Umwelt & Technik

«Im Triangel» Erlenmatt wurde ein Teil des Hartbelags entsiegelt. So entstand ein wasserdurchlässiger Kiesplatz, auf dem in Zukunft 18 zusätzliche Bäume Schatten spenden.

HANDLUNGSBEDARF IST DA

DIE SCHWAMMSTADT BASEL

von Georg Lutz

Der Klimawandel ist Mitte Juli auch in Basel mit Händen zu greifen. Die Hitzewellen lähmen mit über 35 Grad das städtische Leben. Bislang waren die grossen Herausforderungen des Klimawandels weit weg und eher Theorie, jetzt sind sie praktisch zu spüren. Das Mikroklima der Städte befeuert diese Entwicklung. Der hohe Versiegelungsgrad, die geringe Vegetation, der beeinträchtigte Wasserhaushalt oder die Oberflächenvergrösserung durch die Gebäudedichte sind wichtige Stichworte. Es gilt den Kurs zu ändern. Der angestrebte Status einer Schwammstadt ist eine Lösung.

Auch in Basel sind die städtischen Wärmeinseleffekte der Klimaerwärmung deutlich vorhanden. Was kann man dagegen tun? Es gilt mehr Grün an Fassaden, auf dem Dach und an Parkplätzen zu organisieren. Luftkorridore sollten in der Nacht für Kühlung sorgen. Wasser sollte weniger verdunsten. Dafür müssen aber die Böden in Teilen entsiegelt werden.

Das Konzept der Schwammstadt in Basel ist ein Lösungs modell – neben vielen anderen. Zunächst braucht es aber einen Überblick und strategische Fragestellungen und Konzepte, um zu Handlungsszenarien zu kommen.

KLIMAGERECHTE ENTWICKLUNG

Das Stadtklimakonzept in Basel fokussiert auf eine klimaangepasste Siedlungsentwicklung, welche der zunehmenden Hitzebelastung entgegenwirkt und auch an sehr heissen Tagen eine gute Lebens und Aufenthaltsqualität schafft. Weitere negative Auswirkungen des Klimawandels wie zunehmende Starkniederschläge und Trockenperioden werden bei Unternehmensverantwortlichen, aber auch im Rahmen der kantonalen Behörden thematisiert.

Ein Ergebnis im Kanton Basel ist das Stadtklimakonzept. Es wirkt als neues planerisches Instrument der politisch Verantwortlichen. Zunächst geht es, im Rahmen der kantonalen Verwaltung, um konsolidierte Strategie und Handlungsanweisungen. Diese wurden und werden vom Regierungsrat genehmigt und haben somit behördenverbindlichen Charakter. Gegenüber privaten Grundeigentümern und Grundeigentümerinnen dient es als Beratungsgrundlage. Die strategischen Aussagen und die darauf aufbauenden Handlungsfelder fokussieren auf den Zeitraum bis 2030.

DER SCHWAMM UND SEIN PRINZIP

Ein wichtiger Baustein der klimaangepassten Siedlungsentwicklung ist dabei das SchwammstadtPrinzip. Basel will Schwammstadt werden und damit einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Hitze in der Stadt und zum Umgang mit Starkregen leisten.

Mit dem SchwammstadtPrinzip kann Regenwasser im Boden wie in einem Schwamm verstärkt gespeichert werden und via Stadtgrün verdunsten. VoltaNord ist das erste Areal, das nach dem SchwammstadtPrinzip entwickelt werden soll.

Das SchwammstadtPrinzip schliesst den Regenwasserkreislauf im Freiraum. Es ist ein wichtiger Baustein auf Basels Weg hin zu einer noch stärker begrünten, klimaangepassten Stadt, so wie es das Stadtklimakonzept vorsieht. Der Abfluss von Regenwasser in die Kanalisation soll reduziert, seine Verweildauer im städtischen Raum erhöht und seine Verdunstung mittels Vegetation gefördert werden. Mit der Schwammstadt kommt das Regenwasser direkt den Bäumen zugute, statt ungenutzt in die Kanalisation zu fliessen. So steht den Stadtbäumen an ihren meist trockenen Standorten mehr Wasser zur Verfügung. In der Folge entwickeln sie sich gesünder und überstehen trockene Sommer besser. Ein vitaler Baumbestand verdunstet mehr Wasser und kühlt so das Stadtklima. Gleichzeitig wird die Kanalisation entlastet und die Gefahr von Überflutungen aufgrund zunehmender Starkregenereignisse reduziert.

VIELSEITIGE ZUTRITTSLÖSUNGEN

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FÜR JEDEN ZUTRITTSPUNKT

Vielfältige Beschläge, Schlösser, Zylinder und Wandleser für Türen aller Art sowie Aufzüge, Zufahrten, Tore, Möbel u.v.m. –––

FÜR MASSGESCHNEIDERTE SYSTEME

Flexible Kombination von virtueller Vernetzung, Funkvernetzung, Mobile Access, Online- und Cloud-Systemen. –––

FÜR EFFIZIENTEN BETRIEB

Optimierte digitale Prozesse durch Integration mit Drittsystemen sowie Einbindung in die vorhandene IT- und Systemlandschaft.

Das SchwammstadtPrinzip erfordert eine entsprechende Infrastruktur, die das Bau und Verkehrsdepartement bei anstehenden Bauprojekten, wenn immer möglich, mitplant. Wesentliche Elemente der Schwammstadt sind zum Beispiel wasserdurchlässige Oberflächen, offene Rinnen oder sogenannte bepflanzte Retentionsmulden. Retentionsmulden sind modellierte Grünflächen, in die das Regenwasser von Hartflächen eingeleitet, gestaut und anschliessend von der Vegetation verdunstet wird. Überschüssiges Wasser wird durch eine Bodenpassage gereinigt und versickert in den Untergrund, wo es das lokale Grundwasser anreichert. Durch all diese Massnahmen bleibt das Regenwasser im natürlichen Kreislauf und als wertvolle Ressource im Naturhaushalt erhalten.

DAS BEISPIEL VOLTANORD

Nebst baulichen Massnahmen wie auf dem Areal VoltaNord wird das Prinzip Schwammstadt auch mit fortschrittlichen Planungsinstrumenten und Richtlinien sowie Forschungsprojekten gefördert, beispielsweise durch die Stadtgärtnerei. Die

Esther Keller ist seit 2021 Regierungsrätin und Vorsteherin des Bau- und Verkehrsdepartements des Kantons Basel-Stadt.

Stadtgärtnerei betreibt momentan eine Forschungsanlage in der Baumschule in Arlesheim. Zusammen mit der ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften prüft sie den unterschiedlichen Einsatz von Pflanzenkohle in Baumsubstrat und misst deren Einfluss auf die Baumentwicklung. Pflanzenkohle ist in der Lage, grosse Mengen an pflanzenverfügbarem Wasser und Nährstoffen zu speichern. Erste aussagekräftige Resultate erwartet die Stadtgärtnerei Ende 2022.

Die klassisch versiegelten Böden und rein begradigte Flüsse befeuern den Klimawandel – auch in Basel.

INTERVIEW MIT ESTHER KELLER

Ein Schwamm saugt Flüssigkeit auf. Wie soll dies in Basel funktionieren?

Unser Schwamm ist der Boden. Das wertvolle Regenwasser soll, wenn im mer möglich, nicht ungenutzt in die Kanalisation fliessen, sondern dem städtischen Freiraum erhalten bleiben. Wesentliche Elemente der Schwammstadt sind wasserdurchlässige Oberflächen, offene Rinnen, Teiche oder auch unterirdische Zisternen.

Und wie sehen die Ziele dabei aus?

Im Kampf gegen die immer höheren Temperaturen durch den Klimawandel ist das SchwammstadtPrinzip ein wichtiger Baustein. Es sorgt dafür, dass den Stadtbäumen mehr Wasser zur Verfügung steht. Ein vitaler Baumbestand wiederum verdunstet mehr Wasser und kühlt so die Luft.

Können Sie uns zwei, drei Projekte verraten, die im Rahmen des Schwammstadt-Prinzips in Basel realisiert werden?

VoltaNord ist das erste Areal in Basel, auf dem wir das Prinzip Schwammstadt umsetzen werden, konkret auf dem Lysbüchelplatz und im SaintLouisPark sowie in den anschliessenden Quartierstrassen.

Besteht hier nicht die Gefahr von Rebound-Effekten? Es gibt auf der Mikro-Ebene spannende Projekte, die aber dann auf einer Makro-Ebene, hier beispielsweise durch Versiegelung, konterkariert werden.

Diese Effekte beobachten wir selbstverständlich. Mit dem Stadtklimakonzept, das von der Regierung jüngst beschlossen wurde, haben wir aber ein klares Bekenntnis abgegeben: Wir wollen die Stadt entsiegeln und begrünen. Das SchwammstadtPrinzip ist ein wichtiger Schritt hin zu diesem Ziel. Es wertet den Stadtraum auf, kommt so der Bevölkerung zugute und führt zu wesentlich tieferen Kosten bei der Abwasserinfrastruktur.

Das alte Basel bietet grüne Vorbilder – die Umgebung der St.-Jakobs-Kirche in Basel.

GEORG LUTZ

ist Chefredaktor von bauRUNDSCHAU.

www.bvd.bs.ch

© Humberg GmbH, FH Münster

Bäume leisten durch Beschattung und Verdunstung einen wichtigen Beitrag zu einem angenehmen Stadtklima. Das Team um Prof. Dr. Helmut Grüning forscht zu Baumrigolensystemen.

WAS TUN BEI TROCKENHEIT?

TIPPS FÜR WASSERVERSORGER

Interview mit Prof. Dr. Grüning von Georg Lutz

Zu wenig Niederschläge und viele Wochen gar keine – Natur und Mensch leiden unter der Trockenheit. Prof. Dr. Helmut Grüning forscht im Bereich Stadthydrologie und Wasserversorgung. Er erklärt im folgenden Interview, wie wir aktuell und zukünftig mit diesen Folgen des Klimawandels umgehen sollten.

Haben wir eigentlich auf diesem

Planeten nicht genug Wasser?

Grundsätzlich geht Wasser weltweit nicht verloren: Bäche und Flüsse führen das Wasser in die Meere, dort verdunstet es und trifft als Niederschlag wieder auf Landflächen. Aber die Niederschläge verteilen sich zunehmend anders. In Deutschland haben wir Jahresniederschläge zwischen 400 bis 1800 Millimeter pro Jahr. Eine generelle Wasserknappheit liegt nicht vor. Doch klimatische Veränderungen führen nicht nur zu lokalen Problemen, sondern sind eine globale Herausforderung, die uns alle betreffen: Wir erleben eine Zunahme ausgeprägter Hitze und Trockenphasen, auch in Europa, die durch extreme Niederschlagsereignisse unterbrochen werden.

Wie hängt beides zusammen?

Der Starkregen führt zu Überflutungen. Zudem fliesst das Wasser rasch über die Oberfläche und die Gewässer ab und

reichert nicht den Boden mit Wasser an. Im Boden selbst unterscheiden wir unter anderem zwischen pflanzenverfügbarem Wasser im Oberbodenbereich und dem Grundwasser, aus dem wir zu über 60 Prozent in Deutschland das Trinkwasser gewinnen. Diese Grundwasserkörper liegen etwa 100 Meter tief und benötigen zur Anreicherung langanhaltenden Regen. Die Regeneration des Grundwassers erfolgt üblicherweise im Winterhalbjahr. Folgen mehrere niederschlagsarme Jahre, sinkt der Grundwasserspiegel und wir haben ein Versorgungsproblem. Die ausgeprägte Hitze führt dazu, dass oberflächennahes Wasser verdunstet und ein Dürreproblem folgt. Wir beobachten darüber hinaus eine Zunahme niederschlagsarmer Monate im Frühjahr, gerade dann, wenn die Pflanzen das Wasser zu Beginn der Vegetationsperiode benötigen.

Was muss sich aus Ihrer Sicht im Bereich der Wasserversorgung ändern?

Der anthropogene Klimawandel ist leider nicht mehr aufzuhalten. Wir können den Prozess nur dämpfen und uns auf die Folgen einstellen. Einfach tiefere Brunnen zu bohren, reicht nicht aus. Die Wasserversorgung muss sich breiter aufstellen. Dazu kann die Vernetzung unterschiedlicher Versorgungsbereiche gehören, sodass ein Ausgleich zwischen Gebieten mit Wasserüberschuss und Mangelgebieten erfolgen kann. Weiterhin sollte Wasser durch unterschiedliche Arten gewonnen werden. In Münster wird beispielsweise Grundwasser gewonnen, aber auch Wasser aus dem DortmundEmsKanal entnommen. Das ist übrigens in erster Linie Flusswasser und kann gut aufbereitet werden. In Teilen Deutschlands und der Schweiz tragen Talsperren dazu bei, dass Wasser auch im Sommer verfügbar ist. In der Wasserversorgung gibt es eine wichtige Regel: nie mehr entnehmen, als nachkommt. Wenn der Regen ausbleibt, muss künftig also gespart werden. Ein Thema kann auch die Nutzung von behandeltem Abwasser für Bewässerungszecke sein.

«Wir müssen eine blaugrüne Infrastruktur entwickeln.»

