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E i n e T h e m e n z e i t u n g v o n S m a r t Me d i a

Energie der zukunft Die Lösungen von morgen

märz 2013

Mobilität

Wie wird sie nachhaltig?

Altbauten

So saniert man sie

Energie sparen Möglichkeiten im Alltag

Thomas J. Schmidt Der Biochemiker beleuchtet die Zukunft der Batterie

Kernenergie

Fachkräfte

Wie geht es weiter?

Fukushima

Neue Leute gesucht

Zwei Jahre später

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E d itorial lesen Sie mehr...

Achtung ansteckend!

Die groben Linien der Energiezukunft sind skizziert: Zwecklosen Verbrauch eliminieren, Suffizienz gestalten, Energie verteuern, Energiesysteme vernetzen und unerwünschte Energieträger ersetzen. Die erfolgreiche Umsetzung braucht nun aber noch mehr: Sie braucht Menschen die sich dafür entscheiden.

Die notwendigen Schlüsseltechnologien und Systemanpassungen für eine erfolgreiche Energiewende sind bekannt: Die Energie der Zukunft wird vernetzt sein, Strom, Gas, Hoch- und Tieftemperaturwärme werden in hybriden Systemen intelligent – smart – miteinander gekoppelt werden. Ein zeitgemäss geplantes Gebäude produziert schon heute mehr Energie als es selber verbraucht. Und ein erfahrener Ingenieur aus der Betriebsoptimierung reduziert im Durchschnitt in jedem analysierten Gebäude und industriellen Prozess 20 bis 30 Prozent des Energieverbrauchs, ganz ohne Investitionen, alleine aufgrund seines Fachwissens und einer optimalen Adaption der Anlagen auf den effektiven Betrieb.

bare Produkte auf den Markt bringen. Als Stadtentwickler, indem Sie Ihre Städte und Quartiere so planen und bewirtschaften, dass sich darin Lebensstile mit genügsameren Ansprüchen an Raum, Rohstoffe und Energie entwickeln. Als Lehrer und Grosseltern, indem Sie Ihre Schüler und Enkelkinder auf die an-

» Es braucht

Menschen, die Entscheide fällen und Ver­antwor­tung übernehmen.

Die menschen müssen die wende einleiten

Thomas Blindenbacher, Fachstelle 2000-Watt-Gesellschaft, Energie Schweiz für Gemeinden

Exklusive Technologien, hochspezialisiertes Know-how sowie akademische Theorien machen jedoch noch keine Wende.

Es braucht mehr. Es braucht Menschen die dafür Entscheidungen treffen, die sich einsetzen und Verantwortung übernehmen. In jedem Einzelnen von uns steckt ein Stück Energiewende. Mit jeder einzelnen Entscheidung prägen wir die «Energie der Zukunft» mit. Als Bundesparlamentarier, indem Sie die Energiestrategie 2050 des Bundesrates gutheissen und optimieren. Als Lokalpolitiker, indem Sie Ihre Gemeinde auf Energiestadt-Kurs bringen. Als Bauherr und Investor, indem Sie Ihren Planern und Architekten den neuen «Standard nachhaltiges Bauen Schweiz» (SNBS) als Leitlinie vorgeben. Als Energieversorger, indem Sie Effizienztarife und erneuer-

stehenden globalen Herausforderungen sensibilisieren. Oder als verantwortungsvoller Bürger, indem Sie mit Ihrem Abstimmungsverhalten, dem Konsumverhalten, Ihren Reise- und Wahlgewohnheiten zu einer massvollen und nachhaltigen Energiebedarfsentwicklung beitragen.

Vom Schmerz abwenden

Hedonisten – also notorische Glücksoptimierer – sagen, auf dem Weg zu Glück gibt es nur zwei Pfade: die Verminderung von Schmerz, und die Steigerung von Lust und Freude. Von welchen Schmerzen wir uns abwenden scheint klar. Wir wollen keine schmelzenden Gletscher, keine Abhängigkeit von Krisenstaaten, keine Energiekriege und keine ungerechte Verteilung der Energievorräte - und zwar sowohl zwischen den

Ländern als auch über die Generationen hinweg. Und, wir wollen uns von der Atomenergie befreien. Zu gross sind die Risiken, zu gross die Kosten, zu schwerwiegend die ungelöste Endlagerfrage.

Wo aber bleibt die Freude, wo die Lust des Hedonisten? Wo bleibt der Spassfaktor auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft - sagen wir in eine 2000-Watt-Gesellschaft?

Lust und Freude macht die Wende zum Beispiel wenn wir Erfolgserlebnisse feiern können. Messbare Resultate und sichtbare Ergebnisse machen uns stolz, und damit zufrieden. Labels, Zertifikate und Auszeichnungen spielen dabei eine wichtige Rolle. Die Erfolgsgeschichten von Minergie, dem Label Energiestadt, dem 2000-Watt-Konzept oder auch die Strom-Mix-Deklaration auf unseren Stromrechnungen sind schlagkräftige Beweise dafür. Lust und Freude macht die Energiewende auch, weil sie Innovationen fördert, weil es attraktiv ist, an der Spitze der technologischen und gesellschaftlichen Entwicklung mitzuwirken, mitzugestalten. Und Lust und Freude macht es doch ganz einfach auch, sich für eine gute Sache, eine Energie der Zukunft, eine lebenswerte Welt für uns und unsere Kinder einzusetzen.

Wir haben es alle selber in der Hand. Die erfolgreiche Energiezukunft steckt in jedem Einzelnen von uns. Wenn wir uns unseren persönlichen Einflussbereich bewusst machen, diesen im Rahmen unserer Entscheidungen ausschöpfen, und diese uns dann Glück und Freude, allenfalls sogar Lust auf mehr zurückgeben – spätestens dann ist die Energiewende ansteckend, und nicht mehr aufzuhalten.

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04 Fachleute fehlen – warum ist das so?

05 Intelligentes Stromnetz 06 Die Mobilität der Zukunft 08 Interview mit Biochemiker Thomas J. Schmidt 10 Altbausanierung 11 Energie sparen daheim 12 Experten über Vor- und Nachteile von Stromlieferanten 13 Fukushima-Effekt 14 Fachartikel

Energie der zukunft

Über Smart Media

Projektleitung: Pascal Buck, pascal.buck@smartmediapublishing.com Produktionsleitung: Matthias Mehl, matthias.mehl@smartmediapublishing.com Text: Sonja Wenger, Nadine Lehtinen, Matthias Mehl Grafik und Layout: Benedikt Schmitt Produktion: Smart Media Publishing Schweiz GmbH Druck: Tamedia Druckzentrum Veröffentlicht mit dem Tages-Anzeiger im März 2013.

Für mehr Informationen, Fragen oder Inserate: Charlotte von Knorring, charlotte.vk@smartmediapublishing.com, Smart Media Publishing Schweiz GmbH, Tel. 044 258 86 00

Smart Media entwickelt, produziert und veröffentlicht themenspezifische Zeitungen, die gemeinsam mit führenden Medien auf dem jeweiligen Markt vertrieben werden. Dank unseren kreativen Medienlösungen helfen wir unseren Kunden, Aufmerksamkeit zu erzeugen, Marken zu stärken und Interesse sowie Wissensstand über die Unternehmen in ihrem jeweiligen Geschäftsbereich zu erhöhen. Unsere Veröffentlichungen zeichnen sich durch hohe Qualität und inspirierende redaktionelle Inhalte aus.

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15.02.13 10:06

Effizienz durch intelligente Web-Einbindung SWiBi schafft mit intelligenten Web-Lösungen einen deutlichen Mehrwert für Kunden der Energieversorgungsunternehmen (EVU).

Die rund 700 EVU der Schweiz haben – im Gegensatz zu Banken oder Versicherungen – ihr Potential in der Kundenbeziehung häufig noch nicht vollständig ausgeschöpft. Das heisst, sie zeigen allerhöchstens eine Web-Präsenz mit Preisangaben, weil sie gesetzlich verpflichtet wurden, die Strompreise transparent zu halten.

Die Ausnahme bestätigt bekanntlich die Regel, und so gibt es durcha­us Energiebetriebe, die viel weiter sind. Denn im Hinblick auf die Strommarktliberalisierung werden Kunden ihre Energieversorger frei wählen können. Deshalb ist eine richtige Kommunikation über das Medium Internet von steigender Bedeutung.

Service und Kundenbindung wird in der Schweizer Energiebranche zwangsläufig an Bedeutung gewinnen.

ePORTAL FÜR EVU

Unter den neu greifenden Kostenparametern des Schweizer Ener­ giemarkts und der bevorstehenden Marktöffnung empfiehlt sich der Ausbau der Webpräsenz. Beispielsweise können dadurch Endverbraucher online und jederzeit eine Offerte für die Energie­ lieferung anfordern, sich direkt als Neukunden registrieren oder ihre Verbrauchsdaten abfragen – gleichzeitig können EVU ihre Prozesse automatisieren.

Deshalb hat sich die SWiBi auf diese Webschnittstelle zum Kunden spezialisiert: im Gegensatz zu klassischen Systemen sind Onlineanwendungen kurzlebiger, die Kernanwendungen der EVU sollen jedoch im Zuge einer Portal-Einführung nie tangiert werden. Ein Onlineportal wie das ePortal soll mehrere Systeme verbinden können, und sie dem Endkunden zugänglich machen: Das Smart Meter und das EDM-System für die Verbrauchs­visualisierung; Das Verrechnungssystem für die PDF-Rechnung; Das ERP-System für den Zahlungsstatus etc.

Die SWiBi betreibt auf ihrer Systemplattform bereits Schnittstellen von und zu diesen Kernsystemen. Die SWiBi hat sich durch den Aufbau einer Systemplattform für EVUs das notwendige Schnittstellen- und Prozess-Know-how angeeignet, um einen überlegten Schritt ins Web zu wagen, mit der konzeptionellen Prämisse:

Online Mehrwert für Stromkunden

Die Systemkomponenten des ePortal: Wo die meisten noch über intelligente Portale für Endkunden sprechen, hat die SWiBi schon eine mandantenfähige Lösung entwickelt: Das ePortal.

Dabei integriert ein modulares Konzept unterschiedliche Herkunfts­systeme mit dem Webportal. Hinsichtlich potentieller Kostenreduktionen für Wechselprozesse, oder einer Mehrwertgenerierung im Endkundenservice, empfiehlt sich eine webbasierte Plattform, das ePortal, als Ergänzung zu den bestehenden Kunden-Interaktionsmöglichkeiten.

Die eigentliche Intelligenz bleibt im Kernsystem, nur die Datenvisualisierung wird ins Internet übertragen. Die Komplexität im Web ist möglichst gering zu halten, um eine rasche Umsetzung zu erzielen. Die Trennung zwischen Webportal und EVU Kernsystemen ist auch evident, um kosteneffektive Lösungen zu realisieren und unauthorisierte Zugriffe zu vereiteln. Für sensible Daten, die im Internet für den Endkunden aufbereitet werden, gelten strenge Sicherheitsstandards. Daher sind die Kompetenzen, wie sie die SWiBi aufweist, essentiell. Die am Internet verbundenen Systemkomponenten werden öfters aktualisiert und auch stärker kontrolliert, um die Systeme vor Missbrauch zu schützen.

Der SWiBi-Cube wird auf bewährten Microsoft Server und Microsoft Datenbanksystemen betrieben, die Technologie­ wahl ist Branchenstandard.

Einfache Kunden-Authorisierung Das ePortal hat einen Login-Mechanismus. Einmal eingeloggt, steht dem User ein geschützter Arbeitsbereich zu Verfügung. Bezüglich der Web-Kommunikation relevant: jeder ePortal Anwender gibt beim Akzeptieren der Nutzungs-Bedingungen sein Einverständnis, dass seine Daten via Internet bereitgestellt werden dürfen.

Apropos Kundenservice: Beim Rechnungsmodul kann der Kunde seine Rechnungen und den Zahlungsstatus einsehen.

