Geflügelzucht-Ställe müssen stark geheizt werden und verbrauchen entsprechend viel Energie. Durch Einsatz von Wärmepumpen, Wärmerückgewinnung aus der Abluft und exzellente Gebäudedämmung lässt sich der Heizenergie-Verbrauch um bis zu vier Fünftel vermindern. Das senkt Betriebskosten und dient bei entsprechender Auslegung des Lüftungssystems auch dem Tierwohl. Weiterlesen
Das Energiesystem der Schweiz steht vor grossen Veränderungen: Der Ausbau der erneuerbaren Energien, die Dekarbonisierung der Energieversorgung, die Digitalisierung des Systems, langfristig werden die Kernkraftwerke abgeschaltet und das schweizerische Stromnetz wird weiter in den europäischen Markt integriert.
Diese Veränderungen bedeuten, dass das Schweizer Energiesystem flexibler werden muss. Die Herausforderung besteht darin, dass dann genug Energie bereitsteht, wenn sie auch gebraucht wird und die Netzstabilität gesichert ist. Energiespeicherung kann hier in die Bresche springen. Grosse Speicher können für Stabilität im Netz sorgen, wenn die Produktion tief ist, beziehungsweise die Nachfrage niedrig.
Vielen Lesern dürften Pumpspeicherwerke und natürlich Batterien (auch als elektrochemische Speicher bezeichnet) bekannt sein. Es gibt jedoch viele weitere Energiespeichertechnologien, welche sich in verschiedenen Stadien der technologischen Maturität befinden. Das Bundesamt für Energie (BFE) hat im September 2021 eine Kurzübersicht zu verschiedenen Energiespeichertechnologien veröffentlicht. Die Fachspezialisten des BFE geben darin einen Überblick über den heutigen Einsatz von Speichertechnologien, ordnen die aktuelle Bedeutung der Technologien ein und skizzieren, wie es mit den verschiedenen Technologien weitergehen könnte.
Energeiaplus hat dem Autor der Kurzübersicht einige Fragen zum Thema gestellt: Stefan Oberholzer ist Fachspezialist für Energieforschung und Cleantech am Bundesamt für Energie.
Energeiaplus: An wen richtet sich das Dokument und wofür kann man es brauchen?
Stefan Oberholzer: In dem Dokument werden verschiedenen Energiespeichertechnologien aufgelistet und skizziert, woran geforscht und entwickelt wird. Energiewirtschaftliche Betrachtungen über Sinn und Zweck von Energiespeichern werden keine angestellt. In diesem Sinne richtet sich das Dokument an alle, die allenfalls Bedarf hätten für eine sehr vereinfachte und grobe Kurzübersicht.
Sind manche Speichertechnologien besser für spezifische Arten von Energie geeignet?
Neben reinen Gas- oder Stromspeichern gibt es Speicherkonzepte, wo etwa Strom chemisch gespeichert wird (Power-to-Gas), um die chemische Energie in der Mobilität (Brennstoffzellenfahrzeug) oder stationär in einer Wärme-Kraft-Kopplungsanlage zu verwenden. Da Energiespeicherung immer auch mit Verlusten verbunden ist, kann allgemein gesagt werden, dass ineffiziente Speicher nicht geeignet sind für hohe Zyklenzahlen. Wohingegen hoch effiziente Batteriespeicher kaum für saisonale Energiespeicherung in Betracht kommen. Weiter sind gewisse Speichertechnologien besser für kurzzeitige Energiespeicherung geeignet (Leistungsspeicher) und andere eher über längere Zeiträume als reine Energiespeicher.
Welche der künftigen Speichertechnologien ist besonders interessant?
Interessant sind Ideen für neuartige Gravitationsspeicher, wobei offen ist, ob und wie schnell so etwas eingesetzt wird. Ansonsten vor allem die rasanten technologischen Entwicklungen im Batteriebereich. Batterien werden als eine der Schlüsseltechnologie im Umbau des Energiesystems angesehen.
Wo wird in der Schweiz Energiespeichertechnologie eingesetzt?
Im Strombereich vor allem als Pumpspeicherwerke. Wichtig ist aber auch der Wärmebereich: Der Gebäudebereich hat in der Schweiz etwa 40% Anteil am Endenergieverbrauch, wovon der allergrösste Teil für Raumwärme und Warmwasser. Hier existieren schon heute viele Warmwasserspeicher. Um die saisonalen Unterschiede im Bedarf an Wärme auszugleichen, bieten sich verschiedene neuartige Wärmespeichertechnologien an, woran auch in der Schweiz intensiv geforscht wird.
Was sind wichtige Kennzahlen im Bereich Energiespeicher?