Wie müssen wir mit den Herausforderungen in unseren Städten umgehen? Im urbanen Raum müssen wir massiv umdenken. Wasser muss unmittelbar in der Stadt versickern und verdunsten. Wir müssen eine blaugrüne Infrastruktur entwickeln. Wasser trägt durch die Verdunstung zur Kühlung bei. Gerade Stadtbäume leisten durch Beschattung und Verdunstung einen wichtigen Beitrag zu einem angenehmen Stadtklima. Hier forschen wir an Baumrigolensystemen, um

Frederik Tebbe / © FH Münster

die Vegetation mit dem dort gespeicherten Regenwasser zu bewässern und durch dezentrale Rückhaltesysteme das Überflutungsrisiko zu begrenzen. Ideal wären kleine Parks und Seen im Abstand von einigen Hundert Metern, die durch entsprechend angeordnete Strassen eine Durchlüftung ermöglichen.

Damit können wir die Folgen von Hitze und Trockenheit mildern. Was muss passieren, damit die aktuellen Probleme nicht auch zukünftig unser Leben beherrschen?

Das mag hart klingen, aber wir müssen Verzicht üben und ausserdem durch intelligente Lösungen auf die Herausforderungen reagieren. Dazu zählt in erster Linie die Reduktion des CO2Ausstosses. Die elf global wärmsten Jahre seit Beginn der Wetteraufzeichnung Ende des 19. Jahrhunderts liegen innerhalb der vergangenen 20 Jahre. Das sind keine natürlichen Klimaschwankungen. Wir müssen zudem bedenken, dass sogenanntes virtuelles Wasser in jedem Stück Fleisch und in jedem TShirt enthalten ist. Das bedeutet, wir nutzen damit auch Wasser in Ländern der Erde mit extremem Wassermangel.

Was können Privathaushalte tun, um beim Wassersparen effizienter zu sein?

Der private Wasserbedarf pro Person ist in Deutschland in den letzten Jahren weniger geworden und pendelt sich derzeit auf etwa 120 Liter pro Einwohner und Tag ein. Das Wasser ist, wie gesagt, grundsätzlich ja auch vorhanden. Aber wenn es im Sommer knapp wird, müssen wir uns einschränken. Ein Rasensprenger verteilt in der Stunde etwa 700 Liter Wasser. Wenn jeder Liter zählt, dann hilft natürlich auch der Verzicht. Kein Autowaschen, kürzer duschen und ein Pool in jedem Garten muss vielleicht auch nicht sein. Wobei es mir schwer fällt, gerade Kindern den Badespass zu nehmen.

PROF. DR. HELMUT GRÜNING

lehrt Wasserversorgung und Entwässerungstechnik am Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt und forscht im Technikum für Hydraulik und Stadthydrologie auf dem Steinfurter Campus.

www.fhmuenster.de

Stresstest für die Batterie – der Propagationstest.

RISIKO STROMSPEICHER

WIE MAN GROSSBRÄNDE UND EXPLOSIONEN VERHINDERN KANN

von Iris Krampitz

Mit Batteriespeichern kann man überschüssigen Sonnenstrom zwischenspeichern, erhöhte Bedarfe decken, den Eigenverbrauch erhöhen, Lastspitzen kappen und bei einem Blackout Ersatzstrom bekommen. Im Zeichen der Energiewende sind sie ein wichtiges Modul. Es gibt aber Gefahren, die zu lösen sind.

Lithiumbatterien, die nach europäischen Standards entwickelt wurden, sind eigensicher, beinhalten aber u.a. wegen ihrer leicht brennbaren Bestandteile Restrisiken für einen Brand. Der Energiespeicherexperte INTILION hat ein Konzept entwickelt, mit dem Risiken frühzeitig erkannt und Brände zuverlässig verhindert werden.

LithiumIonenAkkus haben im Unterschied zu Bleiakkumulatoren eine sehr hohe Energiedichte, weshalb sie häufig für stationäre Energiespeichersysteme eingesetzt werden. Die Hersteller setzen beim Zellmaterial in der Regel entweder auf das thermisch etwas stabilere LithiumEisenphosphat oder auf Zellen aus LithiumNickelManganKobalt (NMC), die eine noch höhere Energiedichte haben. Beide Zelltechnologien können sich jedoch bei hohen Temperaturen zersetzen, weil dann die Schichtstruktur der Metalloxide zusammenbricht. Dabei werden hohe Energiemengen frei und es kommt zu einem sogenannten thermischen Durchgehen (thermal runaway). Durch die dadurch entstehende Hitze verdampft das flüssige Elektrolyt, wodurch leicht entzündliche Gase entstehen. Wenn sich diese Gase entzünden, brennt die Zelle. Weil dieser Prozess sich selbst verstärkt, ist er nur sehr schwer zu stoppen. Bei einem Brand kann sich das Feuer innerhalb der Batterie von Zelle zu Zelle ausbreiten. Schon die Überhitzung einer einzelnen Zelle birgt die Gefahr, dass diese und benachbarte Zellen in Brand geraten, was zu einer Kettenreaktion führen kann, die den gesamten LithiumIonenSpeicher betrifft. Im schlimmsten Fall wird ein Grossbrand ausgelöst. Um sich davor zu schützen, sollte man sich mit den Überwachungsund Brandschutzkonzepten der Stromspeicheranbieter befassen.

AKKUS ÜBERWACHEN

Speichersysteme sollten mit einem Batteriemanagementsystem ausgestattet sein, das den aktuellen europäischen Standards entspricht. Es sollte sicherstellen, dass alle Batteriezellen in einem definierten, sicheren Betriebsbereich arbeiten beziehungsweise die Batterie automatisch abgeschaltet wird, wenn sie diesen Bereich verlässt. So lassen sich grössere Schäden vermeiden.

RICHTLINIEN EINHALTEN

Für den Batteriespeicher sollten nur hochwertige Zellen verbaut werden, deren Sicherheit regelmässig überprüft wird. Systeme, die die Anwendungsregel VDEARE 251050 erfüllen, sind ein Garant für eine hohe Systemsicherheit während des gesamten Lebenszyklus, denn die Anwendungsregel schreibt vor, dass im Falle eines thermischen Durchgehens einer Zelle keine Propagation auf weitere Module erfolgen darf. Zudem darf es auch ausserhalb des Batteriemoduls nicht zu einem Brand oder einer Explosion kommen und herumfliegende Teile sind zu vermeiden.

MECHANISCH SCHÜTZEN

Durch seinen speziellen, rein mechanischen Aufbau erfüllt das neue Brandschutzgehäuse INTILION I FLEPS des Energiespeicherexperten INTILION zuverlässig sämtliche Sicherheitsanforderungen. Weil INTILION bei dieser Lösung jedes einzelne Batteriemodul mechanisch durch ein Brandschutzgehäuse schützt, gelingt es dem Unternehmen, sicher und zuverlässig zu verhindern, dass sich ein Zellbrand auf das Gesamtsystem auswirkt.

BRÄNDE EINGRENZEN

Spezielle Luftkanäle verhindern das Entstehen zündfähiger Gemische. Funkenlöschkammern sorgen dafür, dass sich keine offenen Flammen bilden können. Auch unbemerkte Montage oder Transportschäden oder zellinterne Kurzschlüsse können dank des mechanischen Schutzes weder Explosionen noch Grossbrände verursachen, weil der Brand stets auf das Modul begrenzt wird, in dem er entstanden ist.

Dabei kommt das System ähnlich wie eine Schmelzsicherung vollständig ohne Elektronik aus, ist vollkommen wartungsfrei und funktioniert unabhängig von Stromquellen, was die Ausfallsicherheit maximiert.

Das integrierte Batteriemanagementsystem überwacht die Batterie kontinuierlich über ihre gesamte Lebensdauer. Beim Verlassen des definierten Betriebsfensters reagiert das Batteriemanagementsystem sofort und kühlt die Zellen oder schaltet sie ab. Eine überlagerte Systemsteuerung sorgt mit Thermomanagement, Fernüberwachung und einer Plausibilitätskontrolle für zusätzliche Sicherheit, so dass die Energiespeichersysteme stets im optimalen Betriebsbereich arbeiten.

GEWÄSSER SCHÜTZEN

Weil man die benachbarten Module nicht mit Löschwasser kühlen muss, lässt sich mit dem Gehäuse verhindern, dass Abwasser oder Grundwasser mit giftigen Elektrolyten kontaminiert werden kann. Optional bietet INTILION die Lösung mit einem Gasfiltersystem an, das potenziell auftretende Gase neutralisiert.

GEPRÜFT UND ZERTIFIZIERT

Die Performance sämtlicher Komponenten überprüft INTILION regelmässig in den firmeneigenen Laboren und Testcentern. Dabei wird jede Komponente sowohl für sich allein als auch auf Systemebene untersucht. Ausserdem arbeitet INTILION aktuell mit anerkann ten externen Prüfi nstituten daran, diese Sicherheitskriterien nachzuweisen und zu zertifizieren.

IRIS KRAMPITZ

ist Geschäftsführerin von Krampitz Communications.

www.intilion.com www.prkrampitz.de

NEW WORK – ARBEITSWELT DER ZUKUNFT

Die Corona-Pandemie ist zu Ende – Zeit für eine neue Ära nach Covid-19 und eine neue Normalität. Einige Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter wünschen sich nichts sehnlicher als eine Normalisierung ihres Arbeitsalltags und den Schritt zurück an den Arbeitsplatz, andere bevorzugen weiterhin das Arbeiten in den eigenen vier Wänden. Der Zeitpunkt ist gekommen, die Weichen für die Zukunft zu stellen und die Vorstellung einer neuen Zukunft in aktives Handeln umzuwandeln. Doch wie sieht der Arbeitsplatz der Zukunft aus?

Covid19 hat die Wichtigkeit der Informations und Kommunikationstechnologie aufgezeigt und der digitalen Transformation einen Schub verliehen. Während mehrerer Lockdowns mussten Mitarbeitende ihre Tätigkeiten virtuell erledigen, sich remote mit Teamkollegen austauschen und Geschäftstermine online wahrnehmen. In unglaublicher Geschwindigkeit wurden digitale Lösungen für die Erledigung der Aufgaben gefunden und erfolgreich umgesetzt, zeitgleich wurden jedoch auch Grenzen erkannt – nicht nur von technologischer, sondern auch von soziokultureller Seite. In einem digitalen Raum fallen das physische Miteinander, die Gespräche an der Kaffeemaschine, der Schwatz im Fahrstuhl oder der Austausch am Mittagstisch weg, was im Umkehrschluss negative Auswirkungen auf die soziale Neugier, das Hervorbringen neuer kreativer Ideen und Innovationen und die Stärkung sozialer Bindungen hat.

Obwohl die Flexibilität, die wegfallende Reisezeit, die Kosten und Zeitersparnis, das Gefühl einer optimalen WorkLifeBalance sowie die höhere Produktivität zu den Vorzügen der Telearbeit gehören, müssen die Wünsche aller berücksichtigt werden. Es gilt nun, die Mitarbeitenden für mehrwertschaffende kreative Tätigkeiten und den sozialen Austausch wieder physisch am Arbeitsplatz zusammenzubringen, diesen für individuelle Aufgaben jedoch die Flexibilität der Telearbeit zu ermöglichen. Dieser Spagat muss in jedem Unternehmen erreicht werden, damit der Mehrwert des Arbeitsplatzes und die Vorzüge des Homeoffice optimal kombiniert werden können. Dabei ist von zentraler Wichtigkeit, dass Teams (virtuell wie real) optimal miteinander harmonieren und Rollen sowie Aufgaben entsprechend definiert und weiterentwickelt werden. Die Mitarbeitenden müssen, unabhängig von ihrem Arbeitsort, mit ins Boot geholt und in sämtliche Prozesse miteinbezogen werden. Im Zentrum jedes unternehmerischen Wandels stehen somit der Mensch und die Mitarbeiterzufriedenheit.

FLEXIBEL – MASSGESCHNEIDERT – PERSÖNLICH

Das iimt bietet eine Vielzahl an Weiterbildungsmöglichkeiten in den Bereichen Lea

FLEXIBLE & MASSGESCHNEIDERTE LEHRGÄNGE

Executive MBA Management in Technology Executive Diploma Management Excellence Executive Diploma Digital Leadership Executive CAS Strategies & Innovation Executive CAS Leadership in a diverse world Executive CAS Leadership & HR Management Executive CAS Financial Decision Making Executive CAS Digital Excellence Executive CAS Project Excellence Executive CAS Innovation Management & Intrapreneurship

Anmeldung und weitere Informationen unter www.iimt.ch

dership, Mitarbeiterführung, Soft Skills, Teams, Diversität und Inklusion, Innovation, Strategie, künstliche Intelligenz und Prozessoptimierung an, um sich neue innovative Denkweisen anzueignen – sei dies durch gezielte Fachkurse oder in einem kompletten Lehrgang wie einem Executive CAS, Executive Diploma oder Executive MBA. Das Institut, welches Bestandteil der Universität Fribourg ist, bietet nicht nur die Möglichkeit, ein Studium nach Mass zu absolvieren, sondern unterstützt die Studierenden ebenfalls, ihre Marktfähigkeit zu festigen und zu steigern. Um den Teilnehmenden gleichermassen fundiertes Wissen und praktische Erfahrungen zu vermitteln und einen qualitativ hochwertigen Wissenstransfer zu gewährleisten, arbeitet das iimt eng mit Partnern und Experten aus der Industrie und international renommierten Hochschulen, Firmen und Verbänden zusammen. Studierende haben somit die Gelegenheit, sich mit Businessexperten weltweit zu vernetzen und das persönliche internationale Netzwerk an wichtigen Kontakten zu erweitern.