Ein weiteres Modul bietet eine Verbrauchsübersicht (ideal fürs Gewerbe, aber auch für Haushalte, welche die Netzeinspeisung ihrer Anlagen visualisieren möchten).

Die Module definieren den Funktionsumfang, der dem User, respektive Kunden zur Verfügung steht. Selbstverständlich ist SWiBi spezialisiert diverse Module einzurichten und weiter zu entwickeln.

Die zunehmende Prozessautomatisierung mit Hilfe des ePortals lässt in erster Linie die Prozesskosten für Mieterwechsel sinken, und zukünftig die Aufwände für Wechsel­ kunden im liberalisierten Markt optimieren.

Das SWiBi Team präsentiert Ihnen das ePortal gerne vor Ort, senden Sie für einen Präsentationstermin ein Mail an marketing@swibi.ch mit dem Betreff «ePortal Präsentation», sowie Ihren Koordinaten. www.swibi.ch

ePortal im systemischen Überblick Kernelement des ePortals ist die SWiBi-Eigenentwicklung, der SWiBi-Cube. Diese Datenschnittstelle ist das Bindeglied zwischen Systemlandschaft des EVUs (Smart Metering, Buchhaltung und Verrechnungssytem) und der eigentlichen Webseite. Damit sind die zwei Welten «World Wide Web» und Verrechnungsdaten physisch optimal getrennt.

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c h alleng e

fachkräfte

Die bewusste Förderung von Nachwuchstalenten im technischen Bereich wird für die Schweiz entscheidend sein.

Mehr Investitionen und mehr Lust an Mathematik Schon heute kann der Bedarf an Ingenieuren und Ingenieurinnen auf dem Arbeitsmarkt nicht mehr gedeckt werden.

Doch der Nachwuchsmangel bei Fachkräften in technischen Berufen hat vielfältige Ursachen. text Sonja Wenger

Der Bund ist besorgt. Nicht nur beim Gesundheits- und Pflegepersonal oder bei den Lehrkräften herrscht in der Schweiz ein Mangel. Es fehlen auch Fachleute in den Disziplinen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, kurz MINT. Jene Berufsleute also, die für die zunehmenden Herausforderungen in den Bereichen Umwelt und Energie Lösungen finden sollten.

Anfang Jahr veröffentlichte das Bundesamt für Statistik das Resultat einer Befragung unter Hochschulabsolventen der MINT-Disziplinen.

Zwar ergab die Befragung durchwegs positive Ergebnisse – so konnten sich die MINT-Absolvent besser im Arbeitsmarkt integrieren als jene anderer Disziplinen, sie belegen häufiger Führungspositionen, sind vorwiegend Vollzeitbeschäftigt und verfügen meist über unbefristete Arbeitsverträge. Doch wird dies auch als ein Indiz dafür gewertet, dass auf dem Arbeitsmarkt ein Mangel an MINT-Fachleuten herrscht.

Das Problem in der Schweiz gemeinsam angehen

Um diesem Mangel entgegenzuwirken, haben sich im Frühling 2011 Bund und Kantone auf gemeinsame bildungspolitische Ziele geeinigt: Mit verschiedenen Projekten soll zukünftig das Interesse an den MINT-Fächern auf allen Schulstufen gefördert werden. So veranstaltete die School of Engineering der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW) vergangenen Herbst in Winterthur zum zweiten Mal eine Kinderuniversität.

Bei diesen Projekten werde zudem ein besonderer Fokus darauf gelegt, die bestehenden «Leistungsunterschiede aufgrund der sozialen Herkunft, des Migrationsstatus und des Geschlechts» zu vermindern, sagt Silvia Grossenbacher, Stellvertretende Direktorin der Schweizerischen Koordinationsstelle für Bildungsforschung. So werden heute nur fünf Prozent der Lehrstellen in technischen Berufen von jungen Frauen besetzt.

Die Förderung der MINT-Fächer bereits in der Grundstufe hält auch Thomas Kopp für eine sinnvolle Sache, da es bei den Lehrinhalten ein Defizit gäbe und diese Fächer leider etwas negativ besetzt seien. Kopp ist Professor an der Fachhochschule Rapperswil (HSR) und leitet dort den Studiengang für Erneuerbare Energien und Umwelttechnik. Die Frage, ob es in seinem Fachbereich tatsächlich einen Nachwuchsmangel gibt, möchte er nicht

» Auch

die Politik muss ihren Beitrag zur Lösung leisten.

einfach mit ja oder nein beantworten.

«Derzeit gibt es in den Fachhochschulen – zumindest bei den technischen Berufen – ein gewisses Gleichgewicht: Jene, die ausgebildet werden, finden auch Stellen.»

Es gebe jedoch von Seiten der Industrie einen beklagten Mangel bei erfahrenen Projektleitern, vor allem in der sehr spezifischen Gebäude- und Kältetechnik. «Doch oft sperren sich die Unternehmen auch, beispielsweise junge IngenieurInnen einzustellen und diese dann weiterzubilden.

Also etwas zu investieren.» Zudem sei es wichtig, dass in der Industrie ein Umdenken stattfinde. «In den letzten Jahren sind im technischen Bereich relativ viele neue Berufsbezeichnungen entstanden.

Wir müssen den Unternehmen erst Mal erklären, was daran neu ist», sagt Kopp.

Neue Ausbildungsmöglichkeiten

In der Tat sind die Studiengänge im Bereich Umwelttechnik und erneuerbare Energien relativ neu. Die HSR hat 2010 als erste Fachhochschule diesen Studiengang angeboten.

Im Herbst schliessen erstmals sechzig Studierende mit dem Bachelor ab. Von diesen werden laut Kopp dreiviertel direkt eine Stelle in der Industrie finden, die Restlichen machen ein Zwischenjahr oder studieren weiter.

Auch Professor Egon Lang, Stellvertretender Direktor und Abteilungsleiter für Maschinenbau, Energietechnik und Aviatik an der School of Engineering an der ZHAW

sieht keine Probleme für «Absolventen eines Ingenieursstudiums, eine Arbeitsstelle zu finden». Im Gegenteil: «Der Bedarf an Ingenieuren kann schon heute nicht gedeckt werden», sagt Lang. Und durch die neue Energiepolitik des Bundes werde der Bedarf an Ingenieuren mit spezifischem Wissen im Bereich Energie weiter steigen.

«Die Energiepolitik mit dem Ausstieg aus der Kernenergie und der vermehrten Nutzung von erneuerbaren Energien wirft viele Fragen auf, die von Ingenieuren beantwortet werden müssen.» Die neuen Studiengänge stossen laut Lang auf grosses Interesse und es seien genügen Studienplätze vorhanden. «Aber das Ingenieursstudium gilt als schwierig und die Attraktivität des Berufes ist gering.»

Der Nachwuchsmangel könne allerdings nicht nur durch die Förderung des Interesses bei Jugendlichen behoben werden, meint Thomas Kopp. «Zwar ist niemand gegen das Energiesparen oder gegen technische Lösungen. Aber wenn es darum geht, im Alltag etwas grundlegend zu verändern, umzurüsten oder wichtige und grössere Investitionen zu tätigen, dann sperren sich die Leute.» Kopp wünscht sich ein «konsequenteres Verhalten», von den Einzelnen wie auch von der Politik. Denn die anstehenden Veränderungen im System der industriellen Energiewirtschaft der Schweiz brauchen hohe Investitionen, und die müsse schliesslich jemand bezahlen.

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stromnetz

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Aktuell

Nutzen muss grösser sein als die Belastung Durch konsequente Nutzung von Automation und Vernetzung in der Projektierung, Planung und ganz besonders natürlich während der Betriebsphase eines Gebäudes, lassen sich Energieverbrauch und seine Lebenszykluskosten wesentlich verringern. text Nadine Lehtinen

Alle sind gefordert, wenn es darum geht, ein nachhaltiges Gebäude zu bauen: Bauherren, Investoren sowie Planer, Unternehmer und Lieferanten von Bauprodukten, Gebäudebetreiber während der Nutzungsphase und nicht zuletzt die Nutzer selbst. Die Anforderungen an ein nachhaltiges Gebäude gehen weit über Energieeffizienz hinaus, betonen Experten. Voraussetzung ist eine ganzheitliche Denkweise: Ein Gebäude muss als Gesamtsystem geplant, gebaut und betrieben werden sowie regelmässig überwacht und rezertifiziert werden, um die voreingestellten Sollwerte auch mittel- und langfristig einzuhalten.

«Nachhaltiges Bauen ist nicht Sparen und Entsagung – nachhaltiges Bauen ist, wenn das Richtige im richtigen Masse gemacht wird, so dass der Nutzen grösser ist als die Belastung», erklärt Paul Curschellas, Präsident von buildingSMART Schweiz. Entscheidend sei die Flexibilität der Bauwerke in Bezug auf zukünftige Veränderungen der Nutzung und der technischen Anforderungen, ohne grosse Aufwendungen oder gar einen Rückbau. «Die Ressourcen müssen mit Bedacht gewählt, Umweltbelastungen möglichst gering gehalten werden», so Curschellas weiter.

Diese Sicht habe sich erfreulicherweise nicht mehr nur bei öffentlichen Bauten, sondern auch bei Investitionsprojekten durchgesetzt. Auch der Aspekt der Nachhaltigkeit als Marktfaktor, welcher die Wertentwicklung eines Bauwerks beeinflusse, sei inzwischen erkannt worden. Kombiniert mit einem intelligenten Stromnetz leistet «Smart Building» einen ökologischen Beitrag und ist auch wirtschaftlich profitabel.

Stromnetz der Zukunft, welches Teil der neuen schweizerischen Energiestrategie 2050 ist. Ein intelligenter Zähler misst Verbrauchsmengen und -zeiträume und erlaubt dem Konsumenten durch diese Transparenz, seinen Ressourcenverbrauch bewusst, effektiv und nachhaltig zu steuern. Der Endverbraucher wird dadurch zum sogenannten «Prosumer»: Er kann eine aktive Rolle spielen, indem er seinen Energieverbrauch hinsichtlich Kosten und Umweltverträglichkeit optimiert.

Energieüberwachung mittels Monitoren ist gerade auch für Unternehmen eine lohnenswerte Lösung: Effizienz und Fortschritte bezüglich Energiemanagement eines Gebäudes werden sofort sichtbar, indem die Werte mit Referenzgebäude-Daten oder früheren Messwerten desselben Gebäudes verglichen werden. Eine Feldstudie der Elektrizitätswerke Zürich untersuchte gemeinsam mit dem Bundesamt für Energie sowie den Universitäten

Lausanne und Zürich während knapp zwei Jahren durch testweise in zufällig ausgewählten Haushalten installierten «Smart Metern» den Effekt von Information auf den Stromverbrauch.

» Die Installation

eines Smart Meters allein reicht nicht aus.

Die statistische Auswertung wird noch eine Weile dauern, aber es lassen sich bereits positive Schlüsse aus der Studie ziehen: «Das Potenzial zu neuen Energiedienstleistungen, Stromeinsparungen und Lastverschiebungen ist sicherlich vorhanden», betont Nicole Mathys, Bereichs- und Programmleiterin Energie-

Das zukünftige Potential von neuen Energiedienstleistungen

«Smart Metering» ist dabei ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum intelligenten

Das Stromnetz der Zukunft muss deutlich mehr können als heutige Anlagen.

Wirtschaft-Gesellschaft am Bundesamt für Energie (BFE). Ein ebenfalls im Auftrag des BFE durchgeführtes «Impact Assessment» zeige zudem, dass eine flächendeckende Einführung von intelligenten Stromzählern im Zusammenhang mit «Smart Grids» aus volkswirtschaftlicher Sicht vorteilhaft sei.

