energieRUNDSCHAU 02/2019 by firstconsulenza

AUSGABE 02 /2019

STABILE NETZHYDRAULIK UND EFFIZIENTES SPEICHERKONZEPT MINERGIE MODERNISIERUNG: EINFACH REALISIERBAR SMART CITYS = SMART URBAN LOGISTIK ENERGIEMANAGEMENT | MINERGIE | AUS - UND WEITERBILDUNG | IT-SICHERHEIT | MOBILITÄT

Individuelle Lösungen für wirtschaftliches und ökologisches Heizen und Kühlen. Für Quartiere jeder Grösse: Energielösungen aus lokalen Ressourcen. Referenzobjekt Energieverbund Zürich-Altstetten. ewz.ch/energielösungen

Studie Bundesamt für Energie 2018, Kategorie Wärme

LIEBE LESERIN, LIEBER LESER, LADEINFRASTRUKTUR FÜR ELEKTROFAHRZEUGE Einer der grössten Kritikpunkte an Elektroautos ist ihre noch relativ geringe Reichweite. Selbst die besten Elektroautos haben nicht genug Akkukapazität, um lange Strecken zurückzulegen. Doch auch Autos mit Verbrennungsmotor müssen regelmässig vollgetankt werden. Für diese gibt es allerdings genügend Tankstellen. Das eigentliche Problem bei Elektrofahrzeugen besteht nicht in der geringen Reichweite. Die grösste Hürde ist, dass einfach nicht genug E-Mobilität-Ladesäulen vorhanden sind. E-Mobilität und Ladeinfrastruktur – eine grosse Herausforderung in Europa. So kommt die emissionsfreie Alternative zum konventionellen Auto für viele Autofahrer derzeit noch nicht in Frage – insbesondere ausserhalb von Städten. Doch die Infrastruktur braucht nicht nur mehr Ladestationen. Für den nachhaltigen und effizienten Aufbau einer Produktion von Elektroautos gilt es in Europa eine eigene Entwicklung und den Bau von Batterie aufzubauen. Die Herstellung der Elektroauto Batterien ist bislang sehr stark in die Hände chinesischer Produzenten gelegt worden. Eigene europäische Kapazitäten für Batterien von Elektroautos sind jedoch unumgänglich. Auch beim Bezahlen stellt sich die Frage, wie das überhaupt funktioniert: Ist für diese Ladesäule eine Kundenkarte nötig? Was, wenn kein Internetzugang besteht? Die E-Mobilität-Ladesäulen werden nämlich meist nicht von der Tankstelle, sondern von Energieversorgern betrieben. Und wie wird bezahlt? Pro Kilowattstunde, pro Ladevorgang oder pro Stunde? Und was passiert, wenn man mal ins Ausland fährt – wie sieht die Infrastruktur dort aus? Kurzum: Liegenbleiben ist mit Elektroautos ein deutlich realistischeres Szenario als mit einem klassischen Auto, das Diesel oder Benzin verbrennt. Vorausschauende Routenplanung vor jeder langen Fahrt ist wichtig, denn die Ladeinfrastruktur bedarf noch wesentlichen Erweiterungen.

Herzlichst Ihr Roland Baer und Team

ENERGIE IHRE ZUKUNFT

Master of Advanced Studies FHO in Energiesysteme –CAS Wärmepumpen / Kältetechnik –CAS Erneuerbare Energien –CAS Energie Digital –CAS elektrische Energiesysteme –CAS Energie und Wirtschaft

G ILDUN rgiemaster B R E WEIT tb.ch/ene n w w w.

Partner:

Ausgabe 2 / 2019 // Seite 1

INHALT

EDITORIAL 1

TITELSTORY 6 Stabile Netzhydraulik und effizientes Speicherkonzept 6

FORSCHUNG 10 Ein Motor gemacht für erneuerbare Treibstoffe 10

ENERGIEMANAGEMENT 16 Cool und energiefreundlich 16 Die kleinen Dinge, die so viel bedeuten: Stäubli-Steckverbinder in Rechenzentren 17 Stromnetz -Monitoring gelingt via Stromnetz 20

GEBÄUDETECHNIK 26 Erstnutzung durch Frauenklinik 26

Notstrom für jeden Zweck

SYMALIT Power-Charger-Box

MINERGIE 32 Top-Noten für den natürlichen Dämmstoff Kork 32 Minergie Modernisierung: Einfach realisierbar.

BIOENERGIE 38 Bioenergie klimagerecht nutzen 38

MOBILITÄT 42

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Lausanne testet das Kehrichtfahrzeug der Zukunft

Ausdauer & Kraft in einem Elektro-Kommunalfahrzeug

Smart Citys = Smart urban Logistik

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INHALT

KERNENERGIE 54

Schon heute an übermorgen denken 54 Reden wir über die Kernenergie!

IT-SICHERHEIT 62 Cyber Supply Chain als Sicherheitsrisiko 62

AUS- UND WEITERBILDUNG

Sind wir gerüstet für die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen in der Energiewirtschaft?

Blockchain – eine Technologie mit

Veränderungspotential im Energiemarkt

Mit Energie in die Zukunft – Ausbildung im Wandel

Damit die Zukunft CO2- neutral wird

VORSCHAU 72

#AufDieRichtigeEnergieSetzen

Biogas

Integrale Lösungen

Holzpellets

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e-mobility

TITELSTORY

STABILE NETZHYDRAULIK UND EFFIZIENTES SPEICHERKONZEPT: ZORTSTRÖM-TECHNOLOGIE OPTIMIERT DEN WÄRMEPUMPEN-BETRIEB Nachdem sich in den vergangenen Jahren der Einsatz von Wärmepumpen im privaten Wohnbau und Gewerbe weitgehend durchgesetzt hat, gewinnen heute Grosswärmepumpen zur Versorgung besonders energieintensiver Anwendungsbereiche weiter an Marktbedeutung. Für alle Leistungsklassen gilt dabei ein gemeinsames Effizienzkriterium: Wie wirtschaftlich eine Wärmepumpe im Realbetrieb arbeitet, hängt entscheidend von der Qualität der Netzhydraulik und des integrierten Speichersystems ab.

ls Teil hybrider oder multivalenter energetischer Erzeugerlösungen prägen Wärmepumpentechnologien die Marktentwicklung in der nachhaltigen Energieversorgung wesentlich mit. Ihr Potenzial – speziell auch bei der Bewirtschaftung grosser Objekte oder in Umgebungen mit hohen Lastprofilen wie der Fertigungs- und Prozessindustrie – ist enorm; gleichzeitig wird ihr real erzielbarer Effizienzgrad jedoch signifikant von den Betriebsbedingungen des Gesamtanlagensystems und den situativen Faktoren am Installationsort beeinflusst. Der Netzhydraulik kommt dabei eine zentrale Funktion zu: Ist diese gestört, kann die Wärmepumpe nicht mehr in ihrem optimalen Bereich arbeiten – die Taktungsfrequenz erhöht sich, Soll-Temperaturen lassen sich nicht realisieren oder es kommt zu deutlich

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verringerten Laufzeiten durch eine Übersteuerung anderer integrierter Wärmeerzeuger wie Gas-, Biomasse- oder Ölkessel. Zahlreiche Studien der vergangenen Jahre kommen zu dem Schluss, dass neben der Fehldimensionierung von Wärmepumpen und Wärmequellen insbesondere eine mangelnde Hydraulik und zu hohe Vorlauftemperaturen die Ursachen sind für nicht erschlossene Effizienzpotenziale, die eine moderne Wärmepumpentechnologie unter günstigen Betriebsbedingungen nutzbar machen kann.

DAS PRINZIP ZORTSTRÖM: THERMISCHE ENERGIE STEUERN, SPEICHERN, BEDARFSGERECHT VERTEILEN So aktuell die Hydraulikoptimierung gerade im Zuge des gegenwärtigen energe-

tischen Transformationsprozesses auch erscheinen mag: Neu ist diese Herausforderung nicht. Bei dem österreichischen Gebäudetechnik-Spezialisten Zortea aus Hohenems steht sie bereits seit vielen Jahren im Mittelpunkt einer praxisorientierten Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Bereits Anfang der 1990er Jahre meldete das Vorarlberger Unternehmen die ersten Patente für eine Technologie an, die heute integraler Teil von mehr als 5 100 energetischen Versorgungslösungen weltweit ist. Auf Grundlage eines einfachen wie intelligenten Sammel-, Speicher- und Verteilkonzepts von Wärme und Kälte realisiert die so genannte ZortströmTechnologie die für den reibungsfreien Anlagenbetrieb grundlegenden Zielsetzungen: bedarfsgerechte und entkoppelte Volumenströme, die Bereitstellung der be-

TITELSTORY nötigten Vor- und Rücklauftemperaturen und eine sichere Abführung von thermischer Energie. Erzeuger- und Verbraucherseite werden dabei exakt nach individueller Bedarfslage bzw. technischer Anforderung flexibel und laufzeitoptimiert angesteuert. Voraussetzung dafür ist zunächst das Prinzip der hydraulischen Entkopplung aller Erzeuger- und Verbraucherkreisläufe. Unabhängig davon, ob konventionell oder regenerativ basiert, lassen sich so sämtliche Energieflüsse ohne wechselseitige Beeinträchtigung des Pumpenbetriebs in einem gemeinsamen Speichersystem mit exakter Temperaturtrennung zusammenführen und verteilen. Gemäss Prüfung des Fraunhofer Instituts Duisburg führt allein die hydraulische Trennung der Heizkreise durch die Zortström-Technologie zu einer signifikanten Senkung der Stromaufnahme von drehzahlgeregelten Pumpen um bis zu 80%. Zweiter zentraler Effizienzhebel ist ein speziell entwickeltes Temperaturtrennkonzept, das kürzlich am Institut für Solartechnik SPF an der Hochschule für Technik in Rapperswil getestet und zertifiziert wurde.

DEUTLICHER EINFLUSS DER SCHICHTUNGSQUALITÄT AUF DEN EFFIZIENZGRAD Im Sammel- und Verteilzentrum der Zortström-Anlage können grundsätzlich beliebig viele Temperaturstufen exakt getrennt und deren Ist-Temperaturen durch die Leistung der Erzeuger gesteuert werden. Vor- und Rückläufe der eingebundenen Heiz- und Kühlkreise sind auf diese Weise effektiv nutzbar, um einerseits die jeweils erforderlichen erzeugerseitigen Betriebsparameter zu realisieren und um

andererseits eine stabile Wärme- und Kältebereitstellung auch bei wechselnden Lastverhältnissen zu gewährleisten. Die Schichtungseffizienz einer Speicherlösung, welche durch die Vermeidung von Vermischungsprozessen gesteigert wird, hat dabei wesentlichen Einfluss auf die Gesamteffizienz eines energetischen Versorgungssystems. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn Wärmeerzeuger eingesetzt werden, die, wie etwa Wärmepumpen, sensibel auf Temperaturveränderungen im Vor- und Rücklauf reagieren. Die Untersuchungen des SPF Rapperswil belegen, dass bereits eine Verbesserung der Schichtungseffizienz im Speicher um 10% - also etwa von 70% auf 80% - den elektrischen Energiebedarf der Wärmepumpen um 13% reduziert. Speziell in Anwendungsbereichen mit Grosswärmepumpen-Betrieb bzw. Kältemaschinen sind bei entsprechenden Optimierungsmassnahmen hohe Einsparungseffekte erzielbar. Vor diesem stellt sich die Frage, wie eine solche Effizienzsteigerung planungs-, konstruktions- und betriebsseitig gefördert werden kann. Die Zortström-Technologie zeigt die grundlegenden Kriterien einer hochleistungsfähigen Lösung auf: Hierzu zählen die optimale Temperaturverteilung innerhalb des Zortström, die durch eine präzise Zufuhr des Wassers in der passenden Temperaturstufe erzielt wird, eine dauerhaft exakte Trennung der Temperaturstufen sowie einen störungsfreien Puffer ohne Bildung von Turbulenzen und Strömungswalzen, der auch bei hohem Volumenstrom, wie er für den Wärmepumpen-Einsatz charakteristisch ist, sicher bestehen bleibt. Gemäss diesen Anforderungen ist eine Zortström-Anlage so kon-

Das Zortström-Prinzip: In einem zylindrischen Behälter werden die voneinander entkoppelten Volumenströme gesammelt und dabei in beliebig vielen Temperaturstufen sicher getrennt. Das System erfüllt gleichzeitig drei Funktionen: die einer hydraulischen Weiche, eines effizienzoptimierten Schichtspeichers und eines Verteilers.

zipiert, dass sie eine zuverlässige Trennung der Temperaturschichten auch bei Einströmen des Wassers mit hoher Geschwindigkeit sicherstellt. Dabei ermöglicht die patentierte Flowsplit-Einheit einen strömungsberuhigten Wasseraustausch zwischen den Stufen; der zwischen den Stufen integrierte aber abgetrennte Gleitschichtraum dient zur Laufzeitoptimierung oder zur Spitzenlastabdeckung. Die Effektivität der Zortström-Technologie bestätigt sich in der SPF-Prüfung: Im Testverfahren mit einer 15 kW-Wärmepumpe und einem Volumenstrom von 2570 Kg / H lag ihre Schichtungseffizienz mit 83.5 % überdurchschnittlich hoch und ermöglicht eine deutliche Energieeinsparung. Die Resultate des Tests sind auch auf Grossanlagen übertragbar, da der Aufbau der ZortströmTechnologie identisch ist. Eine Kopplung des Speichersystems mit weiteren leistungsfähigen Komponenten, wie etwa der rücklaufoptimierten Trinkwassererwärmungsanlagen von Zortea, eröffnet hier zusätzliche Steigerungspotenziale.

ZUKUNFTSTECHNOLOGIE FÜR ALLE ANWENDUNGSKONTEXTE In den vergangenen Jahrzehnten hat Zortea die patentierte Zortström-Technologie in nahezu allen Anwendungskontexten eingesetzt – im Gesundheitswesen und Gewerbe ebenso wie in Industrie, in Verwaltungskomplexen, in Freizeiteinrichtungen oder in Schulgebäuden. Für Grossprojekte plant und fertigt das Unternehmen die Anlagen grundsätzlich als Individuallösung, aber auch Objekte mit einer geringeren Grundlast kleinere Gebäude oder Einfamilienhäuser etwa - können seit diesem Jahr mit einer standardisierten, steckerfertigen Kompaktausführung ausgerüstet werden.

Vierstufige Zortström-Anlage Multi PG-H. Die Leitungsführung ist einfach und platzsparend, auch auf die Installation eines weiteren Speichers konnte verzichtet werden.

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TITELSTORY Diese bietet insbesondere Monteuren den Vorteil einer sehr unkomplizierten Installation und Inbetriebnahme im Plug-and-play-Verfahren. Welche weitreichenden Potenziale hydraulikoptimierte energetische Versorgungssysteme für eine ressourcenschonende Energieversorgung aufweisen, zeigt ein Projekt, das Zortea kürzlich für die Eissporthalle Gurlaina in Scuol im Unterengadin realisiert hat: Dieses gibt ein Beispiel dafür, wie eine intelligent konzipierte Sammel-, Speicher- und Verteillösung einen hoch energieintensiven Gebäudebetrieb ökonomisch und ökologisch entlasten kann. Vor der energetischen Sanierung der Sporteinrichtung waren die Energieaufwände für den Betrieb der Eisfläche so hoch, dass eine ganzjährige Bereitstellung wirtschaftlich nicht tragfähig gewesen wäre. Aus diesem Grund wurde das Eis regelmässig

für ein Vierteljahr abgebaut. Nach einer umfassenden Sanierung der Kälte- und Wärmeversorgung bietet das Gebäude heute saisonübergreifend optimale Bedingungen für den Freizeitsport und für professionelle Trainingseinheiten von schweizerischen Eishockey-Spitzenclubs. Voraussetzungen dafür sind die präzise Temperierung der Eisfläche und eine ideale Hallenklimatisierung ebenso wie die bedarfsgerechte Beheizung von Restaurant, Sanitär- und Gymnastikräumen und die Brauchwarmwassererzeugung für die Duschplätze. Um diesen Anforderungen auch langfristig gerecht werden zu können, investierte man im ersten Schritt in eine zukunftsfähige, effizienzoptimierte Energietechnologie, darunter drei neue Kältemaschinen mit einer Leistung von je 98 kW, eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit einer Heizleistung von rund 14 kW, eine Regelungseinheit sowie das Herz der Anlage ein Zortström-Sammel- und Verteilzentrum von Zortea. Die Energieanlagen wurden in einem weitgehend wartungsarmen und zugleich hocheffektiven technischen Verbund zusammengeführt, der drei zentrale Ziele erfüllt: a) eine verbrauchs- und laufzeitoptimierte Energieproduktion der unterschiedlichen Erzeuger, b) ein sicherer Netzbetrieb auch bei hohen Lastwechseln sowie c) eine anforderungskonforme Bedienung aller Abnahmepunkte. Eine stabile Energieversorgung mit optimaler Verbrauchsbilanz wird dabei durch

eine vierstufige Zortström-Anlage erreicht; sie verfügt über zwei Gleitschichträume und weist ein Gesamtvolumen von 8 234 Litern auf. An den Zortström angeschlossen sind die Fussbodenheizung, Lüftung und eine Frischwasserstation, die über eine jeweils passende Temperaturzone im Behälter mit der benötigten Vorlauftemperatur versorgt werden. Gleichzeitig lässt sich die Abwärme der Kältemaschinen nutzen, indem sie eine Schicht im Zortström auf die erforderliche Temperatur für die Niedertemperaturheizung bringt, während die Kleinwärmepumpe mit 2.7 kW elektrischer Leistung Wasser aus der Niedertemperaturzone für die Beladung der Hochtemperaturzone erwärmt. Auf Grundlage dieses Prozesses kann eine optimale Leistungszahl (COP) des Wärmepumpenbetriebs und eine insgesamt signifikante Reduktion des Stromverbrauchs erzielt werden: Während dieser in der Saison 2017 / 2018 noch bei 708.000 kWh lag, konnte er in der Folgesaison auf 265.000 kWh gesenkt werden.

FAZIT: Eine hohe Anzahl erfolgreicher, grössenunabhängiger Wärmepumpen- und Kälte-Projekte belegt, wie effektiv multivalente Energiesysteme unter Einbezug von Wärmepumpentechnik und Zortström-Technologie in allen Anwendungsfeldern eingesetzt werden können. Von ihrer Effizienzleistung profitiert neben einem verbesserten Betriebskostenhaushalt vor allem die Umwelt.

(KLEINE) WÄRMEPUMPEN IM ENERGIEMIX – HERAUSFORDERUNG FÜR PLANER UND HEIZUNGSBAUER Vielfach stehen Planer und ausführende Gewerke vor der komplexen Herausforderung, eine Wärmepumpe in der Sanierung, ggf. auch multivalent einzusetzen. Die Aufgabe, eine Wärmepumpe mit anderen Wärmeerzeugern wie Solar, Gas, Holzofen zu koppeln und verschiedene Heizkreise wie Fussboden, Radiatoren, Pool und das Frischwassermodul zu versorgen, ist hydraulisch anspruchsvoll. Häufig erweist sich der Montage-Aufwand als unverhältnismässig hoch und die Regelung als zu kompliziert und zeitintensiv. Plug-and-play-fähige Kompaktsysteme bieten sich speziell für kleinere Leistungsklassen als praktikable, voll funktionsfähige Lösung an. Sie ermöglichen es, sämtliche Wärmeerzeuger gemäss ihrer Arbeitstemperatur sowie alle Verbraucher nach Soll-Vorlauftemperatur anzuschliessen und eine hocheffiziente Komplementär-Nutzung von konventionellen und regenerativen Energiequellen sicherzustellen. Ein solches System hat Zortea mit dem Zortström MH 1 000 (mit Zusatzpuffer bis 100 kW) entwickelt, das mittels Funktion von vier Temperaturstufen und zwei internen Puffern eine sichere Energieversorgung des Frischwassermoduls und der verschiedenen Heizkreise realisiert. Die optional integrierte Regelung steuert die Wärmeerzeuger über einfache Sollwertvorgaben in den Temperaturstufen, sodass die Leistung der Wärmepumpe maximal genutzt werden kann und nur noch Spitzenlastabdeckung von anderen Wärmeerzeugern ergänzt werden muss. Durch die exakt getrennten Temperaturstufen ist es zudem möglich, die Kapazitäten einer Solaranlage deutlich zu steigern, da das System auch Niedertemperatur-Erzeuger problemlos intergiert.

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Dipl.-Ing. Martin Steinhart, Geschäftsführer Zortea Gebäudetechnik GmbH

KONTAKT Zortea Gebäudetechnik GmbH Rudolf-von-Emsstrasse 32 AUT-6845 Hohenems Telefon +43 (0) 55767 205620 office@zortea.at www.zortea.at

TITELSTORY

Ausgabe 2 / 2019 // Seite 9

FORSCHUNG

EIN MOTOR GEMACHT FÜR ERNEUERBARE TREIBSTOFFE Auf der Elektromobilität ruhen grosse Hoffnungen. Ergänzend können aber auch effiziente und möglichst umweltgerechte Verbrennungsmotoren einen Beitrag zu einer nachhaltigen Mobilität leisten. Das gilt nicht zuletzt für den Transportsektor sowie im Flug- und Schiffsverkehr, wo die Elektromobilität aus heutiger Sicht nur in Nischenanwendungen umsetzbar ist. Vor diesem Hintergrund gingen drei Forscherteams von ETH Zürich und Empa in einem interdisziplinären Projekt der Frage nach, wie Verbrennungsmotoren fit gemacht werden können für den Einsatz von erneuerbaren, CO2 -neutralen Treibstoffen, die aus biogenen Quellen stammen (‘Biotreibstoffe’) oder mit regenerativem Strom synthetisch erzeugt werden (‘e-fuels’). Wichtige Ergebnisse werden unterdessen in Kooperation mit Industriepartnern praxisnah umgesetzt. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

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FORSCHUNG der Befürworter, könnte die Vision eines CO 2 -neutralen Verbrennugsmotors Realität werden.

ZUSAMMENARBEIT VON DREI FORSCHUNGSINSTITUTEN Vor diesem Hintergrund führten Wissenschaftler der ETH Zürich und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa in Dübendorf (ZH) von 2014 bis 2018 das Projekt NextICE durch. Sein Fokus lag auf der Frage, wie ein künftiger Verbrennungsmotor (engl. Internal Combustion Engine / ICE) aussehen muss, der für den Betrieb mit erneuerbaren Treibstoffen ausgelegt ist. «Verbrennungsmotoren sind bisher für fossile Kraftstoffe wie Benzin und Diesel optimiert worden. Wenn wir sie künftig mit erneuerbaren Treibstoffen betreiben wollen, müssen wir den Verbrennungsmotor neu konzipieren – das betrifft die eingesetzten Brennverfahren und Regelungstechniken, aber auch die mechanische Konstruktion des Motors», sagt Prof. Christopher Onder, ETH-Professor und Leiter des NextICE-Projekts.

it einem Marktanteil von 1.6 % führen Biotreibstoffe in der Schweiz ein Nischendasein. Zum Einsatz kommen erneuerbare Treibstoffe in Form von Biodiesel (v.a. als 7%-Beimischung zu Diesel) und Bioethanol (v.a. als 5%-Beimischung zu Benzin). Daneben fahren gasbetriebene Autos mit Biomethan, und einige Bauern befüllen ihre Traktoren mit Pflanzenöl, vor allem Rapsöl. Die in der Schweiz eingesetzten Biotreibstoffe stammen überwiegend aus tierischen oder pflanzlichen Abfall- und Reststoffen. Länder wie die USA oder Brasilien kultivieren dagegen in grossem Stil Energiepflanzen. Auch der in Europa verbreitete ‘Rapsdiesel’ wird aus der Rapspflanze hergestellt (unter Beigabe von Methanol).

