäger zieht ein eindeutiges Fazit: «Infrarot ist zur Zeit die beste Messmethode». Um wirklich die verlässlichste Messmethode ausfindig zu machen, wollen die Forscher in weiteren Versuchen zusätzlich kontaktlos arbeitende Mikrowellen-Messgeräte in die Betrachtung mit einbeziehen. Diese sind ebenfalls auf dem Markt erhältlich, sind allerdings teurer als die bisher getesteten Messgeräte.

Die Grafik dokumentiert die Messwerte während einer 9 Minuten dauern-

Messung des Energiegehalts für drei Chargen à 40 Kubikmeter

den Messung auf der Testanlage der Fachhochschule Yverdon. Das

Hackschnitzel mit der grossen Testanlage im Feld: Bei der Messung

IR-Messgerät weist für die Feuchtigkeit der Hackschnitzel tiefere Mess-

der Feuchtigkeit über Infrarot kann der Energiegehalt in allen

werte aus. Zudem weisen die Messwerte eine geringere Streuung auf.

drei Fällen ziemlich genau bestimmt werden. Wir die Feuchtigkeit mit Mikrowellen gemessen, wird der Energiegehalt weniger exakt erfasst. Die in der Grafik dargestellten Werte sind jeweils der Durchschnitt aus zwei Messungen.

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HACKSCHNITZEL

AUF DEM WEG ZUR KOMMERZIALISIERUNG

JE TROCKENER, DESTO MEHR WÄRME Um den maximalen Wärmeertrag («oberer Heizwert») aus der Verbrennung von Holz zu erzielen, müsste Holz vollkommen trocken sein. Das im Holz gespeicherte Wasser vermindert den Wärmeertrag, weil ein Teil der Verbrennungsenergie als Kondensationswärme verloren geht.

Vollkommen trockenes Holz gibt es in der Realität allerdings nicht. Frisch geschlagenes Holz hat eine Feuchtigkeit von 35 bis 50%, besteht also mitunter zur Hälfte aus Wasser. Daher werden Stämme und Astwerk in der Regel ein bestimmte Zeit im Wald gelagert, dann geschnitzelt und nochmals vor der Verbrennung längere Zeit gelagert. Natürlich luftgetrocknete Hackschnitzel haben dann noch eine Feuchtigkeit zwischen 18 und 25%.

Alternativ besteht die Möglichkeit, das Holz direkt zu schnitzeln und gären lassen, um die Feuchtigkeit auf ca. 30 bis 35% zu reduzieren. Allerdings vermindert die Gärung den Energiegehalt des Holzes. Einzelne Anlagen wie Enerbois in Rueyres/FR – das grösste Biomasse-Heizwerk in der Westschweiz – sind so konzipiert, dass sie Holzschnitzel aus frisch geschlagenem Holz direkt verbrennen können.

Während Hackschnitzel bezüglich Feuchtigkeit und Grösse erheblich variieren, sind Pellets bei beiden Parametern genau normiert. Damit erübrigt es sich, den Energiegehalt von Pellets vor der Verbrennung eigens zu bestimmen. BV

Die Forscher der Fachhochschule Yverdon möchten ihre Anlage nun im Rahmen eines Pilotprojekts über den Zeitraum einer Heizsaison bei einem Anwender vertieft testen. Ziel ist dabei eine gewisse Vereinfachung der Anlage, um die Herstellungskosten pro Anlage wenn möglich auf ca. Fr. 50’000.–zu senken und deren die Marktchancen zu erhöhen. Die Kommerzialisierung der Anlage könnte dann über die Aficor SA (Chanéaz / VD) laufen, eine Herstellerin von Forstwirtschaftsmaschinen, mit der die Forscher der HEIG-VD bisher schon zusammenarbeiten. Als potenzielle Kunden von mobilen oder stationären Anlagen kommen in der Schweiz mehrere Hundert Produzenten von Hackschnitzeln in Frage, aber auch grosse Verwerter wie Heizwerke. «Wir gehen davon aus, dass die Produzenten von Hackschnitzeln ein wirtschaftliches

Die Forscher der Fachhochschule in Yverdon haben die Messung von Gewicht

Dieser Stapel aus Sieben im Labor der HEIG-VD in

und Feuchtigkeit zuerst im Labor (Bild) getestet. Die gelbe Platte misst die Feuch-

Yverdon dient dazu, die Grösse von Hackschnitzeln zu

tigkeit mit Mikrowellen, das silbriggraue Gerät (im Hintergrund) mit Infrarot.

bestimmen.