Entscheidender Faktor sind sicher die Kosten, welche mit den gewichteten Speicherkosten (LCOS = Levelized Cost of Storage) in Franken pro gespeicherte kWh angegeben werden und mit denen verschiedene Speichertechnologien verglichen werden können. Ansonsten Energiekapazität und Leistung einzelner Speicher, die Speicherdauer (saisonale vs. Kurzzeitspeicher), die «Round-trip»-Effizienz und die Lebensdauer: alles Parameter, die in die Berechnung der LCOS einfliessen. Je nach Anwendung spielen Speicher- oder Leistungsdichte eine sehr wichtige Rolle, etwa in der Elektromobilität.
Über welche Fakten im Bereich Speichertechnologie sollte die breite Öffentlichkeit besser Bescheid wissen?
Der Anteil an Erdölprodukten im Schweizer Endenergieverbrauch liegt bei rund 49%, gemittelt über die letzten Jahre. Heute werden diese in Pflichtlagern für eine Bedarfsdeckung von mehreren Monaten physisch in der Schweiz gespeichert. Das entspricht in etwa der Speicherung von 20% des Gesamtenergieverbrauchs der Schweiz. Mit der Abkehr von fossilen und damit leicht speicherbaren Energieträgern werden Speichertechnologien allgemein an Wichtigkeit gewinnen. Neben etablierten Speichern gibt es verschiedene neue Ansätze im Strom, Gas und Wärmebereich und Speicherkonzepte, welche auch verschiedene Energieträger untereinander koppeln. Mit einem massiven Ausbau erneuerbarer Energieproduktion (Strom) werden sicherlich Batteriespeicher eine entscheidende Rolle spielen, sowohl stationär wie in der Mobilität. Ansonsten: Energiespeicherung ist allgemein relativ teuer und speziell im Strombereich nur eine von verschiedenen Optionen in einem nachhaltigen Energiesystem. Falls es ohne oder mit wenig Speicherung geht, umso besser.
Die Kurzübersicht zum Nachlesen finden Sie unter den Publikationen des Bundesamts für Energie.
Lisa Brombach, Medien und Politik, BFE
Bundesverwaltung will Vorbild sein bei der Reduktion der Umweltbelastung
Homeoffice statt Büro, virtuelle Sitzung statt Dienstreise: Die Bundesverwaltung belastete 2020 die Umwelt deutlich weniger stark als in den Jahren zuvor. Das zeigt der RUMBA-Umweltbericht 2021 über das Berichtsjahr 2020 , den der Bundesrat am 13. Oktober 2021 zur Kenntnis genommen hat. Aufgrund der Covid-Pandemie war 2020 allerdings ein aussergewöhnliches Jahr und nicht repräsentativ für die Umweltbelastung der Bundesverwaltung. Weiterlesen
Gemeinsam zu mehr Energieeffizienz: Warum Postauto, Ruag oder die SRG auch Energievorbilder sein wollen
PV-Anlagen zur Selbstversorgung, Zug statt Flugzeug, Seewasser zum Heizen: Die zivile Bundesverwaltung, das VBS und acht weitere Anbieter von öffentlich relevanten Dienstleistungen haben in den letzten Jahren ihre Vorbildfunktion beim nachhaltigen Umgang mit Energie gezeigt. Weiterlesen
CO2-Emissionen – Wo stehen Hybridfahrzeuge?
Mehr als jedes zweite neu zugelassene Fahrzeug in der Schweiz und Liechtenstein hatte im September 2021 einen Elektroantrieb. Reinelektrische und hybride Modelle liegen im Trend. Doch was heisst das für die CO2-Emissionen des Verkehrs? Erreichen die Hybride die Zielvorgaben des Bundes? Eine Auswertung der vergangenen Monate gibt Aufschluss. Weiterlesen
Comme chaque année, l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) publie le World Energy Outlook. Ce mercredi, la version 2021 a été mise en ligne. Ce document qui existe depuis 1977, fournit une analyse critique du domaine de l’énergie au travers des informations livrées par ses membres (30 pays membres et l’UE ainsi que 8 pays associés). Le contenu et les recommandations qui composent le livre se veulent des aides de réflexions pour les états et non des prévisions. La Suisse participe aussi à l’élaboration de ce rapport qui cette année aborde les changements dans le domaine de l’énergie suite à la crise du COVID-19 et les enjeux dus au réchauffement climatique à la veille de la COP 26. Entretien avec Benoît Revaz, directeur de l’Office fédéral de l’énergie et représentant helvétique au conseil de l’AIE. Weiterlesen
Energieperspektiven 2050+ – Exkurs zu Winterstrom-Versorgung publiziert
Wie steht es um die künftige Energieversorgung und die Versorgungssicherheit, wenn die Schweiz bis 2050 das Netto-Null-Ziel erreichen will? Die Energieperspektiven 2050+, die im November 2020 publiziert wurden, geben Antworten darauf. Ein wichtiges Thema dabei ist zum Beispiel die Stromversorgung der Schweiz im Winterhalbjahr. Weiterlesen
Über die Zukunft und die Transformation des Energiesystems wird viel gesprochen und geschrieben – nicht zuletzt auf Energeiaplus. Aber was heisst das eigentlich genau und was erwartet uns?