Wegen der Konkurrenzierung der Nahrungsmittelproduktion lehnen die Gegner Biotreibstoffe strikt ab. Die Befürworter dagegen sehen ihn ihnen einen wichtigen Ansatz zum Ersatz fossiler Treibstoffe und als Schritt hin zu einer CO 2 -neutralen Mobilität. Die Befürworter machen geltend, Biotreibstoffe liessen sich auch ohne Verwendung von Nahrungspflanzen herstellen. Das ist unter anderem der Fall, wenn Klärschlamm oder landwirtschaftliche Abfälle zu Biogas fermentiert und dann zu Biomethan veredelt werden. Oder wenn man einen synthetischen Treibstoff wie OME einsetzt (vgl. Textbox), den man – zum Beispiel – aus CO2, Wasser und erneuerbarem Strom herstellen kann, oder regenerativ erzeugtes Methan. Mit solchen Treibstoffen, so die Hoffnung

Damit benennt Onder die drei zentralen Fragestellungen, die im Rahmen des Projekts jeweils von einem Forscherteam bearbeitet wurden: Den neuen Brennverfahren widmete sich das ETH-Labor für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme (LAV / Prof. Konstantinos Boulouchos), um die Regelungstechnik das ETH-Institut für dynamische Systeme und Regelungstechnik (IDSC / Prof. Christopher Onder), während die Empa-Abteilung Fahrzeugantriebssysteme (Christian Bach) Fragen der Motorkonstruktion bearbeitete. Die drei Partner bearbeiteten in den drei Teilprojekten je eigene Fragestellungen, stellten dabei aber immer wieder wichtige Querbezüge her. «Diese lockere Zusammenarbeit war sehr hilfreich und hat uns weitergebracht», sagt Christopher Onder.

OME-MOTOR ERMÖGLICHT KOMPAKTEN KAT Die LAV-Forscher befassten sich in ihrem Teilprojekt mit der Verbrennung von OME in einer isolierten Brennkammer sowie einem speziellen Einzylinder-Versuchsdieselmotor. Für ihre Studie nutzten sie als Treibstoff reines sowie auch mit Dieselkraftstoff gemischtes OME. Ein zentrales Ergebnis: Bei der Verbrennung von reinem OME entsteht praktisch kein Russ. Der grosse Vorteil: Die Abgasnachbehandlung kann bei der Nutzung von OME gegenüber Diesel

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FORSCHUNG

Detailaufnahme des NextICE-Motorenprüfstands an der ETH Zürich: Die Kabel führen zu einer Messsonde, mit der unverbranntes Methan gemessen wird. Die Beseitigung der Schadstoffe erfolgt im Drei-Wege-Katalysator.

stark vereinfacht werden – auf einen Feinstaubpartikelfilter kann bei gegenwärtiger Gesetzgebung ebenso verzichtet werden wie auf ein SCR-System zur Reduktion der Stickoxide. Diese können dann, zusammen mit CO und unverbrannten Kohlenwasserstoffen, in einem kompakten 3-Wege-Katalysator entfernt werden. Dieser Vorzug hat die Schweizer Baumaschinenherstellerin Liebherr (Bulle / FR) überzeugt, in einem Nachfolgeprojekt mit den ETH-Forschern zusammenzuspannen: In dem Projekt, das wie zuvor schon NextICE vom BFE unterstützt wird, soll auf der Basis von OME ein Motor mit einem kompakten Katalysator für Baumaschinen entwickelt werden. Diese Baumaschinen könnten mit einem CO2-neutralen Treibstoff betrieben werden, der allerdings – das die Kehrseite – einen tieferen Heizwert hat als Diesel und auch mehr kostet.

METHAN-MOTOR OPTIMAL BETREIBEN Die Wissenschaftler um Prof. Onder näherten sich dem neuen Verbrennungsmotor von der Seite der Regelungstechnik.

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Sie wollten dabei unter anderem wissen, welches die optimale Betriebsstrategie für einen mit Biotreibstoffen oder nachhaltigen synthetischen Treibstoffen betriebenen Motor ist. Der Betrieb eines PKW ist sehr dynamisch und der Motor muss daher schnelle Drehzahl- und Drehmomentwechsel vollziehen können. «Ein Motor arbeitet bei verschiedenen Betriebspunkten und muss die Übergänge zwischen ihnen gut meistern; das ist eine grosse Herausforderung gerade für Benzin-ähnliche und damit zündunwillige Treibstoffe, zu denen Methan, Ethanol und Methanol gehören», sagt Richard Hutter, der hauptverantwortliche Forscher in der Arbeitsgruppe von Prof. Onder. Hutter hat im Rahmen des vorliegenden Projekts seine Doktorarbeit verfasst. Richard Hutter konzentrierte sich in seiner Untersuchung auf Methan. Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas, lässt sich aber auch aus biogenen Quellen – zum Beispiel Biogas – oder synthetisch unter Einsatz von erneuerbarem Strom gewinnen. Methan wird heute schon in Autos als Treibstoff verwendet,

Bei der Verbrennung von OME verhindert der im Treibstoff enthaltene Sauerstoff die Russbildung. Die Aufnahme – 1.4 Millisekunden (ms) nach dem Start der Injektion (start of injection/ SOI) – zeigt die Russkontur eines Treibstoffstrahls (Injektion von unten links nach rechts oben) als Differenz zwischen zwei Versuchsanordnungen: Beim ersten Versuch (Aussenkontur in rot) wurde dem Diesel 5% OME beigemischt, im zweiten Versuch (Aussenkontur in blau) 50%. Im zweiten Fall ist weniger Russ (dunkle Fläche) sichtbar. Führt man den Versuch mit reinem OME durch, ist gar kein Russ mehr sichtbar. Der Russ wurde mithilfe von 2-Farben-Pyrometrie sichtbar gemacht. Grafik: Iannuzzi, S.E., Barro, C., Boulouchos, K., and Burger, J., «Combustion behavior and soot formation/oxidation of oxygenated fuels in a cylindrical constant volume chamber.» Fuel, 2016. 167 (Supplement C): p. 49-59, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.11.060.)

FORSCHUNG die von einem auf Gasbetrieb umgerüsteten Benzinmotor angetrieben werden. Richard Hutter ging in seiner Untersuchung nun einen Schritt weiter: Er setzte Methan in einem modifizierten Dieselmotor ein: In dem sogenannten ZündstrahlMotor wird der (zündwillige) Diesel genutzt, um das (zündunwillige) Methan zu zünden. Der ETH-Forscher konnte in seiner Studie einen entscheidenden Vorteil dieses Konzepts aufzeigen: «Wir konnten mit dem Zündstrahl-Motor die Effizienz des Methan-betriebenen Motors um 5 Prozentpunkte auf 42 % steigern, das heisst, wir haben mit dem Benzin-ähnlichen Treibstoff Methan die Effizienz eines Dieselmotors erreicht», fasst Hutter ein Hauptergebnis seiner Studie zusammen. Ein Augenmerk der Forscher lag auf einer effizienten und kostengünstigen Abgasnachbehandlung, die bei dem hocheffizenten Methan-Motor hohe Anforderungen stellt. Hutters Studie beschreibt mit mathematischen Modellen die Bedingungen, bei denen ein Zündstrahl-Motor innerhalb der gesetzlichen Emissionswerte betrieben werden kann. Das gelingt, wenn die Abgastemperatur so gewählt wird, dass das unverbrannte Methan im Abgas möglichst vollständig oxidiert und so der Ausstoss dieses besonders problematischen Klimagases minimiert werden kann. Die Ergebnisse fliessen zur Zeit in ein europäisches Nachfolgeprojekt unter Einbezug des VW-Konzerns ein.

Aufnahme mittels Transmissionselektronenmikroskopie zeigt das Vorkommen von zwölf chemischen Elementen auf einem Russpartikel im Abgas des 1-Zylinder Forschungsmotors nach der Verbrennung von reinem OME. Interessanterweise stammen die nachgewiesenen Elemente nicht aus dem Treibstoff, sondern aus dem Schmieröl. Das konnten die Forscher des ETH-Labors für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme (LAV) anhand der Zusammensetzung der Partikel zeigen. Grafik: Barro, C., Parravicini, M., Boulouchos, K., and Liati, A., «Neat polyoxymethylene dimethyl ether in a diesel engine; part 2: Exhaust emission analysis.» Fuel, 2018. 234: p. 1414-1421, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.07.108.)

ABSCHIED VON DER NOCKENWELLE Während die bisher dargestellten NextICETeilstudien beim Verbrennungsprozess bzw. der Betriebsregelung ansetzten, gingen Empa-Forscher im dritten Teilprojekt daran, den Ottomotor – oder genauer gesagt: eine zentrale Komponente von ihm – neu zu erfinden. Es handelt sich dabei um die Nockenwelle. Diese betätigt bei Viertaktern (und bei einigen Zweitaktern) die Ventile, welche den Eintritt der Luft in die Verbrennungszylinder bzw. später den Austritt der Abgase steuern. Die Aufgabe der Nockenwelle übernimmt in der Empa-Entwicklung ein elektrohydraulischer Ventiltrieb, mit dem sich die klassischerweise verwendete und mit Verlusten behaftete Drosselklappe erübrigt. Der Vorzug des

neuen Ventiltriebs: Er ermöglicht eine flexible Steuerung der Ein- und Auslassventile. Das bereitet den Boden für neuartige Motorenkonzepte – zum Beispiel einen Motor, der beim Beschleunigen als Zweitakter und während der normalen Fahrt als Viertakter funktioniert. Weil PkW-Motoren einen wesentlichen Teil der Zeit im tiefen Teillastbereich laufen, trägt der neue Ventiltrieb zu einem besonders effizienten und damit treibstoffsparenden Betrieb bei. Er begünstigt darüber hinaus den Einsatz neuartiger, beispielsweise erneuerbarer Treibstoffe. Als Hydraulikfluid nutzt der Ventiltrieb nicht Öl, sondern ein WasserGlykol-Gemisch. So kann die Additivierung des Motorenöls reduziert werden, was der Langlebigkeit des Katalysators zugute kommt und Kosten spart.

In der Motorenforschung der ETH Zürich spielen mathematische Modelle eine wichtige Rolle. Das abgebildete Schema eines modifizierten Dieselkatalysators (Oxidationskatalysators) dient dazu, ein mathematisches Modell der chemischen Prozesse zu erstellen, die in einem Katalysator ablaufen. Die ETH-Forscher interessieren sich insbesondere für die schädlichen Abgase Kohlenstoffmonoxid (CO) sowie unverbrannte Kohlenwasserstoffe (dazu gehören Methan / CH4 sowie Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe / NMHC). Die Wissenschaftler können mit den mathematischen Modellen unter anderem jene Temperatur bestimmen, bei der die schädlichen Abgase im Katalysator am wirkungsvollsten verbrannt werden.

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FORSCHUNG Die Empa-Forscher haben in einem Funktionsmuster die Vorzüge des voll flexiblen Ventiltriebs demonstriert, entsprechende Patente wurden angemeldet. Zur Zeit läuft an der Empa ein NachfolgeProjekt (‘FlexWork’), bei dem der Ventiltrieb in einem mit Methan betriebenen Ottomotor zum Einsatz kommt. «Dank des neuen Projekts werden wir den Effizienzvorteil des flexiblen Ventiltriebs quantifizieren können» sagt Empa-Forscher Dr. Patrik Soltic. Der Wissenschaftler veranschlagt die Reduktion des Treibstoffverbrauchs im Vergleich zu einem klassischen Nockenwellen-Ventiltrieb auf mindestens 10%. Gegenwärtig wird ein Industriepartner gesucht, der sich auf die Herausforderung einlässt, den neuen Ventiltrieb für den Bau eines innovativen Ottomotors ohne die altbewährte Nockenwelle zu nutzen. Gelingt dies, lässt sich vielleicht eine schweizerische Erfolgsgeschichte wiederholen: In den 1980er Jahren war der damalige ETH-Forscher Wolfgang Schneider massgeblich an der Entwicklung der Common-Rail-Einspritzung beteiligt, die unterdessen in Dieselmotoren weit verbreitet ist und einen flexibleren und sparsameren Betrieb ermöglicht. Derselbe Wolfgang Schneider hat mit seinem Ingenieurbüro auch an der Entwicklung des neuen Ventiltriebs mitgewirkt.

Einzelbefund aus der umfangreichen Versuchsreihe der ETH-Forscher des Instituts für dynamische Systeme und Regelungstechnik: Im vorliegenden Fall wurde ein Gemisch aus Kohlenmonoxid (CO) und Methan (CH4) in einem Drei-Wege- Katalysator verbrannt. Dabei wurde untersucht, welche Faktoren zu einer möglichst vollständigen Verbrennung vom Methan im Abgas führen. Dies ist der Fall, wenn das Abgas (‘exhaust gas’) eine hohe Temperatur hat und das Abgas zudem Stoffe wie CO enthält, welche leicht oxidiert werden können.

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EIN TREIBSTOFF NAMENS OME OME (Polyoximethyldimethylether) ist als sauberer (sprich: CO2 -neutraler) Ersatz für Dieselkraftstoff im Gespräch. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, muss OME ohne fossile Ressourcen und unter Verwendung von erneuerbarem Strom hergestellt werden (z.B. Synthesegas aus CO2 und Wasser unter Einsatz von erneuerbaren Energien; oder aber aus nachwachsenden Rohstoffen). OME ist nicht leicht flüchtig und leicht entzündlich wie Diesel, enthält aber Sauerstoff. Dies ist Vor- und Nachteil zugleich: Ein Vorteil ist, dass der im Treibstoff enthaltene Sauerstoff die Russbildung praktisch verhindert und dadurch einen Betrieb ohne Sauerstoffüberschuss erlaubt (stöchiometrisch wie beim Benziner, im Gegensatz zur mageren Verbrennung beim Diesel). Dies wiederum ermöglicht die Nutzung eines kompakten 3-Wege-Katalysators. Ein weiterer Vorteil: OME ist flüssig und könnte somit in Zukunft gut über die bestehende Tankstellen-Infrastruktur verteilt werden. Der Nachteil: Wegen des Sauerstoffgehalts hat OME eine geringere Energiedichte, erfordert für die gleiche Fahrleistung also einen grösseren Tank. OME kann allein als Treibstoff in einem Dieselmotor verwendet werden – oder dem Diesel in kleinen Mengen beigemischt werden. Dritte Möglichkeit: Man verwendet OME in einem Zündstrahl-Motor, bei dem Methan (Erdgas) vom Diesel-ähnlichen OME gezündet wird. BV

Richard Hutter hat im Rahmen seiner Doktorarbeit an der ETH Zürich Experimente an einem modifizierten Dieselmotor (Zündstrahl-Motor) durchgeführt: In dem Motor wird der zündwillige Diesel eingesetzt, um das zündunwillige Methan zu zünden.

FORSCHUNG

CAD-Design des vollvariablen Ventiltriebs.

HINWEIS Den Schlussbericht zum Projekt ‘NextICE – Next Generation of Alternative Fuel Converters in the Transportation Sector’ finden Sie unter: https://www.aramis.admin.ch/ Texte/?ProjectID=34728 Auskünfte zu dem Projekt erteilt Dr. Carina Alles (carina.alles[at]bfe. admin.ch), Bereichsleiterin des BFE-Forschungsprogramms Verbrennungsbasierte Energiesysteme.

1.4 Liter-Vierzylinder-Gasmotor mit dem vollvariablen Ventiltrieb am Motorenprüfstand der Empa in Dübendorf.

Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte im Bereich Mobilität finden Sie unter www.bfe.admin.ch/ec-mobilitaet.

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Ausgabe 2 / 2019 // Seite 15

ENERGIEMANAGEMENT

Wärme- und Kälteversorgung durch Stadtwerk Winterthur.

COOL UND ENERGIEFREUNDLICH WÄRME UND KÄLTE AUS DEM ERDREICH

Direkt am S-Bahnhof Stettbach entstehen zurzeit zwei neue Gebäude mit 290 Wohnungen sowie Retail-, Büro- und Dienstleistungsflächen. Das Energie-Contracting von Stadtwerk Winterthur ist für die Realisierung der kompletten Wärme- und Kälteversorgung der Gebäudekomplexe verantwortlich. von Marko Gudelj

m heute schon die energetischen Vorgaben der Energiestrategie 2050 zu erfüllen, wird oberflächennahe Geothermie genutzt. Zum Einsatz kommt dabei eine Wärmepumpenanlage mit einer zusätzlichen Free-Cooling-Funktion. Ein wirklich cooles Konzept, denn rund 75 Prozent des gesamten Wärme- und Kältebedarfs werden so über eine erneuerbare Energiequelle abgedeckt. Hierfür werden 64 Erdsonden bis zu 250 Meter tief in den Boden eingelassen.

FREE-COOLING UND WÄRMEPUMPEN Im Winter liefern die mit einer Wärmepumpe verbundenen Erdwärmesonden die Wärme. Im Sommer wird die Geothermie als natürliche Kältequelle zur Gebäudeklimatisierung genutzt. Diese einfache Methode der ökologischen Kälteerzeugung wird als Free-Cooling bezeichnet. Das FreeCooling macht sich die thermische Trägheit des Bodens zunutze. Rund 15 Meter unter der Erdoberfläche beträgt die Temperatur etwa zehn Grad Celsius und kann in den Sommermonaten direkt zur Gebäude kühlung verwendet werden. Für die Heizwärme steht eine Heiz-Wärmepumpe zur

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Verfügung und die Trinkwarmwasser-Aufbereitung erfolgt über eine Trinkwarmwasser-Wärmepumpe, welche in den Rücklauf des Heiz- oder Kältekreislaufes eingebunden ist. Die Kaltwasseraufbereitung für die Klimatisierung erfolgt über das FreeCooling-System. Zur Spitzenabdeckung kann die Trinkwarmwasser-Wärmepumpe zur Kälteproduktion hinzugeschaltet werden. In erster Linie werden damit die Büround Geschäftsflächen gekühlt. Zur Regeneration des Erdwärmesonden-Feldes sind neben dem Free-Cooling die WRG LüftungKWL und ein Rückwärmer in den Erdsondenkreislauf eingebunden. Im Vergleich zu einer konventionellen Wärme- und Kälteversorgung sind so erhebliche Energiekosten einsparungen sowie CO 2 -Reduktionen möglich. Weitere Vorteile sind die geringen Investitions- und Betriebskosten. Das Energie-Contracting von Stadtwerk Winterthur hat das Versorgungskonzept entwickelt und ist für den Bau, die Finanzierung und den Betrieb über 30 Jahre beauftragt. Das Projekt ist ein Musterbeispiel für eine wirtschaftlich und umweltfreundlich betriebene Energieanlage und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung der Energiestrategie 2050.

TECHNISCHE ANGABEN Haus A Wärmebedarf Kältebedarf Einsparung fossile Brennstoffe CO2 -Reduktion Betriebsaufnahme Haus B Wärmebedarf Kältebedarf Einsparung fossile Brennstoffe CO2 -Reduktion Betriebsaufnahme

550 MWh / a 153 MWh / a 47’100 l / a 125 t / a 2020

1 205 MWh / a 413 MWh / a 96’400 l / a 255 t / a 2021

KONTAKT Stadtwerk Winterthur Energie-Contracting Untere Schöntalstrasse 12 CH-8403 Winterthur Telefon +41 (0) 52 267 31 06 stadtwerk.energiecontracting@win.ch stadtwerk.winterthur.ch

ENERGIEMANAGEMENT

DIE KLEINEN DINGE, DIE SO VIEL BEDEUTEN:STÄUBLI-STECKVERBINDER IN RECHENZENTREN Minimale Ausfallzeiten, niedriger Energieverbrauch, geringe Betriebskosten, hohe Flexibilität: Rechenzentren müssen heute einer Vielzahl an Anforderungen gerecht werden. Ein wesentlicher Hebel, der meist völlig unterschätzt wird, liegt hier bereits bei einer vermeintlich nebensächlichen Komponente – den Steckverbindern für Stromversorgung und Datenverkehr. Ausgabe 2 / 2019 // Seite 17

ENERGIEMANAGEMENT

etriebsstrom, Daten, optische Signale, Kältemittel, Druckluft: Zwischen den einzelnen Komponenten und Modulen eines Rechenzentrums müssen, neben elektrischer Energie, eine Vielzahl an Informationen wie auch Stoffen optimal und sicher übertragen werden – und das zuverlässig Tag für Tag, nicht selten über Jahrzehnte. Eine wesentliche Rolle spielen hier die jeweiligen Steckverbindungen, wie sie in Rechenzentren zu Hunderten oder Tausenden im Einsatz sind. Auch dabei gibt es deutliche Qualitätsunterschiede: Vermeintlich günstige Lösungen können sich schon nach kurzer Zeit als nachteilig erweisen – insbesondere durch überhöhten Widerstand aufgrund ungenügender und nachlassender Kontaktqualität, was zum Beispiel Übertragungsprobleme und damit übermässige Wärmebildung nach sich zieht. Die Stäubli Electrical Connectors AG (ehemals MultiContact AG) ist über die Jahre von einem Schweizer Mittelständler zu einem weltweiten Spezialisten für hochwertige Kontaktierungslösungen gewachsen. Herzstück aller Produkte ist dabei die eigens entwickelte MULTILAM-Kontakttechnologie. Sie sorgt für optimale Kontaktqualität bei geringstmöglichem Widerstand. So entsteht eine verlustarme und sichere Verbindung, die diese Qualität – und darauf kommt es vor allem an – auch über Jahre zuverlässig beibehält.

dass bei Bedarf selbst Laien die jeweils erforderlichen Stromanschlüsse sicher und korrekt zusammenstecken. Eine Qualität, die sich auch vor dem Hintergrund eines effektiven Notfall-Managements auszahlen kann – zum Beispiel bei Stromausfall, wenn ein schnelles Einrichten einer zusätzlichen Notstromversorgung gefordert ist und jede Sekunde zählt, um teure und kritische Ausfallzeiten

zu vermeiden und eine konstant hohe Dienstleistungsqualität zu sichern.

SÄMTLICHE MODULKONTAKTE SICHER UND FLEXIBEL VERBUNDEN Mit der Slide-in-Reihe bietet Stäubli auch für Einschubmodule passende Lösungen, um dauerhaft höchste Sicherheit bei der Stromversorgung zu gewährleisten und

SCHNELLES STECKEN STATT LANGEM SCHRAUBEN

Modulares Steckverbindersystem CombiTac.

Aktuell ist Stäubli damit zum Beispiel in der Schweiz verstärkt im Geschäft: Angesichts zunehmender Nachfrage nach Cloud-Services auf Basis lokaler Infrastruktur sind mehrere neue Rechenzentren in Planung beziehungsweise im Bau. Hier können Stäubli-Komponenten allein bei der Stromversorgung mitunter so manchen Unterschied machen. Das beginnt bereits beim Einrichten von Anlagen und Systemen: Dank schnellem und einfachem Zusammenstecken der jeweiligen Stäubli Powerline-Steckverbinder steht im Nu die entsprechende Versorgung, wo zuvor zeitaufwendig Schrauben erforderlich war. Auch kurzfristige Änderungen in der Stromversorgung einzelner Anlagenbereiche wie zum Beispiel das Installieren von Notfallgeneratoren und UPS-Systemen (Uninterruptible Power Supply), etwa angesichts von Wartungsarbeiten, sind dadurch rasch erledigt. Eine intuitive mechanische und farbliche Kodierung sowie eine werkzeugfreie Montage gewährleisten,

Slide-in-Reihe bietet innovative Lösungen für Einschubmodule.