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HACKSCHNITZEL Interesse an solchen Anlagen haben, denn heute verlieren sie mitunter viel Geld, weil sie nicht adäquat für die Energie bezahlt werden, die sie mit ihren Hackschnitzeln liefern», sagt Roger Röthlisberger.

Röthlisberger und seine Kollegen sind zuversichtlich, solche Messanlagen könnten die Betreiber von Heizwerken bewegen, Holz bei noch besserem Wirkungsgrad zu verbrennen, als es heute bisweilen üblich ist. Dazu tragen moderne, richtig dimensionierte Anlagen bei, aber auch die Betriebsart (Volllastbetrieb; Verwendung von Energiespeichern; Niedrigtemperaturnetze) und eine gute Wartung. Auf diesem Weg liesse sich der Energieträger Holz noch effizienter nutzen, und damit würde auch die Belastung von Mensch und Umwelt durch Abgase sinken – beides Anliegen, die im Einklang mit der Energiestrategie 2050 des Bundes stehen.

Messfehler der Laboranlage bei der Feuchtigkeitsmessung mit Infrarot (orange) und Mikrowellen (blau) für verschiedene Holzarten, Hackschnitzelgrössen (P16, P31.5, P45 S) und Feuchtigkeiten (zwischen 18.9 und 40.4%). Die gemessenen Abweichungen beziehen sich jeweils auf eine Vergleichsmessung, die unabhängig von der Testanlage durchgeführt wurde: Die Feuchtigkeitsmessung gemäss Norm basiert auf einer Massenmessung im Rohzustand und einer weiteren Massenmessung nach absoluter Trocknung des Holzes bei 105 °C. Die Feuchtigkeit wird durch das Verhältnis zwischen Wassermasse und Rohmasse bestimmt. Die Wassermasse besteht aus der Differenz zwischen Rohmasse und Masse nach absoluter Trocknung.

HINWEIS Weitere Auskünfte zu dem Projekt erteilt Dr. Sandra Hermle sandra.hermle@bfe.admin.ch Leiterin des BFE-Forschungsprogramms Bioenergie Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte im Bereich Bioenergie finden Sie unter www.bfe.admin.ch/CT/biomasse

Fehler der Laboranlage bei der Messung des Energiegehalts von Hackschnitzeln verschiedener Holzarten, Hackschnitzelgrössen (P16, P31.5, P45 S) und Feuchtigkeiten (zwischen 18.9 und 40.4%). Die gemessenen Abweichungen beziehen sich jeweils auf eine Vergleichsmessung, die unabhängig von der Testanlage durchgeführt wurde.

Studienort: Zürich In unmittelbarer Nähe vom Zürich HB

Master of Advanced Studies

Energiewirtschaft

Partner:

Das berufsbegleitende Studium beinhaltet ein breites und fundiertes Basiswissen aus Energiewirtschaft, Energietechnik und Energierecht, ergänzt durch aktuelle Lerninhalte aus angrenzend konvertierenden Fachgebieten.

htwchur.ch/energiemaster FHO Fachhochschule Ostschweiz

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AUS- UND WEITERBILDUNG

DIE ENERGIEWIRTSCHAFT

SIND WIR GERÜSTET FÜR DIE AKTUELLEN UND ZUKÜNFTIGEN HERAUSFORDERUNGEN IN DER ENERGIEWIRTSCHAFT? Der MAS in Energiewirtschaft der HTW Chur in Zürich schliesst eine wichtige Wissens-Lücke.

