Projekte 2021

Die K3 Immobilien AG und die werke versorgung wallisellen ag konnten 2020 die ertragsreichste Fassaden-Solaranlage Europas in Betrieb nehmen. Zusammen mit einem Biogas betriebenen Blockheizkraftwerk versorgt sich der neue Gewerbepark in Wallisellen (ZH) zum grössten Teil selbst mit Strom. Das wegweisende Energiekonzept wird von der Empa wissenschaftlich begleitet. Als primärer Energieerzeuger dient eine Wärmepumpe; für die Spitzenlast wird das Blockheizkraftwerk hinzugeschaltet. Nach der ersten Heizperiode machte die Empa eine erste Auswertung der Daten und programmierte ein neues Konzept für die Steuerung. Die Implementierung und die Infrastrukturanpassung wurde Ende 2021 durch die werke versorgung wallisellen ag in Auftrag gegeben. Somit ist es möglich, in der zweiten Heizperiode die Daten für die optimierte Steuerung zu sammeln und auszuwerten.

Energyscope ist ein von der EPFL entwickeltes Online-Berechnungswerkzeug. Es ermöglicht die umfassende Simulation von Übergangsszenarien für die Energiewende. Der Rechner bildet die vom Bundesamt für Energie (BFE) im Rahmen der schweizerischen Energieperspektiven erstellten Szenarien ab und ermöglicht gleichzeitig einen offenen Zugang zu den Eingangsparametern oder Annahmen im Modell. Ziel des Projekts ist die Erweiterung von Energyscope durch mehrere Institute der EPFL und dem Bildungsangebot Iconomix der Schweizerischen Nationalbank, um die Energienetzinfrastruktur bis Sommer 2022 darzustellen. Diese Aufgabe stellt aufgrund der Komplexität der zu entwickelnden Netzparametrisierung einen erheblichen Aufwand dar, um die Leistungsfähigkeit des Rechners nicht zu beeinträchtigen. Neben dem elektrischen Netz wird die EPFL auch die Gas- und Wärme-/Kältenetze sowie die Abfallströme modellieren, die in einem zunehmend dezentralisierten Energiesystem von wachsender Bedeutung sind.

Im ersten Projektjahr lag der Fokus vor allem auf der Parametrisierung der Netze, insbesondere für Strom und Gas. Hierbei wurde im Modul «Infrastruktur» die Grundlagen für die Modellierung gelegt, Randbedingungen festgelegt und die Produzenten- wie auch die Verbraucherseite abgebildet. Aus dem Infrastruktur-Modul konnten mit den ersten Berechnungen begonnen werden. Ein zweites Modul «Finanzen» ist noch in Entwicklung und wird sich mit den finanziellen Aspekten der verschiedenen Szenarien auseinandersetzen. Im zweiten Projektjahr wird der Fokus auf der Validierung und Zusammenführung der einzelnen Module liegen. Ziel ist, dass der weiterentwickelte Online-Rechner Energyscope 2.0 die umfassende Simulation von Übergangsszenarien für die Schweizer Energiestrategie ermöglicht.

2021 wurde das Projekt «OPTIM-EASE: Optimierung des Energiekonzepts von Gebäuden unter Berücksichtigung der Umweltauswirkungen und der Sektorkopplung» verabschiedet. Die Schweizer Energiestrategie hat das Ziel, die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern. Der Gebäudesektor, der einen grossen Teil des Energieverbrauchs ausmacht, spielt dabei eine bedeutende Rolle. In diesem Zusammenhang müssen Energiekonzepte entwickelt werden, welche die Umweltauswirkungen, insbesondere den CO2-Fussabdruck, des Stroms berücksichtigen und den Verbrauch erneuerbarer Energien im Gebäudesektor erhöhen. Das Hauptaugenmerk des neuen FOGA-Projekts liegt darin herauszuarbeiten, wie mithilfe dezentraler Multi-Energiesysteme für Gebäudegruppen die Kosten und die Umweltauswirkungen des Energiebedarfs minimiert werden können. Bislang wurde zu wenig berücksichtigt, Geräte, die auf erneuerbarem Gas basieren, zu integrieren.

Das Projekt besteht aus mehreren Arbeitspakten. Dabei werden die Vorteile der Integration erneuerbarer Gase in die Energiegemeinschaften umfassend geprüft. Auf der Grundlage der Projektergebnisse wird es möglich sein, den Nutzen von erneuerbarem Gas für die Schweizer Energiewende aufzuzeigen und zu quantifizieren. Die erste Projektphase beschäftigte sich hauptsächlich mit der Erstellung der Modellierung des Energiebedarfs und -bereitstellung der Gebäude. Aktuell werden die Fallstudien der beteiligten Stadtwerke, Gasversorger und Energieunternehmen ausgewählt, um das Modell an konkreten Beispielen in der Schweiz zu validieren. Im zweiten Projektjahr stehen nun diese Fallstudien im Mittelpunkt.

2021 wurde ein neues Projekt im Bereich Wasserstoff gestartet mit dem Schwerpunkt Leitungsbau für reine Wasserstoffnetze. Mit einer technischen und wirtschaftlichen Machbarkeitsstudie sollen am Beispiel eines konkreten Projektes – IWB Birsfelden – Möglichkeiten untersucht werden, wie Wasserstoff von einer Produktionsanlage zu industriellen Verbrauchern via Rohrleitung transportiert werden kann. Ein Teil des Projekts besteht in einem allgemeinen Teil zum Bau von neuen H2-Leitungen. Neben der bautechnischen Auslegung dieses Rohrleitungsprojekts sollen insbesondere auch Fragen hinsichtlich, Behördenverfahren, Normen und Richtlinien, Prüfverfahren und Inbetriebnahmen, Betrieb und Unterhalt geklärt werden. Ziel ist, dass diese Studie anderen H2-Leitungsprojekten in der Schweiz als Leitfaden für die Planung dienen kann. Dabei werden auch die bereits vorhandenen Ergebnisse, Studien oder auch Normen aus anderen Ländern mitberücksichtigt. In einem zweiten Teil soll dieser Leitfaden als Basis für Machbarkeitsstudie an einem konkreten Standort verwendet werden. Der Leitfaden, der vom Bundesamt für Energie mitfinanziert wird, soll nach Abschluss des Projekts als Grundlage für eine SVGW-Richtlinie für H2-Rohrleitungen dienen.