Investieren Sie noch heute in Ihre Zukunft. Wir beraten Sie gerne und wür den uns freuen, Sie am iimt begrüssen zu dürfen.

iimt | Universität Fribourg | Bd de Pérolles 90 | 1700 Fribourg | iimt@unifr.ch | www.iimt.ch

KLEINER PELLETOFEN MIT GROSSEM POTENZIAL

INTERNATIONALES FORSCHUNGSPROJEKT DER FACHHOCHSCHULE NORDWESTSCHWEIZ

von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

Holzheizungen ermöglichen die Erzeugung von Wärmeenergie aus einem nachwachsenden und damit CO2-neutralen Rohstoff, der in der Schweiz reichlich vorhanden ist. Ein verbreiteter Brennstoff von Holzheizungen sind Pellets. Werden Pelletöfen für die Beheizung einzelner Räume in gut wärmegedämmten Neubauten eingesetzt, sind sie heute für ihren Zweck oft überdimensioniert. Ein internationales Forschungsprojekt mit Beteiligung der Fachhochschule Nordwestschweiz hat vor diesem Hintergrund einen klein dimensionierten Pelletofen entwickelt. Innovative Ofentechnik kombiniert mit fortschrittlicher Regelstrategie führt zu hohem Wirkungsgrad und tiefen Emissionen.

Energie kompakt: ein Lager mit Holzpellets.

Vogel B. ©

Nach Auskunft der Statistik von Holzenergie Schweiz waren Ende 2020 gut 11’000 Pelletöfen im Einsatz. Grafik: B. Vogel

Pellets sind handlich und lassen sich automatisiert verfeuern. Die Holzpresslinge kommen in Kraftwerken und industriellen Feuerungsanlagen ebenso zum Einsatz wie im Wohnbereich. Hier produzieren Pelletkessel in Zentralheizungen Heizwärme und Warmwasser, oder Pelletöfen werden – im kleineren Massstab – für die Beheizung von einzelnen oder mehreren Räumen eingesetzt, dies in der Regel ergänzend zu einer Heizung, die die Grundwärme im Gebäude bereitstellt. Rund 11’000 Pelletöfen für die Beheizung von Einzelräumen sind landesweit im Einsatz (Stand Ende 2020).

Pelletkessel und öfen haben in Österreich, aber auch in (Süd)Deutschland in den letzten 20 Jahren starke Verbreitung gefunden. Holzöfen hätten in der Schweiz noch ein grosses, bislang ungenutztes Potenzial, sagt Tom Strebel. Der gelernte Maschinenbauer hat bei Alstom in der Entwicklung von Gasturbinen gearbeitet und ist heute wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Biomasse und Ressourceneffizienz (IBRE) der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) in Windisch (AG). Am IBRE wurden im letzten Jahrzehnt Kompetenzen im Bereich Holzfeuerungen aufgebaut. Hier wird zudem die einzige Schweizer Prüfstelle für Holzfeuerungen betrieben.

KLEINOFEN FÜR GUT ISOLIERTE NEUBAUTEN

Pelletöfen für die Beheizung von Einzelräumen haben heute typischerweise Leistungen von acht bis zehn Kilowatt. So lassen sich Räume schnell beheizen. Ist die Wärme einmal da, können die Öfen bis auf 40 Prozent ihrer Nennleistung heruntergefahren werden. Sie stellen dann Wärme im Umfang von drei bis vier Kilowatt bereit. Mit dieser Leistung seien die Holzöfen für moderne, gut isolierte Wohngebäude allerdings überdimensioniert, sagt Tom Strebel. Diese Beobachtung gab den Anstoss für die Entwicklung eines klein dimensionierten Pelletofens (eines sogenannten MikroPelletkaminofens) mit einer Nennleistung von vier Kilowatt, die sich bis auf 1.3 Kilowatt reduzieren lässt.

Die Entwicklung des Pelletofens fand in einer internationalen Partnerschaft unter dem Dach des europäischen Forschungsund Entwicklungsprogramms «ERANET Bioenergy» statt: Die BIOS Bioenergiesysteme GmbH (Graz/Österreich) sorgte gemeinsam mit der RIKA Innovative Ofentechnik GmbH (Micheldorf/Österreich) für die Entwicklung und Konzeption des neuen MikroPelletkaminofens, wobei BIOS die Koordination des Projekts oblag. Die LAMTEC Mess und Regeltechnik für Feuerungen GmbH & Co. KG (Walldorf / Deutschland) steuerte Sensoren für die Messung von Kohlenmonoxid (CO) bei. Ein Team aus Forscherinnen und Forschern der FHNW schliesslich kümmerte sich um die Entwicklung einer innovativen Regelung. Dieses Teilprojekt wurde vom BFE finanziell unterstützt.

HOHER WIRKUNGSGRAD

Die neue Regelung in Kombination mit der optimierten MikroKaminofentechnologie soll sicherstellen, dass der Pelletofen im Dauerbetrieb mit einem maximalen Wirkungsgrad arbeitet, und dies ohne Anstieg der CO und FeinstaubEmissionen. Für die neue Regelung wurde der Pelletofen mit einem CO und einem Temperatursensor ausgerüstet. Diese messen beim Austritt des Abgases aus der Brennkammer dessen COGehalt und Temperatur. Kennt man diese Werte, lässt sich der Ofen stets am optimalen Betriebspunkt halten, indem man der Brennkammer mehr oder weniger Luft zuführt.

Die Forschenden der FHNW haben die neu entwickelte Regelstrategie an zwei Prototypen des Ofens erfolgreich getestet. In Versuchen wurde ein Wirkungsgrad von 93 Prozent bei Nennlast und bis zu 97 Prozent bei Teillast erzielt. «Das sind sehr gute Werte, die mehrere Prozentpunkte über dem liegen, was bisherige Pelletöfen erzielen», sagt Tom Strebel. Während die Forschenden auf einen hohen Wirkungsgrad hinarbeiteten, mussten sie dafür sorgen, dass die Abgastemperatur nicht zu weit abfiel, um eine unerwünschte Kondensation (Flüssigkeitsbildung) im Abgas zu vermeiden. Dafür waren beim Bau des Ofens spezielle konstruktive Massnahmen (Verzicht auf Wärmetauscherrippen, zusätzliche Isolation) erforderlich.

DIGITALER ZWILLING DES PELLETOFENS

Der MikroPelletkaminofen liegt als Prototyp vor. Mit 66 Milligramm pro Normkubikmeter (m3N) CO wird der Jahresgrenzwert der EUÖkodesignRichtlinie (300 mg/ m3N) deutlich unterschritten. Auch die EUGrenzwerte für Feinstaub (20 mg/ m3N bezogen auf 13 Prozent Restsauer stoffgehalt) werden mit 3.1 mg/m3N klar eingehalten. Bis zu einem kommerziellen Produkt ist noch ein mehrjähriger Industrialisierungsprozess erforderlich. Soll in einem neuen Ofen die Regelungsstrategie der FHNW zum Einsatz kommen, muss der COSensor weiterentwickelt werden. Er muss insbesondere kleiner und billiger gebaut werden können.

Auch wenn der neue MikroPelletkaminofen noch Zukunftsmusik ist, werten die Forschenden der FHNW das Forschungsprojekt als Erfolg. Sie konnten die neue Regelstrategie in relativ kurzer Zeit entwickeln, weil sie am Computer einen «digitalen Zwilling» des Pelletofens entworfen haben. Gemeint ist damit ein Modell, das den Verbrennungsprozess des realen Ofens realitätsgetreu abbildet. Dank des Modells lassen sich unterschiedliche Regelstrategien testen – und dies viel schneller als bei der Durchführung realer Tests. Verantwortlich für die Erstellung des Modells war Daniel Lustenberger, der an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich Maschinenbau studiert hat. Er arbeitet unterdessen als wissenschaftlicher Assistent an der Fachhochschule in Windisch.

BIOENERGIE VORANBRINGEN

«Das Modell stärkt die Kompetenz unseres Instituts im Bereich der Holzheizungen und lässt sich auf andere Verbrennungssysteme adaptieren», sagt Lustenberger. Die Forscherinnen und Forscher der FHNW wollen ihr Knowhow in weitere Projekte zur Fortentwicklung der Bioenergie einbringen. Um dies tun zu können, ist bereits ein Folgeprojekt angedacht, an dem auch Schweizer Hersteller von Holzheizkesseln teilnehmen sollen.

MAXIMALER WIRKUNGSGRAD DANK EINSATZ VON CO- UND TEMPERATURSENSOR

Die Forschenden der FHNW verfolgten das Ziel, einen von BIOS und RIKA entwickelten MikroPelletkaminofen mit einem hohen Wirkungsgrad und tiefen COEmissionen zu betreiben. Der Ausstoss von CO (Kohlenmonoxid) ist abhängig davon, wie viel Luft dem Verbrennungsprozess zur Verfügung steht (siehe Grafik unten): Wird zu wenig Luft zugeführt (entspricht wenig Restsauerstoff im Abgas), herrscht in der Brennkammer ein Sauerstoffmangel, was hohe COEmissionen zur Folge hat. Zu hohen COEmissionen kommt es hingegen auch bei einer übermässigen Luftzufuhr (entspricht viel Restsauerstoff im Abgas), denn damit herrscht in der Brennkammer eine zu tiefe Temperatur, was die vollständige Umwandlung (Oxidation) von CO in CO2 verhindert. Wird die Luftzufuhr richtig dosiert, sind die COEmissionen tief.

Ein hoher Wirkungsgrad liegt vor, wenn ein maximaler Anteil der in den Pellets enthaltenen Energie in Heizwärme umgesetzt wird. Um dies zu erreichen, müssen die

BFE-Schlussbericht ©

Zusammenhang zwischen Luftmenge und CO-Emissionen. Grafik: BFE-Schlussbericht

Verluste minimiert werden (siehe Grafik rechts). Der wichtigste Verlust ist der AbgasWärmestrom, also die Wärme, die mit den Abgasen durch den Kamin in die Umgebung entweicht. Um diese Verluste möglichst gering zu halten, muss der Luftüberschuss (Restsauerstoff) im Abgas möglichst gering gehalten werden.

Die an der FHNW neu entwickelte Regelung zielt darauf ab, während des kontinuierlichen Betriebs jeweils den maximalen Wirkungsgrad zu finden (ohne dabei den Grenzwert für die COEmissionen zu überschreiten). Um dieses Ziel zu erreichen, vermindert die Regelung die Luftzufuhr (und damit den Restsauerstoff) bis an den Punkt, an dem die COEmissionen wegen Sauerstoffarmut zu steigen beginnen. Damit dies gelingt, wird der COGehalt im Abgas ständig mit einem Sensor ermittelt. «Durch die direkte Messung der COEmission im Abgas kann sichergestellt werden, dass der Pelletofen immer am optimalen Betriebspunkt arbeitet», schreiben die Forschenden im BFESchlussbericht. Im Gegensatz zu bisherigen Regelungen über einen fest eingestellten Temperaturwert arbeitet die neue Regelung ohne Vorgabe eines fixen Betriebspunkts.

Es ist nicht möglich, die Luftzufuhr ausschliesslich auf Basis der gemessenen COEmissionen zu regeln, da sich die COEmissionen über einen relativ weiten Bereich des RestsauerstoffGehalts nicht ändern (siehe Grafik 01). Damit über die Luftzufuhr ein optimierter Wirkungsgrad erreicht werden kann, kommt daher neben dem COSensor zusätzlich ein Temperatursensor zum Einsatz. Temperatursensoren werden heute schon standardmässig in Pelletöfen verwendet.

FHNW © BFE-Schlussbericht ©

Ziel ist, Wärmeverluste im Abgas zu minimieren.

FHNW ©

Das Team aus Forschenden der FHNW hat mit zwei Prototypen von Pelletöfen gearbeitet. Mit dem ersten wurde das Konzept erprobt, während der zweite (Bild) in seiner Konstruktionsweise schon auf eine spätere Serienfertigung ausgerichtet ist.

Blick in den Speicher, aus dem der Ofen mit Pellets versorgt wird.

EVU STELLEN SICH DER DIGITALISIERUNG

ONLINE-BERATUNGSTOOL «DIGITAL4EVU» DER FACHHOCHSCHULE NORDWESTSCHWEIZ

von Dr. Benedikt Vogel, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

Digitale Technologien durchdringen mehr und mehr unseren Alltag. Das spüren auch die rund 600 Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) der Schweiz. Bei ihnen berührt die Digitalisierung strategische und operative Fragen, betroffen sind alle Geschäftsbereiche von der Produktion bis zur Kundenbetreuung. Die Fachhochschule Nordwestschweiz hat mit Unterstützung des Bundesamts für Energie (BFE) einen digitalen Berater für EVU entwickelt. Er hilft den Stromversorgern, ihren Digitalisierungsgrad mit einem beschränkten finanziellen und zeitlichen Aufwand zu erheben und Prioritäten bei der Anwendung digitaler Technologien zu setzen.

EWA-energieUri ©

Das Wasserkraftwerk Bürglen – mit 25 Megawatt das leistungsstärkste Kraftwerk der EWA-energieUri AG – versorgt über 22’000 Haushalte mit «URstrom».

Der Kanton Uri zählt gut 36’000 Einwohnerinnen und Einwohner sowie zahlreiche Industrie, Gewerbeund Dienstleistungsbetriebe. Die meisten von ihnen werden von der EWAenergieUri AG (Altdorf) mit Strom («URstrom») beliefert. Der Urner Energiedienstleister gehört mit 360 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern zu den mittelgrossen Stromversorgern der Schweiz. «Wir befassen uns seit mehreren Jahren mit der Digitalisierung und haben hierfür auch eine spezifische Digitalisierungsstrategie entwickelt», sagt Werner Jauch, Vorsitzender der Geschäftsleitung der EWAenergieUri AG. Das Unternehmen hat dafür auch die Expertise externer Expertinnen und Experten genutzt und verschiedene Branchenvergleiche (Benchmarks) durchgeführt. «Die Umsetzung der Digitalisierungsstrategie ist ein langfristig angelegter Prozess, da sind BenchmarkVergleiche und Einschätzungen von aussen stets willkommen», sagt Jauch.