D

as Thema «Energie» belegt in Gesellschaft und Wirtschaft eine sehr wichtige Rolle mit vielschichtigen Herausforderungen. Vom volkswirtschaftlichen Anspruch nach Versorgungssicherheit über neue Technologien der Energieerzeugung, Energieverteilung (Netze) bis hin zu innovativen Produkten und Dienstleistungen in Kombination mit der Digitalisierung ist das Themenspektrum sehr breit und tief. Die damit verbundenen Aufgaben und Fragestellungen sind mehr denn je von grosser Bedeutung für die Zukunftssicherung, sowohl volkswirtschaftlich als

auch betriebswirtschaftlich. Und dabei ist nicht nur die lokal begrenzte Sichtweise notwendig und hinreichend, sondern zunehmend auch eine Betrachtung auf globaler Ebene und im Kontext und Zusammenwirken mit anderen Volkswirtschaften.

Die Komplexität der Märkte hat stark zugenommen, und sie wird es auch weiterhin tun. Aus betriebswirtschaftlicher Perspektive führen die Weiterentwicklungen in allen Stufen der Wertschöpfungskette dazu, dass auch auf diesen Ebenen die Komplexität zunimmt. Vieles ist hier im Um-

bruch. Neue zukunftsweisende Strukturen und innovative Geschäftsmodelle sind dabei die Folge und auch unumgänglich, um den Veränderungen und Anforderungen entsprechend Rechnung zu tragen.

Deshalb werden gerade auch die Führungskräfte im energiewirtschaftlichen Umfeld zukünftig noch stärker gefordert sein. Um für diese anstehenden unternehmerischen Herausforderungen im Sinne eines ganzheitlichen und vernetzten Denkens gerüstet zu sein, sind Weiterbildungen in diesem Kontext unabdingbar.

Der Energiemaster vermittelt hier eine solide und ausgewogene Gesamtwissensbasis über das breite Spektrum der Energiewirtschaft. Das Lernprogramm umfasst die Themenblöcke Energiewirtschaft inklusive Energiehandel sowie Energietechnik und Energierecht. Aufbauend auf dem Basiswissen werden gemäss Karin Eggert, Studiengangsleiterin, die aktuellen Themen und Herausforderungen der Energiewirtschaft mit den dozierenden Fach-Experten aus der Branche erfasst, diskutiert und intensiv bearbeitet. Dazu gehören Themen wie Ausstieg aus der Kernenergie, erneuerbare Energien, Brennstoffzellen, Energie-

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AUS- UND WEITERBILDUNG speicherung, Energieeffizienz und nicht zuletzt das komplexe Thema der «Digitalisierung in der Energiewirtschaft» sowie vieles mehr.

Ein gutes Beispiel für die Zunahme an Interdisziplinarität ist das Zusammenwachsen der Energiewirtschaft mit der ICT-Landschaft. Die Aufgaben, Herausforderungen und Lösungskonzepte der Zukunft, insbesondere in Hinblick auf die Energiestrategie 2050 und deren Vorgaben, sind nur mit zielführenden ICT-Lösungen machbar. Solchen Lösungsansätzen wird im Energiemaster ein entsprechender Rahmen gegeben. «Manager», betont Karin Eggert, «müssen künftig vielseitiger sein. Sie müssen neben den betriebswirtschaftlichen und technischen Kenntnissen auch zunehmend Sozial- und Managementkompetenzen haben. Sie brauchen den Überblick über die gesamte Branche in Verbindung mit angrenzenden Wissensgebieten und darum benötigen sie sowohl Experten- wie auch GeneralistenKnow-How. Die Komplexität der Aufgaben wird weiter zunehmen, so dass ein noch stärker vernetztes Denken unumgänglich wird.

Für Karin Eggert steht fest, dass die Fachleute der Zukunft nicht nur ein fundiertes Fachwissen benötigen, sondern auch vielschichtiger ausgebildet sein müssen. Um die notwendigen und zielführenden Lösungen in der Praxis entwickeln zu können, ist ein vernetztes Denken und Arbeiten über die einzelnen Fachdisziplinen hinweg unumgänglich. Interdisziplinäres Handeln wird die Zukunft auch in der Energiewirtschaft prägen, so die Einschätzungen von Karin Eggert. «Somit wird zusätzliche Weiterbildung immer wichtiger in Richtung ‹Lebenlanges Lernen›». Mit dem Master in Energiewirtschaft an der HTW Chur bietet die Hochschule seit neun Jahren erfolgreich ein Weiterbildungsangebot an, welches genau jene Fähigkeiten vermittelt, die Führungskräfte heute und zukünftig benötigen.