Neue Möglichkeiten für Bewohner eröffnen sich

«Smart Metering in Privathaushalten wird sich etablieren», ist sich auch Paul Curschellas sicher, «die Frage ist nicht ob, sondern vielmehr in welcher Geschwindigkeit dies passieren wird.» Mit dem zweiten Schritt der Strommarktliberalisierung werden alle Kunden ihren Energieversorger selber wählen können – durch installierte «Smart Meter» wird ein Anbieterwechsel relativ einfach und ohne technisch komplizierte Arbeiten im Haus möglich sein.

Eine Installation allein führe jedoch nicht zu Verhaltensänderungen und damit Kosteneinsparungen, sagt Mathys.

Die Anbieter müssten innovativ sein und die Interaktion mit den Kunden fördern. Und wann wird die Schweiz ein vollumfängliches intelligentes Stromnetz haben? «Smart Grid ist eine entscheidende und unumgängliche Veränderung in der Verteilung und Nutzung von Energie», so Curschellas.

Denn bislang funktionierten Stromnetze vor allem mit einer zentraler Stromerzeugung. Die Entwicklung geht jetzt aber hin zu dezentralen Erzeugungsanlagen, sowohl bei der Erzeugung aus fossiler Primärenergie durch kleine KWK-Anlagen als auch bei der Erzeugung aus erneuerbaren Quellen wie bei Photovoltaikanlagen, solarthermischen Kraftwerken, Windkraftanlagen und Biogasanlagen. Das führt wiederum zu einer ungemein komplexeren Struktur, was sich etwa auf die Spannungshaltung im Verteilnetz auswirkt sowie auf die Netzstabilität. Kleinere, dezentrale Erzeugeranlagen speisen im Gegensatz zu grösseren Kraftwerken auch direkt in die unteren Spannungsebenen wie das Niederspannungsnetz oder das Mittelspannungsnetz ein.

Doch noch ist es nicht so weit.

Die politischen, rechtlichen sowie gesellschaftlichen Grundlagen müssen gegeben, der Nutzen von allen Seiten anerkannt sein. «Erst mit der Einführung von Smart Grid wird ein effizientes Energiemanagement möglich sein», hält Paul Curschellas fest.

Energie richtig sparen Prof. Dr. Menti, viele Häuser sind nicht energieeffizient.

Was kann man dagegen tun?

Nun, der grösste Einflussfaktor ist immer der Nutzer. Er kann mit seinem Verhalten am besten dafür sorgen, dass wenig Energie verloren geht. Im den Bereichen Heizung, der Warmwasser-Nutzung sowie der Beleuchtung lässt sich durch einen bewussten Umgang Energie einsparen. Etwa, indem man Wasser einspart und effiziente elektrische Geräte nutzt. Immer mehr Menschen kommen heute auch vom Standby-Gebrauch weg und stellen ihre Geräte komplett aus. Die Beleuchtung ist durch den vermehrten Einsatz von LED ebenfalls sparsamer geworden..

Welche Möglichkeiten gibt es denn für Hausbauer, sprich welche neuen Technologien?

Da gibt es einige interessante Systeme. Zentraler Punkt: Ein Gebäude muss richtig gedämmt sein. Grosse Aufmerksamkeit kommt da natürlich den Fenstern zu. Aber auch mit der Architektur kann man Einfluss nehmen, indem man möglichst nah an die perfekte Form baut – die Kugel. Und natürlich sollte man, wenn wir von Effizienz sprechen, immer Häuser für mehrere Familien bauen. Ein Einfamilienhaus ist einfach von Grund auf weniger effizient.

Was bringt die Zukunft für Wohnungs- oder Hausbesitzer?

Vor allem zwei Dinge: Erstens wird die Möglichkeit des Monitorings zunehmen. Das heisst, die Einwohner können den Energieverbrauch genau erfassen und steuern. Und natürlich dürfte der Einsatz von Photovoltaik-Anlagen zunehmen.

Prof. Urs-Peter Menti ist Leiter des Zentrums für Gebäudetechnik an der Hochschule Luzern – Technik & Architektur

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Das Energiepotenzial von Erdgas und Biogas ist enorm Die Sonne im Tank Anstatt Windturbinen und Photovoltaikanlagen abzustellen, liesse sich der überschüssige erneuerbare Strom im Erdgasnetz speichern. „Power to Gas“ lautet dazu das Stichwort.

zu 95 Prozent. Eingesetzt als Treibstoff für Motorfahrzeuge, reduziert sich der CO2Ausstoss mit Erdgas, gegenüber Benzin um 25 Prozent. Methangas lässt sich zudem vergleichsweise einfach herstellen.

Biogas im Erdgasnetz Die Erdgaswirtschaft der Schweiz spielt in Bezug auf die Biogasaufbereitung und Von Kurt Schmidlin Einspeisung ins Erdgasversorgungsnetz Erdgas besteht zu über 95 Prozent aus Me- eine Vorreiterrolle. Beim Vergären von organischen Abfällen und Reststoffen than und ist von seiner Molekularstruktur her der einfachste Kohlen-Wasserstoff aller entsteht Biogas mit einem Methananteil von 50 bis 65 Prozent. Bei seiner fossilen Energieträger. Erdgas hat daher Aufbereitung zu Erdgasqualität wird als Primärenergieträger, als Heizenergie klimaneutrales CO2 abgespalten. und als Treibstoff das Potenzial, den Ausstoss von Treibhausgasen und Schadstoffen Erneuerbare Energie kostengünstig und schnell zu senken. Die Kohlendioxyd wiederum kann als Komentsprechende Technik steht seit Jahren ponente bei der synthetischen Produkzur Verfügung und ist längst ausgereift. tion von Methan dienen. Heute liefern Windturbinen und Photovoltaikanlagen Saubere Verbrennung zwar viel Strom – nur leider nicht immer Methan verbrennt sauber und ganz ohne dann, wenn er benötigt wird. Fällt zu viel Feinstaub. Bei den Stickoxiden, von denen erneuerbarer Strom zum ungünstigen heute (noch) niemand spricht, reduziert Zeitpunkt an, werden diese teuren Anlasich der Ausstoss gegenüber Erdöl um bis

gen abgestellt. Die überschüssige elektrische Energie bei der Wasserelektrolyse in Form von Wasserstoffgas in chemische Energie umzuwandeln, ist daher sinnvoll.

Dieser Prozess gewinnt unter dem Stichwort „Power to Gas“ zunehmend an Bedeutung. Das Erdgasnetz verträgt neun bis zehn Prozentanteile Wasserstoffgas. Dank seines Energiegehaltes verbessert H2 die Qualität von Erdgas insbesondere beim Einsatz als Treibstoff. Wasserstoff lässt sich aber auch in Brennstoffzellen direkt verwenden – oder auf einfache Art methanisieren.

Die chemische Reaktion von H2 mit dem klimaneutralen CO2 aus Biogasanlagen zu CH4 bewirkt sogar eine negative CO2-Bilanz. Einige Schweizer Gasversorger bieten heute Hausbesitzern Modelle mit fünf, zwanzig oder hundert Prozent Biogasanteil an. Entsprechend gross ist das CO2-Reduktionspotenzial von ErdgasBiogas als Heizenergie im Gebäudebereich, im Gewerbe und in der Industrie.

Kombiniert mit Solarpaneelen zur Warmwasseraufbereitung steigt das Potenzial nochmals deutlich. Beim heutigen Mix von 80% Erdgas und 20% Biogas im Schweizer Erdgasnetz sinkt der CO2-Ausstoss von Erdgas-Fahrzeugen um über 40 Prozent. Im Erdgasnetz gespeicherte Solar- und Windenergie dient allen geforderten Zwecken.

Sie dient in Wärme-Kraft-Koppelungsanlagen als Primärenergie zur Stromproduktion und zur Wärmeerzeugung oder als Treibstoff gleichermassen. Das Erdgasnetz ist daher die grosse Speicherbatterie, nach der zurzeit alle suchen. Unterhalt und Ausbau dieses Energiespeichers erfordern daher die Aufmerksamkeit aller relevanten Entscheidungsträger aus Verwaltung, Politik und Wirtschaft.

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c h ance

e-mobility

Das Elektroauto ist eine Möglichkeit, den Individualverkehr umweltverträglicher zu machen. Der Verkehrsfluss muss aber auch besser gelenkt werden.

Wie die Mobilität der Zukunft nachhaltig wird Der Verkehr auf der Strasse hat zugenommen und wächst weiter. Höchste Zeit, sich Gedanken zu machen, wie die Mobilität der Zukunft aussehen soll.

Das Zukunftsmodell des Bundes weist interessante Ansätze auf. text Matthias Mehl

Verstopfte Strassen, Stau, Parkplatzmangel. Diese Begriffe kommen vielen Menschen in den Sinn, wenn es um den Individualverkehr in der Schweiz geht, vor allem in den Ballungszentren und Städten. Das Problem ist ein brennendes: Der Individualverkehr hat eine Kapazität erreicht, den die Verkehrsinfrastruktur kaum mehr schlucken kann. Und ein Ende der Zunahme ist nicht absehbar: Das Eidgenössische Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK) rechnet damit, dass der motorisierte Personenverkehr bis 2030 um 20 Prozent zunehmen wird.

Durch diesen Anstieg stellt sich die Frage nach der Umweltverträglichkeit umso mehr. Die Herausforderung: Es muss gelingen, den CO2-Ausstoss der Fahrzeuge zu verringern. In diesem

Bereich zeichnet sich zwar bereits eine positive Entwicklung ab. So hat das Bundesamt für Statistik errechnet, dass der CO2-Ausstoss pro Personenkilometer kontinuierlich abgenommen hat (von 1997 bis 2010). Die Gründe dafür liegen in den Verbesserungen in der Fahrzeugtechnik. Sparsamere Motoren beispielsweise sorgen für weniger Verbrauch. Ein Wehrmutstropfen bleibt allerdings. Die Experten des Bundes kommen in der selben Untersuchung auch zum Schluss, dass die Verringerung des CO2-Ausstosses das Wachstum der Verkehrsleistung nicht kompensieren konnte. Die Emissionen stiegen im untersuchten Zeitraum um über zehn Prozent.

verkehr schon seit Jahrzehnten Standard. Sie werden sich auch im Strassenverkehr etablieren. Das Ergebnis: die «Intelligente Strasse». Sie erfasst und optimiert die Route jedes einzelnen

» Die gute Nachricht:

Moderne Motoren haben den CO2-Ausstoss der Autos deutlich verringert.

Modelle der Zukunft sind jetzt gefragt

Neue Lösungen sind also nötig. Um zu bestimmen, in welche Richtung sich der Verkehr entwickeln muss, hat das UVEK Zukunftsmodelle und verschiedene Verkehrsszenarien definiert. Herausgekommen ist dabei eine Übersicht über die «Verkehrssysteme der Zukunft». Das UVEK geht darin davon aus, dass der Verkehr künftig stärker überwacht wird, mithilfe eines «Integrierten Verkehrsmanagements».

Solche Überwachungs- und Leitsysteme sind in der Luftfahrt und im Schienen-

Fahrzeugs situativ; dadurch wird der Strassenverkehr nicht nur flüssiger, sondern auch umweltfreundlicher und sicherer. Dank permanenter Interaktion zwischen Strasse, Fahrzeug und Lenker könnten kritische Verkehrssituationen frühzeitig erkannt und drohende Störfälle vermieden werden.

Neue Antriebe sind nötig

Die Verkehrssysteme der Zukunft sollen auch sehr viel energieeffizienter sein als heute. Dazu tragen vor allem Fortschrit-

te in der Antriebstechnik bei. Klar: Das grösste Potenzial sieht das UVEK auch hier beim motorisierten Individualverkehr. Dort werde sich der Trend zu immer sparsameren Motoren und alternativen Antriebsformen fortsetzen und verstärken. Eine wichtige Rolle spielt dabei der elektrische Antrieb, entweder in «reiner» Form für den städtischen Verkehr oder in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor für längere Strecken. Das ist tatsächlich ein Trend in der Automobilbranche. Ein Antrieb mit Polymerelektrolytbrennstoffzellen ist ein Ziel vieler Autobauer (mehr Informationen im Interview auf Seite acht).