Beispielhaftes Auswertungsergebnis des Online-Beratungstools für das (fiktive) Energieversorgungsunternehmen «Tiefenau»: Die Darstellung zeigt, ob die Direktionsmitglieder den aktuellen Handlungsbedarf für die Digitalisierung ihres Unternehmens in den Bereichen Kooperation, Marktwachstum und Innovation als «hoch» (rot), «mittel» (gelb) oder «tief» (grün) einschätzen. Screenshot: FHNW

Beispielhaftes Auswertungsergebnis des Online-Beratungstools für das (fiktive) Energieversorgungsunternehmen «Tiefenau»: Es werden die Einschätzungen von drei Mitarbeitenden der Abteilung Netze des EVU Tiefenau im Vergleich angezeigt, nämlich bezogen auf den Handlungsbedarf («hoch», «mittel» oder «tief») für die Digitalisierung des Unternehmens. Diese Darstellung ermöglicht, Transparenz zu schaffen bezüglich der Frage, wo die einzelnen Mitarbeitenden im Unternehmen Optimierungspotenzial sehen und wo zwischen ihnen Abweichungen bestehen. Nur der sogenannte Firmenadministrator, welcher im Unternehmen verantwortlich für die Digitalisierung ist, sieht dieses Auswertungsergebnis, nicht aber die einzelnen Mitarbeitenden. Screenshot: FHNW

BERATUNGSTOOL DER FHNW

Diesem Zweck dient seit Neuestem auch ein OnlineBeratungstool mit dem Namen «Digital4EVU», das die Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) mit Unterstützung des Bundesamts für Energie entwickelt hat. «Mit dem OnlineBeratungstool geben wir den KMU im Energiesektor ein Instrument an die Hand, mit dem sie schnell und mit überschaubarem Aufwand wissen, wo sie bei der Digitalisierung stehen und wie sie gezielt Massnahmen ergreifen können», sagt Stella Gatziu Grivas, die seit 2007 als Professorin an der Hochschule für Wirtschaft der FHNW forscht und lehrt. Als Expertin für digitale Transformation hat sie das Beratungstool gemeinsam mit einem Team der FHNW entwickelt. «Digital4EVU» nutzt eine webbasierte Plattform von «abiliCor», einem FHNWSpinoff, an dessen Gründung Gatziu Grivas 2017 beteiligt war.

«Digital4EVU» ist so konzipiert, dass Unternehmen es im ersten Schritt ohne fremde Hilfe nutzen können: Nachdem sich ein EVU bei dem Portal angemeldet hat, werden mehrere Unternehmensvertreter mit unterschiedlichen Verantwortlichkeiten eingeladen, einen OnlineFragebogen auszufüllen. Insgesamt 52 Fragen decken 15 für die digitale Transformation relevante Bereiche ab, gruppiert um die Schwerpunkte Kundenbeziehung, Geschäftsmodell, operatives Management und Organisation. Hauptziel ist, den IstZustand der Digitalisierung zu erfassen, dies unter Berücksichtigung der verschiedenen Perspektiven der teilnehmenden Unternehmensvertreter. Liegen die Antworten vor, werden diese durch «Digital4EVU» automatisch ausgewertet und die Analyseergebnisse auf dem Dashboard angezeigt (und dabei auch die Antworten der Unternehmensvertreter einander gegenübergestellt). Die EVU bekommen dabei Informationen zu Stand und Handlungsbedarf bezüglich Digitalisierung. Dieses Ergebnis ist die Grundlage, auf der das EVU in einem zweiten Schritt unter Beizug eines / einer branchenkundigen Beraters / Beraterin gezielt Massnahmen diskutiert und umsetzt.

ERFAHRUNGEN AUS ANDEREN BRANCHEN

Nachdem das Pilotprojekt abgeschlossen ist, steht «Digital4EVU» nach Auskunft von Stella Gatziu Grivas für den kommerziellen Einsatz bereit. Mit dem Beratungstool könnten Unternehmen Digitalisierungsschritte innerhalb weniger Wochen planen und angehen. Aufgrund der automatisierten Datenerhebung und auswertung sei die Dienstleistung günstiger als klassische Beratungsangebote, verspricht Gatziu Grivas.

Das OnlineBeratungstool war im Rahmen eines Innotourprojekts des Staatssekretariats für Wirtschaft (SECO) zusammen mit der FHNW für die Hotellerie entwickelt worden. Seit 2019 wurde es in mehreren Branchen in Pilots getestet und im Rahmen von Beratungspaketen angeboten. Alle Beratungswerkzeuge sind ähnlich aufgebaut, haben jedoch branchenspezifische Ausprägungen. Neben Hotelleriesuisse und dem Schweizerischen Baumeisterverband setzt auch EXPERTsuisse, der Verband für Wirt

Beispielhaftes Auswertungsergebnis des Online-Beratungstools für das (fiktive) Energieversorgungsunternehmen «Tiefenau»: Auf der linken Seite ist zu sehen, wie die Unternehmensvertreterinnen und -vertreter den Stand der Digitalisierung im Bereich Netze für vier Dimensionen einschätzen. Die Grafik rechts zeigt, wie ausgeprägt die Digitalisierung im Bereich Netze gemäss Unternehmensstrategie (grün) beziehungsweise gemäss Expertenmeinung (hellblau) sein sollte. Diese Darstellung ermöglicht die Gegenüberstellung von interner und externer Sicht. Sie kann Änderungen in Bereichen anregen, die man als Unternehmen nicht im Blick hatte. Screenshot: FHNW

Vogel B. ©

Stella Gatziu Grivas ist seit 2007 Professorin für Wirtschaftsinformatik an der FachhochschuleNordwestschweiz (FHNW). Sie hat das Online-Beratungstool für Energieversorgungsunternehmen zur Unterstützung des digitalen Wandels mit einem FHNW-Team entworfen

schaftsprüfung, Steuern und Treuhand, auf das Beratungstool. Seit 2019 nahmen rund 40 Firmen das Angebot in Anspruch. «Das Tool ermöglicht den Unternehmensvertretern, niederschwellig zu erfahren, welche Facetten das Thema der digitalen Transformation umfasst und worin die grössten Herausforderungen für das eigene Unternehmen liegen», sagt Luzia Hafen, verantwortlich für BusinessTransformation bei EXPERTsuisse.

NÜTZLICH UND BEDIENUNGSFREUNDLICH

Künftig soll das Beratungsangebot nun auch Energieversorgern zur Verfügung stehen. Die EWAenergieUriGruppe war eines von fünf Unternehmen, die «Digital4EVU» in den letzten Monaten im Rahmen eines Pilots nutzten und auf seine Praxistauglichkeit testeten. Dies geschah anlässlich von zwei Workshops mit Projektteam und Unternehmensvertretern. Bei dem Pilot habe sich das Digitalisierungswerkzeug als nützlich und soweit bedienungsfreundlich erwiesen, sagt Werner Jauch, CEO der EWAenergieUri AG. «Das Beratungstool hat uns bestätigt, dass wir in unserer früher erarbeiteten Digitalisierungsstrategie alle relevanten Handlungsfelder adressiert und teilweise bereits umgesetzt haben, und es hat uns weitere interessante Anregungen gegeben.» Dazu gehören laut Jauch zum Beispiel neue Ansätze zur Kundeninteraktion mittels einer stärkeren Beachtung des CommunityGedankens. Das heisst praktisch etwa, Prosumer – also Kunden, die selbst auch Strom produzieren – mit speziellen digitalen Angeboten als eigene Gruppe anzusprechen. Die Auseinandersetzung mit «Digital4EVU» gab den Verantwortlichen des Energiedienstleisters Anstösse, die digitalen Meldeprozesse mit Kundenbeteiligung kontinuierlich weiterzuentwickeln. «Die Diskussion hat uns auch aufgezeigt, dass wir schon gut unterwegs sind und viel umgesetzt haben, dass wir aber bei unseren Digitalisierungsbestrebungen den Schlitten nicht überladen dürfen, da wir letztlich nur begrenzte Ressourcen haben», sagt Jauch.

VERBESSERUNGEN AUS DER PILOTANWENDUNG

Nützlich war diese Pilotanwendung auch für das Projektteam. Dank der Rückmeldungen von EWAenergieUri konnte das Team nochmals an den Fragen des Beratungstools feilen, damit diese richtig verstanden werden und zielgenaue Antworten erlauben. Ein anderes Feedback war, dass die Auswertung des Tools nicht in jedem Fall selbsterklärend war. Hier streben die Projektverantwortlichen weitere Optimierungen an: Ein Chat bot, der gegenwärtig entwickelt wird, soll die Auswertungsergebnisse zusätzlich erläutern.

Wie das OnlineBeratungstool «Digital4EVU» von den Elektrizitätsversorgern angenommen wird, wird sich zeigen. Eine Anwendung mag darin bestehen, eine schnelle Rückmeldung zum Stand der Digitalisierung im eigenen Unternehmen zu bekommen. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass das Thema Digitalisierung vielschichtig ist, sodass mit einigen Klicks auf einem OnlineTool noch nicht viel gewonnen ist, und Digitalisierung vielmehr eine vertiefte Beschäftigung erfordert. «Digital4EVU» kann diese vertiefte Beschäftigung nicht ersetzen, EVU aber bei einer intensiven Auseinandersetzung mit dem Thema Digitalisierung begleiten.

HINWEIS

Auskünfte zum Projekt erteilt Annina Faes (annina.faes@bfe.admin.ch), Leiterin des BFEProgramms Wissensund Technologietransfer.

Weitere Fachbeiträge aus dem Bereich Wissens und Technologietransfer finden Sie unter www.bfe.admin.ch/ecewg.

ÜBER DEN WOLKEN

KOMFORTABLE RAUMAUTOMATIONSSTEUERUNG

von Georg Lutz

Das Hochhaus ONE FORTY WEST im Frankfurter Senckenberg-Quartier bietet einige wegweisende Lösungen. Zu einem komfortablen Wohn- und Aufenthaltserlebnis der Bewohner und Hotelgäste trägt in der neuen Vorzeigeimmobilie der Mainmetropole unter anderem eine hochwertige Gebäudeautomation bei, die cloudbasierte App-Lösung ermöglicht eine komfortable Raumautomationssteuerung im neuen Hybridhochhaus. Die mobile Building-Services-App bietet eine standortunabhängige Kontrolle und Bedienung.

Der Begriff hybride Stadtentwicklung bekommt neue Dimensionen.

Auf einer Bruttogrundfläche von circa 57’500 Quadratmetern und einer Höhe von 140 Metern bietet das exklusive Hybridhochhaus, das nach den Plänen des Frankfurter Architekturbüros cma cyrus moser architekten gebaut wurde, eine heterogene Nutzungsmischung aus PremiumEigentumswohnungen sowie einem Hotel. Bereits ab Sommer 2021 konnten im VierSternePlusHotel der Marke Meliá, das in den Etagen eins bis 23 untergebracht ist, Zimmer gebucht werden. Die Eigentumswohnungen in den Etagen 24 bis 40 waren im Herbst 2021 bezugsfertig. Die TRex Grundstücksentwicklungs GmbH & Co. KG achtete als Bauherrin bereits in der frühen Planungsphase auf eine optimale Koordination der Schnittstellen zwischen den einzelnen technischen Gewerken. Die Gebäudeautomationsexperten von SAUTER wurden daher zur Funktionalitätssicherstellung der Liegenschaft in der Ausführungsplanung in das Team der Bauherrin berufen.

KERNPUNKT DER FUNKTIONALITÄT

Durch den Trend hin zu hochtechnisierten und smarten Gebäuden gewinnt die einwandfreie Funktionalität der Gebäudeautomation bereits in der frühen Planungsphase an Bedeutung. Somit rücken die Gebäudeautomation und ihre Integration in die übrigen technischen Gewerke in den Fokus der Planer, um frühzeitig geeignete Schnittstellen festzulegen. SAUTER stellte daher bereits in der Leistungsphase fünf der Planung des ONE FORTY WEST einen Mitarbeiter für das Team der TRex Grundstücksentwicklungs GmbH & Co. KG ab. Die Ergebnisse der Planungsrunden hielt SAUTER in einem funktionalen Leistungsbuch (FLB) fest, welches bereits während der Ausführung die Funktionalität des Gebäudes beschrieb. Im Betrieb stellt es nun

für den FacilityManagementDienstleister das grundlegende Informationswerkzeug zur gesamten Gebäudefunktionalität dar.

HYBRIDNUTZUNG ERMÖGLICHEN

Für die optimale Anlagenautomation im Gebäude installierte SAUTER 4700 Datenpunkte sowie 130 MBusZähler und 100 ModbusDatenpunkte. SAUTER zeichnet für die Programmierung der Funktionalität der mittels DALI gesteuerten Beleuchtung verantwortlich, wobei Hotelzimmer und Flure unabhängig voneinander sind. Die Eigentums und Mietwohnungen sind für

FIRMENPORTRAIT

SAUTER Deutschland ist mit insgesamt 34 Büros in ganz Deutschland vertreten und erwirtschaftete 2021 einen Jahresumsatz von 291 Millionen Euro. Die SauterCumulus GmbH entwickelt und fertigt Produkte, die im Raum- und Gebäudemanagement zum Einsatz kommen. Dazu zählen beispielsweise Automations- und Raumautomationssysteme sowie Sensoren und Aktoren für die gesamte HLK- und Raumautomationstechnik, die als Einzelkomponenten oder im Systemverbund sowohl in Neubauten als auch im Rahmen von Modernisierungsmassnahmen eingesetzt werden. Ergänzt werden die Produkte durch spezielle Softwarelösungen. Die Sauter FM GmbH, ein Schwesterunternehmen der Sauter-Cumulus GmbH, hat sich auf Dienstleistungen im Bereich Facility Management spezialisiert. Dazu gehören die Wartung und Instandsetzung jeglicher technischer Gewerke einer Immobilie ebenso wie der reibungslose und energieeffiziente Betrieb der Objekte. Das Unternehmen beschäftigt in Deutschland 1405 Mitarbeiter.