«Der Energiemaster ist eine umfassende Weiterbildung in der schweizerischen Energiewirtschaft. Es ist sowohl für Ingenieurinnen und Ingenieure als auch Für Betriebswirtschafterinnen und Betriebswirtschaftler ein sehr gutes Vertiefungsstudium in der Energiewirtschaft.

Das MAS ist sehr vielseitig aufgebaut. So weist dieses Studium ein ausgewogenes Verhältnis von Theorie und Praxis auf, ergänzt durch interessante Exkursionen.

Die interdisziplinäre Behandlung der energiewirtschaftlichen Themen hat mir beste Grundlagen zur Lösung der kommenden Herausforderungen in der Energiewende gebracht.»

Franz Zeder: Leiter Information Management Produktion & Netze, Axpo Services AG

daran anschliessende Stufe 2 beinhaltet dann die energiespezifischen Lerninhalte.

Gemäss dem bewährten Stufenkonzept der HTW Chur können Studierende, die ­bereits betriebswirtschaftliches Vor­wissen mitbringen, direkt in die 2. Stufe einsteigen. Darüber entscheidet die Studienleitung im Einzelfall.

Somit lautet die Antwort auf die Frage im Titel: Lebenslanges Lernen, vernetztes Denken in globalen Zusammenhängen und die Kombination von aktuellem Fachwissen mit interdisziplinärem Handeln und Managementfähigkeiten sind das Rüstzeug zur Bewältigung der jetzigen und zukünftigen Herausforderungen in der Energiewirtschaft.

Die HTW Chur füllt die Wissens-Rucksäcke der Managerinnen und Manager mit diesem Weiterbildungsmaster zielorientiert und vielschichtig.

Der Energiemaster ist dabei in 2 Stufen konzipiert (siehe Grafik) und ermöglicht so einen stufengerechten Studieneinstieg. In Stufe 1 werden die betriebswirtschaftlichen Grundlagen komprimiert im Sinne eines General Managements vermittelt. Die

KONTAKT WEITERE INFORMATIONEN Infoabende finden regelmässig in Zürich statt. Die aktuellen Daten dazu sowie weitere Detailinformationen sind zu finden unter: htwchur.ch/energiemaster

Kontakt Studiengangsleitung Prof. Dr. Karin Eggert Studiengangsleiterin MAS in Energiewirtschaft Telefon +41 (0)41 81 286 24 32 karin.eggert@htwchur.ch

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 69

AUS- UND WEITERBILDUNG

KREATIVE FACHKRÄFTE ALS SCHLÜSSEL FÜR DIE INNOVATIONEN VON MORGEN Die digitale Transformation ist charakterisiert durch radikale Umbrüche und disruptive Reformen.

Unternehmen sämtlicher Grössen und Branchen müssen ihre Geschäftsprozesse und -modelle auf den Prüfstand stellen, um dem Druck nach Innovationen gerecht zu werden.

D

ie Fähigkeit, Innovationen hervorzubringen, bedarf einer persistenten Förderung und Agilität, um mit der Digitalisierung Schritt halten zu können.

Um hier eine nachhaltige Erfolgsgeschichte zu schreiben, benötigt es einerseits eine Innovationskultur innerhalb des Unternehmens, andererseits kreative Mitarbeitende die über fundiertes Wissen und technologisches Know-How verfügen.

Um konkurrenzfähig zu bleiben, müssen sich Unternehmen nicht nur strategisch neu ausrichten und positionieren, sondern auch interne und externe Prozesse grundlegend überarbeiten und durch innovative Lösungen und Produkte punkten. Neue Technologien, neue digitale Prozesse und ein veränderter Wettbewerb stellen jedoch nicht nur das Unternehmen als Ganzes vor neue Herausforderungen, sondern wirken sich auch

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auf die einzelnen Mitarbeitenden aus.