Antworten liefert die diesjährige Ausgabe des Salon Public, das sich ganz dem Thema Energiezukunft widmet. Der Salon Public ist ein Wissenschaftsfestival für alle und findet an zwei verschiedenen Wochenenden in Bern und Lausanne statt:
Energiezukunft: 16.10.2021 – Kursaal Bern, 9 – 12 Uhr
SMART Home: 16.10.2021 – Kursaal Bern, 14 – 17 Uhr
Mobilität der Zukunft: 23.10.2021 – STCC Lausanne, 9 – 12 Uhr
Smart Living & Bauen: 23.10.2021 – STCC Lausanne, 14 – 17 Uhr
In Bern debattieren unter anderem Joschka Fischer und die Geschäftsleiterin von Greenpeace Schweiz Dr. Iris Menn über die Auswirkungen der Energiezukunft auf Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Der bekannte Energietechnologie-Pionier James Ehrlich erklärt, warum ein sich selbst versorgendes Dorf keine Utopie sein muss. Und die Jury-Vorsitzende des SmartHome Awards Deutschland, Prof. Dr. Birgit Wilkes, gibt Einblicke in unsere zukünftigen Wohn- und Lebenswelten.
Eine Woche später erklären in Lausanne der Solarpionier Dr. Bertrand Piccard und der Robotik-Experte Prof. Dr. Roland Siegwart die Möglichkeiten und Utopien rund um das Wasserstoff-Auto und autonome Fahrzeuge. Und in der Nachmittagsveranstaltung wird erörtert, was wir in der Schweiz in Bezug auf Nachhaltigkeit und Smart Living von den ärmsten Menschen der Welt lernen können.
Die Special Edition des Wissenschaftsfestivals Salon Public zur Energiezukunft ist Teil der nationalen Kampagne von #WIRSINDZUKUNFT, die mit Unterstützung von EnergieSchweiz durchgeführt wird.
Bereit für den Klimawandel? Neue Leitfäden bieten Orientierung für Planende und Bauherrschaften
Ein Haus zu bauen ist eine grosse Investition, von der nicht nur die nächste, sondern vielleicht sogar die übernächste Generation profitieren kann. Beim Hausbau ist also gut beraten, wer langfristig denkt. Spätestens nach den extremen Wetterereignissen des Sommers 2021 bedeutet das auch, die Auswirkungen des Klimawandels einzuberechnen. Was genau heisst das aber für den Bau von Wohngebäuden?
Ein Projekt der Hochschule Luzern hat sich dieser Frage gewidmet. Auf Basis von Klimaszenarien hat das Forschungsteam Leitfäden entwickelt, die Planende und Bauherrschaften unterstützen sollen. Energeiaplus hat mit dem Leiter der Forschungsgruppe Gianrico Settembrini gesprochen und nachgefragt, worauf es zu achten gilt.
Energeiaplus: Herr Settembrini, an wen richten sich die Leitfäden, welche Ihr Team erarbeitet hat?
Gianrico Settembrini: Wir haben zwei separate und unterschiedliche Leitfäden entwickelt. Einen explizit für Planende, mit dem Fokus auf die frühe Entwurfsphase von Gebäuden. Und einen für Bauherrschaften mit Empfehlungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel für sämtliche Projektphasen: Von der strategischen Planung bis zur Bewirtschaftung der Gebäude. Sein Ziel ist die Sensibilisierung zum Thema Klimawandel von Projektbestellern und -entwicklern im Allgemeinen, von Privaten bis hin zu institutionellen Investoren, von der Wohnbaugenossenschaft bis zur professionellen Liegenschaftsverwaltung.
Auf welcher Datengrundlage haben Sie Ihre Analysen durchgeführt?
Die Studie legt den Schwerpunkt auf Wohngebäude. Als Referenzgebäude für die Analysen diente ein Wohnneubau, der bereits in früheren Klimawandelprojekten, z.B. in der Studie ClimaBau[1], als typisches Beispiel für den Schweizer Gebäudepark ausgewählt wurde. Dies erlaubte, auf vorhandene Erfahrungen und Erkenntnisse aufzubauen.