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unnötigen Energieverlust zu vermeiden. Ebenso ermöglichen sie hohe Flexibilität in der Planungsphase sowie einen einfachen und modularen Aufbau. Die entsprechend ausgerüsteten Module werden einfach eingeschoben. Auf der Rückseite stellt ein Gabelsteckverbinder einen sicheren Kontakt zwischen Kabel und Stromschiene her. Die damit gesicherte konstante Kontaktqualität sowie ein auch langfristig geringer elektrischer Widerstand unterstützen nicht nur eine hohe Systemzuverlässigkeit über Jahrzehnte, sondern reduzieren auch den laufenden Kühlaufwand.

KOMPAKTE ALL - IN-ONE-LÖSUNG Eine besonders innovative Lösung bietet Stäubli mit dem Steckverbindersystem CombiTac. Dank modularem Aufbau lassen sich unterschiedlichste Kontakte eines Rechenmoduls in einem zentralen Bauteil integrieren, etwa für die Stromversorgung und die Datenübertragung in den Server-Racks oder für das Übermitteln optischer Signale. Integrierte hydraulische und pneumatische Module bedienen weitere Funktionen wie die Versorgung mit Druckluft oder Kältemittel. Eine kontinuierliche Temperaturüberwachung mittels integrierter Anschlüsse für Thermoelemente kann ebenfalls eingeplant werden. Eine spezielle Führung gewährleistet selbst bei kleinen Abweichungen in der Positionierung ein sicheres und zuverlässiges Stecken. Ein weiterer Vorteil ist die besonders kompakte Bauweise, was wertvollen Platz spart. Für Rechenzentren eine echte Alternative, wenn es darum geht, einzelne Module schnell und einfach austauschen zu können, etwa nach einem Schaden oder im Rahmen einer Erweiterung – ohne Störungen oder Unterbrechungen im laufenden Betrieb zu riskieren.

ÜBER STÄUBLI Stäubli bietet innovative Mechatronik-Lösungen in den drei Kernbereichen Connectors, Robotics und Textile. Gegründet 1892, ist Stäubli heute ein internationaler Konzern mit Hauptsitz in Pfäffikon, Schweiz, und beschäftigt weltweit mehr als 5 500 Mitarbeiter. Stäubli ist in 29 Ländern mit Produktions-, Vertriebs- und Service- Tochtergesellschaften präsent und wird durch V ertretungen in 50 Ländern ergänzt. Als Weltmarktführer im Bereich Connectors produziert Stäubli Schnellkupplungssysteme für alle Arten von Flüssigkeiten, Gasen und elektrischer Energie. Das Electrical Connectors Produktportfolio (ehemals Multi- Contact) reicht von Miniatur- bis hin zu Hochleistungssteckverbindern für Energieübertragung, Automationsindustrie, Transportwesen, Prüf- und Messtechnik. In der Photovoltaik ist Stäubli mit seinen Steckverbinderkomponenten MC4 Weltmarktführer. Kernstück aller elektrischen Steckverbinder von Stäubli ist die einzigartige MULTILAM-Technologie. https://www.staubli.com/electrical

KONTAKT Stäubli Electrical Connectors AG Stockbrunnenrain 8 CH-4123 Allschwil Telefon +41 (0) 61 306 55 55 ec.ch@staubli.com www.staubli.com / electrical

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ENERGIEMANAGEMENT

STROMNETZ - MONITORING GELINGT VIA STROMNETZ Gut überwachte Netze sind das Rückgrat einer zuverlässigen Stromversorgung. Moderne Monitoringsysteme helfen, allfällige Störungen schnell aufzudecken und zu beheben. Ein entsprechendes System ist im europäischen Übertragungsnetz seit Jahren Realität. Künftig dürften vergleichbare Monitoringsysteme auch im Verteilnetz zum Einsatz kommen. Um dies zu ermöglichen, arbeiten Wissenschaftler der Hochschule Luzern an einer kostengünstigen und zuverlässigen Datenkommunikation über das Stromnetz (PLC). Sie schaffen damit die Grundlage für leistungsfähige Monitoringsysteme auf der Grundlage von Phasor Measurement Units (PMU) und darauf basierenden Schutz- und Automationslösungen. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

Teile des Labor-Testaufbaus an der Hochschule Luzern Technik & Architektur.

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ENERGIEMANAGEMENT

chon früh wurden die elektrisch leitenden Kabel von Stromnetzen genutzt, um neben Elektrizität auch Informationen zu übermitteln. Dazu gehörten Radioprogramme, Telefongespräche, Steuerungssignale für Elektrogeräte und in neuerer Zeit auch Computerdaten. Die Datenübertragung über das Stromnetz – gemeinhin als ‘Power Line Communication’ oder kurz PLC bezeichnet – hat einen grossen Vorteil: Statt für die Datenübertragung ein eigenes Leitungs- oder Funknetz bauen zu müssen, können die bestehenden Kupferleitungen genutzt werden. Auf diesem Weg lassen sich Computer ohne die Verlegung neuer Kabel zu Netzwerken zusammenschliessen oder der Internetanschluss vom Router mit hoher Datenrate in einen benachbarten Raum verlängern. Die Nutzung von PLC spart Kosten – und Gewicht. Diese Vorzüge machen Power Line Communication interessant für Anwendungen beispielsweise für die Datenkommunikation in Zügen oder Flugzeugen. In einem Airbus 380 liegen 500 km Datenkabel mit einem Gesamtgewicht von 5.7 Tonnen. «Mit PLC liessen sich in einem Grossraumflugzeug bis zu eine Tonne Gewicht sparen, und wenn man das Bordnetz von Zügen für die Datenübertragung nutzt, werden erhebliche Kosteneinsparungen möglich», sagt Prof. Ulrich Dersch von der Hochschule Luzern Technik & Architektur (HSLU) in Horw. Der promovierte Physiker hat bei Ascom zwei Jahrzehnte im Bereich PLC geforscht, bevor er 2008 als Dozent und Forscher an die HSLU wechselte.

kennen und ohne Zeitverzug zu reagieren. Grundlage des Monitoringsystems sind an weit auseinanderliegenden Netzknoten installierte Messgeräte (‘Phasor Measurement Units, / PMU), die Spannung und Strom 50 mal pro Sekunde ermitteln und die Messdaten zur Auswertung an die Swissgrid-Zentrale übermitteln. Alle Daten sind mit einem Zeitstempel versehen. So lässt sich der Zustand des Gesamtnetzes praktisch in Echtzeit überwachen. Ein vergleichbares Monitoringsystem wäre auch für die Verteilnetze wünschbar. Die zunehmende dezentrale Einspeisung von Strom aus Sonne, Biomasse und Wind verlangt nämlich nach einer zuverlässigen Überwachung auch dieser Stromnetze. Allerdings lässt sich das europaweite Monitoringsystem mit PMU nicht 1 zu 1 auf die Verteilnetze übertragen, denn die Leitungslängen sind in den Verteilnetzen kürzer. Die PMU müssen daher zeitlich mit einer höheren Genauigkeit synchronisiert werden. Geeignete PMU für das Mittelspannungsnetz werden beispielsweise von Zaphiro Technologies angeboten. Das Start-up der ETH Lausanne hatte diese Technologie unter anderem im Rahmen eines P + D-Projekts des Bundesamts für Energie entwickelt und im Verteilnetz der Stadt Lausanne erfolgreich erprobt. Ein zweites Problem besteht darin, die mit einem präzisen Zeitstempel versehenen PMU-Daten schnell (d. h. mit genügend

kurzer Latenzzeit) und zuverlässig an die Zentrale zu übermitteln. Das Forscherteam um Ulrich Dersch will nun diese beiden Ziele – schnelle Datenübertragung und gleichzeitig präzise Zeitsynchronisation mit dem PLC-Signal – im MittelspannungsVerteilnetz erreichen, indem für die Datenübertragung das Stromnetz selber genutzt wird. Die Grundlagen dafür haben die Wissenschaftler von 2016 bis 2018 in zwei Forschungsprojekten mit Unterstützung des BFE erarbeitet.

PLC GEWÄHRLEISTET AUSWERTUNG VON PMU-DATEN Die beiden Hauptergebnisse der Studien lassen sich jeweils in einer Zahl zusammenfassen: Mit ihrem ersten Projekt zeigten die Luzerner Forscher, dass die verschiedenen PMU im Mittelspannungsnetz auf 0.5 Mikrosekunden genau synchronisiert werden können, und dies ohne Rückgriff auf eine GPS-Lösung, die zwar hochgenau, allerdings relativ teuer und störanfällig ist. Damit ist der für Hoch-/ Höchstspannungsnetze geltende Maximalwert (3.1 Mikrosekunden) deutlich unterschritten. Ist diese Synchronisierung aber auch genau genug, damit das Monitoring eines Mittelspannungsnetzes mittels PMU verlässlich funktioniert? «Diese Frage ist noch nicht abschliessend geklärt, dafür müssen wir weitere Untersuchungen in einem realen Mittelspannungsnetz machen», sagt Ulrich Dersch.

MITTELSPANNUNGSNETZE UNTER KONTROLLE PLC für Flugzeuge und Züge sind aktuelle Forschungsgebiete, die Dersch mit einem rund 20-köpfigen Team im Kompetenzzentrum für Intelligente Sensoren und Netzwerke (CC ISN) der HSLU bearbeitet. Ein drittes Gebiet, in dem der Einsatz von PLC grosse Vorteile verspricht, ist das Stromnetz. Dieses besteht in der Schweiz aus dem von Swissgrid betriebenen, landesweiten Höchst- und Hochspannungsnetz sowie den Verteilnetzen auf Mittelund Niederspannungsebene in der Hand von rund 600 Schweizer Verteilnetzbetreibern. Das europäische Übertragungsnetz ist schon seit Jahren mit einem modernen Monitoringsystem ausgerüstet, welches erlaubt, im Swissgrid-Kontrollzentrum in Aarau den Netzzustand in Echtzeit zu er-

Aktueller Prototyp des PLC-Modems der Hochschule Luzern Technik & Architektur.

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ENERGIEMANAGEMENT Überwachung und Automatisierung ihrer Mittel- und Niederspannungsnetze brauchen», sagt Moser. Er verweist auf innovative Lösungen, die in den letzten Jahren bereits unter den Namen Gridbox, GridEye und GridSense entwickelt wurden (vgl. BFE-Fachartikel ‘Augen im Stromnetz’, abrufbar unter www.bfe.admin.ch / CT / strom). Diese und vergleichbare Systeme bedürfen einer

Prof. Ulrich Dersch auf dem Campus der Hochschule Luzern Technik & Architektur in Horw. Die Leitungsmasten im Hintergrund gehören zu dem erweiterten Laborversuch, mit dem die Luzerner Forscher die Latenzanforderungen an die Übertragung von PMUDaten über das Mittelspannungsnetz untersucht haben.

Im zweiten Projekt, das Ende 2018 abgeschlossen wurde, lieferten die Forscher im Labor und in einem anschliessenden erweiterten Laborversuch den Nachweis, dass die Latenzanforderung von unter 20 Millisekunden für die Datenübertragung mit PLC im Mittelspannungsnetz von den PMU zur zentralen Analyseeinheit möglich ist. «Sollten sich diese beiden Resultate im Feld bestätigen, steht mit der entwickelten PLC-Technologie eine sehr kostengünstige Lösung für die Datenkommunikation und gleichzeitig Zeitsynchronisation für sehr leistungsfähige PMU-basierte Monitoring- und darauf basierende Schutz- und Automationslösungen im Mittelspannungsnetz zur Verfügung», sagt Dersch. Offen bleibt vorerst die Frage, wie PLC im Vergleich zu alternativ möglichen Kommunikationstechnologien (wie Mobilfunk, Glasfaser) insbesondere bezüglich Kosten abschneidet. Diese Frage wollen Ulrich Dersch und sein Forscherteam gemeinsam mit dem Energiekonzern BKW und dem PMU-Technologieanbieter Zaphiro in einem vom BFE unterstützten Pilotprojekt klären.

möglichst genauen Zeitbasis und müssen vor allem auch ihre Daten kommunizieren. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die Zeitsynchronisierung über GPS-Antennen relativ teuer sowie sabotageanfällig sind, wie Michael Moser ausführt: «Die Erkenntnisse der Luzerner Forscher zur Datenübertragung per Stromnetz können dabei helfen, den Monitoringsystemen auf Ebene der Verteilnetze zum Durchbruch zu verhelfen.»

WIE PMU DEN ZUSTAND EINES STROMNETZES BESTIMMEN Zur frühzeitigen Erkennung, Analyse und Behebung von Spannungs- und Frequenzabweichungen sowie von Schwingungsphänomenen werden in den Übertragungsnetzen seit einigen Jahren ‘Wide Area Monitoring & Control’ (WAMC) -Systeme eingesetzt. Dabei messen im Netz verteilte ‘Phasor Measurement Units’ (PMU) in der Regel 50 mal pro Sekunde die Amplituden von Spannung und Strom. Spannung und Strom sind harmonische, sinusförmige Schwingungen, deren Amplitude, Frequenz und Phasenwinkel man in Form eines Phasors darstellen kann. Die PMU sind untereinander sehr exakt auf eine gemeinsame Uhrzeit synchronisiert. Aus den Messwerten der PMU lassen sich beispielsweise Netzzustand und dynamische Phänomene wie Leistungspendelungen ablesen oder auch Fehler lokalisieren. Künftig können PMU auch einen wichtigen Beitrag zum Netzschutz liefern. Damit die Phasor-Messwerte der verschiedenen PMU miteinander verglichen werden können, wird jede Messung mit einem sehr präzisen Zeitstempel (Genauigkeit in der Grössenordnung von Mikro-/Nanosekunden) versehen; mit dem Zeitstempel wird der Phasor zum Synchrophasor. Dafür braucht man eine Bezugszeit. Die Bezugszeit kann z.B. mit einem GPS-Signal zur Verfügung gestellt werden, sofern ein solches zur Verfügung steht, oder mit einem Netzwerkprotokoll, einem Verfahren, das die am Netzwerk angeschlossenen Geräte synchronisiert. Die Messdaten müssen von den PMU sehr schnell (kurze Latenzzeit) an die zentrale Analyseeinheit übermittelt werden, wo sie weiter verarbeitet werden. BV

NACH SPANISCHEM VORBILD

GÜNSTIGE LÖSUNGEN FÜR VERTEILNETZMONITORING

Die Datenübertragung über das Niederspannungsnetz wird heute schon weltweit millionenfach für die Zählerfernauslesung erfolgreich eingesetzt. Weniger verbreitet ist PLC bisher in Mittelspannungsnetzen. Als Vorbild für die Nutzung des Mittelspannungsnetzes zur Datenübermittlung verweist Ulrich Dersch auf den spanischen Energiekonzern Iberdrola SA. Das Unternehmen hat seit 2008 rund elf Millionen Kunden mit Smart Metern ausgestattet, wobei die Daten über das Niederspannungsnetz mit PLC an Datenkonzentratoren in den Ortstrafostationen übertragen werden. Den Weg von den Trafostationen zur Zentrale des Energiekonzerns legen die Daten teilweise über die Mittelspannungsleitungen per PLC zurück. Dafür werden Zellen von 10 bis 15 Trafostationen gebildet, die untereinander kommunizieren und die Daten schliesslich zu einem Punkt bringen, von wo sie über einen Anschluss an das öffentliche Netz (DSL, Mobilfunk) in die Zentrale gelangen.

Dr. Michael Moser, im Bundesamt für Energie für das Forschungsprogramm Netze zuständig, ist überzeugt, dass eine entsprechende Lösung im Markt auf eine Nachfrage stossen wird: «Mit dem Ausbau der Photovoltaik und anderer dezentraler Stromeinspeisung werden Verteilnetzbetreiber kostengünstige Lösungen für die

Auch wenn Iberdrola PLC bisher nicht für Netzmonitoring nutzt, zeigen die nun bald 10-jährigen Erfahrungen, dass PLC auch auf der Mittelspannungsebene zuverlässig und kostengünstig arbeitet. Die gemessene mittlere Verfügbarkeit der PLC-Installationen ist mit 99.95 % deutlich höher als für die Mobilkommunikations-Installationen mit 99.6 %. Wie gross der Unterschied ist, wird deutlich, wenn man die jährlichen Ausfallzeiten in absoluten Werten vergleicht: 35 Stunden gegenüber 4.5 Stunden. BV

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ENERGIEMANAGEMENT

HINWEIS Die Schlussberichte zu den beiden HSLU-Projekten ‘Precise Time Synchronization of Phasor Measurement Units with Broadband Power Line Communications’ und ‘Mission- & Time Critical Medium Voltage Broadband Power Line Communications für Synchrophasor-Applikationen im Verteilnetz’ finden Sie unter: https://www.aramis.admin.ch/ Texte/?ProjectID=38158 und https://www.aramis.admin.ch/ Texte/?ProjectID=40191 Auskünfte zu dem Projekt erteilt Prof. Dr. Ulrich Dersch (ulrich.dersch@hslu.ch), Leiter Kompetenzzentrum Intelligent Sensors and Networks an der Hochschule Luzern Technik & Architektur.

Beispiel einer Synchronisation von drei PLC-Modems mithilfe eines Referenz-Signals (gelb). Die Unterteilung der x - Achse ist 100 Nanosekunden (ns). Man erkennt, dass die drei Modems innerhalb + / - 150 ns synchronisiert sind.

Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrationsund Leuchtturmprojekte im Bereich Netze finden Sie unter: www.bfe.admin.ch/ec-strom

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GEBÄUDETECHNIK

LEUCHTTURM FÜR DIE ENERGIEZUKUNFT INTEGRALE ENERGIELÖSUNG «LANCY-PONT-ROUGE» Das Areal «Lancy-Pont-Rouge» in Genf zeigt schon heute, wie nachhaltig die Wärme- und Kälteversorgung in der Stadt der Zukunft funktioniert. 300 Erdsonden liefern die benötigte Energie. Kombiniert mit Abwärme aus Abwasser ergibt sich eine optimale Gesamtlösung. Energie 360° realisiert und betreibt das Energiesystem gemeinsam mit Bouygues Energies & Services InTec. Interview mit Romeo Deplazes von Thomas Hügli

n Genf wird derzeit eines der grössten Immobilienprojekte der Schweiz umgesetzt. Auf einer 230 Hektar grossen Fläche realisieren die SBB, der Kanton Genf und weitere Partner das Areal «Lancy-Pont-Rouge». Das neue Quartier mit Wohnungen sowie Büro- und Gewerberäumen wurde 2016 von der Schweizer Gesellschaft für Nachhaltige Immobilienwirtschaft (SGNI) als städtebauliches Gesamtprojekt ausgezeichnet. Um ein Areal dieser Grösse zuverlässig und ökologisch mit Wärme und Kälte zu versorgen, ist eine durchdachte Energielösung notwendig. Gemeinsam mit Bouygues Energies & Services InTec realisiert und betreibt Energie 360° das innovative Energiesystem. 300 Erdsonden gewinnen Energie

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aus dem Erdreich, die an den Wasserkreislauf der Erdsonden übergeht. Im Winter wird dem Boden Wärme entzogen, im Sommer Wärme eingespeichert – also gewissermassen Kälte gewonnen. Die intelligente Steuerung der zwei Energiezentralen stellt automatisch sicher, dass die Energie aus dem Untergrund effizient und vor allem nachhaltig genutzt wird.

SAISONALER ENERGIESPEICHER Im Sommer, wenn das Areal Kälte benötigt, wird diese ebenfalls mit den Wärmepumpen erzeugt. Die dabei entstehende Wärme lässt sich über die Erdsonden im Untergrund speichern. Somit dient er als kostenloser saisonaler Energiespeicher. Gleichzeitig kann sich der Boden regenerieren, das Erdreich kühlt nicht aus und

die Effizienz der Wärmepumpen steigt. Als zusätzlicher Energieträger wird Abwärme aus Abwasser genutzt – im Winter zum Heizen und ganzjährig zur Warmwasserproduktion. Die Voraussetzungen, um ein solches Leuchtturmprojekt zu realisieren, waren beim Areal «Lancy-Pont-Rouge» optimal. Erstens ermöglichte die grosse Nutzfläche eine hohe Anzahl Erdsonden. Zweitens halten sich der Wärme- und der Kältebedarf durch den Mix von Büro- und Wohnräumen ungefähr die Waage – eine ideale Ausgangslage für die saisonale Energiespeicherung. Und drittens lässt sich ein ganzheitliches Energiesystem bei Neubauten meist einfacher umsetzen als bei Bestandsbauten.

GEBÄUDETECHNIK

VOM BEDÜRFNIS ZUR LÖSUNG Der in Genf gewählte Lösungsansatz kann, auf die jeweilige Situation adaptiert, auch für andere Areale angewendet werden. Das Ziel von Energie 360° lautet dabei, das individuelle Kundenbedürfnis in eine massgeschneiderte Lösung zu verwandeln. Das Unternehmen bietet Rundum-sorglos-Pakete aus einer Hand an und deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab: Beratung, Projektentwicklung, Finanzierung, Realisierung und Betrieb samt technischem und kaufmännischem Facility Management. Dabei arbeitet Energie 360° – genau wie fürs Projekt «Lancy-Pont-Rouge» – mit dem lokalen Gewerbe zusammen. «Energie 360° realisiert in der ganzen Schweiz Energielösungen für Gross immobilien und Areale. Ist das Projekt «Lancy-Pont-Rouge» für Sie also der Courant normal? Romeo Deplazes: Nein, mit einem Energiesystem dieser Grösse betreten auch wir neues Terrain. Selbstverständlich kommt uns dabei das Know-how zugute, das wir in den letzten Jahren aufgebaut haben – etwa im Bereich der integralen Energie lösungen, bei denen wir das Energiesystem ganzheitlich konzipieren und realisieren. Beim Energiesystem fürs Quartier «Lancy-Pont-Rouge» spielt der Untergrund eine wichtige Rolle. Gilt das generell für grosse Areale? Ja. Der Untergrund dient erstens als Energiequelle für die Wärme- und Kälteversorgung mit Wärmepumpen. Er lässt sich

zweitens als saisonaler thermischer Speicher nutzen, um die Abwärme vom Kühlen im Sommer fürs Heizen im Winter zu verwenden. Nicht zuletzt befinden sich die Leitungen der integralen Energiesysteme und manchmal auch die Energiezentralen im Untergrund. Projekte dieser Art funktionieren allerdings nur, wenn sie bereits bei der Konzeptionierung ganzheitlich betrachtet werden und wenn sämtliche Partner bereit sind, sich auf eine gemeinsame Lösung einzulassen. Wir übernehmen dabei die Rolle des Bauherren des Energiesystems und bedienen alle Kunden gemäss ihren Bedürfnissen. Besteht die Gefahr, dass der Untergrund im dichten städtischen Raum knapp wird, weil ihn viele öffentliche und private Stakeholder nutzen wollen? Ja, das ist in der Tat so. Bei diesem Projekt etwa gab es einen räumlichen Konflikt zwischen den Bohrungen für das statische Fundament der Hochhäuser und den Bohrungen für die Erdsonden. Als Konsequenz wurde das Energiesystem um eine weitere Wärmequelle ergänzt – Abwärme aus Abwasser. Damit hat die ursprüngliche Knappheit im Untergrund zu einer idealen Lösung geführt. Das Beispiel zeigt: Es ist äusserst wichtig, bei der Arealentwicklung in einer frühen Planungsphase das Energiekonzept zu erarbeiten. Deshalb empfehlen wir Bauherren und Arealentwicklern, uns frühzeitig einzubeziehen, damit wir für sie die langfristig beste Lösung entwickeln, realisieren und betreiben können.