Diese müssen dem Transformationsprozess mit Motivation, Kreativität und dem nötigen Wissen begegnen. Zudem muss ein optimales und vernetztes Arbeitsumfeld geboten werden, welches neben den richtigen Werkzeugen und Fortbildungsmöglichkeiten auch kreative Freiräume für die Erfüllung der Anforderungen bereitstellt.

Darüber hinaus gilt es eine Innovationskultur innerhalb des gesamten Unternehmens zu etablieren und zu fördern.

die Sicherung des Bestandes an Fach- und Führungskräften existenziell und muss als Teil der Unternehmenspolitik betrachtet werden. Denn nur wer schon heute über top-ausgebildete Mitarbeitende verfügt, kann die Innovationen von morgen hervorbringen. Dabei wird nicht nur technisches Wissen, sondern auch betriebswirtschaftliches Know-How, Sozialkompetenzen und Kreativität benötigt, um den täglichen Herausforderungen in einem digitalen Umfeld begegnen zu können.

DER WETTBEWERBSDRUCK STEIGT KONSTANT

INVESTITION INS HUMAN CAPITAL

Mit der steigenden nationalen und internationalen Konkurrenz wird sich aber nicht nur der Positionierungskampf eines jeden Unternehmens, sondern auch der Kampf um attraktive Arbeitsplätze und qualifiziertes Personal verschärfen. Für Unternehmen ist

Die Digitalisierung bringt einschneidende Veränderungen in der Arbeitswelt mit sich.

Aus- und ständige Weiterbildung sind unabdingbar – lebenslanges Lernen bekommt einen neuen Kick durch die Digitalisierung.

Unternehmen müssen in die «Ressource Weiterbildung» investieren und diese aktiv

AUS- UND WEITERBILDUNG bei der Entwicklung ihres Personals einsetzen. Eine Investition in Aus- und Weiterbildung ist für Unternehmen ein Schlüsselfaktor auf dem Weg zu erfolgreichen Innovationen und für jeden einzelnen Mitarbeitenden ein wichtiger Baustein im eigenen Karrierefahrplan.

DER WEG ZUM ERFOLG Das iimt bildet die Manager von morgen aus. In den verschiedenen Lehrgängen wie dem Executive CAS, Executive Diploma, Executive MBA oder Fachkursen werden die analytischen, fachlichen und zwischenmenschlichen Fähigkeiten vermittelt, welche für den Erfolg in einem zunehmend komplexer werdenden Umfeld notwendig sind. Durch die Modularität und Flexibilität aller iimt Lehrgänge wird den Studierenden die Möglichkeit geboten, ein S ­ tudium nach Mass zu absolvieren. Somit erhalten sie die entscheidenden Kompetenzen, um Herausforderungen rasch möglichst zu erkennen und zu meistern. Um den Teilnehmenden gleichermassen fundiertes Wissen und praktische Erfahrungen zu vermitteln und einen qualitativ hochwertigen Wissenstransfer zu gewährleisten, arbeitet das iimt eng mit Partnern und Experten aus

NÄCHSTE KURSE AM IIMT

UNSERE LEHRGÄNGE

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Managerial Finance Modul 1: 07.–08. Juni 2018 Modul 2: 12.–13. Juni 2018 Fin Tech Modul 1: 19.–20. Juni 2018 Monte Carlo Simulation Modul 1: 21.–22. Juni 2018

der Industrie und international renommierten Hochschulen, Firmen und Verbänden zusammen. Auf diese Weise lässt sich einerseits das grosse Repertoire an Erfahrung in die Kurse integrieren, andererseits das persönliche internationale Netzwerk an wichtigen Kontakten erweitern.

Machen auch Sie den nächsten Karriere­ schritt und wappnen Sie sich für die Zukunft. Wir beraten Sie gerne und würden uns freuen, Sie am iimt zu begrüssen.

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

AUS- UND WEITERBILDUNG

DIE DIGITALISIERUNG UND WIR JAHRESTAGUNG 2018 DES ENERGIE-CLUSTER.CH Die Welt der Bits und Bytes dringt in jede Ritze des gesellschaftlichen Gefüges und macht ihren Einfluss geltend.

Sie stellt für bekannte Strukturen eine Herausforderung dar und verlangt nach einer Reaktion.