Das ONE FORTY WEST steht im Frankfurter Senckenberg-Quartier.

Das komfortable Wohn- und Aufenthaltserlebnis braucht eine hochwertige und moderne Gebäudeautomation.

Commerz Real AG (Visualisierung: EVE images) © / ONE FORTY WEST

die Regelung von Raumtemperatur, Lüftung und Sonnenschutz in jeder Elektrounterverteilung mit SAUTERecos504I/OModulen und KNXSchnittstellen ausgerüstet. Die individuelle Steuerung erfolgt über TouchRaumbediengeräte und eine cloudbasierte AppLösung.

SMART LIVING

Um dem exklusiven Charakter des gesamten Gebäudes gerecht zu werden, kommt die cloudbasierte SAUTERBedienlösung Mobile Building Services zum Einsatz. Die Konnektivität des Systems wurde bereits bei der Planung berücksichtigt, sodass spätere Änderungen im bestehenden Automationssystem vermieden werden. In der aktuellen Nutzungsphase werden die Bewohner durch die SAUTERApp beispielsweise über Temperatur, Sonnenschutzsteuerung und Beleuchtung informiert. Zukünftig ist eine Erweiterung des SaaS via Cloud geplant. Die grundsätzliche Freigabe der Nutzungsrechte erfolgt über den FMDienstleister, darüber hinaus können die Bewohner individuelle Zugriffsrechte für die Steuerung von Licht, Temperatur oder Ventilation vergeben. Dadurch ist das gesamte Gebäude für weitere Digitalisierungsentwicklungen in der Zukunft gerüstet.

Die Regelung von Raumtemperatur, Lüftung und Sonnenschutz erfolgt über SAUTERecos504-I/O-Module und KNX-Schnittstellen.

GEORG LUTZ

ist Chefredaktor von bauRUNDSCHAU.

www.sautercumulus.de

EINE NEUE KULTUR

DIE ENERGIEWENDE GESTALTEN

Interview mit David Emin und Dr. Klaus Wersching von Georg Lutz

Bei Schneider Electric geht es auf den ersten Blick um Themen wie elektrische Energieverteilung und industrielle Automation. Dazu braucht es Produkte wie Schaltanlagen, Schalter, Steuerung und Messtechnik. Auf den zweiten Blick steht aber nun das Big Picture der Energiewende im Fokus. Aus diesem Grund geht es im folgenden Interview um die Wandlungen der Energienetze und deren zukünftige Herausforderungen, das Ziel der Dekarbonisierung und damit zusammenhängende Strategien, sowie ganz praktische Projekte, wie jenes von Microgrids.

Transparenz und dezentrale Lösungen heissen die wichtigen Schlagworte.

Energienetze und Energiewirt-

schaft waren früher überschaubar aufgestellt. Wenige Oligopole bestimmten mit grossen Kraftwerken den Markt. Kann man das so zusammenfassen?

Dr. Klaus Wersching: Es gab einerseits die Bewegung in Richtung Zentralisierung. Das war beispielsweise bei grossen Kraftwerkblöcken so, egal ob das über Atom oder Kohle lief. Auf der anderen Seite gab es auf der Netzseite, da muss ich Sie korrigieren, immer schon eine Vielzahl von kleinen Energieverteilungsunternehmen. Dabei habe ich die drei Länder Österreich, Schweiz und Deutschland im Blick.

Sie sprechen jetzt die Stadtwerke an?

Genau. Es war schon immer ein Bestreben der Lokalpolitik, mitbestimmen zu können, wie und wo Netze ausgebaut werden. Das bildet auch heute die praktische Situation ab. So haben wir in Deutschland mehr als 900 Energieversorger. In der Schweiz sind es knapp 340 Versorger.

Jetzt haben wir die klassische Situation skizziert. Was hat sich dann verändert? Vor gut 30 Jahren begannen Bürgerinitiativen und andere lokale Akteure, auch einzelne Unternehmerpersönlichkeiten, auf regenerative Energien zu setzen. Diese waren schon von ihrer Philosophie her klar auf dezentrale Strukturen ausgerichtet.

Aber das betraf doch zunächst nur wenige Nischenmärkte?

Ja, das war in den 80erJahren so. Dann gab es aber in den 90erJahren und spätestens mit Einführung des «ErneuerbareEnergienGesetzes» (EEG) in den 2000ern einen Schub bei Wind und Sonnenenergie. Und schnell gesellten sich die OffshoreWindparks in der Nordsee dazu – mit starker Entwicklung bis heute. Auch in der Schweiz gab es in diesem Zeitrahmen verschiedene Fördertöpfe und es gab regional beeindruckende Lösungen …

… womit wir schon bei der ersten Herausforderung sind: den Flaschenhälsen, sprich den fehlenden Trassen, die Strom beispielsweise in Deutschland vom Norden in den Süden transportieren.

Ja, das ist eine riesige Herausforderung. Wir haben in Deutschland im Süden grosse Städte und Industrien, die energiehungrig sind. Demgegenüber gibt es neu zugebaute Energiekapazitäten im Norden, vor allem die Windenergie. Es braucht zuverlässige Übertragungsnetze, um nur mit geringen Verlusten den Strom von Nord nach Süd zu bringen.

Sind bei regenerativen Energien, wenn wir die Kundenseite anschauen, nicht dezentrale Lösungen spannend? Hier sind doch innovative Sharingmodelle möglich, beispielsweise durch gemeinsame Nutzung von Photovoltaikanlagen oder Speicher. Wie sehen Sie die Potenziale?

Das zentrale Stichwort heisst hier Microgrids. Wir haben in Berlin im EUREFCampus, einem klimafreundlichen Zukunftsort mit Modellcharakter, eine Art Pilotanlage aufgebaut. Schneider Electric ist Ankermieter im EUREFCampus, der seit 2014 die CO2Ziele der Bundesregierung für 2045 erfüllt. Dabei handelt es sich um ein Areal mit gemeinsamem Stromverbrauch und Stromerzeugung. Dazu kommen Speicher

Dr. Klaus Wersching David Emin

kapazitäten und Lasten, die man steuern und temporär verschieben kann. Der hohe Digitalisierungsgrad des Geländes bietet ein hochmodernes Arbeitsumfeld für über 150 ansässige Firmen und Startups, welche zu Zukunftsthemen rund um die Energiewende forschen. Ich bin überzeugt, dass dies ein interessanter Ansatz ist – ganz gleich, ob es um Industrieanlagen, Häfen, Flughäfen oder einen Unicampus geht. Da liesse sich viel bewegen und es ist noch verdammt viel Luft nach oben da. Die Vorteile liegen auf der Hand: Die Kombination aus lokaler Erzeugung, Energiespeicherung und Energieverbrauch reduziert die Gefahr von Ausfällen und führt zu einer besseren Energiebilanz.

Wie sieht Ihre Rolle hier aus?

Wir entwickeln und produzieren Produkte und Lösungen, die die Energieverteilung auf dem Areal ermöglichen. Es braucht aber auch Sichtbarkeit. Gefragt ist ein transparentes Energiemanagementsystem. Wir integrieren Echtzeitdaten und Datenanalytik in unser umfassendes, skalierbares Managementsystem für die Microgrids. Unsere offenen Lösungen können hierbei sowohl an neue wie auch bestehende Systeme von Schneider Electric oder von Fremdanbietern angebunden werden.

Es geht dabei um praktische Fragen, wie etwa den idealen Zeitpunkt zur Speicheraufladung, oder die Nutzung sonnenreicher Stunden, im Rahmen der Produktionsprozesse. Auf diese Weise lassen sich besonders wirtschaftliche Lösungen realisieren.

Welche Software setzen Sie dabei ein?

EcoStruxure Microgrid Advisor ist beispielsweise eine cloudbasierte, bedarfsorientierte EnergiemanagementSoftwareplattform, die den DistributedEnergyResources (DER)Betrieb erfasst, prognostiziert und automatisch optimiert. Die Lösung ermöglicht die dynamische Steuerung von Energieressourcen vor Ort. Die Software kann direkt mit den dezentralen Energiequellen des Kunden verbunden werden, um automatisiert zu optimieren, wie und wann Energie verbraucht, erzeugt und gespeichert werden soll. Mithilfe der webbasierten Benutzeroberfläche können so die erzielten Einsparungen, Erträge und reduzierten CO2Emissionen jederzeit beobachtet werden.

Software- braucht Hardwarelösungen. Wie sieht diese bei Ihnen aus?

EcoStruxure Microgrid Operation ist eine Steuerungslösung für Microgrids, die auf einem MicrogridController und einem lokalen Bediensystem basiert. Es fördert die Nutzung erneuerbarer Energien und organisiert automatisch die Aktivitäten des Inselbetriebs, bei ungewöhnlichen Netzbedingungen. Vernetzte Feldgeräte auf der unteren Ebene unserer offenen, interoperablen und IoTfähigen EcoStruxureSystemarchitektur schaffen die transparente Datenbasis, um diese ungewöhnlichen Netzbedingungen zu erkennen.

«Jetzt sind unsere Kunden hellwach und setzen sich an die Spitze der Veränderung.»

In welchen Formen kann die Digitalisierung helfen?

Das Thema Sichtbarkeit haben wir schon angesprochen. Man kann nur etwas messen oder Effizienzen verbessern, wenn man sie visualisiert und dann analysiert. Auf diese Weise lassen sich wesentliche Fragen beantworten, beispielsweise welches die grössten Energietreiber sind.

Das haben wir bei uns selbst, im Sachsenwerk von Schneider Electric in Regensburg, umgesetzt. So konnten auch wir die grossen Energiefresser lokalisieren und dafür energieärmere Lösungen finden. Ein Beispiel: Das Thema Licht wurde als grosser Verbraucher identifiziert. Das Ergebnis: Im Sachsenwerk wird bereits heute CO2neutral produziert – dank umfassender Digitalisierungsmassnahmen, Analysetools und nicht zuletzt eines intelligenten Energiemanagements. Dieses hilft hier ohne Frage, nachhaltiger zu agieren.

Wie werden sich die Trends in den nächsten Jahren entwickeln?

Es gibt ein klares Ziel für die Hersteller und Betreiber von Industrieanlagen: die drastische Verminderung des CO2Fussabdrucks. Wir verfolgen selbst eine ambitionierte Nachhaltigkeitsagenda und gehen mit gutem Beispiel voran. Derzeit betreiben wir 51 CO2freie Standorte weltweit. Bis 2025 werden es 150 sein – ein Drittel ist also erreicht.

In den letzten Jahren hat uns die Rebound-Problematik immer wieder einen Strich durch die Rechnung gemacht. Am Beispiel der Automobilbranche kann man dies plastisch aufzeigen. Wir verfügen zwar über immer effizientere Motoren, die auch weniger Schadstoffe produzieren, aber durch die erhöhte Stückzahl verlieren diese Effekte an Wirkung.

Wir sprechen ja von dem Ziel, CO2neutral zu produzieren – oder noch besser mit NettoNullCO2Emissionen in der Wertschöpfungskette und bei Produkten. Da spielt dann auch die Stückzahl nicht mehr diese Rolle.

Aber das heisst, von einer Effizienz- zu einer Suffizienz-Strategie zu kommen, die beispielsweise mehr Verfahren der Kreislaufwirtschaft beinhaltet.

Hier schaffen wir Transparenz und setzen Zeichen. Wir wollen bis 2025 weltweit klimaneutral und bis 2030 auch mit einem kompromisslosen Verzicht auf Kompensationsmodelle arbeiten. Die weiteren ehrgeizigen Zielsetzungen sind kohlenstoffneutrale Wertschöpfungsketten und Produkte bis 2040 und schliesslich eine NettoNullLieferkette bis 2050.

Das ist sportlich und der Ablasshandel der Kompensationsmodelle wird vermieden.

Ja, sehr sportlich. Es gilt hier, an sehr vielen Stellschrauben zu drehen.

Ziehen Ihre Kunden an diesem Punkt mit Ihnen an einem Strang?

David Emin: Es hat bei den Kunden zunächst länger gedauert, die Abwehrhaltung war spürbar. Aber später ist der Knoten geplatzt. Zunächst hiess es: Solch eine Software brauchen wir nicht, ebenso wenig benötigen wir motorisierte Schaltanlagen oder Fernsteuerung von der Zentrale aus.

Und was hat sich verändert?

Erstaunlicherweise kommen heute die gleichen Unternehmensverantwortlichen auf uns zu und verlangen ohne grosse Rücksprache digitale Lösungen für ihre Produkte und Netze, um dadurch auch

Die SF6-freie Mittelspannungsanlage SM AirSeT macht die Energieverteilung umweltfreundlicher.

Energie zu sparen. Unsere Kunden waren lange konservativ, sie befanden sich im Verharrungsmodus. Jetzt sind sie hellwach und setzen sich an die Spitze der Veränderung.