Noch zu wenig Ausdauer

Das Problem dabei: Die Elektroautos sind zwar sehr umweltfreundlich, aber nicht gerade ausdauernd. Zudem sind Wasserstoff-Tankstellen in der Schweiz derzeit noch eine Mangelware. Dennoch zeigt sich, dass der Ansatz Potenzial hat, denn diese Technik kommt im Schweizer ÖV, konkret in Bussen, bereits zum Einsatz. Für Fahrzeuge mit sehr hohem Energiebedarf und die grosser Reichweiten zurücklegen – wie etwa Lastwagen – sieht das UVEK bis 2030 allerdings keine realistischen Alternativen zu fossilen Treibstoffen.

Eine einfache und konkrete Möglichkeit zur Effizenzsteigerung im Autover-

kehr wäre ein besserer «Auslastungsgrad» der Fahrzeuge. Das heisst ganz einfach: Je mehr Menschen in einem Fahrzeug transportiert werden, desto besser. Das Prinzip des Carsharings ist in der Schweiz bereits seit Jahren bekannt und etabliert, doch es besteht

» Die schlechte

Nachricht: Der Verkehr hat so zugenommen, dass der SchadstoffAusstoss trotzdem steigt. noch Ausbaupotenzial. Das gilt praktisch für jeden Aspekt des Verkehrs. Das generelle Fazit der Experten bringt das auf den Punkt: Welche Entwicklung die Verkehrsinfrastrukturen jenseits dieses Horizonts nehmen werden, sei aus heutiger Sicht offen. Sicher ist, dass die heute beschlossenen Ausbauten nicht ausreichen werden, um alle notwendigen und sinnvollen Verbesserungen der Verkehrsinfrastrukturen realisieren zu können.

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25.03.2013 11:27:15

E i n e T h e m e n z e i t u n g v o n S m a r t Me d i a

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In terview

«Für Technik von morgen braucht es Überlegungen von heute» Thomas Justus Schmidt ist Elektrochemiker am Paul Scherrer Institut. Sein Auftrag: Systeme zu entwickeln, die weniger Energie verbrauchen, und gleichzeitig mehr leisten. Wie die Batterie der Zukunft. Doch es geht nicht allein um Forschung – die praktische Umsetzung ist ebenso wichtig. text Matthias Mehl

Thomas Justus Schmidt, Sie leiten am Paul Scherrer Institut das Elektrochemie-Labor. Mal ganz einfach gefragt: Was macht ein Elektrochemiker genau?

Unsere Tätigkeit lässt sich in zwei Hauptbereiche einteilen. Einerseits bearbeiten mein Team und ich verschiedene Fragestellungen, die sich aus der Praxis ergeben und die auf die Bedürfnisse der Industrie zugeschnitten sind. Dabei sind wir natürlich daran interessiert, dass die Schweizer Industrie von unseren Arbeiten profitieren kann.

Das ist für uns vom Paul Scherrer Institut sehr wichtig, denn wir haben den Anspruch, Brücken zu schlagen zwischen Forschung und der Industrie. Wir wollen einen Mehrwert bieten. Andererseits betreiben wir gleichzeitig Grundlagenforschung für die Zukunft. Wie soll die Batterie der Zukunft aussehen? Wie schaffen wir es, Systeme zu bauen, die bei der Energiewandlung und -speicherung möglichst wenig Energieverlust aufweisen? Und wie können wir gängige Batterie-Systeme durch neue und nachhaltigere ersetzen? Um solche und weitere Fragen geht es dabei.

Und woran arbeiten Sie gegenwärtig? Etwas, das nicht so weit in der Zukunft liegt?

Wir forschen viel für den Einsatz von Polymerelektrolytbrennstoffzellen, kurz PEFC. Dabei wird durch die Verwendung von Sauerstoff und Wasserstoff chemische Energie in elektrische umgewandelt.

Wo kommen diese Brennstoffzellen denn konkret zum Einsatz?

Vor allem in der Automobilindustrie.

Grosse Hersteller arbeiten derzeit intensiv daran, mit Brennstoffzellen den klassischen Verbrennungsmotor abzulösen. Teilweise sind da mehrere hundert Personen starke Teams an der Forschung beteiligt.

Das Ziel ist ein Automobil, dass «sauber» fährt. Doch eines der Hauptprobleme der Brennstoffzelle als Autoantrieb ist derzeit ihre noch nicht ausreichende Haltbarkeit.

Dennoch werden PEFCs in der Schweiz

im Fahrzeugbereich schon stark eingesetzt: In Brugg sind Postautos unterwegs, die mit Brennstoffzellen laufen und im täglichen Linienverkehr eingesetzt werden, entsprechend hat es in Brugg auch eine Wasserstofftankstelle. In anderen Anwendungsbereichen sind jedoch andere Länder schon einen Schritt weiter, wenn es um den Einsatz von PEFC im Alltag geht.

Inwiefern?

In Japan zum Beispiel werden damit viele Häuser mit Strom versorgt. Es ist eine dezentrale Stromversorgung, mit einem eigenen kleinen, stationären System, eine Brennstoffzelle als Mini-Kraftwerk sozusagen. Das Thema ist in Europa zwar durchaus bekannt, jedoch noch nicht so aktuell.

» Wenn es um Brenn-

stoffzellen geht, sind einige Länder schon einen Schritt weiter.

Warum nicht? Das wäre doch etwas für die Schweiz. Damit liesse sich doch sicher der Atomausstieg vereinfachen?

Naja, die Technik könnte die Übergangszeit sicher erleichtern und drohende Stromengpässe überbrücken. Aber ganz so einfach lässt sich dies nicht umsetzen. Als Brennstoff für derartige Anlagen wird Erdgas verwendet, das wird dann zu Wasserstoff umgewandelt. Aus diesem Grund braucht es einen Erdgaszugang, der aber in der Schweiz nicht in allen Gebäuden zur Verfügung steht. In Deutschland ist das zumindest in einigen Regionen anders. Und was den Atomausstieg generell angeht: Da können stationäre Brennstoffzellen-Systeme

über einige Jahrzehnte eine Zwischenlösung darstellen, man sollte jedoch bedenken, dass Erdgas auch keine unendliche Energiequelle ist. Optional könnte man jedoch auch synthetisches Erdgas aus Biomasse verwenden, dessen Produktion hier am Paul Scherrer Institut auch intensiv untersucht wird..

Welches sind denn die Vorteile der Brennstoffzellen-Technik?

Brennstoffzellen erreichen eine sehr hohe Effizienz bei der Energieumwandlung. Dazu muss gesagt werden: Es gibt kein Energieumwandlungs-System, das ohne Energieverluste funktioniert. Das bedeutet, dass eine Energieeffizient von 100 Prozent derzeit nicht möglich ist. Mit Brennstoffzellen kommen wir aber immerhin auf 70 Prozent, das ist deutlich mehr als bei anderen Systemen.

Der klassische Verbrennungsmotor etwa kann nicht annähernd mithalten. Und dann ist natürlich auch die Umweltverträglichkeit zu erwähnen: Der einzige Stoff, der bei der Energieumwandlung entsteht, ist Wasser.

Klingt nach der perfekten Lösung für nachhaltige Energie.

Ja, aber damit diese Art der Energiegewinnung wirklich nachhaltig wird, müssen wir den Wasserstoff, den wir dafür brauchen, auch aus nachhaltigen Quellen beziehen. Zum Beispiel aus Wind oder Sonnenenergie. Das ginge zum Beispiel mit einem Elektrolyseur. Dieser teilt Wasser in Wasser- und Sauerstoff auf. Aber dafür braucht es dann wieder entsprechende Infrastrukturen.

Kommen wir auf das Thema «Batterien» zu sprechen. Wie ist dort der Stand der Dinge?

Die derzeit allgegenwärtige Variante ist die Lithium-Ionen-Batterie. Sie wird millionenfach hergestellt und ist schlicht überall zu finden, etwa in Laptop-Akkus.

Aber die Technik ist weit entwickelt und – bis auf wenige Ausnahmen – bereits ziemlich ausgereizt. Eine Alternative dazu wären Lithium-Schwefel-Batterien.

Thomas Justus Schmidt leitet das Elektrochemie-Labor des Paul Scherrer Instituts. Dort

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E i n e T h e m e n z e i t u n g v o n S m a r t Me d i a

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Inte rv iew

Âť Theoretisch mĂźsste es mĂśglich sein, eine Batterie zu

bauen, die zu 100 Prozent energieeffizient ist. Das Problem dabei ist – wie immer – die Praxis.

Die haben zwar das gleiche Gewicht, liefern gleichzeitig aber mehr Energie. Das ist ein sehr interessanter Ansatz. Generell muss es uns gelingen, die Zyklen-Stabilität der Energiespeicher zu verbessern.

Was meinen Sie damit?

Das heisst, dass unsere Batterien durch viele Lade- und Entladezyklen noch immer zu viel Speicherkapazität verlieren. Das ist das ganz grosse Thema, auch fßr uns. Wenn man eine Batterie auflädt, geht immer ein gewisser Prozentsatz der eingespeisten Energie verloren und die Batterie als Ganzes verliert mit der Zeit an Leistung. Ein gutes Beispiel sind wieder die Laptopbatterien. Gleich nach dem Kauf läuft der Akku stundenlang. Doch nach vielen Auf- und Entladungen wird die Betriebszeit immer kßrzer. Wir mßssen nun versuchen, diesen Verlust mÜglichst klein zu halten. Es geht letztlich immer um mehr Effizienz. Neue Komponenten und Materialien kÜnnten helfen, das Problem zu lÜsen. Das ist dann die Grundlagenforschung, die ich vorhin angesprochen habe.

Ist es denn mĂśglich, eine Batterie zu bauen, die eine 100-prozentige Energieeffizienz hat?

Theoretisch mĂźsste das mĂśglich sein. Aber das Problem ist, wie immer, die Praxis (lacht). Ăœber 95 Prozent sind denkbar. Es sind ganz allgemein immer die letzten wenigen Prozent, die schwierig sind. Wie in vielen Bereichen gilt auch hier die 80-zu20- Regel: Die ersten 80 Prozent sind kein Problem, knifflig wird es immer am Schluss, die Luft wird quasi nach oben dĂźnner.

tĂźftelt er unter anderem an der Batterie der Zukunft.

In welchen Zeiträumen denken Forscher bei der Batterie der Zukunft?

In relativ grossen und langen Zeiträumen.

Ein Beispiel ist die Lithium-Luft-Batterie.

Die Idee hat einen grossen Charme, denn theoretisch sollte sie eine hohe Energiedichte aufweisen. Es gibt aber viele technische Probleme, Dinge, die wir noch nicht verstehen. Die mĂźssen wir erst selber lernen und erforschen, das geht nicht innerhalb von wenigen Jahren, sondern eher innerhalb von Jahrzehnten. Das zeigt, wie langfristig in diesem Bereich geforscht wird. Denn fĂźr die Technologie von morgen braucht es die Ăœberlegungen von heute. FĂźr jedes gelĂśste Problem tauchen manchmal fĂźnf ungeklärte auf. Das frisst natĂźrlich sehr viel Zeit.

Was ist denn ein Beispiel fĂźr etwas, dass Sie und Ihre Kollegen noch lernen mĂźssen?

Zum Beispiel mßssen wir noch erforschen, was genau passiert, wenn Teile eines Batterietyps degradieren, also instabil werden. Da geht es auch um das Thema Sicherheit. Das Gute am Nicht-Wissen: Wir lernen jeden Tag wieder etwas Neues, kein Tag ist wie der andere. Und das gilt nicht nur fßr uns Chemiker. Da wir am Institut einen hohen Praxisanspruch haben, sind unsere Teams sehr interdisziplinär aufgestellt, Leute aus allen Fachbereichen arbeiten zusammen.

Also sind auch Physiker, Mathematiker und Ingenieure jeden Tag aufs Neue gefordert.