Die Jahrestagung des energie-cluster.ch setzt sich mit den neuen Möglichkeiten für die Wirtschaft und die Chancen für die Energiewende auseinander.

D

ie Jahrestagung des energie-cluster.ch bietet Gelegenheit zu einer vertieften Auseinandersetzung mit den Verheissungen und den Auswirkungen der Digitalisierung. Im Zentrum stehen dabei die Chancen für die globalen Anstrengungen bei der Steigerung der Energieeffizienz und der Reduzierung des CO 2 -Ausstosses. Referentinnen und Referenten betrachten das Thema aus

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JAHRESTAGUNG 2018 DES ENERGIE-CLUSTER.CH Herausforderungen der Digitalisierung für Wirtschaft & Gesellschaft • Regulierung / Deregulierung aller Lebensbereiche • Dekarbonisierung der Energie • Disruptive Technologien verändern die Schweiz • Arbeitswelt 4.0 – robotisiert?

Dienstag, 29. Mai 2018, 13.00–17.00 Uhr in Zürich KV Zürich Business School, Limmatstrasse 310, 8005 Zürich Mehr Infos / A nmeldung: www.energie-cluster.ch/jahrestagung

den Blickwinkeln der Forschung, der Wirtschaft, dem Ausland und der Politik.

Der Anlass vermittelt Einblicke in den aktuellen Stand der Praxis bei der Anwendung digitaler Instrumente disruptiver Technologien und Methoden im Gebäude­ bereich wie auch in der Förderung von Cleantech. Highlight ist der Blick nach China, dessen Aktivitäten und deren Auswirkungen im Rahmen des angestrebten Klimawandels auch für die Schweiz von Bedeutung ist. Eine Podiumsdiskussion mit anschliessendem Apéro ermöglicht intensiv auf Ihre Fragen und Problem­ stellungen einzugehen.

Ob die Digitalisierung nun als Freund, Feind oder Irritation gesehen wird, sie kommt aus Schweizer Perspektive von aussen auf uns zu, mit zahlreichen Verlockungen und mit diffusen Drohszenarien im Schlepptau. Sie erlangt Schritt für Schritt die Hoheit über Prozesse und Kommunikationsmethoden in der Wirtschaft wie in der Privatsphäre. Der Eroberungszug erfolgt atemberaubend schnell, die Anpassung von Konventionen

oder Standards hinken hinterher. Das Ende der Umwälzungen ist nicht abzusehen, es herrscht aber allgemeine Einigkeit, dass man sich an den «disruptiven» Geschehnissen möglichst aktiv beteiligen muss.

Die grosszügigen Pausen mit Tischmessen themenverwandter Unternehmen bieten Zeit zum Austausch und zur Vertiefung.

Eine Teilnahme ist gut investierte Zeit.

WEITERE INFORMATIONEN Saskia Lüchinger Geschäftsstelle energie-cluster.ch Gutenbergstrasse 21 CH-3011 Bern Telefon +41 (0) 31 381 24 80 saskia.luechinger@energie-cluster.ch www.energie-cluster.ch

Jahrestagung „Herausforderungen der Digitalisierung für Wirtschaft & Gesellschaft“ Regulierung / Deregulierung aller Lebensbereiche — Dekarbonisierung der Energie — Disruptive Technologien verändern die Schweiz — Arbeitswelt 4.0 - robotisiert?

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Ausgabe 1 / 2018 // Seite 73

POWERTAGE 2018 TREFFPUNKT DER SCHWEIZER STROMWIRTSCHAFT Die Energiewelt wird immer elektrischer, effizienter, dezentraler und digitaler. Dies stellt sowohl Produzenten als auch Konsumenten vor grosse Herausforderungen. Mit der Annahme des revidierten Energiegesetzes durch das Schweizer Stimmvolk, wurde die Grundlage für eine nachhaltige Energieversorgung in der Schweiz geschaffen. An den Powertagen 2018 vom 5. bis 7. Juni in der Messe Zürich trifft sich die Schweizer Stromwirtschaft zur Präsentation von konkreten Lösungsansätzen und zum Meinungsaustausch.