Da geht es aber dann nicht mehr um neue Tools oder Hardware, sondern um die Entwicklung einer Veränderungskultur?

Ja, und ein*e Ingenieur*in braucht nüchterne Argumente, ein*e Marketingverantwortliche*r braucht Visionen. Das sind unterschiedliche Welten, sie kommen hier aber immer mehr zusammen. Es ist vergleichbar mit der Elektromobilität. Die europäischen Ingenieur*innen und Manager*innen haben lange gewartet, sie waren Bedenkenträger. Sie liessen Tesla vorbeiziehen. Heute kommen sie mit einer unglaublichen Geschwindigkeit und Professionalität daher. So ist das auch mit unseren Kunden. Zunächst gab es eine Abwehrhaltung, jetzt muss alles ganz schnell gehen. Es gilt allerdings auch, Länderunterschiede zu beobachten.

Die Schweizer*innen gelten als besonders konservativ.

Ja, aber wenn sie überzeugt sind, geht es vergleichsweise schneller als in anderen Ländern. Ein gutes Beispiel ist die SF6freie Technologie, die die Treibhausgase dieser klassischen Lösung vermeidet. Unsere SM AirSeT ist eine SF6freie Schaltanlage für die Sekundärverteilung in der Mittelspannung. Sie erfreut sich hierzulande grosser Beliebtheit. Wir haben sie im ersten Jahr nach der Markteinführung am besten in der Schweiz verkauft. Die SM AirSeT läuft mit reiner Luft und digitalen Innovationen und macht die Energieverteilung damit deutlich umweltfreundlicher. Man hat gemerkt, dass die Verantwortlichen bereit sind, über viele früher bestehende Hürden zu springen und das Netz der Zukunft nachhaltig zu gestalten. Wir sind hier inzwischen ein bis zwei Jahre weiter als in Deutschland.

Das liegt vermutlich auch an der volkswirtschaftlichen Situation. Die Schweiz ist ein Hartwährungsland. Gerade in Krisenzeiten gehen Schweizer Unternehmensverantwortliche, die im Export tätig sind, durch ein Stahlbad. Allein aus dieser Situation heraus müssen die Verantwortlichen innovativer als Mitbewerber in der EU sein.

Ja, das ist ein Erklärungsstrang. Es geht aber nicht nur um Effizienz. Es ist das Verständnis für den notwendigen Übergang von einer Welt in eine andere. Wenn dann noch das KostenNutzenVerhältnis stimmt, kommt es zu schnellen Entscheidungen.

Die Dekarbonisierung der Energieversorgung war bis vor wenigen Monaten eine Herausforderung, die den Klimawandel im Hintergrund hatte. Wir waren immer noch in einer wachsenden Ökonische und es gab viele Bremser. Das hat sich jetzt mit dem Krieg in der Ukraine verändert. Regenerative Energien sind plötzlich zu Freiheits- und Sicherheitsgarantien geworden. Sie sind in der Praxis. Wie erleben Sie den Wandel?

Die Gasabhängigkeit trifft bei uns vor allem den Wärmesektor, sprich Heizungen. Strom wird nur zu 13 Prozent von Gas erzeugt. Das sind in erster Linie sehr flexible Kraftwerke, die Spitzen abfangen. Natürlich steuert man hier zurzeit um, um das eingesparte Gas dann für Heizungen, aber auch in der industriellen Produktion einzusetzen.

Der von Ihnen erwähnte zusätzliche Schub für regenerative Energien ist für uns positiv. So können Produkte von uns in jedem neuen Windturm verbaut werden. Das sind unter anderem Schaltanlagen, Transformatoren oder Schutzgeräte und Steuerungseinheiten. In jeder PVAnlage oder jedem PVPark gibt es Verteilungslösungen und Netzanbindungen, bei denen Schneider Electric mit Produkten beteiligt ist.

Nicht nur in Deutschland gibt es neue Veränderungsgeschwindigkeiten, auch seitens der Politik. Robert Habeck, der deutsche Wirtschaftsminister, hat an Ostern 2022 eine Agenda kommuniziert. Er möchte einen jährlichen Ausbau von WindOnshoreAnlagen realisieren, der mittelfristig bei zehn Gigawatt pro Jahr liegt. Bei PhotovoltaikSolarAnlagen peilt er einen Ausbau von 22Gigawatt pro Jahr an. In den besten Jahren waren wir noch maximal bei knapp acht Gigawatt PV pro Jahr. Das ist eine dreifache Ausbaukapazität und wir sind dabei.

Ja, das ist politisch sicher ein Gamechanger. Aber es gibt auch Hürden. Nehmen wir nur den Fachkräfte- und Handwerksmangel. Bestellen Sie heute mal eine Solaranlage oder eine Wärmepumpe. Unter einem halben Jahr Wartezeit geht da gar nichts. In Basel haben wir 15’000 Heizungsanlagen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Mit den Handwerkern, die auf dem Markt verfügbar sind, können jährlich um die 300 ausgetauscht werden. Solche Zahlen lassen politische Visionen, theoretische Überlegungen und Agenden schnell in der Praxis zusammenbröseln.

Aktuell steht das Thema Verfügbarkeit von Rohstoffen und Vorprodukten durch das Reissen von Lieferketten noch im Vordergrund. Aber ich teile Ihre Einschätzung, es fehlt immer mehr an Personal und Manpower – und zwar bei Herstellern, Betreibern oder auch Serviceanbietern. Dazu kommt, dass die BabyboomerGeneration in Rente geht. Da bricht einiges weg. Wir stehen wirklich auch vor einer personellen Transformation.

Da müssen ganz viele Verantwortliche sehr schnell aktiv werden. Dazu kommt aber auch die industriepolitische Situation. In den 90er-Jahren haben wir eine europäische Solarindustrie gehabt. Die ist in grossen Teilen vom Markt verschwunden. Das hat unterschiedliche Gründe. Ein zentraler Grund ist die unzureichende europäische und nationale Industriepolitik, was regenerative Energien betrifft. Da hat die chinesische Seite ganz anders agiert.

Wir brauchen wieder unterschiedliche Solarmodule in unterschiedlichen Preissegmenten aus europäischer Fertigung.

Einige Unternehmen agieren in dieser Notlage auch schon selbst, indem sie auf ihrem Firmengelände Aus- und Weiterbildungen anbieten. Wie ist das bei Ihnen?

Schneider Electric ist von der Struktur her mit mehreren Standorten dezentral aufgestellt. Wir haben neben den Werken eher kleine Standorte, nutzen aber die klassischen Ausbildungsberufe, Traineeprogram me oder dualen Studiengänge, um die auch bei uns vorhandenen Personallücken zu verringern. Da sind wir sehr aktiv. So vermitteln wir jüngeren Mitarbeiter*innen und Interessierten die Attraktivität der Berufsbilder. Hier gilt es, spannende Chancen für eine langjährige interessante Tätigkeit im Rahmen der Energietechnik zu präsentieren und anzubieten.

Ja, es braucht sehr praktische Vorbilder und Visionen, um bei der Dekarbonisierung echte qualitative und quantitative Fortschritte zu machen.

Bei der Dekarbonisierung ist die Tendenz wichtig: Wir setzen auf Strom, und das passiert ja auch. Nehmen wir nur die Mobilität oder die Heizung. Überall kommt grüner Strom ins Spiel, also mehr Elektromobilität und mehr Heizpumpen. Dekarbonisierung bedeutet dann gleichzeitig höherer Stromverbrauch. Dazu braucht es die Digitalisierung, damit die Analyse und die darauf aufbauenden Lösungen eine transparente und effiziente Grundlage bekommen. Unser Softwareportfolio ist daher in den letzten Jahren deutlich gewachsen. Und wir können dies an unseren Standorten aufzeigen.

Jetzt erleben Kernkraftwerke in der EU eine Renaissance, sie kommen plötzlich grün daher. Wir brauchen Energie, egal woher sie kommt. Wie sehen Sie die Situation?

Ich argumentiere da sehr pragmatisch. Man braucht mindestens 15 Jahre, um ein Atomkraftwerk auf den Markt zu bringen, selbst wenn man Genehmigungsverfahren beschleunigt. Das Thema Atom wird in Deutschland und der Schweiz nicht die Lösung sein. Es geht jetzt um Schnelligkeit. Der Faktor Zeit ist heute das zentrale Argument gegen Atom. Umgekehrt haben wir bei Sonne und Wind ausgereifte Technologien auf dem Markt, die inzwischen auch preislich gegenüber den klassischen Lösungen besser dastehen und sofort einsetzbar sind. Wir freuen uns, unseren Teil zu diesem Transformationsprozess beitragen zu können.

DR. KLAUS WERSCHING

ist Head of Offer Management Power Systems DACH bei Schneider Electric.

ist VP Power Systems DACH bei Schneider Electric.

Der Übergang von der einen Welt in die andere beinhaltet nicht nur mehr Effizienz, sondern auch eine andere Kultur

DAVID EMIN

Schneider Electric (Schweiz) AG | Schermenwaldstrasse 11 | CH3063 Ittigen | Tel. +41 (03) 1 917 33 33 customercare.ch@se.com | www.schneiderelectric.ch.

© zindelunited/mattiasnutt

UMWELT & TECHNIK

AUF DEM MARKT

DER ERSTE CO2-NEUTRALE BETON DER SCHWEIZ

von Christian Wengi

Das in der achten Generation geführte Familienunternehmen Zindel United hat sich zur Aufgabe gemacht, mit seinen Tochtergesellschaften nachhaltige und innovative Lösungen für die kommenden Generationen zu erarbeiten. Diese Aufgabe haben der Baustoffhersteller Logbau und der Pflanzenkohle-Produzent INEGA mit KLARK umgesetzt. Das neue Verfahren wurde in intensiver Forschung gemeinsam mit der Fachhochschule OST entwickelt und bereits in der Praxis eingesetzt.

Der CO2-neutrale Beton wird bereits eingesetzt und besteht den Winter-Härtetest beim Betonieren der neuen INEGA-Produktionshalle.

Beton ist nach wie vor der vielseitigste und meistgenutzte Baustoff der Schweiz. Er ist äusserst flexibel, einfach zu verbauen und kann einzigartige Designakzente setzen. Aufgrund der CO2Bilanz steht Beton in der öffentlichen Wahrnehmung allerdings unter Druck. Logbau mit Sitz in Maienfeld hat sich zur Aufgabe gemacht, diese Bilanz zu verbessern, ohne Abstriche bei der Verarbeitung und der Leistung zu machen. Der Aufwand hat sich gelohnt, entstanden ist der erste wirklich CO2neutrale Beton der Schweiz.

BEEINDRUCKENDE CO2-BILANZ

Dank der Verwendung von hochwertiger INKohPflanzenkohle als Zusatzstoff verwandelt Logbau den Beton in eine CO2Senke. Das Basisprinzip: Holz lagert auf natürliche Weise eine beträchtliche Menge an CO2 ein, welches durch das speziell entwickelte Pyrolyseverfahren dauerhaft in der Pflanzenkohle gebunden wird. Im Vergleich zu herkömmlichem Beton können so mehr als 200 Kilogramm CO2 pro Kubikmeter Beton permanent neutralisiert werden. Bei einem durchschnittlichen Einfamilienhaus mit ungefähr 120Kubikmeter Beton entspricht dies 24 Tonnen Kohlendioxid – oder in etwa gleich viel, wie ein durchschnittliches Auto in der Schweiz während zehn Jahren ausstösst. Die Ökobilanz kann durch sekundäre Rohmaterialien, CO2reduzierten Zement sowie Betonabbruch mit CO2Speicherung sogar noch weiter verbessert werden. Ein CO2negativer Beton mit über zwei Dritteln Sekundärrohstoffen ist somit in naher Zukunft ebenfalls möglich. Bei einem Jahresbedarf von circa 15.5Millionen Kubikmeter Beton in der Schweiz liegt damit das Reduktionspotenzial bei circa 2.7 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr. Das ist so viel, wie alle Einwohner der Städte Zürich und Genf im gleichen Zeitraum ausstossen.

MIT DER OSTSCHWEIZER FACHHOCHSCHULE ENTWICKELT

Intensive Forschung und zahlreiche Versuche haben zum Erfolg geführt. Spezialistinnen und Spezialisten der Ostschweizer Fachhochschule (OST) in Rapperswil haben die gemeinsame Entwicklung von Logbau und INEGA von Anfang an begleitet, die Grundlagenforschung beigesteuert und regelmässige Tests durchgeführt, um die ideale Rezeptur zu ermitteln.

Das Endprodukt verfügt über gleichwertige Eigenschaften wie herkömmlicher Beton, ist aber komplett CO2neutral und je nach Rezeptur sogar CO2negativ, also eine permanente CO2Senke. Zudem ist der Klimabeton vollständig rezyklierbar. Das Patent für den Klimabeton wurde bereits angemeldet. Der Schlüssel dazu ist die für Baustoffe entwickelte INKohPflanzenkohle von INEGA. Diese entsteht ausschliesslich aus unbehandeltem Restholz aus regionaler Forstwirtschaft. Logbau kombiniert dieses naturreine Schweizer Produkt mit ihrem Beton und erhält so ein innovatives Endprodukt. Erste Tests und Studien haben zudem ergeben,

ÜBER DIE LOGBAU AG

Logbau AG ist ein innovatives und nachhaltig handelndes Unternehmen in den Bereichen Baustoffe (Kies, Beton, Erdbaustoffe), Entsorgung/Recycling, Transporte (Betonfahrmischer, Mulden, Kipper, Spezialtransporte) und Steinhandel (Gartenplatten, Mauersteine). Rund 80 Mitarbeitende schaffen an 9 Standorten täglich Lösungen, die das Leben begleiten. Logbau nimmt in Sachen Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit schon lange eine Pionierrolle ein und gewann 2014 den Umweltpreis Schweiz mit dem Ragazer Erdbeton.