Jetzt haben wir Ăźber die ÂŤBatterie der ZukunftÂť gesprochen. Was sind denn Ihres Erachtens die Herausforderungen der Zukunft, wenn es um Energie geht?

Da gibt es natßrlich einige, technische wie auch soziale. Im Energiebereich haben wir mehrere EntwicklungsmÜglichkeiten. Wir kÜnnen die Energieversorgung zentralisieren oder dezentralisieren. Die Schwierigkeit wird es sein, die dezentralen Einrichtungen vernßnftig in bestehende Stromnetze und –systeme zu integrieren. Das sind die grossen Herausforderungen, auf nationaler oder sogar internationaler Ebene. Fßr uns Forscher im Elektrochemie-Labor des PSI geht es dagegen vor allem um Energiewandlung und Speicherung. Unser Ziel muss es sein, die Effizienz bei der Nutzung der Energieträger so weit wie mÜglich zu erhÜhen.

Denn je mehr wir umsetzen kĂśnnen, ohne dabei mehr Energie zu verbrauchen, desto nachhaltiger werden wir als Gesellschaft.

Und bei all diesen Zielen dĂźrfen wir eine zentrale Herausforderung nicht vergessen: Das Ganze muss immer auch bezahlbar sein.

Smart Facts: Dr. Thomas Justus Schmidt wurde 1970 in Deutschland geboren. Vor gut zwei Jahren kam der Forscher in die Schweiz, um ein Doppelmandat zu Ăźbernehmen: Einerseits die Leitung des Biochemie-Labors am Paul Scherrer Institut (PSI), sowie eine Professur an der ETH ZĂźrich. Sein Team im PSI umfasst rund 50 Personen.

Was ist das Paul Scherrer Institut?

Das Paul Scherrer Institut (PSI) ist das grÜsste Forschungszentrum fßr Natur- und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf drei Haupt-Themenschwerpunkte: Materie und Material, Energie und Umwelt sowie Mensch und Gesundheit. Das PSI entwickelt, baut und betreibt dafßr komplexe Grossforschungsanlagen. Jährlich kommen mehr als 2000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Schweiz und der ganzen Welt ans PSI, um an diesen Anlagen Experimente durchzufßhren, die so woanders nicht mÜglich sind.

Das PSI beschäftigt rund 1500 Personen und hat ein jährliches Budget von rund CHF 365 Millionen Franken. Es wird zum grÜssten Teil von der Schweizerischen Eidgenossenschaft finanziert. Das PSI ist Teil des ETH-Bereichs, dem auch die ETH Zßrich und die ETH Lausanne angehÜren sowie die Forschungsinstitute Eawag, Empa und WSL. Das Institut befindet sich im Kanton Aargau auf dem Gebiet der Gemeinden Villigen und Wßrenlingen, auf beiden Seiten der Aare.

Das PSI definiert seinen Auftrag folgendermassen: Es trägt zur Qualifikation der zukßnftigen Generationen bei, indem es sowohl Berufsleute als auch Studierende und Doktorierende ausbildet. Fßr Schßler bietet es das Schßlerlabor iLab. Im Schwerpunkt Materie und Material untersuchen Forschende den inneren Aufbau verschiedener Stoffe. Die Ergebnisse sollen helfen, Vorgänge in der Natur besser zu verstehen und liefern die Grundlagen fßr neue Materialien in technischen Anwendungen.

Ziel der Arbeiten im Schwerpunkt Energie und Umwelt ist die Entwicklung neuer Technologien fĂźr eine nachhaltige und sichere Energieversorgung sowie fĂźr eine saubere Umwelt.

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09.10.2012 12:18:10

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fo kus

sanierung

Städte wie Basel sind für ihre alten Bauten bekannt und beliebt. Diese sind aber nicht immer in tadellosem Zustand.

Renovieren, ohne dem Ortsbild zu schaden Gebäude in der Schweiz müssen Energieauflagen erfüllen. Das gilt auch für historische Bauten.

Doch diese energietechnisch zu modernisieren, ist nicht immer einfach – sie sollen schliesslich ihren alten Charme wahren.

der Schweiz betrieben. Doch anhand des Beispiels zeigt sich eines der Grundprobleme der kantonalen und städtischen Baudepartemente: Wie kann man den Ortsbild- oder Denkmalschutz mit der Forderung nach modernen Sanierungen verbinden, ohne dass eine der beiden Ansprüche vernachlässigt wird?

text Matthias Mehl

Den Anforderungen

Die Lage in Basel im Griff

des Bundes genügen

Immer wieder muss auch Daniel Schneller, kantonaler Denkmalpfleger des Kantons Basel Stadt, den Spagat zwischen Sanierung und Wahrung des Ortsbildes machen. «Mit solchen Situationen werden wir natürlich immer wieder konfrontiert.» Doch gerade in städtischen Gebieten lasse sich dieses Problem meistens gut lösen. Denn: «Wir haben den Vorteil, dass die Gebäudeparzellen generell eher schmal und tief sind.» Das bedeutet, dass durch den dichten Bau die Gebäude nur wenig exponiert sind.

«Darum ist der Energieverlust automatisch schon vergleichsweise gering.»

Das heisst aber nicht, dass nicht verbessert werden kann. Wo man genau ansetzt, unterscheidet sich zwar von Bau zu Bau sowie den jeweiligen Gegebenheiten. Hat man es mit einem Objekt zu tun, dessen Fassade schutzwürdig ist, versucht man von Innen eine Verbesserung zu erzielen. Eine zentrale Möglichkeit sind dabei stets die Fenster,

Man stelle sich einmal Folgendes vor: Ein wunderbares altes Haus aus dem 19. Jahrhundert. Ein Zeitzeuge und Bijoux einer jeden Schweizer Altstadt. Doch leider ist das historische Gemäuer alles andere als gut isoliert. Die Lösung: Es kommt ein neuer Verputz drauf, der dichtet besser, was den Wärmeverlust verringert. Die bunten Malereien auf der Hausfassade sind dann halt weg. Und weil die Energieeffizienz des Hauses immer noch zu wünschen übrig lässt, kann man auf das altehrwürdige Schindeldach gleich noch ein grosses Solarpanel installieren.

Fehlen nur noch ein paar moderne Fenster mit entsprechenden Rahmen und schon ist er fertig, der historische Altbau mit guter Energiebilanz.

So einfach und radikal wie in diesem Beispiel beschrieben, wird die Sanierung von Altbauten natürlich nirgendwo in

Keine leichte Aufgabe für die Bauexperten. Denn die Anforderungen haben sich in den letzen Jahren noch verschärft. So hat die Konferenz Kantonaler Energiedirektoren aufgrund des energie- und klimapolitischen Handlungsbedarfs sowie den Fortschritten in der Bautechnik im März 2007 beschlossen, die energietechnischen Kriterien für Neubauten zu erhöhen.

Diese Verschärfung wirkt sich aber gleichzeitig auch auf die Erneuerung bestehender Bauten aus: Bei einer Sanierung der Gebäudehülle gelten nun Anforderungen an die Wärmedämmung, die dem Niveau von Neubauten entsprechen. Werden gleichzeitig auch die haustechnischen Anlagen erneuert, was als «umfassende Sanierung» bezeichnet wird, resultiert daraus ein künftiger Energiebedarf auf dem Niveau der bisherigen Anforderungen für MINERGIE-Sanierungen.

Es muss immer von Fall zu fall entschieden werden

Und wie sieht nun die Umsetzung in der Praxis aus? Das Zürcher Baudepartement sieht den Ortsbildschutz als «soziale» Komponente der Nachhaltigkeit an, der gleich wichtig ist wie ökologische und wirtschaftliche Überlegungen, heisst es auf Anfrage. «In der Praxis erfolgt eine

» In Städten hat man

mehrere Möglichkeiten, Ortsbildschutz und Sanierungen zu vereinbaren. Es gibt immer eine Lösung. sorgfältige Abwägung all dieser Interessen», sagt Markus Pfanner, Sprecher des Baudepartements. Das kann im Einzelfall bedeuten, dass bei einem Gebäude eine Aussenisolierung angebracht werden kann, zur Wahrung des Erscheinungsbildes jedoch die Fenster, Fensterbänke und Gewände nach aussen versetzt werden müssen. Bei Riegelfassaden ist

zumeist keine Aussenisolierung möglich.

In solchen Fällen werden Lösungen mit Innenisolation ermöglicht.

«Eine grundsätzliche Aussage, welcher der Aspekte höher zu bewerten ist, ist aber nicht angebracht, da im Einzelfall immer eine Interessenabwägung vorzunehmen ist.»

erklärt Schneller. «Die können wir gut verbessern und so eine ideale Isolation erreichen.» Wenn immer möglich werden die Originalfenster drin gelassen.

«Da gibt es viele Möglichkeiten.»

Der Putz muss runter

Es gibt aber auch alte Häuser, deren Verputz nicht schutzwürdig ist. Da ist es dann auch kein Problem, wenn man die Fassade mit neuem Isolierputz versieht. «Des Weiteren können wir das Dach und den Keller dämmen.» Für Schneller ist klar: Auch wenn man bei Altbauten besondere Vorsicht walten lassen muss und zusätzliche Planung nötig ist, ist eine Sanierung zur Verbesserung der Energieeffizienz eigentlich immer möglich und unproblematisch.

«Wir finden immer eine Lösung.» Zumindest in der Stadt. Denn, wie Daniel Schneller einräumt, auf dem Land ist die Situation manchmal schwieriger. «Bei einem schützenswerten Bauernhaus, das freistehend auf der Wiese gebaut ist, sind ganz andere Faktoren zu bedenken.»

Für den kantonalen Denkmalschützer ist Energieeffizienz aber nicht nur eine Sache der Bausubstanz. «Die richtige Nutzung macht den Unterschied.»

Jeder Bewohner eines Hauses oder einer Wohnung müsse sich fragen, wie viel Energie er verbraucht und wo sich Strom und Wärme sparen liesse.

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Ein kleines Kraftwerk Plusenergiehäuser sind die Gebäude der Zukunft: Sie produzieren mehr Strom, als sie verbrauchen, sind mit einem kleinen Kraftwerk vergleichbar. Mit den flexiblen Möglichkeiten und dem CO2-neutralen Rohstoff besetzt der Holzbau in der Entwicklung solcher Gebäude eine Vorreiterrolle.

Der Bundesrat schreibt es vor: Er will den Energieverbrauch pro Person senken, den Anteil fossiler Energie reduzieren und die nukleare Stromproduktion ersetzen. Will die Schweiz diese Klimaziele erreichen, muss der Gebäudepark seinen CO2-Ausstoss bis im Jahr 2020 um 40 Prozent senken. Ein ehrgeiziges Ziel, das sich auch die EU und sogar die USA setzen. Amerika möchte etwa bis im Jahr 2020 ausschliesslich Nullenergiehäuser bauen. „Auf der ganzen Welt verknappen sich die Ressourcen“, sagt Hans Rupli, Zentralpräsident des Verbands Holzbau Schweiz. „Unsere Wirtschaft bleibt nur wettbewerbsfähig, wenn sie von ausländischer Energieversorgung unabhängiger wird.“ Der Verband Holzbau Schweiz und seine Mitgliederbetriebe treiben deshalb Innovationen stetig voran. Mit den flexiblen Möglichkeiten und der Nachhaltigkeit seines Werkstoffes hat der Holzbau bei der Entwicklung von Plusenergiehäusern eine Vorreiterrolle eingenommen. Holz sorgt für eine optimale Dämmung, wird im Werk vorfabriziert und ist zudem ein behaglicher, naturbelassener Rohstoff, der ein gutes Raumklima ermöglicht. Er wird in der Schweiz geschlagen und verarbeitet, ist CO2-neutral. „Unser Verband ist in der Entwicklung von Plusenergiehäusern sehr gefordert“, sagt Hans Rupli. Aktuell werden die Bildungswege der Zimmerleute umgestaltet. Jeder Holzbauer soll zukünftig die Kompetenz haben, auch Photovoltaik-Anlagen oder Solarpanel zu montieren.