B

ereits zum achten Mal finden die Powertage in der Messe Zürich statt. Der Branchentreffpunkt der Schweizer Stromwirtschaft bietet einen umfassenden Überblick über technische Trends und aktuelle unternehmerische Herausforderungen. Der Mix aus Fachvorträgen, Meinungsaustausch und Firmenpräsentationen unterstützt die Vernetzung und fördert den Dialog. Über 160 Aussteller präsentieren ihre Produkte, Technologien und Dienstleistungen aus diversen Bereichen der Stromwirtschaft.

ATTRAKTIVES FORUMS­PROGRAMM Die Schlüsselthemen Digitalisierung, Dezentralisierung, Konvergenz der Netze sowie

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Eigenverbrauch prägen die Referatsreihen des Powertage-Forums. Jeweils am Vormittag referieren Spezialisten aus der Energiewirtschaft, den Bundesbehörden und der Politik zum aktuellen Programmpunkt. Das Fachforum wird durch das Bundesamt für Energie sowie swissmig unterstützt.

5. JUNI 2018: BIG DATA, SMART GRID Daten sind die Ressource des 21. Jahrhunderts. Wer es versteht, sie sinnvoll zu erheben und aus ihnen die relevanten Informationen zu ziehen, kann sich gut positionieren. Big Data kann genutzt werden, um Dienstleistungen zu personalisieren, Systeme zu optimieren und menschliche

Expertise zu ersetzen. Unter dem Patronat der Electrosuisse wird am Dienstag, 5. Juni, die Relevanz von Big Data für die Energiebranche thematisiert. Es referieren Experten von Firmen wie SBB, Siemens oder Adaptricity.

6. JUNI 2018: NEUE MÄRKTE – NEUE CHANCEN: EIN BLICK IN DIE ENERGIEZUKUNFT Energieversorger sehen sich mit einem dramatischen Wandel konfrontiert. Strom wird vermehrt von Konsumenten selber produziert, während branchenfremde Unternehmen zu neuer Konkurrenz erwachsen.

Zudem gibt die Politik den grünen Rahmen für die Energiezukunft vor, seit Januar 2018 ist das neue Energiegesetz in Kraft. Wie

VORSCHAU geht die Branche mit diesen Herausforderungen um – und wie schafft sie es, dabei die Versorgungssicherheit im Auge zu behalten? Welche Veränderungen bringen die vollständige Marktöffnung, die Revision des Stromversorgungsgesetzes oder ein Stromabkommen mit der EU? Die Vortragsreihe «Neue Märkte – neue Chancen» des Verbandes der Schweizerischen Elektrizitätsunternehmen (VSE) sucht Antworten auf diese Fragen – und findet sie in neuen Technologien, ebenso wie in konsequenter Kopplung der verschiedenen Energiesektoren. Unter den Referenten ist auch Pascal Previdoli, stellvertretender Direktor des Bundesamtes für Energie.

7. JUNI 2018: KRAFTWERK SCHWEIZ Der dritte Forumstag der Powertage unter dem Thema «Kraftwerk Schweiz» wird durch den Schweizerischen Wasserwirtschaftsverband SWV organisiert und beleuchtet die aktuellen Herausforderungen: Wie gesund ist die Wasserkraft, deren Produktion rund 56 % des Schweizerischen Strombedarfs deckt? Welche Rolle spielt sie heute und in der Zukunft? Welche Handlungsspielräume stehen für Energieversorger zur Verfügung? In einem der Beiträge geht es um die über tausend Kleinwasserkraftwerkte der Schweiz, welche dank ausgereiften Technologien Energie

effizient produzieren können. Dennoch stehen die Kleinwasserkraftwerke von Seiten ökologischer, ökonomischer und politischer Kreise vermehrt unter Druck. Referenten von der HSG, Small Hydro oder ALPIQ machen den Forumstag für alle Interessierten zum Muss.

POWERTAGE FÖRDERT GEZIELT STARTUPS Startups denken in vielen Dingen radikal neu und haben keine Angst vor dem Scheitern. Im xplor Startup-Village zeigen Schweizer Energie-Startups Produktneuheiten, Vorzeigeprojekte und innovative Technologien. xplor möchte zwischen den Startups und den altbewährten Unternehmen Brücken bauen, damit beide die Chance zum Austausch nutzen und potentielle Partner kennen lernen können.