Hochwertige INKoh-Pflanzenkohle aus ausschliesslich einheimischer Holzwirtschaft.

dass KLARK potenziell noch weitere Vorteile bietet, zum Beispiel reduzierte Schwindrisse, eine effizientere Wärmedämmung sowie einen besseren Schallschutz. Weiterführende Untersuchungen sind in Planung.

BEREITS ERSTE WÄNDE BETONIERT

Der neue Klimabeton erfüllt die Anforderungen der gängigen BetonNorm SN EN 206 und kann im Hochbau problemlos eingesetzt werden. Der Erfolgspunkt ist erreicht. Durch die einzigartige Komposition und Leistungsfähigkeit ist ein HightechBaustoff aus natürlichen Ressourcen entstanden, der die Baubranche im Klimaschutz auf eine neue Ebene hebt. Architekten, Ingenieure und Baumeister müssen weder in der Planung noch beim Einbau Einschränkungen in Kauf nehmen. Der Beweis dafür sind die ersten Wände der neuen INKohProduktionshalle in Maienfeld, welche problemlos mit dem neuen Baustoff betoniert werden konnten. Da die Pflanzenkohle noch nicht als Zusatzstoff von Beton in der Norm integriert ist, muss der Beton aktuell nach Zusammensetzung und nicht nach Eigenschaften ausgeschrieben werden.

BALD SCHWEIZWEIT ERHÄLTLICH

Der neue Klimabeton ist marktreif. Die Verantwortlichen sind bereits mit interessierten Bauherrschaften und Partnern in Kontakt und bauen parallel die industrielle Produktionskette auf. Aktuell kann Logbau KLARK in Graubünden, St. Gallen und im Fürstentum Liechtenstein liefern. Mittelfristig soll der Klimabeton durch Partnerschaften und neue INKohProduktionsanlagen in der ganzen Schweiz hergestellt und vertrieben werden. Dies erhöht die regionale Wertschöpfung und macht die CO2negative Innovation über die Kantonsgrenzen hinaus verfügbar. Dr. Mario Cavigelli, Regierungsrat und Vorsteher des Departements für Infrastruktur, Energie und Mobilität des Kantons Graubünden, sieht den Klimabeton auch als Beweis für die Innovationskraft der Bündner Unternehmen: «Zindel United hat mit Logbau und INEGA gezeigt, wie erfolgreich eine zielgerichtete Kooperation sein kann. Eine hohe Wertschöpfung und Umweltschutz müssen sich nicht ausschliessen. Dies sichert und schafft Arbeitsplätze und beweist einmal mehr, dass der Kanton Graubünden ein TopWirtschaftsstandort ist.»

WIE ENTSTEHT DIE PFLANZENKOHLE?

INKoh-Pflanzenkohle ist ein naturreines Schweizer Produkt, das von INEGA in einem speziell entwickelten Pyrolyseverfahren aus unbehandeltem Restholz aus regionaler Forstwirtschaft hergestellt wird. Sie wird nach den höchsten European-BiocharCertification (EBC)-Standards hergestellt und kann je nach Produktionsverfahren in der Biolandwirtschaft, als Tierfutterzusatz, im Gartenbau oder in der Wasserreinigung eingesetzt werden. Ein Gramm Pflanzenkohle weist eine innere Oberfläche von mehr als 400 Quadratmetern auf (18 Gramm entsprechen der Fläche eines Fussballfeldes) und kann ein Fünffaches des Eigengewichts an Wasser speichern.

CHRISTIAN WENGI

ist Leiter des Verkaufs der Logbau AG.

www.klark.swiss www.inkoh.swiss

Stromausfälle sind romantisch.

Falls Sie das nicht so sehen: Vertrauen Sie auf Bimex-Notstromsysteme. Mit USV-Anlagen von Piller für den Schutz kritischer Infrastruktur.

www.notstrom.ch

NACHHALTIGES ENERGIEMONITORING

MID ENERGIEZÄHLER

Mit den MID Energiezählern lassen sich die Ströme grosser Verbraucher erfassen, die nicht direkt gemessen werden können. Die Komplettlösung aus Energiezähler und Aufsteck-Stromwandlern entspricht der MID-Richtlinie 2014 / 32 / EU und erlaubt ein nachhaltiges Energiemonitoring sowie eine direkte Verbrauchsabrechnung.

Die MID Energiezähler gibt es in unterschiedlichen Ausführungen, um für die jeweilige Aufgabe die ideale Lösung anbieten zu können.

Querschnitt durch den MID Energiezähler.

Die Energiezähler gestatten eine nachhaltige Überwachung von Wirkund Blindenergie, Netzfrequenz sowie Strom, Spannung und Leistung. Damit werden sie den verändernden Anforderungen des Schaltanlagenbaus gerecht, der nach smarten Energiezählern für die verschiedenen Anwendungen im Gebäudebereich und in der Industrie verlangt. So lässt sich mit der kompakten Lösung der Energieverbrauch von produzierenden Maschinen in der auftragsbezogenen Fertigung ebenso messen wie der jeweilige Energieverbrauch der einzelnen Mieter in verteilten Liegenschaften.

Die erfassten Daten und Energiequalitätsmerkmale können dabei entweder über das grosszügige Display angezeigt oder bequem in der EnergiedatenManagementApplikation von Wago erfasst und dargestellt werden. Dafür stehen eine MBus und ModbusSchnittstelle sowie zwei S0Schnittstellen für beide Energierichtungen mit einstellbarer Impulsrate zur Verfügung. Da das Display zudem beleuchtet ist, lassen sich die Messwerte selbst unter ungünstigen Einbaubedingungen gut erkennen.

KONFIGURATION ÜBER TASTER ODER BLUETOOTH

Die Konfiguration des Zählers erfolgt wahlweise über sensitive Bedienelemente unterhalb des Displays oder über eine intuitive App (siehe Infokasten). Letztere ermöglicht eine einfache und schnelle Konfiguration über Bluetooth und ist kostenlos für Android oder iOS erhältlich. Mit der Wago Energy Meter Configurator App lassen sich unter anderem die ModbusAdressen, die Baudrate, die S0Impulsrate sowie weitere Parameter einstellen. Neben der Konfiguration können auch die Energie und Standardmesswerte ausgelesen und je Phase dargestellt werden.

Die Werte lassen sich dabei jederzeit speichern und als Report oder als csvDatei exportieren. Das Versenden von Moment

Das beleuchtete Display garantiert auch an schlecht beleuchteten Orten ein fehlerfreies Ablesen der Energiedaten. Alain Galliker

aufnahmen über gängige Mail und MessengerDienste, beispielsweise an den Betreiber einer Ladesäule, ist mit der komfortablen App ebenfalls möglich.

EINFACHE INSTALLATION

Die Installation der Wandlerzähler ist aufgrund der bewährten PushinTechnologie und der HebelAnschlusstechnik sehr einfach. Die Verdrahtung erfolgt werkzeugfrei, wobei die Federklemmtechnik PushIn Cage Clamp über die gesamte Lebensdauer für eine sichere und wartungsfreie Verbindung sorgt. Mit einer Breite von lediglich 35 mm ist die smarte Lösung äussert kompakt ausgeführt und spart damit jede Menge Platz im Schaltschrank.

Die passenden AufsteckStromwandler entsprechen dem Modul D des Konformitätsbewertungsverfahrens und können optimal mit den Energiezählern (MID) zu einer Komplettlösung kombiniert werden. Ein Schnellbefestigungsadapter ermöglicht eine einfache und kostengünstige Befestigung. Durch die vielen Montagemöglichkeiten profitiert der Anwender zudem von einer hohen Flexibilität.

Erhältlich sind die MID Energiezähler mit und ohne METASZulassung.

IN FÜNF EINFACHEN SCHRITTEN ZUM MESSERGEBNIS

Die MID Energiezähler gestatten ein schnelles und einfaches Energiemonitoring in Gebäuden und Industrie und bieten damit die Grundlage für nachhaltige und wirtschaftliche Optimierungsmassnahmen. Nach der Installation über die bewährte Push-In-Klemme braucht es nur fünf Schritte für das Auslesen der Daten.

1. Wago App Energy Meter Configurator (Android/iOS) herunterladen. 2. Bluetooth-Kommunikation am

Zähler aktivieren (mittlere Taste am

Energiezähler 5 Sekunden gedrückt halten). 3. Menü auf dem Energiezähler-

Display erscheint, Bluetooth wird aktiviert und ein QR-Code angezeigt. 4. QR-Code mit Wago App Energy

Meter Configurator einscannen,

App und Zähler verbinden sich. 5. Parameter werden angezeigt und können ausgelesen werden.

Wenn gewünscht lassen sich diese als CSV-File abspeichern.

WAGO Kontakttechnik SA | Route de l'Industrie 19 | 1564 Domdidier | Tel.: +41 (0) 26 676 74 47 | in.Galliker@wago.com | ww.wago.com

VORBEREITET SEIN

GERÜSTET FÜR EINE STROMMANGELLAGE

von Beat Hühnli

Nach den Warnungen des Bundes vor einem Strommangel ziehen manche Unternehmen eine Notstromversorgung in Betracht. Was ist grundsätzlich vorzukehren? Und welche Möglichkeiten stehen zur Auswahl?

Im Herbst 2021 gab die Eidgenössische Elektrizitätskommission ElCom bekannt, dass ab 2025 in der Schweiz der Strom knapp werden könnte. Gleichzeitig forderte OSTRAL – die Organisation für Stromversorgung in ausserordentlichen Lagen – Zehntausende von Grossverbrauchern auf, sich auf etwaige StromsparDekrete des Bundes vorzubereiten.

THEMA ZEITIG ANGEHEN

«Eine Strommangellage steht zwar nicht unmittelbar vor der Tür», sagt Beat Müller, Geschäftsleiter der Bimex Energy AG im bernischen Uetendorf. «Akuter ist derzeit die Gefahr von Stromausfällen – oder gar von Blackouts, deren Folgen weit gravierender sein können als die Folgen einer Strommangellage.» Viele Unternehmen verfügen deshalb schon heute über ein Notstromsystem, das Kurzunterbrüche und tagelange Netzausfälle kompensiert. Dennoch mahnt Beat Müller eine gewisse Eile an: «Firmen sollten bald klären, ob sie mit Blick auf eine Mangellage eine Notstromlösung benötigen respektive ob bestehende Notstromkonzepte auch in einer Mangellage greifen würden.» Der Grund für den Zeitdruck: «Die Nachfrage nach Stromaggregaten steigt deutlich und führt zu Lieferengpässen.» Ein weiterer Grund für die verlängerten Lieferfristen sind gemäss Beat Müller Unterbrüche in den Lieferketten.

SITUATION ANALYSIEREN

Beat Müller empfiehlt, eine Risikoanalyse vorzunehmen: Könnte die Firma während Wochen oder Monaten mit weniger Strom

(Energie) auskommen? Wenn nicht, was wären die Folgen? Welche Prozesse müssen unbedingt aufrechterhalten werden? Könnten die Lieferanten noch liefern? Könnten die Kunden die Ware noch abnehmen und weiterverarbeiten? Was würde passieren, wenn das Elektrizitätswerk temporär das ganze Versorgungsgebiet abschalten müsste? Eine Analyse bringt Licht ins Dunkel, bleibt aber bis zu einem gewissen Grad spekulativ. Denn erstens ist unbekannt, wie sich politische Initiativen – zum Beispiel der Bau von Gaskraftwerken – auf die Versorgungslage auswirken würden. Zweitens konkretisieren sich Sparmassnahmen erst, wenn tatsächlich ein Strommangel da ist und der Bund entsprechende Bewirtschaftungsverordnungen erlässt. Ein Beispiel: In einer Mangellage kann der Bund den Strombezug von Grossverbrauchern kontingentieren. Gemeint sind Firmen, die jährlich 100’000Kilowattstunden und mehr verbrauchen. Dennoch müssen gemäss OSTRAL auch kleinere Verbraucher mit Einschränkungen rechnen – unter anderem deshalb, weil immer mehr lastgangfähige Stromzähler, die «Smart Meter», im Einsatz sind. Sie ermöglichen es, jede Firma zu kontingentieren, die damit ausgerüstet ist. Wer zum Schluss kommt, dass sein Unternehmen eine minimale oder eine umfangreichere Notstromversorgung braucht, kann folgende Varianten in Betracht ziehen.

STATIONÄRE NOTSTROMANLAGEN

Stationäre Notstromanlagen sind entweder im Gebäude installiert oder stehen fix montiert im Freien – in einer schallgedämpften und wetterfesten Hülle. Die Bimex Energy AG plant die Anlagen von A bis Z, inklusive Aggregat, Kühlung, Lüftung, Brennstoffversorgung, Abgasanlage und Abgasreinigung. Es werden Dieselaggregate der neuen Abgasstufe 5 verwendet. Die Aggregate stammen ausschliesslich von europäischen Qualitätsherstellern.

NOTSTROMSYSTEME MIT USV

USVSysteme gewährleisten das unterbrechungsfreie Umschalten auf Notstrom, schützen also kritische Infrastrukturen wie Banken, Versicherungen, Telekomanbieter, Spitäler, Rechencenter, Flughäfen oder Industriebetriebe mit heiklen Produktionsprozessen. Die Bimex Energy AG setzt dabei auf USVAnlagen der deutschen Piller Group – sie produziert als einzige Firma der Welt sowohl rotierende als auch statische USVTechnologien mit kinetischen Energiespeichern oder Batterien. Kinetische Speicher haben nebst der Batteriefreiheit den Vorteil, dass sie Leistungsschwankungen entgegenwirken, die beim Einsatz von Wind und Solarstrom auftreten.