Romeo Deplazes, Bereichsleiter Lösungen von Energie 360°

ENERGIELÖSUNG IN ZAHLEN • Anteil erneuerbare Energie: Ca. 90 % • Wärmeleistung im Endausbau: 6 MW • Kälteleistung im Endausbau: 5 MW • Anzahl Erdsonden: 300 • Tiefe der Bohrungen: 300 Meter • Temperatur in 300 Metern

Tiefe: Ca. 20 °C

KONTAKT Energie 360° AG Aargauerstrasse 182 CH-8010 Zürich Telefon +41 (0) 43 317 25 25 Fax +41 (0) 43 317 20 24 energieloesungen@energie360.ch www.energie360.ch

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GEBÄUDETECHNIK

Theodor Kocher Haus, Inselspital, Bern

ERSTNUTZUNG DURCH FRAUENKLINIK ERSTNUTZUNG DURCH FRAUENKLINIK Nach einer Gesamtbauzeit von nur 18 Monaten wurde das neue Gebäude erstellt. eicher+pauli war in diesem Projekt für die Entwicklung und die Planung des Versorgungskonzepts in den Bereichen Hei-zung, Lüftung und Kälte verantwortlich. Das ing. büro riesen war für die Planung der Sanitärtechnik und der Spitalmedien zuständig. Das Gebäude wurde im Rahmen des Masterplans für das Inselspital Bern gebaut. Entstanden ist ein modernes Organ- und Tumorzentrum. Mit der räumlichen Anbindung ver-schiedener Disziplinen soll sich das Zentrum national und international an der Spitze positionieren können. Hier werden die Universitätskliniken für medizinische Onkologie, Radio-Onkologie, Urologie sowie viszerale Chirurgie und Medizin vereint. Zusammen mit einem zweiten Neubau soll das Zentrum künftig das heute bestehende Bettenhochhaus ersetzen. Der Neubau, der anlässlich des 100. Todestages und zu Ehren eines der grössten Medizinern aus dem 19. Jahrhundert «Theodor-Kocher-Haus» getauft wurde, befindet sich nördlich des Intensivbehandlungs-, Notfall- und Operationszen-

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trums (INO). Aufgrund der notwendigen Sanierungsarbeiten in der bisherigen Klinik für Frauenheilkunde, dient das Gebäude seit Juni 2018 in einer ersten Phase als dessen Wechselstellung.

GEMEISTERTE HERAUSFORDERUNGEN Die Umsetzung der Gebäudetechnik war komplex. Unter anderem musste in Rechnung getragen werden, dass die Erstnutzung später zu einer Mehrfachnutzung vorgesehen wurde. Die engen Platzverhältnisse, die hohe Installationsdichte, die flexible Raumplanung sowie die knappen Planungs- und Ausführungstermine stellten eine besondere Herausforderung dar, die jedoch gemeistert werden konnte. Heute weist das Theodor-Kocher-Haus acht Stockwerke mit einer Nutzungsfläche von etwa 20’000 m2 auf. Nebst den Ambulatorien, den operativen Bereichen und den bettenführenden Stationen (IMC Intermediate Care- und Allgemeinpflegestation) wurden alle Nutzungen eines modernen Frauenspitals mit vier neuen Operationssälen der Hygieneraumklasse 1A, fünf Gebärzimmern, NeonatologieRäumen, und IVF-Laborbereichen reali-

siert. Die Wärme- und Kälteversorgung erfolgt zentral ab dem Inselareal. Die Wärmeabgabe wird mittels Niedertemperaturnetz sichergestellt. Für die Kälteversorgung stehen zwei Netze zur Verfügung: Die Raumklimatisierung erfolgt via Hochtemperaturkältenetz, während das Niedertemperaturkältenetz die technische Kälte versorgt.

WIRTSCHAFTLICHES UND NACHHALTIGES GEBÄUDE Parallel zur Erneuerung der ursprünglichen Frauenklinik wird der Endausbau des Organund Tumorzentrums im jetzigen TheodorKocher-Haus geplant. Das Gebäude soll weitere sechs Obergeschosse erhalten. Die Umbau- und Aufstockungsarbeiten starten, wenn die Frauenklinik saniert und die Abteilungen wieder ins vorherige Gebäude zurückgezogen sind.

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GEBÄUDETECHNIK

NOTSTROM FÜR JEDEN ZWECK Notstromanlagen von Bimex sichern bei Stromausfall die Energieversorgung in rund 2500 Betrieben aus Industrie und Dienstleistung sowie bei Bund und Kantonen.

Entwickeln, umbauen, testen, fit halten: Notstrom-Werkstatt von Bimex in Uetendorf.

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GEBÄUDETECHNIK

liesst kein Strom mehr aus der Steckdose, wird die Lage ungemütlich – für Produktions-, Lieferund Kühlketten, für gespeicherte Daten oder für Patienten im Operationssaal. Um ein Netzversagen zu verhindern, pflegen die Energieanbieter seriös ihre Infrastruktur. Dennoch sind Stromausfälle nie auszuschliessen. Im europäischen Stromverbund kann ein lokales Problem via Dominoeffekt auch bei uns zum Lichterlöschen führen. Gefährdet ist die Netzstabilität ebenfalls durch Risiken wie Extremwetter, Fehlmanipulationen, Cyberangriffe oder physische Attacken.

Für den Schutz kritischer Infrastruktur setzt Bimex auf USV-Anlagen von Piller. USVAnlagen liefern bei Netzausfall oder Spannungsschwankungen augenblicklich Notstrom, es kommt zu keinem Lastverlust. Als einzige Firma der Welt produziert Piller sowohl rotierende als auch statische USVTechnologien mit kinetischen Energiespeichern oder Batterien. Kinetische Speicher haben unter anderem den Vorteil, dass sie Leistungsschwankungen entgegenwirken, die beim Einsatz erneuerbarer Energie wie Wind- und Solarstrom auftreten können.

WACHSENDE ABHÄNGIGKEIT

BIMEX: SPEZIALISIERT AUF NOTSTROM

Die Folgen von Stromausfällen wiegen heute schwerer als noch vor 20 Jahren. Ein Grund ist die fortschreitende Digitalisierung. Manche Industrien und Prozesse sind schon bei Mikrounterbrüchen in ihrer Funktion beeinträchtigt. Hochgradig stromabhängig sind besonders die Betreiber von kritischer Infrastruktur. Zu ihnen gehören die Behörden und die Organisationen für die öffentliche Sicherheit (z.B. Rettungs-

Die Bimex Energy AG mit Hauptsitz in Uetendorf (Kanton Bern) und einem Zweitstandort in Hinwil (Kanton Zürich) produziert seit 30 Jahren Notstromsysteme. Jedes System wird durch eigene Fachleute geplant, hergestellt, montiert, getestet, in Betrieb genommen und gewartet. bimex.ch

Für höchste Leistung: Rotierende USV-AnlageUNIBLOCK™ UBTD + von Piller mit Dieselaggregat.

dienste) und Sektoren wie Chemie, Energie, Finanzen, Informatik, Lebensmittel, Medien, Medizin, Telekommunikation, Trinkwasser, Verkehr oder Versicherungen.

SOFORT NOTSTROM DANK USV Die Bimex Energy AG aus dem bernischen Uetendorf baut Notstromsysteme für jedes Anwendungsgebiet. Das Schweizer KMU plant sowohl fest installierte als auch mobile Notstromanlagen, inklusive Steuerung, Kühlung, Lüftung, Dämmung, Abgasleitung, Brennstoffversorgung und Zubehör.

KONTAKT Bimex Energy AG Glütschbachstrasse 32 CH-3661 Uetendorf Telefon +41 (0) 33 334 55 66 Zürichstrasse 55 CH-8340 Hinwil ZH Telefon +41 (0) 43 843 24 24 info@bimex.ch www.bimex.ch

Ausgabe 2 / 2019 // Seite 29

GEBÄUDETECHNIK

SYMALIT POWER-CHARGER-BOX UNSER BEITRAG ZUR ELEKTROMOBILITÄT Dass Innovation und Tradition keine Widersprüche darstellen, beweist die im aargauischen Lenzburg ansässige SYMALIT, welche sich seit mehr als 60 Jahren erfolgreich im Kabelschutzrohr - wwwBereich und deren vielfältigen Komplett-Lösungen etabliert hat.

o erstaunt es denn nicht, dass mit der neu konzipierten PowerCharger-Box, einem Kombi-Artikel aus Schacht, Deckel und Betonsockel der Zeitgeist im Bereich der Elektromobilität voll getroffen wird und die SYMALIT ihren Teil zu einer intakten Infrastruktur der E-Mobility liefert. Die Verkaufszahlen im Bereich der Elektrofahrzeuge nehmen rasant zu und manch ein Autokäufer macht sich, nebst ökonomischen Überlegungen, auch vermehrt

Ebenerdiger, sauberer Einbau.

Einsatzbereite Elektro-Tanksäule bei der SYMALIT.

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Glasfaserverstärkter PE-Schacht mit Einführungslöcher

GEBÄUDETECHNIK ideologische und ökologische Gedanken, denn in den verschiedenen, relevanten Entscheidungs-Faktoren (wie Investitionskosten, Angebotsvielfalt, Infrastrukturnetz, Aufladezeiten usw.) wurden allseits massive Fortschritte erzielt. Verantwortungsbewusstsein für die Umwelt ist eben nicht mehr bloss für einen kleinen Kreis unserer KonsumGesellschaft ein relevantes Thema.

INNOVATIVE LADESTATION Vor knapp einem Jahr wurden erste Prototypen von Kabelschächten aus glasfaserverstärktem, rezyklierten Polyethylen produziert. Erste mögliche Kunden wurden bereits in der Planungsphase früh miteinbezogen und es entstand ein Gemeinschaftswerk aus einem zweiteiligen Schacht: Ein Teil dient als Kabelschacht und wird mittels Gussdeckel ebenerdig verschlossen, auf den zweiten Teil kommt der teilweise sichtbare Betonsockel als Fundament für die Ladestation. Ein entscheidender Vorteil dieser Ladestation ist die unkomplizierte, schnelle und dadurch kostengünstige In-

stallation. Aufgrund des Unterbaus kann auf eine Schalung verzichtet werden und die notwendigen Einführungslöcher können problemlos mittels Kronenbohrer vor Ort praktisch und punktgenau auf diesen äusserst leichten Schacht gesetzt werden. Natürlich ist der Betonsockel mit dem notwendigen Einführungsloch für die Elektro-Einspeisung ebenfalls schon vorbereitet. Diese Vorgehensweise erlaubt eine Installation auf einem stark frequentierten Parkplatz (zum Beispiel bei Bahnhöfen, Poststellen, Einkaufszentren, Sport- und Freizeitstadien) in knapp einem Tag – und dadurch kann, zum Wohl des Kunden, die Anlage schnellstmöglich in Betrieb genommen werden. Die Power-Charger-Box entspricht somit klar dem Kaiteki-Gedanken unseres Mutterhauses, das heisst unser Verhalten möglichst nachhaltig und ressourcenschonend stets zu hinterfragen und zu optimieren. Das jüngste Produkt, welches standardmässig in 2 Grössen gefertigt wird, schlägt sich

auch in den Investitionen der SYMALIT nieder – so ist die erste Ladestation auf dem Firmenareal, in Zusammenarbeit mit der AEW Energie AG, bereits erstellt worden und es wird wohl nicht mehr lange dauern, bis ein erstes Elektro-Firmenfahrzeug zum Einsatz kommt.

KONTAKT MCAM SYMALIT AG Hardstrasse 5 CH-5600 Lenzburg Telefon +41 (0) 62 885 83 80 etb@symalit.ch www.symalit.com

Ordnung im Schacht ermöglicht sauberes Arbeiten

Innenleben mit jeder Menge Elektronik.

Ausgabe 2 / 2019 // Seite 31

MINERGIE

TOP-NOTEN FÜR DEN NATÜRLICHEN DÄMMSTOFF KORK Das Kork-Verbundsystem der HAGA AG Naturbaustoffe weist zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Baustoffen auf, wenn es um die Wärmedämmung im Inneren von Altbauten geht. Das ist das Resultat einer Machbarkeitsstudie, die mit dem Hightech Zentrum Aargau und Spezialisten der Hochschule Luzern durchgeführt wurde. von Ruedi Mäder

Dämmstoff aus der Natur: Korkeiche, teilweise abgeerntet.

ie HAGA in Rupperswil ist ein KMU mit 40 Mitarbeitenden. Das Sortiment dieses mittelständischen Betriebs umfasst Dämmstoffe, Putze und Farben für Neubauten und für die Sanierung von Altbauten. Die HAGA produziert und vertreibt biologische Baumaterialien aus Lehm, Kalk, Flachs – und Kork. Der Naturbaustoff Kork wird aus der nachwachsenden Rinde der Korkeiche gewonnen. Er wird vor allem aus Portugal in den Aargau geliefert, teilweise stammt der Kork aus Spanien. «Kork ist seit Jahrtausenden ein bewährter und natürlicher Baustoff mit einer Vielzahl

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Setzen auf natürliche Baustoffe: Thomas Bühler, HAGA-Geschäftsleiter (links), Danilo Pantellini, Baubiologe und Bauökologe der HAGA. Das Bio-Korit-System umfasst die Wärmedämmplatte aus Kork, Grundputz, ein Netz, Einbettmörtel und Edelputz.

MINERGIE

Innendämmung mit Kork: Bei der Renovation der Pauluskirche in Egerkingen wurde zur Innendämmung – als Ergänzung zur Fassadenerneuerung – Bio-Korit verwendet.

HAGA führt das Wärmedämm-Verbundsystem «Bio-Korit» – eine Eigenentwicklung – seit mehreren Jahren im Angebot. Die Isolierplatten werden aus Kork in Verbindung mit einem speziell entwickelten Kleber und mineralischem Naturputz, aber ohne synthetische Zusatzstoffe hergestellt. Die Kosten für dieses Produkt sind allerdings zwei- bis dreimal so hoch wie jene für andere, allerdings weniger wirksame Dämmstoffe.

NOVUM IN DER BRANCHE

Bewährter Naturbaustoff: Eine Kork-Platte wird platziert.

von Eigenschaften, die ihm eine hohe Dämmkraft verleihen», erläutert Thomas Bühler, Geschäftsleiter und Inhaber der HAGA AG Naturbaustoffe. Kork ist im Grunde ein pflanzlicher Schaumstoff. Er ist elastisch, aber widerstandsfähig, wasserundurchlässig und dennoch atmungsaktiv. Kork ist resistent gegen Feuchtigkeit und viele Säuren. Als schlechter Wärmeleiter weist er eine hohe Isolierfähigkeit auf. Die wärme- und kältedämmende Wirkung ist während Jahrzehnten stabil. Zu den möglichen Anwendungen gehören sowohl Neubauten als auch Fassadensanierungen, innen wie aussen, unabhängig vom Mauerwerk (Backstein, Beton, Kalksandstein, Porenbeton, Isolierbackstein).

Lange setzte die HAGA dieses Material auf der Grundlage von besten Erfahrungswerten ein. Eine auf wissenschaftlichen Daten basierende Einschätzung stand nicht zur Verfügung. Das änderte sich im vergangenen Jahr. «Das Hightech Zentrum Aargau war uns durch einen

HAGA AG NATURBAUSTOFFE Das Unternehmen wurde 1953 gegründet – vom Chemiker Harald Gäumann, dessen Initialen für den Firmennamen – HAGA – wegleitend waren. Sie steht seit 1977 im Besitz der Familie Bühler. Die HAGA hat sich auf die Produktion und den Vertrieb natürlicher Baustoffe spezialisiert. Heute werden zwei Drittel des Umsatzes im Heimmarkt Schweiz erwirtschaftet. Die Exporttätigkeit wurde zu Beginn der 1990er-Jahre mit Zielrichtung EU aufgenommen. 2001 wurden die ersten HAGA-Produkte (Naturkalke) nach Japan geliefert; der japanische Vertriebspartner war wegen der Sumpfkalk- und Lehmputze auf das Aargauer Unternehmen aufmerksam geworden. Heute heissen die grössten Exportmärkte Deutschland und Japan. «Unser Fokus lag von jeher auf natürlichen Bindemitteln. Diese mussten mindestens so gut zu verarbeiten sein wie Alternativprodukte und funktionell mindestens ebenbürtig», erklärt Thomas Bühler, seit 1978 Geschäftsleiter und Inhaber. Die HAGA verkauft neben eigenen Produkten auch Handelsprodukte, beispielsweise Cellulose-Dämmstoffe oder Mineralschaumplatten. Die Nachfrage nach dem Bio-Korit-System wächst vor allem im Zusammenhang mit Anwendungen im Innenbereich.

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MINERGIE Geschäftspartner empfohlen worden», blickt HAGA-Chef Bühler zurück. Gemeinsam mit Beat Bachmann, Technologie- und Innovationsexperte der Hightech Zentrum Aargau AG (HTZ), wurde eine Bedürfnisabklärung vorgenommen. Dabei kristallisierte sich die Idee heraus, einen Konfigurator für die anspruchsvolle Isolation von Altbauten zu entwickeln – ein Novum in der Branche. Im Herbst 2018 wurde eine Machbarkeitsstudie in Angriff genommen. Als Forschungspartner konnte das Institut für Gebäudetechnik und Energie IGE von der Hochschule Luzern gewonnen werden. «Wir konnten das Projekt intensiv begleiten und Inputs geben», sagt HTZ-Experte Bachmann.

DÄMMSYSTEME AUF DEM PRÜFSTAND Im Rahmen des Projekts wurde das BioKorit-System auf seine Leistungsgrenzen hin getestet. Im Mittelpunkt stand die Analyse bauphysikalischer Eigenschaften wie Wärme- und Feuchteströme in Bauteilen. Zu diesem Zweck wurden hygrothermische Simulationen vorgenommen. Auf drei verschiedenen Mauerwerken –

Alptransit Gotthardtunnel Abschnitt TAT Faido

Backstein, Naturstein und Beton – wurde das Produkt mit zwei herkömmlichen Dämmsystemen verglichen: Mit Mineraldämmplatten und mit Extrudiertem Polystyrol-Hartschaum (XPS). Die Studienergebnisse fielen positiv aus. «Auf allen drei Mauerwerken zeigten die Testergebnisse, dass Bio-Korit gleich gute oder bessere Leistungen erzielt», fasst Danilo Pantellini, Baubiologe und Bauökologe SIB der HAGA, zusammen. Das Anwendungstool erleichtert der HAGA, aber auch Planern und Bauphysikern, den Entscheid, wo und unter welchen Bedingungen die Bio-Korit-Wärmedämmung optimal eingesetzt werden kann. Dazu gehören Erkenntnisse, wie sich feuchtebedingte Risiken in Bauteilen minimieren lassen. Die HAGA erhofft sich – indirekt – auch eine Erhöhung seines Anteils in einem hart umkämpften Markt. HAGAGeschäftsleiter Bühler schätzt den Anteil von Naturbaustoffen am Schweizer Markt auf rund fünf Prozent. Dieses Segment erfordert viel Know-how. Es bietet aber gleichzeitig ein stetes, leichtes Wachstum und es lassen sich überdurchschnittliche

Gewinnmargen erzielen. «Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie resultierte eine Bestätigung dessen, was wir schon lange wussten, nicht zuletzt der Beständigkeit unseres Systems», sagt HAGA-Geschäftsleiter Bühler. Die Zusammenarbeit mit dem Hightech Zentrum Aargau sei «zielorientiert, kompetent und unbürokratisch» verlaufen. Davide Bionda vom Forschungspartner IGE resümiert: «Die Kooperation mit dem Hightech Zentrum Aargau und der Firma HAGA hat sehr gut funktioniert. Wir sind froh, dass wir HAGA bei der Evaluation der hygrothermischen Leistungsgrenzen eines bauphysikalisch und ökologisch interessanten Naturdämmstoffs unterstützen konnten.»

KONTAKT Hightech Zentrum Aargau AG Badenerstrasse 13 CH-5200 Brugg Telefon +41 (0) 56 560 50 55 info@hightechzentrum.ch www.hightechzentrum.ch

Spezialbogen für den Kabelschutz! Coudes spéciaux pour la protection des câbles! Die Kabelschutzprofis! Les spécialistes en protections des câbles! MCAM SYMALIT AG CH-5600 Lenzburg Phone +4162 8858380 Fax +4162 8858384 www.symalit.com etb@symalit.ch

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MINERGIE

MINERGIE MODERNISIERUNG: EINFACH REALISIERBAR. Immer mehr Bauherrn wählen bei der Modernisierung ihres Gebäudes einen Minergie-Standard. Damit entscheiden sie sich für das gute Zusammenspiel von Effizienz und erneuerbaren Energien, profitieren von mehr Komfort und leisten konkreten Beitrag an den Klimaschutz. Mit der Systemerneuerung bietet Minergie dazu einen vereinfachten Weg basierend auf fünf Standardlösungen, welche Planenden und Bauherren Orientierung bieten.

ie Minergie Systemerneuerung gibt Orientierung für eine einfache und hochwertige Modernisierung von Wohnbauten. Fünf Systemlösungen kombinieren Massnahmen an der Gebäudehülle, der Wärmeerzeugung und dem steuerbaren Luftwechsel und gewährleisten zudem einen effizienten Stromverbrauch. Ein rechnerischer Nachweis des GebäudeEnergieverbrauchs ist nicht mehr nötig. Die Minergie Systemerneuerung ist zudem perfekt auf den GEAK (Gebäudeausweis der Kantone) abgestimmt. Gleichzeitig erhalten die Bauherren Investitionssicherheit, da mit der Minergie-Zertifizierung auch langfristig die kantonalen Vorgaben (MuKEn 2014) und die künftigen CO2-Gesetze erfüllt werden.

DAS RICHTIGE MASS ZWISCHEN EINFACHHEIT UND QUALITÄT Die fünf Systemlösungen berücksichtigen die bereits vorgenommenen SanierungsMassnahmen. Das System 1 eignet sich vorallem für ungedämmte Gebäude, die noch nicht oder nur oberflächlich erneuert wurden. Der Fokus liegt auf einer hochwertigen Gebäudehülle. Systeme 2, 3 und 4 eignen sich für jüngere Gebäude oder solche, die bereits teilweise erneuert wurden und deshalb deshalb einige der aktuellen Anforderungen erfüllen. Das System 5 eignet sich für Altbauten und Gebäudereihen, die an Nachbarsbauten anschliessen und deren bestehende Fassade nicht verändert werden soll. Die

Lösung ist insbesondere für den Stadtraum interessant. Die Minergie Systemerneuerung bietet Planenden und Bauherren somit einfache und dennoch individuelle Lösungen. Die Massnahmen an Gebäudehülle und Gebäudetechnik sind aufeinander abgestimmt und die Investitionen erfolgen zielgerichtet. Minergie prüft die korrekte Umsetzung des Systems und sichert so die Qualität des Erneuerungskonzepts. Unter Tel. 061 205 25 50 oder info@minergie.ch bietet Minergie eine kostenlose, einfache Vorgehensberatung für interessierte Bauherren.