Aktuell müssen in der Schweiz 1.6 Millionen Häuser saniert werden. Für den Verband Holzbau Schweiz ein ungeheures Potenzial. „Der Bund muss hier unbedingt eine ganzheitliche Sanierung för-

dern“, sagt Rupli. „Beim Umbau könnte man etwa neben einer verbesserten Dämmung noch eine Fotovoltaik-Anlage auf das Dach montieren. Das wäre kein grosser Schritt mehr, sondern die logische Folge einer Politik, die sich Energieeffizienz zum Ziel gesetzt hat.“ Zwar ist der Plusenergiestandard bei Umbauten noch selten, bei Neubauten zahlt man im Moment rund 5-10 Prozent mehr für ein Plusenergiehaus. Doch die Kosten für die Produktion von Photovoltaikanlagen werden immer konkurrenzfähiger, die Energie verknappt sich und wird in Zukunft immer teurer. „Im Gesamtkonzept ist eine Photovoltaikanlage immer günstiger als herkömmliche Energiesysteme“, so Rupli. „Der volkswirtschaftliche Nutzen ist gross, weil CO2 eingespart und die Umwelt geschont wird.“ Langfristig, davon ist er überzeugt, werden alle Neubauten dem Plusenergiestandard entsprechen. „Die Zeit spricht für Plusenergiehäuser.“ Das findet auch der Bund. Damit der Gebäudepark, auf dessen Konto 50% des Stromverbrauchs der Schweiz geht, energieeffizienter wird, stellt er mit einem Gebäudeprogramm bis zu 300 Millionen Franken pro Jahr für energetische Sanierungen bereit.

Beim Bau eines Plusenergiehauses kann man auf diesen Topf sowie auf kantonale Förderung zurückgreifen. Diese ermöglicht Bauherren weiterhin, bei der Produktion von Warmwasser und Heizwärme auf erneuerbare Energien umzusteigen. Mittelfristig sollen sogar noch mehr Mittel zur Förderung von energetischen Sanierungen zur Verfügung stehen. Gita Topiwala, Contcept Mehr Informationen: Holzbau Schweiz Schaffhauserstrasse 315 8050 Zürich www.holzbau-schweiz.ch info@holzbau-schweiz.ch

So sieht heute die Sonnenseite von umweltbewusstem Leben aus.

Holz schafft den Brückenschlag zwischen Tradition und Moderne. Neuste Technologien mit dem ökologischen Baustoff erlauben heute immer leistungsfähigere Projekte für morgen. www.holzbau-schweiz.ch

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energie sparen

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insp ira tio n

Effizienz und Glück gehören zusammen Es wird noch eine Weile dauern, bis Energiesparen zum echten und staatlich geförderten Volksport wird. Doch gibt es bereits heute viele Möglichkeiten, die eigene Energiebilanz spürbar zu verbessern – und das eigene Glück zu fördern. text Sonja Wenger

Energiesparen macht glücklich, denn Wohlbefinden und Nachhaltigkeit ergänzen sich direkt, schrieb die Naturschutzorganisation WWF kürzlich in ihrem Magazin und zitierte dazu gleich noch den mexikanischen Psychologieprofessor Victor Corral-Verdugo: «Je ökologischer und altruistischer eine Person handelt, desto glücklicher ist sie auch.»

Gelegenheiten, dieses Glücksgefühl im Alltag zu finden, gibt es viele. Bereits kleine Veränderungen im Haushalt, ein bewussterer Umgang mit Ressourcen wie Wasser und Wärme oder eine relativ geringe Sanierung können erstaunliche Wirkungen erzielen – und jährlich Hunderte Franken Energiekosten einsparen. Das beginnt in der Küche, indem man beim Kochen, Backen und Abwaschen auf mehr Effizienz achtet, Restund Nachwärme nutzt oder einfach einen Deckel auf den Topf tut.

Der richtige Standort eines energieeffizienten Kühlschranks der Klasse A+++ kann dessen Stromverbrauch stark minimieren; die Wäsche wenn möglich im Freien statt mit einem Tumbler zu trocknen kann das Haushaltsbudget eines Vier-Personen-Haushalts im Jahr um knapp hundert Franken entlasten; wer Türen und Fenster abdichtet, Heizrohre und Heizkörper isoliert und richtig lüftet, spart beim Erwärmen der Wohnräume; und Wasserspardüsen, Energiesparlampen und Zeitschalter für elektrische Geräte bringen ebenfalls eine spürbare Entlastung der Bilanz.

auf der Webseite topten.ch breitgefächerte Informationen über Geräte und Angebote.

Der «Hausverein Schweiz für umweltbewusste und faire EigentümerInnen» bietet zudem eine kostenlose und individuelle Beratung in allen Fragen rund ums Haus.

Wichtige Themen – gerade bei Häusern – sind die Modernisierung oder Sanierung der Heizungssysteme und die Umstellung auf Solarstrom respektive der Bau von Fotovoltaikanlagen. Das bedeutet zwar eine höhere Anfangsinvestition, rechnet sich aber schneller, als die meisten vermuten. So deckt laut ÖkoForum Luzern bereits eine Fläche von 1,5 Quadratmeter Sonnenkollektoren für thermische Solaranlagen pro Person die Hälfte des jährlichen Warmwasserbedarfs.

Die Kantone verfügen im Rahmen des Programms «EnergieSchweiz» für den Bau von Fotovoltaikanlagen über Energieberatungsstellen und Förderprogramme. Was dabei leider nicht gesagt wird: Derzeit kommen neue Anträge auf eine Liste, auf der sich bereit rund 20 000 För-

derprojekte befinden. Sie sind blockiert, da nicht genug Mittel aus dem Topf der Kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV) zur Verfügung stehen. Laut der

» Ein sparsamer Umgang

mit Energie macht nicht nur zufrieden, sondern man spart auch hunderte von Franken.

vielkritisierten «Energiestrategie 2050», die der Bundesrat im November in die Vernehmlassung gab, soll in den nächsten Jahren der Zubau von Fotovoltaikanlagen vom Bund nur bescheiden gefördert

Es rechnet sich schnell

Tipps und Tricks zu Haushaltsgeräten, Energielabels und Bezugsquellen finden sich in vielerlei Publikationen, die meist auch im Internet zugänglich sind. So hat das Öko-Forum der Stadt Luzern eine Broschüre zum Thema «Energie sparen im Haushalt» herausgegeben, und mehrere Umweltorganisationen, Interessenverbände sowie Energiekonzerne sammeln

Energiesünde Standby-Modus: Elektrische Geräte sollten immer abgeschaltet werden.

werden. So wolle die Schweiz bis 2020 gerade mal ein Prozent ihres Strombedarfs aus Fotovoltaik decken, schrieb die Umweltschutzorganisation Greenpeace letzten September zu den «Zahlen und Fakten der Solarenergie». Im Vergleich: in Bayern sind es bereits heute 16 Prozent.

Der Bund will nicht zu schnell vorwärts machen

Trotz vieler Absichtserklärungen des Bundes zum Thema Ressourceneffizienz und Förderung erneuerbarer Energien, könnte es in der Schweiz also noch eine ganze Weile dauern, bis die Energie grösstenteils aus umweltverträglichen Quellen stammt. Mehrere Jahrzehnte, um genau zu sein. Zu diesem Schluss kommt man zumindest, wenn man die «Energiestrategie 2050» genauer studiert oder die Argumente analysiert, mit der etwa Nationalrat und Bundesrat im März die Cleantec-Initiative der SP ablehnte.

Gemäss dieser Initiative hätte der Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtenergieverbrauch bis 2030 von heute knapp 20 auf 50 Prozent erhöht werden sollten. Laut der Energieministerin Doris Leuthard eine «sehr ambitiöse» Forderung. Der Bundesrat hält es nicht für realistisch, sie umzusetzen. Die dafür notwendigen weitreichenden staatlichen Eingriffe bei Investitionen in Gebäude und bei der Umstrukturierung des Verkehrs seien zudem «problematisch».

Es scheint also wenig Sinn vorhanden für die Dringlichkeit, schnelle Lösungen für die drängenden Energiefragen zu finden. Vorerst bleibt es in weiten Teilen den Einzelnen überlassen, die eigene Energiebilanz aktiv zu verbessern, und sich ein sportliches Vergnügen daraus zu machen, Anreize, Angebote und Projekte zu finden. Dies gilt gerade auch bei den Bedürfnissen der persönlichen Mobilität – wobei der Begriff nicht mit Verkehr verwechselt werden sollte. In Zukunft wird sich vermehrt die Frage stellen, wie wir mehr Mobilität (die Wege zur Arbeit, zum Einkaufen, zu unseren sozialen Kontakten) mit weniger Verkehr(smitteln) bewerkstelligen können. Dazu gibt es neben den Möglichkeiten des öffentlichen Verkehrs immer mehr Angebote im sogenannten Carsharing. Neben dem grössten und bekanntesten Anbieter Mobility gibt es zunehmend Vermittlungsagenturen sowie das Pilotprojekt «eShare», in dem in verschiedenen Schweizer Städten Elektrofahrzeuge zur Verfügung gestellt werden, die zu 100 Prozent mit Ökostrom betrieben werden.

3 Fragen an Mario El-Khoury Anfangs Jahr hat Ihr Unternehmen das «Photovoltaic Systems Center» in Neuchâtel eröffnet. Was ist das?

Das Center ist ein grosser und wichtiger Schritt für uns. Das Center macht es möglich, die Entwicklung sowie die praktische Umsetzung neuer Technologien im Photovoltaik-Bereich zu beschleunigen. Es ist das Kompetenzzentrum der Schweiz für den Technologietransfer von grünen Technologie. Das Besondere daran: Nicht nur unsere Experten werden die Möglichkeiten PV-Centers nutzen, sondern auch Fachleute anderer Institutionen wie der ETH oder der EMPA.

Was erhoffen Sie sich davon?

Nun, mit diesem geballten Knowhow wollen wir die Leader-Position der Schweiz im Bereich CleantechTechnologie festigen und ausbauen. Denn das wird ein wichtiger Vorteil der Schweiz für die Zukunft sein, hier müssen wir unbedingt vorne mitspielen. Gleichzeitig entwickeln wir im PV-Center eine neue Generation von Photovoltaik-Anlagen, die der Schweiz helfen werden, das Ziel, vermehrt grüne Technologien einzusetzen, zu erreichen.

Welche anderen Innovationen dürfen wir erwarten?

Im Ultra-Low-Power-Bereich beschäftigen wir uns mit Technologien, die mit möglichst wenig Energie auskommen, wie der CoolRISC-Prozessor, der seit mitte der 90er-Jahre und heute noch weltweit zu den besten gehört. Andere Projekte sind etwa integrierte Systeme zur Wasserqualitätsüberwachung.

Mario El-Khoury ist der CEO des Forschungs- Entwicklungs- und Innovationszentrums CSEM in Neuchâtel.

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Kleine Kernreaktoren Vielfältige Entwicklungen mit neuer Dynamik Während zurzeit weltweit Kernreaktoren der sogenannten dritten Generation gebaut und geplant werden, arbeiten Wissenschafter und Ingenieure bereits an einer Vielzahl weiterer Reaktortypen. Die Kernkraftwerke von morgen werden möglicherweise auf kleinen, modularen Reaktoren aufbauen. Bild: Atomflot Kleine Reaktorsysteme werden unter dem Sammelbegriff «Small Modular Reactors» (SMR) zusammengefasst. Die Vielzahl unterschiedlicher SMR-Systeme weist eine Reihe von Vorteilen auf. Etwa ist bei Störfällen die Sicherheit der Anlage auch ohne Energiezufuhr oder Massnahmen der Bedienungsmannschaft gewährleistet. SMR benötigen wenig Wartung und können ohne Nachladung während etlicher Jahre oder gar Jahrzehnte Wärme und Strom liefern. Entsprechend tief bleiben die Betriebskosten. Auch der Kapitaleinsatz beim Bau ist geringer und kann schrittweise erhöht werden, was die Finanzierung erleichtert. Wegen ihrer geringen Grösse können SMR unterirdisch gebaut werden, auch dezentral in Regionen mit einem wenig ausgebauten Hochspannungsnetz. SMR können auf einer Produktionsstrasse in einer Fabrik montiert und danach per Lastwagen an den Einsatzort gebracht und allenfalls nach Ende der Betriebszeit wieder zurückgebracht werden.