Die verwendeten Klimaprojektionen basieren auf dem mittleren Treibhausgasemissionsszenario für die Periode von 2045 bis 2074. Sie wurden in Zusammenarbeit mit MeteoSchweiz für die thermischen Simulationen aufbereitet. Der Vergleich wurde mit gemessenen Wetterdaten der Periode von 1980 und 2009 durchgeführt. Untersucht wurden jeweils ein durchschnittliches und ein besonders warmes Jahr der Perioden an einem Beispielstandort für das Schweizer Mittelland (Meteostation Basel-Binningen).
Welche konkreten Herausforderungen stellt der Klimawandel an das Bauen beziehungsweise Wohnen in der Schweiz?
Wir unterscheiden grundsätzlich in Herausforderungen der Mitigation, also dem Verhindern der klimawandelrelevanten Treibhausgasemissionen, und solche der Adaption.
Die Adaption steht in unserer Studie im Mittelpunkt. Wohnbauten bilden dabei eine besondere Herausforderung, weil sie heute kaum aktiv gekühlt werden (dürfen). Mit dem künftigen Klima werden sie jedoch zunehmend und teilweise markant überhitzen. Der Klimakältebedarf wird ähnlich demjenigen in unseren südlichen Nachbarländern heute sein. Dort ist eine Wohnraumkühlung – oftmals durch nachträglich aufgestellte Klimageräte – bereits die Regel. Sie zeigt sich häufig mit ästhetischen Schreckensbildern bei den Gebäudefassaden, aber vor allem führt sie zu einem enormen Zuwachs an Strombedarf im Sommer. Die grosse Herausforderung besteht darin, unsere Gebäude heute so zu planen, dass sie langfristig behaglich bleiben und nicht nachträglich «improvisiert» gekühlt werden müssen.
Ihre Handlungsempfehlungen orientieren sich an dem Prinzip der Adaption. Wieso anpassen an den Klimawandel, statt die Mitigation ins Zentrum der Bemühungen zu stellen?
Dass Mitigation wichtig ist, wurde schon länger erkannt. Konkrete Ziele wurden im Laufe der letzten Jahrzehnte in der Energiestrategie laufend neu formuliert. Teilweise fanden die Ziele auch Einzug in unsere Gesetzgebung. Der Klimawandel ist jedoch dadurch kaum mehr aufzuhalten, wir können nur noch das Ausmass beeinflussen. Deshalb ist es ebenso wichtig, dass wir uns langfristig mit den Gegebenheiten befassen, die uns erwarten werden. Reagieren wir heute diesbezüglich nicht, wird der erhöhte Klimakältebedarf künftig die Problematik verstärken. Der Strombedarf für die Kühlung wird zu weiteren Treibhausgasemissionen führen. Klimageräte werden die Aussenluft noch mehr aufheizen.
Im Gegenzug sollten wir den Klimawandel – zumindest energetisch – als Chance sehen: Die höheren Temperaturen bedeuten weniger Heizwärmebedarf. Führt eine bedachte Planung zu einer Minimierung des Klimakältebedarfs, kann gar eine Reduktion des Jahresenergiebedarfs angestrebt werden.
Es gibt schon eine Vielzahl an Infoblättern und Leitfäden, die Bauherrschaften unterstützen sollen. Welchen Mehrwert bieten Ihre Handlungsempfehlungen?
Die Auswirkungen des Klimawandels auf unsere Gebäude sind unseres Erachtens weiterhin ungenügend untersucht. Verfügbare Infoblätter bilden oftmals lediglich Teilbereiche der Problematik ab. Wir versuchten mit der Studie einen gesamtheitlichen Eindruck zu geben und untersuchten den Einfluss der verschiedene Entwurfsparameter jeweils auf die drei Hauptthemenfeldern: Energiebedarf (Heizwärme- und Klimakältebedarf), thermische Behaglichkeit (Überhitzungsstunden im Gebäude) und Tageslicht (Tageslichtversorgung, Besonnungsdauer und Aussicht). Mit den Empfehlungen möchten wir die Akteure am Bau bei der Balancefindung zwischen den drei Themenfeldern unterstützen und eine vorausschauende Planung fördern.
Zudem wurden die Leitfäden unter Einbezug des Zielpublikums erarbeitet. In einem ersten Projektschritt wurde eine Umfrage durchgeführt, um den aktuellen Wissensstand von Bauherrschaften zum Klimawandel in Erfahrung zu bringen und um die relevanten Handlungsfelder zu eruieren.