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MINERGIE

VOR ERNEUERUNG

NACH ERNEUERUNG

GEAK (Gebäudehülle / Gesamtenergieeffizienz) G/G

GEAK (Gebäudehülle / Gesamtenergieeffizienz) A/B

Lufterneuerung unkontrolliert - durch die Türen, die Fassade, die Fenster und sogar die Steckdosen

Lufterneuerung KWL mit Wärmerückgewinnung Nilan VP 18 - 10 P

Heizung Öl und elektrische Speicherheizung Warmwasser Elektrischer Warmwasserbereiter im Sommer; durch Ölkessel versorgt im Winter Elektrizität Haushaltsgeräte: ohne Klassifizierung, Beleuchtung: Glüh- oder Halogenlampen für Spots

Gebäudehülle (U-Werte) Fassade: 0.70W / m2K Dach: 0.80W / m2K Boden: 1.20W / m2K Fenster: Uw 2.82 W / m2K Jährlicher Energiebedarf 325 kWh / m2 oder ca. 57’000 kWh (für 120m2 Wohnfläche)

Heizung Holzfeuerung Vorher

Warmwasser Wärmepumpe für die Abluft aus dem Haus (nach Wärmerückgewinnung zur Erwärmung der Zuluft) Elektrizität Haushaltsgeräte: beste Energieeffizienz-klassen aus den Jahren 2006-2010, Beleuchtung: 80 % LED-Beleuchtung Gebäudehülle (U - Werte) Fassade: 0.12 W / m2K Dach: 0.12 W / m2K Boden: 0.15 W / m2K Fenster: Uw 1.00 W / m2K Jährlicher Energiebedarf 58 kWh/m2 oder ca. 19’000kWh (für 240m2 Wohnfläche) Nicht energetisch wirksame Massnahmen gesamter Innenraum wurde mit besonders langlebigen Materialien und frei von gesundheitsschädlichen Dämpfen saniert (bswp. Buchenkernküche). Zusätzlich ist das Haus von einem PermakulturGarten umgeben und fördert so eine hohe Biodiversität.

Auf der Website minergie.ch werden verschiedene Praxisbeispiele von Modernisierungen vorgestellt.

MINERGIE SANIERUNG AM BEISPIEL EINES EINFAMILIENHAUSES IN DER WESTSCHWEIZ Das 1946 erbaute Haus hatte ursprünglich zwei Wohnungen mit je 60m2. In den 1980er Jahren wurde die Erdgeschosswohnung um ca. 20 m2 ausgebaut. Diese wurde mit Öl beheizt - knapp 2 000 Liter

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pro Jahr - während die Wohnung im ersten Stock vollständig mit festen elektrischen Heizelementen beheizt wurde. Das Haus liegt in Flanthey VS auf 750 m Höhe. Es wurde in zwei Etappen gekauft und wird nun als Einfamilienhaus bewohnt. Am Südhang ist es ideal der Sonne ausgesetzt. Die aktuelle Wohnfläche beträgt 240 m2, welche jetzt ausschliesslich mit einem Holzofen beheizt wird. Dieser befindet sich im Erdgeschoss der Wohnung. Zusätzliche Unter-

Nachher

HINWEIS Minergie ist seit 1998 der Schweizer Standard für Komfort, Effizienz und Werterhalt. Mehr als eine Million Menschen nutzen Minergie in ihrem Alltag; bereits sind gegen 50’000 Gebäude zertifiziert. Im Zentrum stehen der Wohn- und Arbeitskomfort für die Gebäudenutzenden in Neubauten, bei Modernisierungen, wie auch im Betrieb. Die drei bekannten Baustandards Minergie, Minergie-P und Minergie-A können mit den drei frei kombinierbaren Zusatzprodukten ECO, MQS Bau und MQS Betrieb ergänzt werden.

stützung bieten die grosszügigen Fenster, die hauptsächlich nach Südwesten ausgerichtet sind. Zwischen 2009 und 2012 wurde das Einfamilienhaus komplett renoviert und erhielt zahlreiche direkte finanzielle Zuschüsse des Kantons Wallis und des Bundes sowie bedeutende indirekte Zuschüsse über eine Senkung der Steuerlast. Die Arbeit im eigenen Haus ist allerdings nie beendet: Eine Ladestation für das zukünftige Elektroauto ist in Planung.

MINERGIE Wo sehen Sie die Vorteile einer Minergie Sanierung? Olivier Meile, Bauherr: Der grosse Vorteil einer Minergie-Sanierung, insbesondere von Minergie-P, ist der leichte Druck auf alle Handwerker und den Bauleiter, dass alle Vorgaben eingehalten werden und die Arbeiten nach Stand der Technik und in höchster Qualität ausgeführt werden. Ausserdem hat man die Möglichkeit von finanzieller Unterstützung durch Bund und Kanton, welcher unter anderem be-

einflusst hat, dass die Sanierung bis zu Minergie-P durchführt wurde. Was waren die Herausforderungen? Die grösste Herausforderung war rein logistischer Natur, da das Haus während den Renovationsarbeiten bewohnt war - zuerst im Erdgeschoss, dann in den Obergeschossen. Die Koordination eines reibungslosen Baustellenbetriebs, um zu vermeiden, dass plötzlich ein Presslufthammer im Bett liegt, war eine grosse Herausforderung.

«Die Minergie Sanierung bietet eine Qualitätskontrolle.» Wie lebt es sich jetzt darin? Wohlig warm und das nur mit zweieinhalb Sters Holz...Es ist immer wieder überraschend, wie schnell man sich im Jahr – bereits im März - vor den Sonnenstrahlen

schützen muss, um eine Überhitzung des Hauses zu verhindern. Dank der Storen ist das Haus im Sommer aber immer kühl und die Fenster sorgen in den Sommernächten für eine sehr angenehme Belüftung und Abkühlung.

WEITERFÜHRENDE UNTERLAGEN UND DOKUMENTE: Tipps zum Vorgehen: https://www.minergie.ch/de/ueberminergie/modernisierung/ Praxisbeispiele: https://www.minergie.ch/de/gebaeude/ praxisbeispiele/

KONTAKT Minergie Schweiz Bäumleingasse 22 CH-4051 Basel Telefon +41 (0) 61 205 25 50 info@minergie.ch www.minergie.ch

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BIOENERGIE

BIOENERGIE KLIMAGERECHT NUTZEN Die Diskussion um eine nachhaltige Energieversorgung ist heute eng verknüpft mit der Debatte um den Klimawandel. Das gilt auch für den Bereich der Bioenergie, wie die vom Bundesamt für Energie (BFE) organisierte Tagung 'Bioenergieforschung in der Schweiz' deutlich machte. Die Bioenergie kann einen wichtigen Beitrag zu einer klimaschonenden Energieversorgung leisten. Die aktuelle Forschung arbeitet an verschiedenen Ansätzen, um dieses übergeordnete Ziel bestmöglich zu erreichen. von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

Norah Efosa (Forschungsinstitut für biologischen Landbau) misst im aargauischen Wallbach auf einem Maisfeld die Emissionen von Lachgas und Methan (im Hintergrund: Projektleiterin PD Dr. Else Bünemann). Zuvor war auf 9 x 18 m grossen Landstücken zum einen vergärte, zum anderen unvergärte Gülle ausgebracht worden.

m Jahr 2011 fand die Tagung zu den Schweizer Forschungsaktivitäten rund um die Bioenergie erstmals statt. Im Mai 2019 versammelten sich nun bei der fünften Auflage rund 70 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Ittigen bei Bern, um neue Konzepte, wissenschaftliche Ergebnisse und Erfahrungen aus der Forschungspraxis auszutauschen. Einer der drei Themenblöcke stand unter dem Titel ‘Energie und Klima’, aber im Grunde durchzog die Klimadebatte die BFE-Tagung wie ein roter Faden. Überraschend ist das nicht, denn jede Form von Bioenergie beruht auf Kohlenstoff und steht mehr oder weniger direkt mit Kohlendioxid (CO2) und auch anderen Klimagasen in Verbindung.

BIOENERGIE LIEGT IM TREND Dr. Matthieu Buchs (BFE-Sektion Erneuerbare Energien) skizzierte zum Auftakt

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der Tagung den politischen Rahmen, in dem sich die Bioenergie derzeit bewegt. Dazu gehört die Energiestrategie 2050, deren Ziel, die Energieeffizienz zu steigern und vermehrt erneuerbare Energien einzusetzen, gleichzeitig einen Beitrag an die CO 2 - Verminderung leistet. Klimaund Energiepolitik sind daher eng miteinander verzahnt und die Totalrevision des CO 2 - Gesetzes, das gegenwärtig in der parlamentarischen Beratung ist, soll auch einen Beitrag zur Umsetzung der Energiestrategie 2050 leisten. Der Bundesrat hatte in der Botschaft vom Dezember 2017 eine CO 2 - Abgabe in der Höhe von 210 Fr. pro Tonne CO2 vorgeschlagen. Von den vorgesehenen Gesetzesänderungen würde die Bioenergie profitieren, denn sie ist klimaneutral, da das CO2, das bei der Energieproduktion freigesetzt wird, nachfolgend durch den Zuwachs

der Biomasse wieder der Atmosphäre entzogen und in biogenen Stoffen gebunden wird. Biomasse ist die einzige erneuerbare Energie, mit der sich gleichzeitig Strom, Wärme und Treibstoff herstellen lassen. 2017 hatte sie allein an der Stromproduktion, die mit der Kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV) gefördert wird, einen Anteil von 35 %. Die Bioenergie dürfte weiter an Boden gewinnen: Im Juli 2019 werden 57 baureife oder bereits realisierte Biomasseanlagen neu in das Einspeisevergütungssystem aufgenommen. Der Absatz von Biotreibstoffen hat sich zwischen 2013 und 2017 verzehnfacht. Neben der Befreiung der biogenen Treibstoffe von der Mineralölsteuer wirkt sich auch deren Anrechnung als CO2-Kompensationsmassnahme verbrauchsfördernd aus.

BIOENERGIE

POLITISCHE UND TECHNISCHE HERAUSFORDERUNGEN

METHANAUSBEUTE MAXIMIEREN

Eine durchaus politische Komponente hat auch das Forschungsprojekt, das Zoé Stadler vom Institut für Energietechnik der Hochschule für Technik Rapperswil (HSR) vorstellte. Die Wissenschaftler errechneten zusammen mit Kollegen der Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) die Kosten, die eine CO2-Abgabe haben müsste, damit der Umstieg auf erneuerbare Energieträger rentabel würde. Sie gelangten zu Kosten von 370 Fr. pro Tonne CO 2 (Benzin) bis zu 750 Fr. pro Tonne CO2 (Erdgas), also Werten, die weit über dem liegen, was zur Zeit politisch mehrheitsfähig scheint.

Methan stand auch im Fokus weiterer Projekte, die in Ittigen vorgestwellt wurden. Getrieben sind die Forschungsaktivitäten von der Frage, wie Methan aus biogenen Quellen in möglichst grosser Menge hergestellt werden kann. Dieses Biomethan stellt nämlich einen gleichwertigen Ersatz für (fossiles) Erdgas dar und kann an dessen Stelle als vielfältig einsetzbarer Energieträger verwendet werden. Dr. Pamela Principi (Fachhochschule der Südschweiz/SUPSI) untersucht, wie die Produktion von Biogas in Biogasanlagen mit anaerober (unter Ausschluss von Sauerstoff) Vergärung durch Zugabe von elektrisch leitfähigen Materialien gesteigert werden kann. André Heel will mit einem Team der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissen-

Um Zukunftsmusik handelt es sich auch bei den Forschungsprojekten, die sich mit der Speicherung von ‘überschüssigem’ erneuerbarem Strom in der Form von Gas (‘Power-to-Gas’) befassen. Hier sind die Herausforderungen nicht politischer, sondern technischer Natur. In einem ersten Schritt wird bei Power-to-Gas in einem Eletrolyseur Wasserstoff gewonnen, der anschliessend unter Zugabe von CO2 zu Methan synthetisiert wird, das ins Gasnetz eingespeist oder zum Tanken von BiogasAutos verwendet werden kann. Andrew Lochbrunner (Regio Energie Solothurn) berichtete über das Konzept der biologischen Methanisierung mit Methanproduzierenden Archäen, die bei einer Demonstrationsanlage im solothurnischen Zuchwil zum Einsatz kommen soll. Die HSR in Rapperswil erprobt derweil die katalytische Methanisierung, die statt Mikroorganismen Nickel als Katalysator einsetzt, wie Prof. Dr. Markus Friedl ausführte.

schaften und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt die ‘Veredelung’ von Biogas zu Methan durch Wahl geeigneter Katalysatormaterialien optimieren. Die Landwirtschaft – das ist nicht neu – ist ein wichtiger Emittent von klimaschädlichen Gasen. Die Nutztierhaltung ist für 13% der Treibhausgase verantwortlich. In der Schweiz kommen 80% der Lachgas- und 83% der Methanemissionen aus der Landwirtschaft, beides Gase, die deutlich klimaschädlicher sind als CO 2. Ein Teil dieser Gase stammt von der Gülle, die auf den Feldern ausgebracht wird. Hilft es dem Klima, wenn die Gülle zuerst in einer Biogasanlage vergärt und die Reststoffe anschliessend auf dem Feld ausgebracht werden? Diese Frage untersucht Norah Efosa (Forschungsinstitut für biologischen Landbau) im Rahmen ihrer Doktorarbeit an der ETH Zürich.

KOHLE AUS ORGANISCHEN RESTSTOFFEN In der Natur dauert es Millionen von Jahren, bis sich Pflanzen in fossile Kohle verwandeln. Ein Forscherteam um Andreas Mehli (Klima Grischa Klimastiftung Graubünden) ahmt diesen Prozess nun mit dem Verfahren der Hydrothermen Karbonisierung (HTC) nach: Hierbei werden organische Reststoffe wie Gülle oder Klärschlamm bei hoher Temperatur (200 °C) und hohem Druck (20 bar) in ein kohleähnliches Produkt verwandelt. Eine Demonstrationsanlage mit einer Kapazität von 10 Kubikmetern pro Tag wurde im April 2018 in Chur in Betrieb genommen. Die Karbonisierung von Klärschlamm gelang gut, bei Gülle traten noch verschiedene Probleme auf. Andreas Mehli sieht in der Technologie ein grosses Potenzial: «Wofür die Natur Millionen von Jahren gebraucht hat, geschieht bei uns in zwei bis zwölf Stunden.» Der Unternehmer sieht für die Kohle verschiedene Verwendungsmöglichkeiten: Der Klärschlamm kann – nachdem das Phosphor mit dem Pozesswasser weitgehend abgeschieden wurde – wie bisher in der Zementproduktion eingesetzt werden. Möglich sind auch die dezentrale Produktion von Strom und Wärme in einem Blockheizkraftwerk, der Einsatz als Bodenverbesserer und damit als langfristige CO2-Senke (Terra Preta), oder die Herstellung von Aktivkohle für industrielle Anwedungen. BV

Die organischen Reststoffe (wie Klärschlamm oder Gülle) werden in einem mit Thermoöl beheizten Doppelmantelrohr mit patentierter Abkratzschnecke unter hohem Druck in einen kohleähnlichen Stoff umgewandelt. Nach der Entwässerung ist die Biokohle bereit für verschiedene Anwendungen.

Im Jahr 2017 konnte die Jahresproduktion in der KEV mit 2995 GWh ein weiteres Mal gesteigert werden. Die Produktion entspricht einem Anteil von 5.2 % des schweizerischen Endverbrauchs. 35 % des erneuerbaren Stroms entfallen auf Biomasse.

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BIOENERGIE

Dr. Serge Biollaz (Paul Scherrer Institut) hat in einem Projekt mit weiteren Partnern untersucht, wie sich die Stromproduktion aus Hofdünger weiter fördern lässt, um die Zahl der landwirtschaftlichen Biogasanlagen binnen fünf Jahren auf 200 zu verdoppeln. Die Grafik zeigt die vier Schweizer Regionen, die für den Bau neuer landwirtschaftlicher Biogasanlagen im Vordergrund stehen.

Deborah Scharfy (Genossenschaft Ökostrom Schweiz) untersucht in einem Forschungsprojekt die Methanemissionen von Biogasanlagen. Mithilfe von Lasern kann der Methangehalt der Luft in der Nähe der Anlagen gemessen werden. Die Luftaufnahme zeigt eine Biogasanlage (BGA), in deren Nähe drei Laser-Messstationen eingerichtet sind. Die Farbflächen veranschaulichen die aktuellen Windgeschwindigkeiten.

In dem zweieinhalbjährigen Feldversuch in Wallbach (AG) wird u.a. Rindergülle mit Gülle aus einer Biogasanlage verglichen hinsichtlich der Emissionen von Lachgas und Methan. «Bisher können wir nicht feststellen, dass vergorene Dünger zu höheren oder tieferen Emissionen führen im Vergleich zu unvergorenen», lautet der Zwischenbefund von Norah Efosa. Definitive Aussagen werden nach Abschluss des Projekts Mitte 2020 vorliegen.

HINWEIS Die Dokumentation zur BFE-Tagung ‘Bioenergieforschung in der Schweiz’ vom 9. Mai 2019 finden Sie unter: www.bfe.admin.ch / forschung-bioenergie Auskünfte zu der Tagung erteilt Dr. Sandra Hermle (sandra.hermle@bfe.admin.ch), Leiterin des BFE-Forschungsprogramms Bioenergie.

Die Methanisierungsanlage der Regio Energie Solothurn in Zuchwil ist Teil des von der EU und dem Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) finanzierten Horizon-2020-Projektes STORE & GO, mit dem verschiedene Umwandlungs- und Speicherformen für Energie erprobt werden.

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

BIOENERGIE

Was hat ein Bügeleisen mit unserer Energiezukunft zu tun? Gas ist fortschrittliche Energie. Denn Erd- und Biogas sind klimaschonend und vielseitig einsetzbar. Zum Beispiel bei einer Wärme-Kraft-Kopplungsanlage, die energieeffizient mit Gas betrieben wird und dabei nicht nur Wärme, sondern gleichzeitig auch Strom für den Haushalt produziert. Und so wird mit Gas selbst Ihr Bügeleisen Teil der Energiezukunft. Wie einfach auch Sie Teil der Energiezukunft werden, erfahren Sie auf gazenergie.ch Je mehr man darüber weiss, desto mehr macht es Sinn.

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MOBILITÄT

LAUSANNE TESTET DAS KEHRICHTFAHRZEUG DER ZUKUNFT Das Jahr 2019 gehört den zu 100 % elektrisch betriebenen Nutzfahrzeugen. Die erhöhten Umweltanforderungen haben einem neuen Markt den Weg bereitet. Die wichtigsten Hersteller verfolgen die erklärte Absicht, bis im Jahr 2020 neue emissionsärmere, leisere und letztlich auch wirtschaftliche Nutzfahrzeuge anzubieten. Lausanne testet derzeit den Prototyp eines 26-Tönners zum Sammeln von Wertstoffen. von Francesca Sacco, im Auftrag des Bundesamts für Energie BFE

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MOBILITÄT

r hat keinen Vornamen, zumindest nicht bis zum jetzigen Zeitpunkt. Aber er ist in den Strassen von Lausanne bereits gut bekannt und die Leute drehen sich gerne und bewundernd nach ihm um, wenn er vorbeifährt. «Sie sagen uns, dass er so leise ist, dass sie ihn nicht kommen hören, und sie stellen uns viele Fragen zu seiner Autonomie. Das ist dann eine gute Gelegenheit, der Bevölkerung unsere Arbeit zu erklären», sagte das Team des Sammelfahrzeugs mit einer Stimme. Bei der neuen Attraktion handelt es sich um ein vollständig elektrisch betriebenes 26-Tonnen-Kehrichtfahrzeug, das seit Juni 2018 zum Sammeln von Papier und Karton eingesetzt wird. Der Antrieb des Motors, die Steuerung der Kippmulde und die Containerpresse sind

elektrisch betrieben, daher der geräuschlose Betrieb des Fahrzeugs. Der Unterschied ist nicht nur für die Bewohner offensichtlich, sondern auch für den Fahrer. «Abends bin ich weniger müde», sagt Alain Blanc. «Zur Erinnerung: Die herkömmlichen Sammelwagen mit Verbrennungsmotor sind morgens ab 6.15 Uhr in den Strassen unterwegs. An jeder Sammelstelle stoppen sie und starten neu. Ihr Gewicht erfordert bei jedem Start viel Kraft, und während sie stehen, arbeitet die Presse unter Rückgriff auf die Ressourcen des Motors, weshalb er dauernd weiterlaufen muss. Mit dem Elektrofahrzeug gehen wir von 65 dB auf 45 dB. Eine Verminderung um drei dB halbiert das Unbehagen der Bewohner – der Vorteil der Lärmminderung ist also beträchtlich», sagt Florence Germond, bei der Stadt Lausanne Direktorin für Finanzen und Mobilität.

Das Ladesystem ist so konstruiert, dass zwei kleine Container unabhängig voneinander entladen werden können.

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MOBILITÄT

NIEDRIGE WARTUNGSKOSTEN Da sich der Gewinn an Ruhe für die Bewohner schwer in Franken und Rappen ausdrücken lässt, muss man andere Kriterien heranziehen, um die wirtschaftlichen Vorzüge dieses Lastwagens im Vergleich zu einem Dieselpendant zu bewerten. Die Anschaffungskosten des E-Fahrzeugs sind viel höher: 760’000 Franken gegenüber rund 350’000 Franken. Die geschätzten Wartungskosten liegen jedoch erheblich tiefer (zwischen 35 und 70 %), und die Schwerverkehrsabgabe (rund 615 Franken pro Monat und Lkw) fällt nicht an. Zudem ist der Preis pro gefahrenen Kilometer nur halb so hoch (1.30 Franken gegenüber 3.20 Franken). «Heute ist die Kilowattstunde (kWh) Strom relativ günstig, zumal wir die Batterien nachts aufladen. Der Strom stammt überdies aus Einrichtungen der Stadt, die 100 % erneuerbaren Strom liefern», erklärt Florence Germond. «Bei einem Jahresverbrauch von rund 12’000 Litern Diesel pro Lkw und Kosten von 1.5 Franken pro Liter Treibstoff könnten die 26 Sammelfahrzeuge unserer Flotte über einen Amortisationszeitraum von 13 Jahren beim Kraftstoff Einsparungen von bis zu 4.9 Millionen Franken erzielen (dabei sind 1.18 Mio. Fr. Stromkosten für das elektrische Fahrzeug berücksichtigt). Das entspricht der Lebensdauer unserer aktuellen Lastwagen.»

Unter dem Strich bleibt beim ElektroLkw ein Mehraufwand von rund 17 %, hauptsächlich aufgrund des höheren Anschaffungspreises einschliesslich der Finanzierungskosten. «Dieser Nachteil wird mit der Massenproduktion verschwinden. In der Zwischenzeit ist dies ein Hindernis und ich denke, es wäre klug, finanzielle Anreize zu setzen, um die Gemeinwesen zu ermutigen, die Anschaffung solcher Fahrzeuge in Erwägung zu ziehen», so Germond.