Klein aber fein – und trotzdem ein langer Weg Seit einiger Zeit zeigen Investoren wieder mehr Interesse an SMR. Vor allem in den USA, Russland und China wird ihre Entwicklung vorangetrieben. Bereits im Bau ist das weltweit

erste schwimmende Kernkraftwerk für den Einsatz an der Nordküste Sibiriens. In China steht ein SMR unmittelbar vor Baubeginn. Ein ähnliches, ebenfalls weit fortgeschrittenes Projekt in Südafrika wurde im September 2010 von der Regierung aus Geldmangel allerdings abgebrochen.

In westlichen Ländern ist bisher kein kommerzieller SMR zur Zertifizierung bei den Bewilligungsbehörden eingereicht worden. Dieser Prozess kann erfahrungsgemäss mehrere Jahre dauern. Wichtig ist, dass ein komplettes System vorgängig zertifiziert werden kann – wie in den USA oder in Grossbritannien –, so dass beim Zubau eines weiteren Moduls nicht jedes Mal der gesamte Bewilligungsprozess neu durchlaufen werden muss, wie das heute in der Schweiz der Fall wäre.

Schliesslich müssen die SMR ihre Wirtschaftlichkeit noch belegen. Eine Ende 2011 publizierte energiewirtschaftliche Studie der Universität Chicago weist darauf hin, dass wohl ein bedeutendes Marktpotenzial besteht, zunächst jedoch die Einstiegsbarrieren überwunden werden müssen. So kommt beispielsweise der Kostenvorteil der Serienproduktion erst dann zum Tragen, wenn eine bestimmte Anzahl Module produziert und die Lernkurve durchschritten ist. Wenn dieser Punkt erreicht ist und die Bewilligungsverfahren zügig abgewickelt werden können, sind SMR in den USA mit einem Strom­gestehungspreis von 6 bis 8 US-Cents pro Kilowattstunde mittelfristig gegen Gaskraftwerke konkurrenzfähig.

Nuklearforum Schweiz www.nuklearforum.ch

Wenig beachtet in der Öffentlichkeit stehen kleine Reaktorsysteme seit Jahrzehnten im Alltagseinsatz – vornehmlich als Schiffsantriebe im militärischen Bereich und in Eisbrechern oder zur Energieversorgung abgelegener Orte in Polargebieten.

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Ver tief ung

Energiegewinnung

» Wir müssen jetzt die

» Kernenergie ist umwelt-

Investitionen tätigen, damit wir die Möglichkeiten erneurbarer Energien nutzen können.

schonend, bietet eine sichere Versorgung und ist wirtschaftlicher als die Alternativen.

Stefan Batzli, Sprecher der Agentur für

Beat Bechtold, Geschäfstführer Nuklearforum Schweiz

erneuerbare Energien und Energieeffizienz

Zwei Köpfe, zwei verschiedene Meinungen darüber, wie die Schweiz mit der Energiefrage umgehen sollte.

Kern- oder erneuerbare Energie – eine Abhandlung Für viele Menschen ist es eine Glaubensfrage: Ist Kernenergie einfach schlecht? Brauchen wir atomare Energie doch? Oder können wir unseren Bedarf mit alternativen Energieformen decken? Zwei Experten erörtern das Für und Wieder. text Matthias Mehl

Man stelle sich einmal vor: Unendliche Energie. Strom, der keine Ressourcen zur Herstellung verbraucht. Das ist das Prinzip der erneuerbaren Energien. «Und das ist nur einer von zwei grossen Vorteilen», erklärt Stefan Batzli, Sprecher der Agentur für erneuerbare Energien und Energieeffizienz (AEE).

Der andere Pluspunkt sei der, dass man zunehmend unabhängiger werde von Stromexporten aus dem Ausland. «So müssen wir uns den Preis oder die Verfügbarkeit von Energie in Zukunft nicht länger von internationalen Energiekonzernen vorschreiben lassen», sagt Batzli.

Die erneuerbaren Energien sind unerschöpflich und vor allem auch kostensicher. «Die Sonne scheint gratis, wir müssen dieses Potenzial einfach für uns nutzen.» Deswegen

sei es wichtig, dass man jetzt die nötigen Investitionen tätige, um den Energie-Turnaround zu schaffen.

Kein Energie-Loch

Ängste, dass es mit erneuerbaren Energien nicht gelingt, den Strombedarf der Schweiz zu decken, weist Batzli zurück. «Wir nehmen uns ja Zeit für den Umbau, vier Jahrzehnte nämlich, um wirklich etwas Nachhaltiges auf die Beine zu stellen.» Den Ausstieg aus der Kernenergie, wie ihn der Bundesrat vorsieht, betrachtet Batzli als machbar und finanzierbar. «Es gibt in der Schweiz wahnsinnig viel Potenzial für neue und nachhaltigere Lösungen.» Die Zahlen zeigten dies deutlich: 23 000 Projekte seien derzeit aufgegleist und warten auf Gelder des Bundes. Würde man die alle jetzt umsetzen, wäre man schon in einigen wenigen Jahren in der Lage, die AKW Mühleberg und Beznau I und II vom Netz zu nehmen. «Einen Ausstieg per 2035 erachte ich darum als realistisch und gangbar.» Und in welchem Bereich sieht der AEE das grösste Potenzial für erneuerbare Energien? «Sicherlich in der Solartechnik», betont Batzli. Unsere Dächer sind die grösste ungenutzte Ressource. Optimal ausgerichtete Solardächer, mit guten Zellen bestückt, können bis 2020 gut 20 Prozent des Schweizer Stroms liefern.

Und erschliesst zusätzlich auch noch den alpinen Raum, wäre auch mehr möglich. Die Vorteile: Einerseits ist die Sonneneinstrahlung höher und auch im Winter, wo im Flachland weniger Energie gewonnen würde, wäre der Ertrag in den

» Nachhaltige Energie

wird nicht zu einem Versorgungs-Engpass führen.

Bergen konstant. Stefan Batzlis Fazit: «Wir sind in unserem Land prädestiniert dafür, neue Technologien zu entwickeln und umzusetzen, da können wir wirklich zeigen, was wir draufhaben.»

Kernenergie als Garant für die stabile Versorgung

Energie aus erneuerbaren Quellen erachtet auch Beat Bechtold als wichtig.

Der Geschäftsführer des Nuklearforums Schweiz macht aber auch auf die Relevanz der Kernenergie für die Schweiz aufmerksam. «Diese Technologie bietet drei Hauptvorteile: Sie ist umweltschonend, bietet uns eine sichere

Versorgung und ist wirtschaftlicher als die Alternativen.» Gerade die Wirtschaftlichkeit sei ein grosses Plus. «Der heutige Strom Mix, der auch dank Kernenergie so möglich wird, ist ideal auf die Bedürfnisse der Bevölkerung sowie der Wirtschaft abgestimmt», betont Bechtold. Zudem bleibt der Strompreis auf diese Weise berechenbar, da ein wichtiger Teil des benötigen Stroms vor Ort in der Schweiz produziert werden kann. So müsse man sich nicht auf plötzliche Schwankungen der Kosten einstellen, was die hiesige Wirtschaft wettbewerbsfähig macht. «Zudem sind wir dank der Kernenergie unabhängiger, was die Versorgung angeht, wir können selber entscheiden und Uran gibt es an vielen Stellen der Erde.» Denn man dürfe nicht glauben, dass man einfach beliebig viel Strom aus dem Ausland beziehen könne. Die heutigen Stromnetze seien darauf gar nicht ausgelegt, weder in der Schweiz noch im Ausland. Zudem sei die Ökobilanz der Kernenergie ausgezeichnet, auch wenn der Uranabbau und die Entsorgung einbezogen werden. Und die nuklearen Abfälle würden sorgfältig eingeschlossen und gelangen nicht in die Umwelt. «Wir haben viele Fachleute, die sich wissenschaftlich und professionell mit der Frage beschäftigen, wie wir verantwortungsvoll mit nuklearen Rückständen umgehen können.» Die nötigen

Prozesse seien sehr gut eingespielt. Ein anderer Vorteil der Kernenergie ist für Bechtold die Energiedichte sowie die -effizienz. Denn mit Kernkraftwerken lasse sich sehr viel Energie gewinnen, mit

» Wir gehen mit nuklearen Rückständen verantwortungsvoll um.

vergleichsweise wenigen Ressourcen und Platzbedarf. Die Energiedichte aus der erneuerbaren Energie sei massiv kleiner, man brauche mehr Fläche und Aufwand für eine Kilowattstunde. Fossile Rohstoffe für die Stromgewinnung zu verwenden, wie etwa Kohle oder Gas, würde die Umweltbelastung dagegen deutlich erhöhen.

«Eine völlige Abkehr von der Kernenergie ist technisch im Prinzip schon machbar», räumt Beat Bechtold ein. «Doch man muss sich fragen, zu welchem ökonomischen und ökologischen Preis.» Denn klar sei, dass die Schweiz Abstriche machen muss, sollte Kernenergie dereinst ganz aus dem Strom Mix verschwinden.

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Fukushima

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Aktuell

Die Schockwellen sind fast verhallt Die Atom-Katastrophe in Fukushima hatte nicht nur in Japan Auswirkungen. Auch die Schweizer krempelten ob des Umwelt-Desasters ihr Verhalten um. Zumindest für eine Weile. Doch der FukushimaEffekt scheint verflogen. text Matthias Mehl

Zwei Jahre sind vergangen, seit ein Tsunami die Ostküste Japans verheerte und in der Ortschaft Fukushima die grösste atomare Notsituation seit Tschernobyl auslöste – eine Kernschmelze in einem zerstörten AKW. Die Bilder der Katastrophe gingen um die ganze Welt, die Betroffenheit war gross – wie auch der Schock. Auf dem ganzen Globus begannen die Menschen, über ihren eigenen Energieverbrauch nachzudenken und ihr Verhalten zu hinterfragen.

Die Atomkraftwerkhavarie in Fukushima war das prägende Umweltereignis des Jahres 2011 gewesen und hatte die Einstellung der Schweizer Bevölkerung stark beeinflusst. Zu diesem Schluss kommt das Forschungsinstitut gfszürich in ihrem «Univox Umweltmonitor 2012». Dabei handelt es sich um eine Langzeituntersuchung, die Einstellung der Schweizer Bevölkerung zu Umweltthemen beobachtet – und auch das tatsächliche ökologische Verhalten.

an, der vor Fukushima gegolten hatte.

Die Ergebnisse überraschen den Mitverfasser des Berichtes, Dr. Andreas Schaub, nicht. «Was mich überrascht hat hingegen, ist die Geschwindigkeit, mit der das Interesse am Thema wieder abflaute.» Dennoch würde Schaub aufgrund der durchgeführten Befragung keine Prognose wagen, ob und wie sich zum Beispiel das Abstimmungsverhalten der Bevölkerung in Energiefragen verändern wird. Das «Angstbarometer», ebenfalls eine Untersuchung des Forschungsinstitut gfs-zürich, zeigt aber eines ganz deutlich auf: Die Angst der Schweizer vor einer nuklearen Katastrophe ist praktisch weg.

Und trotz alledem: Der Bericht «Univox» hat durchaus auch Gutes zu verkünden. So sei die Bereitschaft der hiesigen Bevölkerung, selber etwas für den Umweltschutz zu tun, sehr hoch. Während 2011 aufgrund von Fukushima und der Finanzkrise eine gewisse Fokussierung auf energie- und kostensparendes Umweltverhalten zu beobachten war, traten vergangenes Jahr andere Umweltthemen wieder stärker in den Vordergrund.