MOBILE AGGREGATE

Mobile Dieselaggregate werden auf Anhänger oder Lastwagen gebaut. Jedes mobile Notstromaggregat wird von einem abgasnormierten, wirtschaftlichen Dieselmotor der Abgasstufe5 angetrieben. Die Bimex Energy AG konzipiert mobile Aggregate häufig als Spezialaggregate für hochspezifische Anwendungen – etwa für Elektrizitätswerke, Wasserversorger, Industrie, Armee, Zivilschutz, Polizei oder Bahnbetriebe.

HYBRIDE AGGREGATE

Für den ortsunabhängigen Einsatz sind oft auch hybride Aggregate geeignet. Diese sind mit Hochleistungsbatterien ausgestattet und kaum hörbar, sie können entweder als Energiespeicher genutzt werden oder fungieren als intelligente Lastmanager im Verbund mit Solarmodulen, Dieselaggregaten oder Netzstrom. Hybride Aggregate eignen sich unter anderem zum Betanken von Elektrofahrzeugen.

KLEINSTROMERZEUGER

Die handlichste Form, um selbst ein Minimum an Strom zu produzieren, sind benzin oder dieselbetriebene Kleinstromerzeuger und Traktorgeneratoren. Die Bimex Energy AG ist Generalvertreterin für die hochwertigen EisemannStromerzeuger in der Schweiz und im Fürstentum Liechtenstein.

Bimex Energy AG | Glütschbachstrasse 32 | CH3661 Uetendorf | Tel.: +41 (0) 33 334 55 66 | info@bimex.ch | www.bimex.ch Bimex Energy AG | Zürichstrasse 55 | CH8340 Hinwil | Tel.: +41 (0) 43 843 24 24 | info@bimex.ch | www.bimex.ch

Herr Keller tankt Biomethan an der neuen Tankstelle der Müller Energie GmbH.

VEREDELUNG

KREISLAUFWIRTSCHAFT IN DER LANDWIRTSCHAFT

von Herr Ueli Oester

Seit dem Herbst 2021 kann auf dem Hof von Andrea und Christian Müller in Thayngen (SH) besonders umweltfreundlich Biomethan getankt werden. Neben Kartoffeln und Fleisch produzieren Müllers auch Ökostrom, Wärme und neuerdings Biomethan für Fahrzeuge. Es ist die erste Biomethan-Inseltankstelle der Schweiz in einer Landwirtschaftszone, die als zonenkonform eingestuft und bewilligt wurde.

Das Kehrichtfahrzeug der Firma Keller Kehricht Abfuhren GmbH ist bereits ein erster grosser Abnehmer des heimischen Treibstoffs. Das eingesammelte Grüngut zusammen mit dem Hofdünger von Müller Energie GmbH wird in der bestehenden Biogasanlage vergoren und in der neuen Aufbereitungsanlage von Apex AG zu Treibstoff «veredelt». Die Energie aus den regionalen Abfällen wird so zum Treibstoff mit Herkunft «vor der eigenen Tür» und ersetzt den bisher eingesetzten Diesel. An der Zapfsäule können auch private BiogasFahrzeuge getankt werden. Dazu kann von Müllers ein TankChip bezogen werden und ab sofort ist die Tankstelle für den 24Stundenbetrieb offen.

BIOMETHAN TANKEN

Biomethan eignet sich vorzüglich für Personenwagen, Kommunalfahrzeuge, den Schwerverkehr und Busse. Je nach Fahrzeugtyp dauert die Betankung nur unwesentlich länger als mit Benzin oder Diesel. Mit Biomethan fährt es sich ebenso ökologisch wie mit einem Elektroantrieb und stellt eine oft vergessene, attraktive Alternative dar. Das bestehende Netz von Erdgas / Biogastankstellen wird durch solche Inseltankstellen ergänzt und aufbereitetes Biogas kann getankt werden, an Orten wo kein Erdgas / Biogasnetz vorhanden ist.

VERARBEITUNG VON BIOGAS

Biogas entsteht bei der anaeroben Vergärung von Biomasse aus Kläranlagen, Landwirtschaftsbetrieben, kommunalem Grüngut oder Gastronomieabfällen. Es enthält typischerweise etwa 55 bis 60 Prozent Methan (CH4), 40 bis 45 Prozent Kohlendioxid (CO2), ist mit Wasser gesättigt und enthält weitere Begleitstoffe wie Siloxane, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, etc. Wird das Biogas vorbehandelt (entfeuchtet und entschwefelt) kann es in Blockheizkraftwerken zur Produktion von Strom und Wärme genutzt werden. Diese Technologie ist tausendfach bewährt. Für die Verwendung als Treibstoff muss Biogas zwingend weiter «veredelt» werden. Das CO2, Wasserdampf und weitere Begleitstoffe müssen fast vollständig entfernt werden, um es als Biomethan ins Erdgasnetz einzuspeisen oder zum Tanken von Erdgas /Biogasfahrzeugen zu nutzen. Das Biogas wird gekühlt, entwässert und mittels Aktivkohlefilter von den Begleitstoffen getrennt. Anschliessend wird es verdichtet und

ÖKOSTROM SCHWEIZ

Ökostrom Schweiz ist der Fachverband der landwirtschaftlichen Biogasproduzenten. Die 2000 gegründete Genossenschaft umfasst über 160 landwirtschaftliche Biogasanlagenbetreiber aus der ganzen Schweiz. Ökostrom Schweiz ist damit die grösste und bedeutendste Organisation im Bereich erneuerbarer Energie aus Biogas. Das aus vornehmlich Hofdüngern und organischen Reststoffen gewonnene Biogas wird dabei in Strom und Wärme, Biogas-Brennstoff oder Biogas-Treibstoff umgewandelt. Dadurch leisten Biogasanlagen einen bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz und dem Ersatz fossiler Brenn- und Treibstoffe in der Schweiz. Ökostrom Schweiz unterstützt seine Mitglieder unter anderem bei der Planung und Bewilligung, Bau und Betrieb von Biogasaufbereitungsanlagen und -tankstellen. Mit der Insel-Tankstelle der Müller Energie GmbH konnte das erste Leuchtturm-Projekt der Schweiz in der Landwirtschaftszone initiiert und umgesetzt werden.

den selektiven Membranen von Evonik Fibres GmbH zugeführt, wo das CO2 ab

Prinzipschema: Biogas-Anwendungen für die Produktion von Strom, Wärme und Biomethan als Treibstoff und für die Einspeisung ins Gasnetz.

Mit der Kreislaufwirtschaft schliesst sich der CO2-Kreislauf.

Blue BONSAI Typ BB27 mit grossem Speicher und Biomethan-Zapfsäule (Thayngen, SH).

EVONIK FIBRES GMBH

Das Herz der Biogas-Aufbereitungsanlage sind die Membranen. Evonik Fibres GmbH aus Deutschland ist ein weltweit führendes Unternehmen der Spezialchemie. Im Mittelpunkt stehen Megatrends wie Gesundheit, Ernährung und Ressourceneffizienz. Mit den Sepuran Green Membranen bietet Evonik ein elegantes Verfahren zur Aufbereitung von Rohgas zu Biomethan an, das sich sehr gut auch für kleinere Biogasmengen eignet, wie sie für viele schweizerische Anlagen vorkommen. Weiterentwicklungen schliessen unter anderem WasserstoffAnwendungen ein.

getrennt wird und so zu Biomethan oder Erdgasqualität aufbereitet wird. Durch die Abtrennung von CO2 wird der Methananteil von etwa 55 auf 96 Prozent erhöht. Mit dieser Qualität kann Biomethan ins Erdgasnetz eingespeist werden. Für die Fahrzeugbetankung wird es weiterverdichtet, in Hochdruckflaschenbündel gespeichert und steht für die Betankung bereit. Das Offgas mit geringem CH4Anteil aus der Aufbereitung wird an die Atmosphäre abgegeben oder als Schwachgas dem Fermenter zurückgeführt, wo es dem Biogas zugemischt und im Blockheizkraftwerk zur Strom und Wärmeproduktion genutzt wird.

KOMPAKTANLAGEN: BIOMETHAN-TANKSTELLE UND FÜR DIE GASNETZEINSPEISUNG

Bei beiden Anwendungen enthält der 20 FussContainer (6x2.5x3Meter) alle notwendigen Module. Die Anlagen arbeiten

Photosynthese Photosynthese

CO2-Aufnahme CO2-Aufnahme

Rohstoff

Organische Abfallstoffe

Nutzung

Wärme, Mobilität, Stromerzeugung

Herstellung

Vergärungsprozess, BiogasAufbereitung und Einspeisung

Verteilung Verteilung über das Gasleitungsnetz

automatisch. Einzig bei der Biomethan Tankstelle mit integrierter Hochdrucktechnik steht der Hochdruckspeicher nebenan und die Zapfsäule dort, wo parkiert und betankt werden kann. Der Container ist aufgeteilt in zwei Teilbereiche, den ExBereich (ExZone 2) mit den gasführenden Modulen sowie dem NichtExBereich mit der Steuerungstechnik und dem Kaltwassersatz. Die beiden Teilbereiche sind durch eine gasdichte Trennwand getrennt. Aus dem Aufbereitungsraum führen die Ausblaseleitung für das abgetrennte CO2 und eine Entlüftungsleitung über Dach. Für allfällige Stillstandzeiten sind in beiden Räumen Raumheizungen installiert und die Räume sind mit den notwendigen Lüftungen versehen.

WARTUNGSKOSTEN

Für die Wartung fallen jährliche Kosten an. Ein grosser Teil dieser Kosten betreffen die VerdichterWartung, Filter, Austausch der Aktivkohle und weiterer Betriebsmittel sowie für Rückstellungen für den Ersatz von Verdichter, AufbereitungsMembranen und Gasanalysegeräte, etc. Bei sorgfältiger Überwachung der Membranen kann die von Evonik «garantierte» Lebenserwartung von drei Jahren stark verlängert werden. Ein weiterer, grosser Teil der Wartungskosten entfallen auf die Wochenkontrollen, die nach eingehender Schulung und mit einiger Erfahrung vom ortsansässigen Betriebspersonal durchgeführt werden können. Per Fernzugriff wird die Anlage überwacht, Anpassungen können implementiert und bei allfälligen Störungen Ferndiagnosen erstellen und Eingriffe vorgenommen werden. Prädiktive Diagnosen und einfache Anpassungen erfolgen so einfach, schnell und kostengünstig. So sind Wartungsarbeiten einfach planbar, schnell und kostengünstig.

Die bauähnliche BlueFEED-Anlage Typ BF35 bereitet Klärgas auf Erdgasqualität auf und speist es ins Gasnetz der Viteos SA, Neuchâtel.

Unser Ziel: eine möglichst wirtschaftliche Gesamtlösung (Neubau und Betrieb).

ÖKOLOGISIERUNG DER ERDGASLEITUNGEN

Wird Biomethan ins Erdgasnetz eingespeist, ersetzt es sukzessive fossiles Erdgas. Auch die Einspeisung von synthetischem Methan (PowertoGas) oder Wasserstoff ersetzt fossiles Erdgas. Der Trend zur Dekarbonisierung hält Einzug und schreitet voran.

AUSBLICK

Bereits sind die ersten Inseltankstellen von Apex in der Schweiz im Betrieb und weitere folgen, auch im grenznahen Ausland. Mit der zunehmenden Dekarbonisierung erhält auch Wasserstoff einen grösseren Stellenwert. Mit der Methanisierung kann Wasserstoff gebunden und ins bestehende Erdgasnetz eingespeist werden. Apex beobachtet diese Entwicklung aktiv und kooperiert mit verschiedenen Instituten und Forschungsanstalten und ist am Technologietransfer interessiert. Mit der Realisierung von Pilotprojekten werden Erfahrungen im Feld gesammelt. Diese sind Vorläufer von zukünftigen, marktreifen Produkten. Sie dürfen gespannt sein …

APEX AG

Die Apex AG wurde 2003 in Däniken (SO) gegründet. In der ganzen Schweiz unterwegs, baut und wartet Apex installierte Erdgas- / Biogastankstellen von klein bis gross. Seit einigen Jahren produziert Apex selbst entwickelte, kleine BiogasAufbereitungsanlagen bis circa 100 Normkubikmeter pro Stunde Biogas für die Einspeisung von Biomethan ins Erdgasnetz (Typ BlueFEED). Dort wo kein Gasnetz zur Verfügung steht, kommen Insellösungen mit integrierter Tankstelle zum Einsatz (Typ BlueBONSAI). Die Biomethan-Aktivitäten passen synergetisch ideal zum angestammten Geschäftsfeld und zum Trend der vermehrt nachgefragten Mengen an erneuerbaren Energien, lokal, dezentral und «Swiss Made». Apex plant, baut und betreut diese Systeme und bietet umfassende Dienstleistungen als «one-stopshop» an. Erneuerbare Gase als Energiespeicher (zum Beispiel Wasserstoff) stehen im Fokus unserer Entwicklungsarbeiten. Zusätzliche Informationen erhalten Sie unter www.apex.eu.com oder bei Apex AG, Industriestrasse 31, 4568 Däniken.

Apex AG | Industriestrasse 31 | CH4568 Däniken | Tel.: +41 (0) 62 291 26 69 | info@apex.eu.com| www.apex.eu.com