UNTERWEGS IM STOP-AND-GO-MODUS Beim Sammeln von Papier und Karton gewährleistet die Batterie (vom Typ LithiumIonen) eine Reichweite von 380 km, und ihre voraussichtliche Lebensdauer entspricht einer Million Kilometern. Allerdings sind nicht alle Kilometer gleich. «Diese Zahlen beziehen sich auf die Verwendung bei ebenem Terrain und relativ konstanter Geschwindigkeit. Wenn sie im Stop-and-Go unterwegs sind, am Berg anfahren und manövrieren, wie es bei uns der Fall ist, ist die Batterie mehr gefordert», sagt MarcHenri Schüpbach, Leiter der Abteilung Fahrzeuge beim Service für städtische Sauberkeit. "Bei uns gleicht der Einsatz des Fahrzeugs jenem einer Arbeitsmaschine. Wir fahren wenige Kilometer, aber die Batterie läuft ständig, da sie die Kippmulde und die Presse am Heck des Fahrzeugs antreibt. Es wäre logischer, mit Nutzungsstunden zu rechnen.»

Ein dieselbetriebenes Kehrichtfahrzeug war nach 13 Jahren etwa 156’000 km unterwegs. Damit ist der Zeitpunkt erreicht, bei dem seine Wartung teurer als der Kauf eines neuen Fahrzeugs. Im Vergleich damit verspricht der Prototyp des 100 prozentigen Elektrofahrzeugs, das Lausanne aktuell testet, ein langes Leben. Vorausgesetzt, die Batterie lässt nicht vorzeitig nach: «All diese Berechnungen sind theoretisch. Es wird einige Jahre dauern, um sie zu überprüfen», sagt Florence Germond. Zu beachten ist, dass das Sammelfahrzeug über ein System zur Rekuperation der Bremsenergie verfügt. Die Batterie wird daher bei Bremsvorgängen automatisch geladen (typischerweise bei abschüssigem Gelände). Das ist aber nur für 3 bis 4 % der Tour durch die Strassen von Lausanne der Fall. Am Ende des Tages ist der Akku normalerweise zu zwei Dritteln entleert. Innerhalb von sechs Stunden wird sie dann neu aufgeladen. Dank dem elektrischen Getriebe können erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden. Die ersten Erfahrungen mit den Prototypen zeigen, dass der elektrische Lastwagen je nach Situation (z.B. Autobahn versus Innenstadt) zwischen 30 und 80 % weniger Energie als ein Dieselfahrzeug verbraucht.

DRASTISCHE VERRINGERUNG DER UMWELTBELASTUNG Wie steht es um die Verringerung der Schadstoffemissionen? Im Gegensatz zu Dieselfahrzeugen, die im Laufe ihrer Lebens-

Das elektische Kehrichtfahrzeug schüttet Abfälle in eine Grube. Mit zerstäubtem Wasser wird der Staubbildung entgegengewirkt.

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Das elektrisch betriebene Kehrichtfahrzeug wurde am 4. Juni 2018 von Florence Germond (Direktorin für Finanzen und Mobilität der Stadt Lausanne) und Philippe Müller (Cleantech-Verantwortlicher des BFE) feierlich dem Betrieb übergeben.

dauer knapp 370 Tonnen CO2 ausstossen, setzt das Elektrofahrzeug mit der Nummer VD 251332 im Betrieb kein CO 2, keine Stickoxide oder Russpartikel frei. Die Direktion Finanzen und Mobilität der Stadt Lausanne jedoch berechnet dass das Fahrzeug unter Berücksichtigung der grauen Energie der Batterie über den gesamten Lebenszyklus immer noch etwa 1.6 Tonnen CO2 produziert. Somit ergibt sich eine Nettodifferenz von rund 368 Tonnen CO2, die nicht in die Atmosphäre freigesetzt werden. Die beiden Arbeiter, die hinten am Fahrzeug arbeiten, wissen, worüber sie sprechen: Beim Diesel-Kehrichtfahrzeug befindet sich der Auspufftopf direkt über der Fahrerkabine und führt über das Dach weg. «Wir haben die Abgase gerochen», erinnern sie sich. Der Fahrer weist auch darauf hin, dass die Beschleunigung beim Starten besonders stark ist und dass das Bremspedal wesentlich empfindlicher ist als beim Dieselfahrzeug. «Wir sollten eine geringere Abnutzung der Bremsen beobachten bei einer – im Gegenzug – schnelleren Abnutzung der Reifen», sagt er. In der Schweiz ist Lausanne nach Thun die zweite öffentliche Körperschaft, in der der Prototyp unterwegs ist. Das elektrische Sammelfahrzeug war von der Firma Designwerk (Winterthur) entwickelt worden. Das entsprechende Leuchtturmprojekt war vom Bundesamt für Energie (BFE), dem Kanton

TECHNISCHE MERKMALE IN KÜRZE Das Gewicht des Sammelfahrzeugs VD 251332 beträgt 26 Tonnen bei einer Nutzlast von 10.5 Tonnen und einer Geschwindigkeit, die elektronisch auf 86 km/h begrenzt ist. Im Rahmen eines Leuchtturmprojekts wurden das neue Antriebssystem und die Batterie entwickelt und ein Versuchsbetrieb mit dem Prototypen gestartet. Als Akkumulator kommt eine Lithium-Ionen-Batterie zum Einsatz. Konkret gibt es zwei Batterien mit einer Gesamtkapazität von 270 kWh (2 x 135 kWh) für eine Reichweite von 380 km. Jede kostet rund 100’000 Franken und wiegt 1 135 kg. Ihre Ladezeit beträgt 6.5 Stunden. Am Ende ihrer Lebensdauer können sie als stationäre Speicher verwendet oder zu 98 % recycliert werden. Die Leistung des Fahrzeugs liegt bei 680 PS. Dank Rückgewinnung der Bremsenergie erreicht der Motorwirkungsgrad bis zu 97 %. FS

Waadt und der Stadt Lausanne über den ‹Fonds pour l'efficacité énergetique› (FEE; Fonds für Energieeffizienz) unterstützt worden. «Dieses Projekt steht im Einklang mit der Politik der Stadt zugunsten einer nachhaltigen Entwicklung, die sich exemplarisch zeigt von der Produktion von 100 %ig erneuerbarem Strom bis hin zur Förderung emissionsfreier Fortbewegungsmittel wie Lkw, Autos, Motorroller und Elektrovelos», erörtert Jean-Yves Pidoux, Direktor der Industriellen Werke von Lausanne.

ERMUTIGENDE ERFAHRUNGEN AUS THUN Das Projekthandbuch führte seinerzeit mehrere miteinander verbundene Ziele auf: die Entwicklung und Herstellung eines wettbewerbsfähigen elektrischen Sammelwa-

gens, der umweltfreundlich und an die vielfältige Topographie der Schweiz angepasst ist; Vergleich der Betriebs-, Wartungs- und Versicherungskosten mit herkömmlichen Fahrzeugen; eine massive Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs; und schliesslich eine Analyse der Rückmeldungen aus der Bevölkerung. Das ist der Grund, warum Prototypen dieses innovativen Elektro-Lkw in den Städten Lausanne und Thun sowie in den Regionen Murten und Neuenburg intensiv getestet werden. In Bezug auf diesen letzten Punkt ist die Erfahrung der Stadt Thun sehr ermutigend, wie der Leiter der Abteilung Einkauf und Sicherheit, Toni Zimmermann, ausführt. «Sowohl die Beschäftigten als auch die Fahrer und Bewohner sind von diesem

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In der Stadt Thun ist das elektrische Kehrichtfahrzeug seit März 2018 im Einsatz. Damals war es als Ersatz für eines von fünf dieselbetriebenen Fahrzeugen angeschafft worden.

Fahrzeug überzeugt. Das Arbeiten damit ist sehr angenehm. Es liegt auf der Hand, der Lärm wie die Abgasemissionen sind stark reduziert. Es ist richtig, dass die Kommunen angesichts der Vorteile bei Lärm und Emissionen auf Elektrofahrzeuge umsteigen werden.» Toni Zimmermann bestätigt auch, dass die Lärmreduktion um die 20 dB liegt. Was die Rentabilität des Fahrzeugs und insbesondere das Verhältnis zwischen Lebensdauer und Kosten der Batterie betrifft, sei es noch zu früh, reale Angaben zu machen. Die vom Hersteller angegebenen Zahlen müssten noch in der Praxis überprüft werden.

HINWEIS Den Schlussbericht zum BFE-Leuchtturmprojekt ‹Ökologisches und leises 26-Tonnen-ElektroWertstoff-Sammelfahrzeug (EWS)› finden Sie unter: www.aramis.admin.ch/ Texte/?ProjectID=37266 Der Strom für den Betrieb des elektrischen Kehrichtfahrzeugs in der Stadt Thun stammt je zur Hälfte aus Kehrichtverbrennung und aus Wasserkraft. Damit ergibt sich ein Energiekreislauf: Das Fahrzeug sammelt Kehricht, aus dessen Verbrennung dann wieder Strom für den Betrieb des Fahrzeugs gewonnen wird.

BFE UNTERSTÜTZT PILOT-, DEMONSTRATIONSUND LEUCHTTURM- PROJEKTE

Das elektrische Sammelfahrzeug gehört zu den Leuchtturmprojekten, 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-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte mit 40 % der anrechenbaren Kosten. Gesuche können jederzeit eingereicht werden. www.bfe.admin.ch / pilotdemonstration, www.bfe.admin.ch/leuchtturmprogramm

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Auskünfte zu dem Projekt erteilt Dr. Men Wirz men.wirz@bfe.admin.ch verantwortlich für die Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte des BFE Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte im Bereich Mobilität finden Sie unter: www.bfe.admin.ch/bfe/ de/home/forschung-und-cleantech/ publikationen.html

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AUSDAUER & KRAFT IN EINEM ELEKTRO-KOMMUNALFAHRZEUG Der wichtigste Schweizer Hersteller von Kommunalfahrzeugen MEILI bringt Elektrovarianten seiner Verkaufsschlager RETO und BEAT auf den Markt. Wer erwartet, dass es sich um Alibi-Modelle handelt, wird schnell vom Gegenteil überzeugt. Und am Ende mitgerissen von der leidenschaftlichen Begeisterung des Mannes, der hinter dem MEILI steht.

ereits vor 10 Jahren, als es bei Fahrzeugherstellern noch nicht als schick galt eine stromgetriebene Variante anzubieten, hatte Manuel Meili schon eine Vision. Er war damals zu der Einsicht gelangt, dass Kommunalfahrzeuge in Zukunft elektrisch angetrieben werden. Weil sie geräuschlos sind, weil der Elektroantrieb erstaunlich kraftvoll ist und auch im Winter begeistert. Manuel Meili bringt es selbst auf den Punkt: Vor 10 Jahren hat er sich, nach den Testfahrten mit

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dem Prototypen, in die Idee des Elektro- Kommunalfahrzeuges verliebt. Diese Liebe war wohl auch notwendig, um Meili und seine Firma 10 Jahre lang den manchmal beschwerlichen Weg gehen zu lassen, der zu dem neuen Fahrzeug führen sollte. Sie hätten es sich wohl auch leicht machen können: Ein paar Elemente zusammenkaufen und ein «So lala – ganz nett – Modell» zusammenbauen, um eben auch ein wenig grün zu sein. Aber das liegt

wohl nicht in der DNA der Firma MEILI. Manuel Meili hatte einen ganz anderen Ansatz: Das Kommunalfahrzeug um den Elektroantrieb «herum zu bauen», das Fahrzeug ganz neu zu denken. Dabei war ihm schnell klar, dass der Antriebsstrang das Kernelement sein würde. Getriebe und Achsen, die den MEILI-Ansprüchen genügen, waren nicht am Markt. Meili, der vom Werkplatz Schweiz überzeugt ist, beschloss mit seinen Ingenieuren selber

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welche zu entwickeln. Ein entsprechendes Kompetenzzentrum wurde aufgebaut, der Betrieb dafür vergrössert. Schon bald kamen die gewonnenen Erkenntnisse den Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zugute. Doch ganz alleine kann selbst MEILI ein Elektrofahrzeug nicht herstellen. Parallel zur hausinternen Entwicklung von Achsen und Getrieben lief stets die Suche nach passenden Zulieferern. In Sachen Qualität und Langlebigkeit mussten diese die MEILI-Standards erfüllen können. Manuel Meili gibt zu, er war irgendwann schon fast verzweifelt bei seiner Suche. Doch dann ist er doch noch fündig geworden, in Österreich und auch in der Schweiz. Er erntet grosse Zustimmung, als er anmerkt, dass es nicht immer China sein muss. So hat sich nach 10 Jahren alles zusammengefügt und das Ergebnis der Zähigkeit und der visionären Schweizer Ingenieurskunst steht da, noch unter einem Tuch verhüllt. Als der Erbauer, nicht ohne

Stolz, den RETO.e enthüllt, sind dann doch alle im Technopark Zürich überrascht. Davon, dass ein Kommunalfahrzeug tatsächlich gut aussehen kann. Dass sich wohl jeder spontan wünscht, auch in seiner Gemeinde möge so ein Fahrzeug leise seinen Dienst tun. Dass man das Gefühl hat, hier einem kleinen Quantensprung beizuwohnen, der den Kommunalfahrzeugmarkt aufmischen wird. Der RETO.e und der BEAT.e haben Ausdauer und Kraft und können alles, was ihre nicht elektrischen Kollegen auch können – alles, ausser Emissionen.

KONTAKT Viktor Meili AG Brestenburgstrasse 6 CH-8862 Schübelbach SZ Telefon +41 (0) 55 225 01 01 info@meiliswiss.com www.meiliswiss.com

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Beispiel für eine emissionsfrei, urbane Lieferkette – Camion Transport macht es vor!

SMART CITYS = SMART URBAN LOGISTIK D

as ständige Wachstum unserer Städte bei gleichzeitiger Verknappung von Ressourcen macht ein Umdenken in der Stadtplanung mittelfristig unumgänglich. Einer der Kernbereiche einer «Smart City» ist ihr Umgang mit Mobilität und Verkehr und hier speziell mit dem ständig steigendem Transportverkehr. In diesem Bereich sind neue, intelligente Strukturen notwendig, um die Lebensqualität der Menschen zu verbessern und dabei als Stadt Wirtschaftlichkeit zu garantieren.

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Strassen, Wege, Plätze – der öffentliche Raum in unseren Städten ist begrenzt und steht im Spannungsfeld von gesellschaftlichen und ökonomischen Interessen. Das Spannungsfeld ist gross, Stehzeiten durch Stau, genrelle Verkehrsflächenknappheit, dadurch die Knappheit der Be- und Entladezonen, Lieferzeit- und Lieferortbeschränkungen, Nachtfahrverbote und die Themen Lärmschutz sowie das Ziel, Emissionen deutlich zu reduzieren. Smart City heisst auch eine Lebenswerte Stadt zu

sein. Und der Wunsch der Menschen, die in Ballungszentren wohnen danach, wird immer «lauter». Die öffentliche Hand reagiert mit neuen Bedingungen und Bestimmungen, diese haben auf die Transportbranche grosse Auswirkungen. Smart Citys verlangen nach «Smart Urban Logistics». Diese wählt unter den unterschiedlichen Transportmöglichkeit aus, kombiniert diese pfiffig und passt sich flexibel und individuell an die (nicht nur

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wendig, platzsparend – Micromobilität präsentiert von Quickmail.

Geräuschlos, effizient, so werden in Dresden Tageszeitungen und Postwurfsendungen geliefert.

räumlichen) Gegebenheiten an. Alte Transportmuster werden über den Haufen geworfen und neue Lösungen entwickelt. Es braucht somit nicht nur technologische Innovationen im Güterverkehr, sondern kreative Kombinationen von Produktionsund Vermarktungslösungen, städtebaulicher Gestaltung und Transportlogistik. Der Transportverkehr in Ballungszentren ist ein komplexes Netzwerk aus teilweise eigenständigen Sub-Systemen und Komponenten. Nachhaltige Massnahmen müssen sowohl insgesamt als auch in den einzelnen Aktionsbereichen identifiziert, entwickelt und umgesetzt werden. Bestehende und neue Instrumente sollen künftig Schritt für Schritt dazu beitragen, Logistik und Güterverkehr in Ballungszentren smarter und effizienter zu gestalten.

Eine «Smart City» zu sein heisst auch, eine entsprechend smarte Logistik anzubieten, um die wachsenden Anforderungen an die Ver- und Entsorgung von städtischen Räumen nachhaltig abdecken zu können. Städte sind immer auch Handelsplätze und Produktionsstätten mit besonderen logistischen Anforderungen, auf jeden Fall aber Orte, die Waren- und Personenströme zu bewältigen haben.

Wertschöpfungsprozess. Hinzu kommt eine hohe Anforderung an die Warenverfügbarkeit sowie eine immer grössere Breite und Tiefe der Sortimente. Die Zunahme von Sendungen mit geringen Gütermengen bedingt eine Erhöhung der Lieferfrequenz. Aktuelle Studien und Zukunftsprognosen sagen eine 300 prozentige Steigerung der Paketlieferungen innerhalb der nächsten 10 Jahre voraus.

Die (schnelle) Verfügbarkeit von Produkten wird erwartet, differenzierend wirkt die Dienstleistung: Tankstellen werden zu Backstuben, Backstuben werden zu Bankfilialen. Der Handel muss mehr können als Produkte zu präsentieren, um gegen die Online-Konkurrenz zu bestehen. Der Online-Handel wiederum muss die Lieferung perfektionieren, um auf Dauer als verlässliche Bezugsquelle wahrgenommen zu werden. Die steigende Zahl an Bestell- und Absatzmöglichkeiten (z.B. e-Commerce) bewirkt eine Veränderung der Sendungsstruktur und fordert eine zunehmende Flexibilisierung der Güterbewegungen im

Und «Smart Urban Logistics» braucht neue Systemlösungen. Umweltfreundliche, Nachhaltige Fahrzeuge, mit geringen TCO-Kosten, multifunktional nutzbar, wendig, flink, effizient. Die Schweizer Post hat vor mehr als 6 Jahren eine neue Systemlösung gestartet. Elektrische Dreiräder – ein Konzept, dass bereits 1918 funktioniert hat. vRbikes ist einer der Vorreiter in dieser «wiederentdeckten» Fahrzeugkategorie bzw. Transportlösung. Und kooperiert mit namhaften europäischen Firmen, um die Herausforderung an massgeschneiderten

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MOBILITÄT

Saubere Citys, saubere Luft – Multifunktionale Fahrzeuge für Kommunen und Städte.

Die Schweizer Post hat es vorgemacht, das Konzept wird nun von anderen getestet.

Kleines Fahrzeug, grosses Ladevolumen.

Transportmodulen, die zukünftig auch als mobile Hub’s angeboten werden, stemmen zu können. Die Zukunft kann kommen, Smart Urban Logistics ist keine Vision mehr. Aber auch der «Kommunlae» Bereich ist nicht zu unterschätzen. «Smart Cities» sind lebenswert. Dazu zählt auch das Stadtbild per se, Sauberkeit, die Pflege der Grünflächen. Hier gehen immer mehr Städte und Kommunen mit gutem Beispiel voran. Und setzen auf lokal emissionsfreie Fahrzeuge. Die Nachfrage an kleinen, wendigen, multifunktionalen Fahrzeugen steigt immer mehr. Auch hier kann vRbikes mit innovativen Ideen und Ansätzen punkten.

Die Handwerker des Schwingfestes haben das «Arbeitstier» gerne genutzt.

Interesse? – Mehr Informationen unter vRbikes.world – alle Informationen, TCO, Systemlösungen unter info@vRbikes. world – die Profis von vRbikes entwickeln mit und für Sie gerne massgeschneiderte Systemlösungen.

TESTFAHRER GESUCHT! Die neue, urbane, Mobilität muss erlebt werden. Bei vRbikes können Sie das. Kostenlos und unverbindlich. Und gerne auch über längere Zeit. Nur so können Sie sicher sein, ob das Fahrzeug zu Ihrem Geschäftsmodell und Fuhrpark passt. Interessiert? Dann senden Sie bitte eine Mail an: Info@vRbikes.ch

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Mit Anhänger kann das Transportvolumen individuell erhöht werden.

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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 Ausgabe 2 / 2019 // Seite 53

KERNENERGIE

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.

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

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

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.

KERNENERGIE

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 ei-

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.

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

nen wichtigen Beitrag dazu, dass die Abfälle, die heute 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

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KERNENERGIE

REDEN WIR ÜBER DIE KERNENERGIE! Es ist höchste Zeit für eine offene und ehrliche Debatte über die Kernenergie und ihre Vorzüge. Das verlangt der Klimawandel, das verlangen aber auch die offenen Fragen bei der Versorgungssicherheit.

Die Schweizer Kernkraftwerke, im Bild Beznau, tragen erheblich zur sicheren und klimafreundlichen Stromversorgung der Schweiz bei.

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KERNENERGIE

ie eidgenössischen Wahlen vom 20. Oktober galten als «Klimawahlen». Das Parlament hat in der Herbstsession intensiv über das CO2 Gesetz debattiert und nach Meinung des Bundesrates soll nun auch die Schweiz bis 2050 «klimaneutral» sein. Kurz gesagt: Der Klimawandel und die CO2-Thematik sind in aller Munde. Mit der Klimadebatte eng verbunden ist die Diskussion über die Energieproduktion. Im deutschsprachigen Raum und damit leider auch in der Schweiz findet ein wichtiger Umstand viel zu wenig Beachtung: Die Kernenergie leistet weltweit bereits einen bedeutenden Beitrag zur Einsparung von CO2-Emissionen – und kann einen noch grösseren Beitrag leisten. Sie ist weltweit die zweitgrösste Quelle von CO2-armer Elektrizität. Sie macht 10% der globalen Stromerzeugung aus und ist beim sauberen Strom nur übertroffen von der Wasserkraft mit 16%. International ist ihr Beitrag denn auch viel weniger umstritten als bei uns. So erachtet zum Beispiel die EU-Kommission die Atomkraft zusammen mit den erneuerbaren Energien als «Rückgrat einer CO2freien europäischen Stromversorgung». Die Internationale Energieagentur IEA der OECD hat ausgerechnet, dass die Kernenergie in den vergangenen Jahren den Ausstoss von rund 55 Gigatonnen CO2 verhindert hat, was in etwa den gesamten Emissionen der weltweiten Energieerzeugung in zwei Jahren entspricht.