Schicksale erlebbar machen

Doch was bedeuten die Ergebnisse des Umweltmonitors nun konkret für die Energiebranche? Muss sie einfachhin-

Thema bewegt nur wenig

Der Bericht lässt die Schweiz nicht im besten Licht erstrahlen. So sei die Wirkung der Fukushima-Katastrophe auf umweltbezogene Einstellungen und Verhaltensweisen zu grossen Teilen wieder verschwunden. Deutlich abgenommen habe gegenüber dem Vorjahr zudem der Anteil derjenigen Personen, die wollen, dass die Behörden im Bereich Energiesparen mehr tun. Die Schweizer Bevölkerung ist insgesamt wieder weniger selbstkritisch und beurteile sowohl ihre Kenntnisse zu den Umweltzusammenhängen deutlich höher als vor einem Jahr. Zudem betrachten die Schweizer 2012 verschiedene Aspekte weniger skeptisch als noch ein Jahr zuvor. Zu diesen gehören beispielsweise die Tragbarkeit der Kernenergie sowie die Lösung der Umweltprobleme durch technische Mittel. Damit nähert sich die Einstellung im Land dem Wert

Das Verhalten beim Energieverbrauch hat sich nicht nachhaltig verändert.

nehmen, dass sich die Leute wieder weniger für den nachhaltigen Umgang mit Energie auseinander setzen? Nicht,

» Die Vorfälle in

Fukushima sind durchaus ein Thema, das den Menschen unter den Nägeln brennt. wenn es nach Linda Rosenkranz, Sprecherin der Schweizer Energiestiftung (SES) geht. «Wir haben im Gegenteil das Gefühl, dass das Thema den Menschen noch immer unter den Nägeln brennt.»

Das hatte sich eindrücklich an der Jahresversammlung des SES in Zürich gezeigt. 60 bis 70 Leute hatte man zum Anlass erwartet. «Gekommen sind über 180 Personen, sie mussten auf Tischen sitzen oder stehen.» Ein Thema der Jahresversammlung: Fukushima, die Konsequenzen für die Schweizer AKW. «Die Atomkatastrophe ist anscheinende auch hierzulande nicht vergessen gegangen, die Leute haben ein verstärktes Sicherheitsbedürfnis.»

Erstaunlich viele junge Menschen um die 20 hätten den Weg zur Versammlung gefunden. Für Rosenkranz ein gutes Signal. «Denn schliesslich sind sie es, die dereinst den Atomausstieg sowie die Energiewende umsetzen müssen.»

Die grosse Nachfrage erklärt sie sich folgendermassen: Einerseits haben viele das Vertrauen in die Atomtechnologie verloren und andererseits muss man das Thema erlebbar machen, darf nicht immer nur trocken mit Fakten und Zahlen argumentieren. «Wir dürfen nicht immer den Kopf, sondern müssen auch den Bauch der Leute ansprechen.»

Denn schliesslich sei Japan weit weg, die Versuchung, das Thema mental zu den Akten zu legen, gross. Die SES macht ihrerseits mit einem Film auf das Problem aufmerksam, der auf der Homepage energiestiftung.ch zu sehen ist. Er trägt den Titel «Es tagt in Fukushima».

Es ist ein Kurzfilm des Fotografen und Filmemachers Fabian Biasio. Die Reise ins betroffene Gebiet wurde vom SES finanziell unterstützt.

Die Lage bleibt angespannt Vergangene Woche wurde es im havarierten Kraftwerk Fukushima brenzlig: Nach einer Strompanne waren die Kühlsysteme für die Abklingbecken ausgefallen. Doch es konnte Entwarnung gegeben werden, schreiben die Mediaagenturen. Die Kühlsysteme laufen wieder, gab letzte Woche «Der Spiegel» bekannt. Die Ursache war zunächst unklar gewesen.

Der Werksbetreiber Tepco vermutete ein Problem in einem Stromverteiler, zu einer erhöhten Strahlung sei es nicht gekommen.

Hauptsorge hatte das Becken des Reaktors 4 bereitet, das provisorisch abgedeckt in rund 30 Metern Höhe des beschädigten Reaktorgebäudes liegt. Allein in diesem Abklingbecken liegen noch immer mehr als 1500 Brennstäbe. Ohne ständige Kühlung können diese so heiss werden, dass sie schmelzen. Tepco versuchte daher, die Temperatur konstant unter 65 Grad zu halten. Da eine Erhitzung im Becken des Reaktors 4 wegen der hohen Zahl der darin liegenden Brennstäbe besonders schnell passieren kann, konzentrierten sich die Reparaturtrupps bei der Instandsetzung der Kühlung zunächst darauf. Beim Neustart aller regulären Kühlsysteme am Dienstagabend habe die Temperatur in dem Becken aber mit 31 Grad weit unter der kritischen Marke gelegen, teilte Tepco mit.

Die Internationale Atomenergiebehörde IAEA war vergangene Woche von den japanischen Behörden über den Zwischenfall informiert worden. Die Regierung hatte Ende vergangenen Jahres der Öffentlichkeit versichert, das havarierte Atomkraftwerk sei unter Kontrolle. Der Rückbau der Atomruine von Fukushima wird Experten zufolge voraussichtlich etwa 40 Jahre dauern.

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fac hartikel

dänisches modell

In Dänemark (im Bild Kopenhagen) setzt man auf rigoroses Energiesparen. Das Motto: Die sauberste Energie ist diejenige, die nicht verbraucht wird.

Energieeffizienz ja, aber anders Seit sieben Jahren müssen in Dänemark Netzbetreiber und Energieverteiler staatlich festgelegte Energieeinsparziele umsetzen. Seither konnte unter anderem der Stromverbrauch deutlich gesenkt werden. Könnte das dänische Modell auch ein Vorbild für die Schweiz sein? Um dies zu beurteilen, lohnt es sich, etwas genauer hinzuschauen. text Thomas Zwald, Leiter Public Affairs Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE)

Die günstigste und sauberste Energie ist diejenige, die nicht verbraucht wird – diesem Grundsatz folgend ist die Energieeffizienz ein zentraler Pfeiler in vielen nationalen Energiestrategien geworden.

Mehrere europäische Länder setzen dabei auf das sogenannte «Einsparmodell», mit dem Energieunternehmen vom Staat verpflichtet werden, Energiesparmassnahmen durchzuführen. Solche Modelle sind derzeit in Grossbritannien, Frankreich, Italien und Dänemark in Betrieb.

Dänemark konnte

Hoher Strompreis

Stromverbrauch senken

Beim dänischen Modell werden die von den Unternehmen erzielten Einspargewinne als Zusatzsteuer auf den Strompreis geschlagen. Es sind mit anderen Worten die Verbraucher, welche durch die Bezahlung eines höheren Strompreises die Gewinne der Unternehmen finanzieren. Es erstaunt deshalb nicht, dass die dänischen Verbraucher

Das skandinavische Land gilt seit Jahren als Vorreiter einer nachhaltigen Energieund Umweltpolitik. Tatsächlich kann Dänemark mit beeindruckenden Zahlen aufwarten: Zwischen 2006, als das Einsparmodell eingeführt wurde, und 2011 konnte der Stromverbrauch um rund sieben Prozent gesenkt werden. In der gleichen Zeitspanne ist der Verbrauch in der Schweiz um rund zwei Prozent gestiegen.

Das dänische Einsparmodell verpflichtet ungefähr 540 Netzbetreiber und Verteiler von Strom, Gas, Heizöl und Fernwärme dazu, Energieeffizienzmassnahmen durchzuführen. Auf der Grundlage eines jährlich fixierten Ziels zur Senkung des Gesamtenergieverbrauchs werden zwischen den Unternehmen und dem Staat individuelle Einsparziele festgelegt. Eine unabhängige Instanz prüft am Ende des Jahres, ob die betroffenen Unternehmen ihre Ziele erreicht haben. Ist dies der Fall, können sie die Kosten für die getroffenen Massnahmen im Folgejahr auf die Endkunden abwälzen. Anderenfalls müssen sie diese Kosten selber tragen und erhalten darüber hinaus eine höhere Zielvorgabe für das nachfolgende Jahr. Ob das dänische Modell nachahmenswert ist, darf aber nicht nur anhand der erzielten Einsparungen beim Stromverbrauch beurteilt werden.

Zu bedenken gilt es weitere Faktoren.

» Die dänischen

Verbraucher zahlen die höchsten Strompreise im ganzen EU-Raum.

mit derzeit rund 36 Rappen pro Kilowattstunde den höchsten Strompreis im gesamten EU-Raum bezahlen. Zum Vergleich: In der Schweiz beträgt der Strompreis für einen durchschnittlichen Haushalt gegenwärtig ungefähr 21 Rappen pro Kilowattstunde.

Tieferes Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum

Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum sind unbestrittenermassen die Haupttreiber

für den Anstieg des Stromverbrauchs. Ein Vergleich der Wachstumszahlen von Dänemark mit denjenigen der Schweiz für die Periode zwischen 2000 und 2011 zeigt, dass Dänemark ein deutlich geringeres Wachstum in beiden Bereichen aufweist. Beim Wirtschaftswachstum beträgt der Unterschied satte zwölf Prozent, beim Bevölkerungswachstum immerhin sechs Prozent. Kommt dazu, dass Dänemark während derselben Periode eine eigentliche Desindustrialisierung erlebt hat, während der Industriebeitrag an die schweizerische Gesamtwirtschaftsleistung in etwa konstant geblieben ist. Dies bedeutet, dass die in Dänemark erzielte Senkung des Stromverbrauchs nicht alleine dem Einsparmodell zugeschrieben werden kann.

Bewährte alternative: Lösungen in der Schweiz

Das Fehlen eines Einsparmodells bedeutet nicht, dass die Verbesserung der Energieeffizienz in der Schweiz kein Thema wäre. Im Laufe der letzten Jahre kamen unterschiedliche Instrumente zum Einsatz, die sich bewährt haben. Sie beruhen aber nicht auf staatlichem Zwang, sondern setzen auf positive Anreize. Dazu gehören insbesondere die wettbewerblichen Ausschreibungen oder die freiwilligen Zielvereinbarungen zur Senkung des Energieverbrauchs, welche die Energieagentur der Wirtschaft (EnAW) mit zahlreichen energieintensiven Unternehmen umgesetzt hat. Auch die Strom-

branche nimmt ihre Verantwortung wahr.

So bieten verschiedene Elektrizitätsversorgungsunternehmen schon seit geraumer Zeit Effizienzprogramme für ihre Kunden an. Weitere Instrumente sind auf dem besten Weg, um zusätzliche Verbesserungen der Energieeffizienz zu erzielen. Der VSE konzipiert derzeit eine eidgenössisch anerkannte Ausbildung zum Effizienz- und Energieberater. Er hat zudem in Zusammenarbeit mit der EnAW ein Modell entwickelt, welches KMU bei der Verbesserung ihrer Stromeffizienz hilft. Dieses befindet sich derzeit in der Pilotphase.

Es ist ein guter Ansatz, die bewährten Effizienzinstrumente weiterzuführen und auszubauen. Die zusätzliche Einführung eines dänischen Modells würde hingegen nicht nur zu unerwünschten Überschneidungen führen und den Verbrauchern unverhältnismässig hohe Kosten auferlegen, sondern eine «Verbürokratisierung» der Energieeffizienz nach sich ziehen.

Aus diesen Gründen stösst auch das vom Bundesrat vorgeschlagene Einsparmodell von vielen Seiten bereits auf Ablehnung, denn es setzt ebenfalls auf staatliche Sparvorgaben. Kommt dazu, dass der bundesrätliche Vorschlag einseitig auf den Strombereich fokussiert – ein Unding, wenn man bedenkt, dass Strom gerade mal einen Viertel des gesamten Energieverbrauchs ausmacht. Zumindest in dieser Hinsicht liegen die Dänen richtig.

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