Bei den Live-Pitches können die «jungen Wilden» der Branche die Fachjury (bestehend aus Unternehmen wie ABB oder SBB) sowie die anwesenden Fachpersonen aus der Industrie von neuen Geschäfts- und Marktmodellen überzeugen.

Am 5. Juni werden unter den teilnehmenden Startups drei Awards verliehen.

Die neue Community-Plattform xplor ist offizieller Teil der Powertage und wird durch den Technologiefonds, das Bundesamt für Energie und Inventrix unterstützt. Der

Technologiefonds verbürgt Darlehen an Schweizer Unternehmen, deren neuartige Produkte eine nachhaltige Verminderung von Treibhausgasemissionen ermöglichen.

Das Bundesamt für Energie ist das Kompetenzzentrum für Fragen der Energieversorgung und der Energienutzung im Eidgenössischen Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK). Inventrix ist ein Business-AngelNetzwerk, das Energieunternehmern Expertise, Verbindungen und Startkapital zur Verfügung stellt.

POWERTAGE 2018 Dauer: 5. bis 7. Juni 2018 Ort: Messe Zürich, Hallen 5, 6 und 7 Veranstalter: MCH Messe Schweiz (Basel) AG Öffnungszeiten Forum: Dienstag bis Donnerstag 9.00 bis 11.30 Uhr Öffnungszeiten Messe: Dienstag bis Donnerstag 10.00 bis 17.00 Uhr

Interessierte Besucher können Eintritte für die Powertage ab April über den Ticketshop kaufen.

Infos: www.powertage.ch info@powertage.ch

Ausgabe 1 / 2018 // Seite 75

IMPRESSUM & VORSCHAU

VORSCHAU DIE NÄCHSTE AUSGABE ERSCHEINT IM OKTOBER 2018 Folgende Schwerpunkte stehen auf unserer Agenda:

Energielösungen

Aus- und Weiterbildung

Wasserwirtschaft

Sicherheit

Herausgeber rundschauMEDIEN AG St. Jakob-Strasse 110 CH-4132 Muttenz / Basel Telefon +41 (0) 61 335 60 80 Fax +41 (0) 61 335 60 88 info@rundschaumedien.ch www.rundschaumedien.ch

Leitung Produktion & Grafik Sandra Rizzi s.rizzi@rundschaumedien.ch

Verleger Francesco J. Ciringione

Aboservice info@rundschaumedien.ch

Verlagsleitung Hasan Dursun h.dursun@rundschaumedien.ch

Autoren André Ackermann Roland Baer Daniel Graf Max Raeb Simon Ryser Dr. Benedikt Vogel

Projektleitung & Chefredaktion Roland Baer baer@rundschaumedien.ch

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Grafik Marco Pendt Lorena Saum

Titelbild Stäubli AG Bilder Gabi Vogt Agro Energie Schwyz AG Regio Energie Solothurn Benedikt Vogel baderpartner Architekten SUPSI TANAIS HEIG-VD Empa Prose Metas Fronius Int. GmbH

Jahresabo Zwei Ausgaben CHF 19.– Einzelpreis CHF 10.– info@rundschaumedien.ch Wiedergabe von Artikeln und Bildern auszugsweise oder in Ausschnitten, nur mit ausdrücklicher Genehmigung der Redaktion.

Für unverlangte Zusendungen wird von der Redaktion und dem Verlag jede Haftung abgelehnt.

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GEMEINSAM VORSPRUNG GESTALTEN steiner.ch

Der Umgang mit wertvollen Ressourcen bestimmt unsere Zukunft.

Nachhaltigkeit ist deshalb für Steiner eines der wichtigsten Kriterien bei der Entwicklung und Realisierung von Immobilien. Dabei zählt jedes Detail. Um Lösungen zu gestalten, die Bedürfnisse heutiger Generationen erfüllen, ohne die Möglichkeiten zukünftiger Generationen zu gefährden.

Und die es auch morgen noch ermöglichen, gemeinsam Vorsprung zu gestalten.