DIE ENERGIEVERSORGUNG DER SCHWEIZ IST SAUBER UND SICHER – NOCH Nicht zuletzt dank Kernenergie und Wasserkraft hat die Schweiz von allen Mitgliedstaaten der IEA die CO 2 -ärmste Energieversorgung. Würden wir aber den Strom der heutigen Schweizer Kernkraftwerke mit modernsten Gaskombi-Kraftwerken erzeugen, würden diese so viel zusätzliches CO 2 ausstossen, wie alle Autos in der Schweiz zusammen. Hätten wir uns in den 1960er-Jahren für Kohlekraftwerke entschieden, was damals auch zur Debatte stand, wäre die Schweizer energiebedingte CO 2 -Bilanz um fast das Doppelte schlechter − von der Luftqualität ganz zu schweigen. Für die Schweizer Klimapolitik ist die Kernenergie von entscheidender Bedeutung, für die Luftreinhaltung ein Segen. Ihr Nutzen für Umwelt und Klima ist lediglich einer von zahlreichen Vorzügen der Kernenergie. In der Kombination mit der

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KERNENERGIE Wasserkraft gewährleistet sie eine hohe Versorgungssicherheit, da sie rund um die Uhr und zu jeder Jahreszeit den Bedarf an Grundlast liefern kann und zur Stabilität des Stromnetzes beiträgt. Die Kernenergie reduziert insbesondere in den kritischen Wintermonaten markant die Abhängigkeit von Lieferungen aus dem Ausland. Der Vorteil einer einheimischen, vom Ausland möglichst unabhängigen Stromversorgung ist nicht zu unterschätzen. Die Schweiz importiert seit 2003 in jedem Winter mehr Strom als sie exportiert. Vor

diesem Hintergrund sind die jüngsten Entwicklungen der Stromversorgung in Deutschland Anlass zur Sorge. Laut der deutschen Bundesnetzagentur wird in Deutschland bis zum Winter 2022 / 2023 – nach dem Abschalten des letzten Kernkraftwerks – der Bedarf an Reservekraftwerken auf einen neuen Rekordwert von über 10 Gigawatt steigen. Es ist noch unklar, wie diese Reserveleistung bereitgestellt werden soll. Ein beschleunigter Kohleausstieg, wie er in Deutschland derzeit ins Auge gefasst wird, würde die ange-

Je mehr Strom die Kernkraftwerke produzieren, desto geringer ist der CO2 -Ausstoss der Schweiz. Bei Betriebsstillständen wie in den letzten Jahren muss stark CO2 -belasteter Strom aus dem Ausland importiert werden.

spannte Situation im deutschen Stromnetz zusätzlich verschärfen. Auch Frankreich, der zweite grosse Stromlieferant der Schweiz, will in den kommenden Jahren seinen Nuklearpark zurückfahren.

KERNENERGIE FÜR VERSORGUNGSSICHERHEIT Angesichts dieser Prognosen kommen Zweifel auf, ob eine Importstrategie für den Ersatz unseres Atomstroms wirklich aufgehen wird, und ob wir tatsächlich jederzeit genug Strom haben werden. Das Bundesamt für Bevölkerungsschutz hat eine anhaltende Strommangellage im Winter als das grösste Risiko für die Schweiz bezeichnet. Die Schäden würden innert Tagen die Milliardengrenze überschreiten. Demgegenüber bewahrt uns die Kernenergie nicht nur vor teuren Strommangellagen, sie nützt uns auch direkt finanziell. Kernkraftwerke sorgen für tiefe und stabile Strompreise für die Schweizer Unternehmen. Sie steigern über die tiefen Strompreise die Kaufkraft der Privathaushalte. Auch der Staat profitiert: Kernkraftwerke generieren Steuern und Dividenden für Kantone und Gemeinden, denn mehr als 80% des Schweizer Kernkraftwerkparks sind im Besitz der öffentlichen Hand. Müsste die Schweiz grosse Mengen Strom importieren, würden Wertschöpfung, hochwertige Arbeitsplätze, Steuererträge und Gewinne ins Ausland abwandern. Zu den Pluspunkten der Kernenergie gehört übrigens auch die Entsorgung der Abfälle. Es geht um extrem kleine Mengen, die wir auf sehr lange Zeit sicher in der Schweiz entsorgen können. Die zahlreichen Vorzüge der Kernenergie überwiegen das äusserst geringe Risiko von Unfällen bei Weitem. Der Klimawandel und unsere Versorgungssicherheit sind ernste Themen, die wir besser heute als morgen angehen. Kernenergie ist ein probates Mittel für beide Probleme und verdient es, Teil der Klima- und Energiedebatte zu sein.

KONTAKT Nuklearforum Schweiz Frohburgstrasse 20 CH-4600 Olten Telefon +41 (0) 31 560 36 50 Wasserkraft und Kernenergie sorgen in der Schweiz zusammen für eine saubere und sichere Stromversorgung.

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info@nuklearforum.ch www.nuklearforum.ch

Bei Cyber Defense reden alle von Incident Detection und Response. Doch was beinhaltet dies und welche Schritte führen dorthin? Unser Hackerszenario zeigt, was es braucht, um einen Angriff zu erkennen. Bild: iStock.com/gorodenkoff

DEM HACKER AUF DER SPUR

ne Logeinträge korrelieren, um Angriffsszenarien automatisch zu detektieren. Hätte die Firma ein SIEM, so würde die Konstellation, dass ein Powershell-Prozess durch ein Makro aufgerufen wird, eine Detektion und damit einen Alarm auslösen. Dadurch würde das SOC automatisch bereits beim Beginn des Angriffs informiert und hätte Kenntnis vom Vorfall, noch bevor die zwei Server abstürzen. Man hätte wertvolle Zeit gewonnen, um den Schaden zu minimieren.

Incident Response: Prozesse für das Handling

In den letzten Jahren haben Cyberkriminelle ihre Geschäftsfelder ausgebaut. Ihre Angriffe sind erfolgreicher und verursachen grössere Schäden. Gleichzeitig nimmt die Komplexität der IT zu, auch weil immer mehr Partner involviert sind und Zugriff auf Unternehmens-Netzwerke erhalten. Da Angriffe immer wahrscheinlicher werden, reichen präventive Massnahmen allein in der Cyber Security nicht mehr aus. Angriffe müssen detektiert werden, um kostspielige Schäden zu minimieren.

Ein realistisches Angriffsszenario Wie wird dies umgesetzt und was sind dabei die Herausforderungen? Stellen Sie sich folgendes Angriffsszenario vor: Der Mitarbeiter Pirmin erhält ein E-Mail und klickt unbedacht auf die Word-Datei im Anhang. Unbemerkt startet im Hintergrund ein bösartiges Makro, das mit noch unbekannter Signatur durch alle Schleusen kam, und infiziert zuerst seinen PC, dann weitere Systeme der Infrastruktur. Infolge dessen stürzen zwei Server der Firma ab.

Logs: Transparenz schaffen und Spuren aufzeichnen Zentrales Log Management ist ein wichtiger Bestandteil in der Cyber Security. Es ermöglicht, effizient nach Informationen zu suchen und Vorgänge in der IT-Infrastruktur nachzuvollziehen. In den Logs finden sich Spuren, die ein Angriff hinterlässt: Die E-Mail-Logs offenbaren das bösartige Mail, Prozess-Logs der Workstation zeigen die Ausführung eines Makros und Firewall-Logs zeigen eine Verbindung zwischen Pirmins Workstation und den abgestürzten Servern. Das Log Management muss eine gewisse Maturität aufweisen und folgende Herausforderungen meistern: • Integration vieler Logquellen • Erkennung von versiegten Logquellen • Normalisierung von Logs • Verwendung Suchanfragen • Entwicklung von kundenspezifischen Berichten und Alarmen.

SOC: Systeme überwachen und Analyse durchführen Logs sammeln alleine hilft nicht, um Angriffe analysieren zu können. Idealerweise versetzt man sich in die Lage des Angreifers, um zu verstehen, welche Eintrittstüren er benutzt, welche Schwachstellen er ausnutzt und welche Ziele er verfolgt. Diese Spurensuche, sowie die permanente Überwachung der IT-Systeme sollte von einem Security Operations Center durchgeführt werden. Durch die Aufzeichnung der Logs können alle Verbindungen zu den Servern auch rückwirkend untersucht und zur Erfüllung der Compliance Richtlinien gespeichert werden. Bei unserem geschilderten Angriffsszenario bemerkt das SOC die abgestürzten Server und leitet eine Untersuchung ein. Diese führt dazu, dass die Workstation von Pirmin als Ursprung einer Attacke identifiziert wird. Man hat den Hackerangriff erkannt.

Achtung, die Security-Reise ist hier noch nicht zu Ende, nur weil man ein Log Management, ein SOC und ein SIEM im Einsatz hat. Diese Mittel helfen, Angriffe zu erkennen und eine erste Triage vorzunehmen. Handelt es sich um einen kritischen Vorfall, sollte ein Incident ausgelöst werden, der einem klar definierten Prozess mit den Phasen Bestätigung, Analyse, Eindämmung, Wiederherstellung und Post-Incident-Analyse folgt. In unserem Beispiel hat eine Analyse ergeben, dass von Pirmins Workstation aus bösartige Software heruntergeladen wurde. Dadurch wird der Incident als Malware-Angriff klassiert. Dies führt dazu, dass eine Handlungsroutine gemäss vordefiniertem Playbook im SOC ausgelöst wird. Dort ist genau beschrieben, welche Aufgaben in welcher Reihenfolge durchgeführt werden müssen.

Cyber Security umfasst mehrere Bestandteile Um der Bedrohungslage gerecht zu werden, muss Cyber Security mit Incident Detection und Response ergänzt werden, damit Angriffe erkannt und proaktiv Massnahmen ergriffen werden können. Zentrales Log Management, ein SOC, ein SIEM sowie ein klar definierter Incident-Prozess sind die wesentlichen Bestandteile. Der Aufbau und der Betrieb sollten etappenweise geplant werden. Ein SOC- oder SIEM-Workshop hilft Unternehmen, die richtige Lösung zu designen und die Umsetzung durchzuführen. Je nach Unternehmensgrösse ist es sinnvoll über einen externen Bezug des Security-Fachwissens oder einzelner Dienstleistungen nachzudenken.

Wie können aber Angriffe identifiziert werden, die keine so offensichtlichen Spuren hinterlassen?

SIEM: Angriff detektieren und Analyse beschleunigen Verfügt ein Unternehmen neben Log Management und SOC auch noch über ein SIEM (Security Information and Event Management), so bietet dies einen wertvollen Mehrwert. Use Cases (Definition eines Angriffs) sorgen dann dafür, dass verschiede-

security.ch terreActive AG Kasinostrasse 30 5001 Aarau T 062 834 00 55 info@terreActive.ch

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IT-SICHERHEIT

DIE MOBILE GEFAHR Mit unseren Daten lässt sich viel Geld verdienen. Alleine das «kostenlose» Facebook erzielt einen Quartalsgewinn von 2 Milliarden US Dollar. Das Handy spielt dabei eine wichtige Rolle. Es ist zu einem ständigen Begleiter geworden. Egal ob beim Warten auf den Bus, unterwegs oder zu Hause, es ist immer bei uns. Auch den Sport, unseren Puls oder den Schlaf können damit aufgezeichnet werden. Doch wo lauern die Gefahren und was kann dagegen unternommen werden? von Andreas Wisler

MADWARE Viele Apps sind kostenlos herunterladbar. Sie locken mit spannenden Beschreibungen und Trailern. Doch nach der Installation zeichnen sie alles auf, was wir machen. Ständig im Hintergrund laufend überwachen sie jede Tätigkeit und schicken es an die Entwickler oder darauf spezialisierte Firmen. Im Minimum bekommen wir auf uns zugeschnittene Werbung. Daher der Name Madware – Mobile Adware, Werbung auf Mobilgeräten. Dabei gehen diese Apps oft sehr aggressiv vor und können sogar ungewollt Einstellungen verändern. Was aber sonst alles mit unseren Daten passiert, bleibt das Geheimnis der jeweiligen Firmen.

ständigen Begleiter gefunden. Klar, dass Hacker dieses lukrative Ziel nicht aussen vor lassen und ihre Schädlinge angepasst haben. Es gibt verschiedene Studien, die von 10 000 neuen Android-Schad-Apps pro Tag ausgehen, alle acht Sekunden kommt eine neue dazu. Während Malware (Malicous Software) auf herkömmlichen PCs gemäss Symantec abnimmt, werden die mobilen Geräte regelrecht überschwemmt. Auch Erpressungsviren, so genannte Ransomware, verbreiten Angst, in dem sie alle Daten verschlüsseln und nur gegen Bezahlung einer gewissen Anzahl Bitcoins diese wieder freigeben.

MALWARE

DRIVE-BY

Viren, Würmer und andere Schädlinge haben längstens den Weg auf unsere

Diese Art der Infizierung ist nicht neu. Seit Jahren versuchen Hacker seriöse

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Webseiten so zu manipulieren, dass bereits ein Besuch darauf einen Schädling installiert. Daher der Name Drive-by, beim Vorbeifahren, ohne einen Klick zu tätigen, wird die unerwünschte Software installiert. Dass nun auch mobile Geräte infiziert werden, war eine Frage der Zeit. Es kursiert momentan das Gerücht, dass beispielsweise iPhones über Jahre so manipuliert wurden. Die Experten streiten nicht ob, sondern wie viele iPhones davon betroffen sind.

PHISHING Auch Phishing ist an und für sich nichts neues und beschäftigt uns seit vielen Jahren. Die Qualität dieser Manipulationen haben aber zugenommen. Während früher in schlechtem Deutsch nach dem Passwort gefragt wurde, sind diese heute per-

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fekt auf ein Unternehmen oder eine Person abgestimmt (Spear Phishing). Die Anrede ist korrekt, der Inhalt könnte sein, der Absender ist wirklich der eigene Chef. Solche gefälschten E-Mails zu erkennen wird immer schwieriger.

SCHUTZMÖGLICHKEITEN • Nutzen Sie einen Pin anstelle des Wischmusters. Damit ist aber nicht 1-2-3-4 gemeint, sondern mindestens acht Stellen sollten es schon sein, am besten alphanummerisch, mit Buchstaben, Zahlen und Sonderzeichen. Was spricht gegen das Wischmuster? Zum ersten kann es einfacher abgeschaut werden als die Pin-Eingabe. Zum anderen hinterlassen wir Talgspuren auf dem Display. So kann es leicht «abgelesen» und wiederholt werden.

• Nutzen Sie die Sicherheitsfunktionen des Handys. Damit sind beispielsweise der Fingerprint, aber auch FaceID gemeint. Klar gibt es für beide Funktionen Anleitungen im Internet, wie diese überlistet werden können. Doch der Aufwand ist sehr gross. Ein Gelegenheitsdieb wird kaum die Möglichkeit haben, diese Sperre zu umgehen. Und die «Profis» haben sicherlich bereits einen anderen Weg gefunden, um an unsere Daten zu kommen. • Bleiben Sie aktuell. Schwachstellen sind kaum zu vermeiden. Der Leistungsdruck nach neuen Versionen wird immer grösser. Früher oder später werden die Schwächen gefunden und mittels Updates geschlossen (so genannte Patches). Installieren Sie diese daher zeitnah. Hacker greifen vornehmlich bekannte Schwachstellen an, als sich den enormen Aufwand zu machen, neue noch unbekannte Fehler zu finden. Handy-Hersteller veröffentlichen in der Regel genaue Hinweise, was gefunden wurde. Somit können auch weniger gewiefte Hacker das Problem eruieren und eine Schad-Software dafür schreiben. • Bleiben Sie anonym. Gerade in Hotels, aber auch am Bahnhof oder Flughafen, laden kostenlose WLANs zum Surfen ein. Doch diese Verbindungen sind unverschlüsselt. Jede Person am gleichen Hotspot kann mit den richtigen Tools zuschauen, welche Informationen Sie im Internet abrufen. Auch Passwörter können dabei aufgefangen werden. VPN ist eine gute Möglichkeit sich davor zu schützen. Jeglicher Verkehr wird dabei verschlüsselt über einen zuvor definierten Punkt umgeleitet. Viele Schweizer Provider bieten diese Funktion in ihren Routern an. So können Sie Ihren Internetverkehr über den Anschluss zu Hause umleiten. Niemand sieht dann die übertragenen Daten. • Sichern Sie Ihre Daten. Dies ist Ihre Lebensversicherung. Sollte ein Problem mit dem Handy auftreten, sind die Daten unwiederbringlich verloren. Führen Sie daher regelmässig ein Backup Ihrer Daten durch. Es wäre schade, wenn die einmaligen Fotos und Erinnerungen weg sind. Wenn Sie sich überlegen, das Backup in der Cloud abzulegen, muss es zwingend verschlüsselt sein. • Verschlüsseln des Handys. Gelangt das Handy in die falschen Hände, kann es unter Umständen mit entsprechenden Tools ausgelesen werden. Daher gilt es, die Verschlüsselung des Gerä-

tes zu aktivieren. Unter iPhone ist dies seit vielen Versionen aktiviert, bei anderen Anbietern muss dies der Benutzer selber noch einrichten. • Einfallstor Sperrbildschirm. Diverse Apps ermöglichen Informationen auch auf dem Sperrbildschirm anzuzeigen. Dies ist zwar praktisch, kann doch ohne Aufwand auf die wichtigsten Informationen zugegriffen werden. Doch sollte eine Schwachstelle genau in dieser Option vorhanden sein, ist im schlimmsten Fall ein Zugriff auf alle Daten möglich. • Apps einschränken. Egal ob beim Android oder beim iPhone, viele Apps verlangen beinahe uneingeschränkten Zugriff auf das Gerät. Das ist aber in den meisten Fällen gar nicht notwendig. Schränken Sie die Apps auf ein Minimum ein. Evtl. gibt es sogar Alternativen, die es nicht so auf unsere Daten abgesehen haben. Gerade Sensoren, Kamera, Mikrofon und die Funk-Schnittstelle sind mit Bedacht freizugeben. Auch die Standortfreigabe sollte im Auge behalten werden. Einige Apps fragen nach, ob diese auch bei Nichtbenutzung auf unseren Standort zugreifen dürfen. Dies ist in den wenigsten Fällen notwendig. Richten Sie die Standortfreigabe so ein, dass diese nur bei Benutzung der entsprechenden App erlaubt ist. Google und Co. müssen nicht jeden unserer Schritte kennen. • Auch wenn das Handy zu unserem ständigen Begleiter geworden ist, sollten wir vorsichtig sein. Poppt eine suspekte Meldung auf dem Display auf, sollte nicht einfach auf «Ja» geklickt werden. Zudem muss nicht jede App sofort installiert werden. Lesen Sie zuerst, auf welche Daten die App zugreifen möchten und entscheiden Sie nachher, ob Sie dies wirklich möchten. Unsere Daten gehören uns und sollten nicht mit unbekannten Firmen geteilt werden. Wenn wir mit gesunder Skepsis handeln, können wir auch in Zukunft sicher kommunizieren und unsere Daten vor Missbrauch schützen.

KONTAKT goSecurity GmbH Schulstrasse 11 CH-8542 Wiesendangen Telefon +41 (0) 52 511 37 37 info@goSecurity.ch www.goSecurity.ch

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IT-SICHERHEIT

CYBER SUPPLY CHAIN ALS SICHERHEITSRISIKO Das Lieferantennetzwerk ist für Unternehmen zunehmend business-kritisch. Cyberrisiken stellen dabei eine omnipräsente Bedrohung dar und beeinflussen alle beteiligten Parteien. Cyber Supply Chain Risk Management ist aus diesem Grund ein wichtiger Aspekt im ganzen Sicherheitsdispositiv eines Unternehmens.

CYBER-SICHERHEITSRISIKEN WERDEN OFT VERNACHLÄSSIGT Die zunehmende Vernetzung hat einen starken Einfluss auf das Lieferantennetzwerk. Um möglichst effizient zu wirtschaften, werden Tätigkeiten vermehrt ausgelagert, womit die Abhängigkeit von Dritten steigt. Dadurch hat das Lieferantenmanagement (Supply Chain Management) in den vergangenen Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen – insbesondere in Bezug auf die Berücksichtigung von Aspekten der Informationssicherheit. Denn je grösser das Netzwerk von Lieferanten und Partnern, desto grösser sind SupplyChain-basierte Cyberrisiken. Kommt es bei einem Lieferanten zu einem Sicherheitsvorfall, Verzögerungen oder gar Aus-

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fällen, können die Auswirkungen auf die eigenen Prozesse oder die eigene Infrastruktur schwerwiegend sein. Dies kann zu erheblichen finanziellen Verlusten, Reputationsschäden oder auch rechtlichen Konsequenzen führen. Deshalb rückt das Cyber Supply Chain Risk Management (kurz C-SCRM) zu Recht in den Fokus von Schweizer Unternehmen. Die Herausforderungen bei der Bewältigung von CyberSicherheitsrisiken innerhalb der Lieferkette sind vielfältig: 1. Die erste Herausforderung stellt die Auswahl der potentiellen Lieferanten dar. Es ist so gut wie unmöglich, alle (theoretisch) notwendigen Informationen in Bezug auf deren IT- und internen Prozesse zu erhalten. Ausserdem kön-

nen sich die wenigsten Unternehmen – vorwiegend aus Effizienz- und Kostengründen – im Vorfeld ein detailliertes Bild über die IT-Sicherheit eines potentiellen Lieferanten verschaffen. 2. Eine Bewertung bei einer kleinen Anzahl von Lieferanten ist mit einem überschaubaren Aufwand zu bewältigen und die Sicherheitsanforderungen sowie Prozesse sind meist weniger komplex als bei grösseren Unternehmen. Die benötigte Zeit für das C-SCRM nimmt aber mit der wachsenden Anzahl an Dienstleistern drastisch zu. Dies ist in unserer hochglobalisierten Welt ganz normal. Trotzdem vernachlässigen viele Unternehmen ihr C-SCRM aufgrund der Komplexität und des Kostendrucks.

IT-SICHERHEIT 3. Viele Unternehmen unterschätzen die generellen Cyber Security-Risiken. Die Gefahren, die ihnen drohen, sind auch bei deren Partnern und Dienstleistern allgegenwärtig. Deshalb ist nicht nur eine einmalige Risikobewertung bei der Auswahl der Partner wichtig. Auch nachher muss eine regelmässige Überprüfung stattfinden und eine RisikoStrategie festgelegt werden (Reduzieren, Akzeptieren, Auslagern etc.), um schliesslich einem «Leading PracticeAnsatz» bei der Lieferantenbewertung gerecht zu werden. 4. A ls vierter Punkt kommt hinzu, dass nicht nur die Verantwortlichen im Bereich IT Security in die Thematik involviert sind. Schnittstellen zu den Themen Datenschutz, Legal & Compliance, dem Risikomanagement, der Einkaufs- und Audit-Abteilung sowie weiteren Stakeholdern sind typische Konstellationen im Umfeld eines Lieferanten-Ökosystems. Diese Vernetzung erschwert die bereits sonst schon aufwendige Aufgabe für Unternehmen zusätzlich.

CYBERANGRIFFE BEEINFLUSSEN DIE GESAMTE SUPPLY CHAIN Wie anhand dieser vier vertieften, nicht abschliessenden Punkte aufgezeigt, sind die Herausforderungen für Unternehmen vielfältig. Die Wichtigkeit des Themas wird jedoch aufgrund der vergangenen Erfahrungen (Cyberangriffe über Drittparteien und Lieferanten) und den laufenden Entwicklungen (zunehmende Vernetzung und Abhängigkeiten sowie der steigenden Maturität der Angreifer) als zentrales Thema bewertet. SCRM sollte eben nicht nur gewohnte Aspekte wie Lieferzuverlässigkeit, ökonomische Bewertungen usw. umfassen, sondern auch die IT-Sicherheitsrisiken. Denn im Falle eines erfolgreichen Hacks oder eines Datendiebstahls, ist das betroffene Unternehmen in der Verantwortung – unabhängig davon, ob die Angreifer direkt über die eigene IT oder die eines Lieferanten auf die Systeme und Daten zugreifen konnten. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass Cyber-Risikomanagement sowie Cyber Security bei der Wahl und Bewirtschaftung der Partner noch immer ein untergeordnetes Thema darstellen. So beinhalten die meisten Supply Chain Management-Praktiken heute keine Cyber Security-Aspekte, sondern konzentrieren sich stark auf traditionelle Attribute. Dabei sind gerade Cyberrisiken innerhalb der Supply Chain elementar und dürfen nicht ausser Acht gelassen werden.