Ein Haus oder eine Wohnung zu bauen ist ein herausforderndes und oft langwieriges Unterfangen. Die wenigen Leute, die in der Schweiz etwas bauen, tun dies meist nur einmal in ihrem Leben. Wie hilft da ein Leitfaden weiter?
Wichtig ist, dass die Auswirkungen des Klimawandels bereits heute bei der Gebäudeplanung thematisiert werden. Je mehr die Baubranche die Problematik erkennt und Massnahmen in der Praxis umsetzt, umso mehr wird der gesamte Gebäudepark davon Nutzen ziehen.
Planende, welche bei grösseren Objekten mit der Thematik konfrontiert sind, werden die Überlegungen auch bei kleineren Wohnbauten aufnehmen und weitergeben. Dasselbe gilt auch umgekehrt. Ziel ist, dass die Berücksichtigung des Klimawandels bei der Planung sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich zum Normalfall wird. Davon werden alle profitieren.
In welchem Stadium eines Bauvorhabens kommen die Hinweise Ihrer Leitfäden im Idealfall zum Zug?
Die Weichen eines klimawandelgerechten Projektes werden bereits in der strategischen Planung gelegt. Schon die Standortwahl kann entscheidend sein. Der Leitfaden für Planende bezieht sich demzufolge explizit auf Gebäudeparameter, welche in der frühen Entwurfsphase thematisiert werden. Dies sind zum Beispiel Gebäudeausrichtung, Fensterflächen oder baulicher Sonnenschutz.
Im Leitfaden für Bauherrschaften haben wir indessen bewusst Empfehlungen für jede Phase im Lebenszyklus des Gebäudes formuliert, auch für die Nutzungsphase. Das ist insbesondere im Hinblick auf Massnahmen wichtig, welche die Involvierung der Bewohnenden voraussetzen. Denn da gibt es künftig ebenfalls ein grosses Optimierungspotential, zum Beispiel durch die effiziente Auskühlung der Gebäude in der Nacht.
Bauvorhaben sind kostspielig und aufwändig. Warum sollten Ressourcen darin investiert werden, die Parameter ihrer Leitfäden in die Planung aufzunehmen?
Dass Wohnungen und Häuser auch im Sommer angenehm kühl bleiben wird zunehmend zu einem entscheidendes Kriterium für die Vermietbarkeit. Helle Räume, also der Umgang mit Tageslicht, sind es schon heute. Eine langfristig vermietbare Immobilie bedeutet weniger Mieterwechsel und somit ökonomische Vorteile – hierbei ist ein hoher Wohnkomfort zentral.
Die Berücksichtigung der künftig höheren Aussentemperaturen könnte zudem zu einer Reduktion des gebäudetechnischen Aufwands für die Raumheizung führen und sich ebenfalls kostensenkend auswirken.
Gibt es einen zentralen Grundsatz des an den Klimawandel angepassten Bauens, den Sie allen potenziellen Bauherrschaften ans Herz legen möchten?
Gebäude, die wir heute planen, werden voraussichtlich auch im nächsten Jahrhundert noch genutzt werden. Bis anhin haben wir sie mit den Erfahrungen und den Klimadaten aus der Vergangenheit konzipiert. Für die energetische Optimierung und Kosteneffizienz ist eine langfristig vorausschauende Planung mit Berücksichtigung der künftigen klimatischen Gegebenheiten unerlässlich. Dabei sollte ebenso nicht vergessen werden, dass wir jeweils für die künftigen Nutzenden planen. Gesunde, behagliche und helle Räume, in denen sich der Mensch jederzeit wohl fühlen kann, müssen das Ziel von jedem Bauvorhaben sein.
Sie finden die Leitfäden für Planende und Bauherrschaften auf der Webseite der Hochschule Luzern.
Lisa Brombach, Medien und Politik, BFE
[1] ClimaBau – Planen angesichts des Klimawandels; Energiebedarf und Behaglichkeit heutiger Wohnbauten bis ins Jahr 2100. Settembrini et al., 2018, Bundesamt für Energie, Bundesamt für Umwelt
Das Penta-Forum positioniert sich zur künftigen Regulierung des Wasserstoffmarkts
Wasserstoff kann einen wichtigen Beitrag zur Erreichung von Netto-Null Treibhausgasemissionen leisten. Nicht zuletzt darum haben einige Länder bereits Wasserstoffstrategien definiert. So auch die Europäische Kommission. Wie aber soll der aufstrebende Wasserstoffmarkt reguliert werden? Ansätze dafür zeigt ein neues gemeinsames Positionspapier des Pentalateralen Energieforums (Penta-Forum). Weiterlesen
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