GOOD PRACTICES UND STANDARDS NUTZEN Der Umgang mit Cyber-Sicherheitsrisiken innerhalb der Lieferanten- und Partnernetzwerke ist zwar eine grosse Herausforderung, aber es gibt bestehende Standards und Best Practices, die als Orientierungshilfe dienen können. So beschreibt beispielsweise ISO / IEC 27036:2013 als Teil der ISO / IEC 27 000-Serie die Informationssicherheit für Lieferantenbeziehungen. Des Weiteren hat NIST in seiner Aktualisierung des NIST Cyber Security Framework im vergangenen Jahr die Kategorie «Supply Chain Risk Management» hinzugefügt, was dessen Bedeutung unterstreicht. Dieses Framework ist weit verbreitet und dient in der Schweiz als Basis für den IKT-Minimalstandard. Spezifisch trägt die Version 1.1 des NIST Cyber Security Frameworks den neuen technologischen Entwicklungen Rechnung und adressiert auch Bereiche wie IoT resp. IIoT. Ein weiterer Schwerpunkt liegt aber auch in der Erkennung von Risiken in der gesamten Supply Chain. NIST hat dazu diese spezifische Kategorie eingeführt, um Prozesse zur Erkennung, Bewertung und Steuerung von Risiken in der Lieferantenkette einzurichten. In diesem Prozess sind, nebst dem eigenen Unternehmen, verschiedenste Akteure involviert wie Gerätehersteller, Netz- und CloudAnbieter sowie weitere Dienstleister und Verbraucher. Die Kommunikation und Überprüfung von Cyber-Sicherheitsanforderungen zwischen den Beteiligten ist ein Aspekt des C-SCRM. Dabei muss sichergestellt sein, dass alle Geschäftspartner die verbindliche Verpflichtung eingehen, digitales geistiges Eigentum und Daten genauso zu schützen, wie es die eigenen Cyber Security-Anforderungen verlangen – und dies im Bedarfsfall auch mittels Security Assessments, SchwachstellenScans oder gar einem Penetration Test.

RISK MANAGEMENT ALS FAKTOR DER LIEFERANTENBEWERTUNG Das Risikomanagement im Rahmen des strategischen Lieferantenmanagements dient dazu, Gefahren und Risiken frühzeitig zu erkennen, zu behandeln sowie proaktiv Aktionen und Massnahmen für den Ereignisfall zu definieren. Typischerweise werden dabei folgende Risikoarten differenziert: Vertrags-, Compliance & rechtliche Risiken, Finanz- & Kreditrisiken, aber auch Business Continuity & Supply ChainRisiken, Cyber- und Datenschutzrisiken

Michel Herzog, Senior Cyber Security Consultant, InfoGuard AG.

sowie operative Risiken. C-SCRM ist deshalb eigentlich keine neue Disziplin, sondern vielmehr eine Ausweitung des eigenen Risikomanagements und der Cyber Security auf die Lieferanten. Die Vorteile liegen auf der Hand: Nur so ist es möglich, die erforderliche Transparenz über die Cyberrisiken und die Maturität bezüglich Cyber Security innerhalb der Lieferkette zu erhalten. Professionelle Lösungen, wie beispielsweise SecurityScorecard, ermöglichen es, diese Transparenz zu erhöhen und helfen, das Cyber Supply Chain Risk Management ressourceneffizient umzusetzen.

ZUM UNTERNEHMEN: Die InfoGuard AG ist spezialisiert auf umfassende Cyber Security. Zu den Kompetenzen zählen massgeschneiderte Dienstleistungen im Bereich der Sicherheitsberatung und Security Audits sowie in der Architektur und Integration führender Netzwerk- und SecurityLösungen. Cloud-, Managed- und Cyber Defence-Services erbringt der Schweizer Cyber Security Experte aus dem ISO 27001 zertifizierten InfoGuard Cyber Defence Center in der Schweiz. InfoGuard hat ihren Hauptsitz in Baar / Zug und eine Niederlassung in Bern. Ihre über 130 Sicherheitsexperten sorgen sich tagtäglich um die Cyber Security bei über 300 Kunden in der Schweiz.

WEITERE INFORMATIONEN Mehr über uns finden Sie unter www.infoguard.ch

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AUS- UND WEITERBILDUNG

SIND WIR GERÜSTET FÜR DIE AKTUELLEN UND ZUKÜNFTIGEN HERAUSFORDERUNGEN IN DER ENERGIEWIRTSCHAFT? Der MAS in Energiewirtschaft der FH Graubünden in Zürich schliesst eine wichtige Wissenslücke.

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 im Zusammenwirken mit anderen Volkswirtschaften.

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

Die Komplexität der Märkte hat stark zugenommen, und sie wird es auch wei-

Der Energiemaster vermittelt hier eine solide und ausgewogene Gesamtwis-

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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.

sensbasis 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, Studienleiterin, 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, Energiespeicherung, 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 ICTLandschaft. Die Aufgaben, Herausforderungen und Lösungskonzepte der Zukunft,

AUS- UND WEITERBILDUNG

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.

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 Generalisten- KnowHow. 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 prä-

gen, so die Einschätzungen von Karin Eggert. «Somit wird zusätzliche Weiterbildung immer wichtiger in Richtung ‘Lebenlanges Lernen’. Mit dem Master in Energiewirtschaft an der FH Graubünden bietet die Hochschule seit zehn Jahren erfolgreich ein Weiterbildungsangebot an, welches genau jene Fähigkeiten vermittelt, die Führungskräfte heute und zukünftig benötigen.

HINWEIS Infoabende finden regelmässig am Standort Zürich an der Limmatstrasse statt. Die aktuellen Daten dazu sowie weitere Detailinformationen sind zu finden unter: fhgr.ch/energiemaster

Studieninhalte: Die FH Graubünden füllt die Wissens-Rucksäcke der Managerinnen und Manager mit diesem Weiterbildungsmaster zielorientiert und vielschichtig. Der Energiemaster ist dabei in 2 Stufen konzipiert (siehe Bild) und ermöglicht so einen stufengerechten Studieneinstieg. In Stufe 1 werden die betriebswirtschaftlichen Grundlagen komprimiert im Sinne eines General Managements vermittelt. Die daran anschliessende Stufe 2 beinhaltet dann die energiespezifischen Lerninhalte. Gemäss dem bewährten Stufenkonzept der Fachhochschule Graubünden können Studierende, die bereits betriebswirtschaftliches Vorwissen mitbringen, direkt in die 2. Stufe einsteigen. Darüber entscheidet die Studienleitung im Einzelfall.

KONTAKT Prof. Dr. Karin Eggert Studienleiterin MAS in Energiewirtschaft CH-8010 Zürich Telefon +41 (0) 81 286 24 32 karin.eggert@fhgr.ch

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AUS- UND WEITERBILDUNG

BLOCKCHAIN – EINE TECHNOLOGIE MIT VERÄNDERUNGSPOTENTIAL IM ENERGIEMARKT D ie Digitalisierung ist der entscheidende Treiber für den Wandel im Energiemarkt. Die Effekte sind insbesondere bei dezentralisierten Energiesystemen, wie Crowd Energy Modellen, zu sehen, wo digitale Technologien und Dienstleistungen neue Konfigurationen ermöglichen. Die Blockchain-Technologie (BT) hat vor diesem Hintergrund einen disruptiven Charakter für den Energiemarkt. Sie kann sich als wirksame Antwort auf einige der aktuellen Herausforderungen erweisen, wie neue Formen der Dezentralisierung/Demokratisierung, MieterstromModelle und Mikrohandel sowie dem Gebot

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einer erhöhten Nachhaltigkeit auf allen Ebenen des Energiemarkts. BT bietet aufgrund der (relativen) Nicht-Manipulierbarkeit, Transparenz und Flexibilität viele Vorteile, indes gibt es auch zahlreiche Nachteile und Risiken, sowohl auf Systemebene als auch auf Ebene der Technologie selbst. So wäre ein öffentlicher Blockchain-Energiemarkt bezüglich Transparenz und Inter-Prosumer Transaktionen eine attraktive Konfiguration, aber in der Praxis u.a. wegen des Energieverbrauchs unrealistisch. Private Blockchains mit entsprechenden Kontrollmechanismen wurden bereits realisiert, obwohl sie ein geringeres Ma an Vertrauenswür-

digkeit und Transparenz bieten und somit einige der grundlegenden Vorteile von BT nicht optimal ausschöpfen.

Blockchain ist ein signifikantes Konzept für die Zukunft der Energiesysteme, aber auch eines, dessen Erfolg stark von soziotechnischen Entwicklungen im Energiesektor abhängt. Hierzu müssen Wissenschaftler und Praktiker weitere Forschung und Entwicklungen mit der Umsetzung in der Praxis verbinden und den Entscheidungsträgern den Nutzen und das Potential von BT demonstrieren. Dazu gehört insbesondere die Berücksichtigung des Konzepts

AUS- UND WEITERBILDUNG bietet nicht nur innovative Forschung, sondern seit 25 Jahren exzellente Weiterbildung an. Es entwickelt zukünftige «Game-Changer», welche einen entscheidenden Einfluss auf die Gesellschaft haben, technologiegetriebenen Herausforderungen begegnen und Lösungen für zukünftige Problemstellungen in einem globalen Geschäftsumfeld liefern. Die Mission des iimt ist es, ein inspirierendes Umfeld für exzellente Weiterbildung und Spitzenforschung im Bereich Management der Technologie zu schaffen. Das iimt ist darin bestrebt, eine einzigartige und agile Lernerfahrung zu ermöglichen, indem nationale und internationale Wissenschaftler und Praxis-Experten mit den neuesten Tools und Lerntechniken vernetzt werden. Neu im Repertoire ist der Fachkurs «Künstliche Intelligenz für Manager», welcher eine praktische Einführung in Künstliche Intelligenz und Machine Learning (AI/ML) bietet. Der Fachkurs hilft das Potenzial von KI / ML im Unternehmen besser einzuschätzen, erfolgreiche datengesteuerte Projekte zu initiieren und durchzuführen sowie häufige Stolpersteine bei der Implementierung von KI/ML im Unternehmen zu vermeiden.

«Security by Design» – das Thema Cybersicherheit darf nicht vernachlässigt werden.

IIMT – KOMPETENZZENTRUM IM BEREICH MANAGEMENT DER TECHNOLOGIE Das iimt ist ein Kompetenzzentrum im Bereich Management der Technologie und

Teilnehmende können sich nach ihren Wünschen, flexibel und massgeschneidert, von einzelnen Fachkursen bis zum Executive CAS, Executive Diploma und dem Executive MBA, in ihrem gewünschten Rhythmus weiterbilden. Machen auch Sie den nächsten Karriereschritt und wappnen Sie sich für die digitale Zukunft. Werden Sie ein digitaler Leader! Wir beraten Sie gerne und würden uns freuen, Sie am iimt zu begrüssen.

NÄCHSTE KURSE AM IIMT AI for Managers 05. – 06.11.2019 Selected Legal Issues 07. – 08.11.2019 Competition 12. – 13.11.2019 Competitiveness 14. – 15.11.2019 Agility in Project Management 19. – 22.11.2019 Strategic Management 1 07. – 08.01.2020 Strategic Management 2 09. – 10.01.2020 Strategic Management 2 09. – 10.01.2020 Managing Innovation 4. – 15.01.2020 Marketing Essentials 16. – 17.01.2020 Product Management 21. – 22.01.2020 Service Marketing 23. – 24.01.2020 Entdecken Sie die Vielfalt der iimt Lehrgänge unter: www.iimt.ch Anmeldung und Informationen unter: www.iimt.ch

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

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AUS- UND WEITERBILDUNG

Die Weiterbildung vermittelt topaktuelle Themen.

MIT ENERGIE IN DIE ZUKUNFT – AUSBILDUNG IM WANDEL Die NTB interstaatliche Hochschule für Technik Buchs hat ihr Weiterbildungsangebot mit dem «Cas Energie digital» erweitert. Eine Kooperation mit der Hochschule Kempten ermöglicht neu den Studienabschluss mit einem Master of Engineering (M. Eng.).

ie NTB bietet seit 2007 den berufsbegleitenden Studiengang «Master of Advanced Studies (MAS) in Energiesysteme» an. Er setzt sich aus einzelnen Zertifikatskursen «Certificate of Advanced Studies (CAS)» zusammen. Die technische Tiefe und der Praxisbezug stehen im Vordergrund. Der Weiterbildungsstudiengang richtet sich an Ingenieure und Techniker mit mehrjähriger Berufserfahrung. Sie können ihre Fachkenntnisse vertiefen oder sich beruflich neu in Richtung erneuerbare Energien und Energieeffizienz orientieren.

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BEWÄHRTES ANGEBOT Der «Klassiker» im Angebot der NTB ist der «CAS Wärmepumpen / Kältetechnik». Er startet im Februar 2020. Die Nachfrage nach diesem Kurs ist seit Anbeginn immer sehr gross. Er ist mit seiner fachlichen Tiefe ein einzigartiges Produkt in der Schweizer Weiterbildungslandschaft. Der Kurs widerspiegelt die Kernkompetenz des Instituts für Energiesysteme, dem auch das Wärmepumpen-Testzentrum WPZ angehört. Ziel ist es, den Kursteilnehmern das theoretische und praktische Rüstzeug mitzugeben. Damit

können sie auch komplexe Wärmepumpen beziehunsgweise Kältetechnikanlagen auslegen und in ein Gesamtsystem integrieren. Der «CAS Erneuerbare Energien» vermittelt einen Überblick über die Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen und die effiziente Nutzung der Energie. Der Kurs wird im Herbstsemester 2020 durchgeführt. Im «CAS Elektrische Energiesysteme» wird auf aktuelle Fragestellung der dezentralen Versorgung eingegangen. Die technisch vertiefenden CAS werden durch den «CAS Energie und Wirtschaft» abgerundet. Hier werden be-

AUS- UND WEITERBILDUNG triebs- und volkswirtschaftliche Aspekte des Energiebereichs behandelt. Dies gewährt eine umfassende Ausbildung. Der Kurs vermittelt wirkungsvolle Instrumente aus der Managementlehre. Ingenieure und Ingenieurinnen werden damit auch auf Führungspositionen vorbereitet.

NEUER KURS: «CAS ENERGIE DIGITAL» D er «CAS Energie digital» ist der neueste Kurs im Angebot der NTB. Er wurde im vergangenen Jahr eingeführt. Damit ist das Studienangebots an aktuelle Marktbedürfnisse angepasst. Der Kurs wird bereits zum zweiten Mal durchgeführt, und er wird im nächsten Jahr wieder angeboten. Dieser Kurs wird der fortschreitenden Digitalisierung im Energiebereich gerecht. Sie führt zu einer stärkeren Vernetzung von Anlagen, Geräten und Komponenten. Je mehr Energie wetterabhängige Solar- und Windkraftanlagen liefern, umso wichtiger wird es Nachfrage und Angebot von Energie aufeinander abzustimmen. Somit können Anlagen und Geräte effizienter bewirtschaftet werden. Das breite Erfassen von Daten mit Sensoren ermöglicht es, Prozesse zu überwachen. Die unterschiedlichen Erzeuger, Speicher und Verbraucher werden eng miteinander verbunden, gemeinsam optimiert und die Gesamteffizienz gesteigert. Der Kurs umfasst die Themenfelder Energiedatenerhebung, Datenübertragung, Datenanalyse und deren Nutzung in Applikationen. Im Kurs werden dem Ingenieur und der Ingenieurin die Informatik nähergebracht.

NEUER STUDIENGANG: «MASTER OF ENGINEERING ENERGIESYSTEME UND ENERGIEWIRTSCHAFT» Die Nachfrage nach hochwertigen international anerkannten Studienabschlüssen hat sich in den letzten Jahren verstärkt. Die NTB und die Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten sind nun eine schweizweit einzigartige Kooperation in der berufsbegleitenden Energiemasterausbildung eingegangen. Die Kooperation eröffnet den Studierenden eine Perspektive, die über den Schweizer MAS-Abschluss hinausgeht.

Studierende des Mas- terstudiengangs «MAS Energiesysteme» der NTB können in den Masterstudiengang «Energiesysteme und Energiewirtschaft» der Hochschule Kempten einsteigen, vorausgesetzt, sie verfügen über einen «Bachelor of Science» Abschluss. Sie können so den international anerkannten Abschluss «Master of Engineering (M. Eng.)» erlangen.

STARTTERMINE CAS Wärmepumpen / Kältetechnik: Februar 2020 CAS Erneuerbare Energien: September 2020 CAS Energie Digital: September 2020 CAS elektrische Energiesysteme: Februar 2021 CAS Energie und Wirtschaft: September 2021 Weitere Informationen: www.ntb.ch/energiemaster

KONTAKT NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs NTB Campus Buchs Werdenbergstrasse 4 CH-9471 Buchs Telefon +41 (0) 81 755 33 11 Aufbau der beiden Masterstudiengänge «MAS und M. Eng.»

office@ntb.ch www.ntb.ch

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AUS- UND WEITERBILDUNG

DAMIT DIE ZUKUNFT CO2- NEUTRAL WIRD Will die Schweiz die Ziele der Energiestrategie 2050 erreichen, braucht es eine gemeinsame Anstrengung. Alle müssen am selben Strick ziehen. Der Verein energie - cluster.ch sorgt dafür. Er vermittelt aktuelles Fachwissen über die Energieeffizienz und bildet eine Basis für neue Partnerschaften.

eit 2004 setzt sich der energiecluster.ch für eine energieeffiziente Schweiz ein. Er hat ein grosses, weitreichendes Netzwerk aufgebaut, das von der Wirtschaft über die Behörden bis zur Forschung und Entwicklung in den Hochschulen und Fachhochschulen reicht. Die Massnahmen gegen den Klimawandel sind eine globale Angelegenheit, das Übereinkommen von Paris aus dem Jahr 2015 verpflichtet die Weltengemeinschaft auf ein gemeinsames Ziel. Dem energiecluster.ch ist es zentrales Anliegen, dass sich die Schweiz an der Gestaltung und Umsetzung von Massnahmen und Strategien aktiv beteiligt. Er ist überzeugt, dass sich für viele KMU unseres Landes neue Geschäftsmodelle und Chancen ergeben. Seine Tätigkeit ist darauf ausgerichtet, diese Chancen zu erkennen und mit bewährten wie auch neuen Partnerschaften wahrzunehmen.

STRATEGIEANPASSUNG Der energie-cluster.ch war über lange Zeit sehr erfolgreich mit dem Slogan «Energie im und am Gebäude» unterwegs. Der Ge-

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bäudepark der Schweiz hat mit seiner Hilfe in den letzten 15 Jahren seine Energieeffizienz deutlich verbessert. Es zeigte sich aber auch, dass aufgrund verschiedener Entwicklungen, etwa auf dem Energiemarkt, in der Politik und insbesondere bei der Digitalisierung, Richtungskorrekturen angebracht sind. «Die Herausforderungen der Gegenwart und der Zukunft bedürfen einer Erweiterung des Horizontes», sagt Dr. Frank Kalvelage, Geschäftsleiter des energie-cluster. ch, «deshalb haben wir unsere Strategie angepasst; zukünftig wird sich der energie-cluster neben dem intelligenten Gebäude mit den Themen Mobilität, mit Schwerpunkt Elektromobilität, der Energieversorgung / Netze sowie disruptiven Technologien widmen.» Die neue Strategie verfolgt der energiecluster.ch seit 2019. Dies bedeutet keine Vernachlässigung der Energieeffizienz. «Sie bleibt im Fokus, denn nur durch sie sind die Ziele der Energiestrategie 2050 des Bundes sowie des Übereinkommens von Paris überhaupt erreichbar», versichert Dr. Kalvelage, «was sich aber ändert, sind die Orte und die Umstände, wo zukünftig

die grössten Effizienzgewinne realisiert werden können.»

DAS ORCHESTER WIRD GRÖSSER Ein wichtiger Grund für die Neuausrichtung der Aktivitäten des energie-cluster. ch sind die Zusammenhänge zwischen diversen Effizienzmassnahmen, die nach neuen Konzepten verlangen. «Ging es in der Vergangenheit hauptsächlich darum, die Effizienz einzelner Geräte oder Gewerke zu optimieren, liegt die Herausforderung heute eher auf der Gesamtoptimierung von Systemen verschiedener Disziplinen» erklärt Dr. Kalvelage und nennt ein Beispiel: «Früher ging es darum, die Heizung energetisch zu verbessern, heute ist es wichtig, die Photovoltaik- und Photovoltaikthermie-Anlage auf dem Dach mit dem thermischen und vielleicht elektrischen Speicher im Keller abzustimmen, die Lüftung zu optimieren, die Wärmepumpe, den Brennstoffkessel optimal einzusetzen und das Quartiernetz nicht zu belasten oder idealerweise sogar zu entlasten. Das ist der Wandel des Gebäudes vom passiven Energienutzer hin zum Pro-

AUS- UND WEITERBILDUNG mitbestimmen! «Wir möchten den Leuten näherbringen, so dass es möglich ist, Innovationen, Komfort und Lebensqualität zu fördern und dabei gleichzeitig CO2 einzusparen oder zumindest CO2- neutral zu bleiben», fasst Dr. Kalvelage die aktuellen Zielsetzungen zusammen.

MACHEN AUCH SIE MIT!

sumer. Durch die aufkommende Elektromobilität, die Digitalisierung sowie der Konnektivität im Gebäude ergeben sich ganz neue Fragestellungen, auf die der energie-cluster.ch reagiert.» Die Reaktion besteht konkret in der Schaffung von vier Schwerpunktbereichen: Intelligentes Gebäude, (E)-Mobilität, ZEV-/ Versorgungsfragen und Netze sowie disruptive Technologien. Als Plattform bringt der energie-cluster.ch Firmen, Verbände, Organisationen und Hochschulen zusammen, beispielsweise im Rahmen verschiedener Innovationsgruppen, die sich regelmässig zum Austausch treffen. Die Schweiz soll an der weltweiten Entwicklung teilhaben und ihre Ausgestaltung

Dem Verein energie-cluster.ch können Einzelpersonen und Firmen jederzeit beitreten. Aktuell zählt er 585 Mitglieder. Sie profitieren nicht nur von reduzierten Preisen bei Kursen und Veranstaltungen des energie-cluster.ch sondern werden zum Mitwirken in den verschiedenen Innovationsgruppen eingeladen. Ausserdem haben sie die Gelegenheit, MatchMaking- und Coaching-Angebote zu nutzen, die durch qualifizierte Technologievermittler betreut werden. Werden auch Sie Mitglied, nutzen Sie die bewährte Plattform, die der energie-cluster.ch Ihnen und Ihrem Unternehmen bietet!

KONTAKT energie-cluster.ch Geschäftsstelle Gutenbergstrasse 21 CH-3011 Bern Telefon +41 (0) 31 381 24 80 sekretariat@energie-cluster.ch www.energie-cluster.ch

Werden Sie jetzt Mitglied und profitieren Sie von vielen Vorteilen!

energie-cluster.ch Netzwerk I CO2 -neutral I Lebensqualität Unbenannt-1 1

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IMPRESSUM & VORSCHAU

VORSCHAU DIE NÄCHSTE AUSGABE ERSCHEINT IM APRIL 2020 Folgende Schwerpunkte stehen auf unserer Agenda:

Energielösungen

Mobilität

Aus- und Weiterbildung

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Jahresabo Zwei Ausgaben CHF 19.– Einzelpreis CHF 10.– info@rundschaumedien.ch ISSN: 2296-7567 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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