Zwei Riesen aus der Baustoffbranche. Zwei Produkte. Zwei energieintensive Prozesse. Eine Vision: Dem Klimaziel «Netto-Null» näherkommen. Mit innovativen Produkten, jahrelanger Forschung und Entwicklung und einer Prise Mut. ZZ Wancor und Holcim Schweiz. Ziegel und Zement – Vorhang auf für Produktanpassungen, die sich eben gerade nicht sehen lassen.
V.l.n.r.: CEO Michael Fritsche und Produktionsleiter Maximilian Ulm im Dachziegelwerk in Laufen der ZZ Wancor AG
Die Ziegel von ZZ Wancor AG bestehen heute aus weniger Material
Cathleen Hoffmann ist seit 2011 in der Produktentwicklung für Holcim tätig.
Das Zementwerk in Siggenthal der Holcim (Schweiz) AG gilt als Vorzeigewerk in Sachen Nachhaltigkeit.
Weitsicht statt Röhrenblick: Die Holcim (Schweiz) AG begegnet Herausforderungen wie Klimaschutz und Ressourcenknappheit mit Innovationen und klugen Lösungen.
Produkte können durch andere Produkte ersetzt werden, welche gleiche oder ähnliche Funktionen erfüllen, aber weniger Prozesswärme oder tiefere Temperaturen in der Produktion erfordern. Produktumstellungen werden auch umgesetzt, um die Materialien ressourcenschonender einzusetzen oder um die Materialien am Lebensende der Produkte besser zu trennen und zu rezyklieren.
Wenn die Produktion physikalischen Prozessen oder Rohstoffen unterliegt, die gebrannt werden müssen und dabei CO2 freisetzen, ist Innovationsgeist gefragt. Wer Ziegel und Zement herstellen will, braucht Wärme. Und wer brennt, setzt CO2 frei. Daran führt kein Weg vorbei. Prozesswärme zu reduzieren, um weniger CO2 auszustossen, ist das A und O. Dass man sich aufgrund der naturgegebenen Lage zurücklehnt, ist für die beiden Unternehmen ZZ Wancor und Holcim ausgeschlossen. Ständig wird an der Weiterentwicklung der Produkte gearbeitet. Nicht nur, um wettbewerbsfähig zu bleiben und die unternehmerische Verantwortung wahrzunehmen, sondern besonders auch, um dem Ziel «Netto-Null bis 2050» und einer nachhaltigen Zukunft näherzukommen.
ZZ Wancor ist ein Systemanbieter von grobkeramischen Baustoffen und kombiniertem technischem Zubehör für die komplette Gebäudehülle, bestehend aus Dach, Wand und Fassade. Mit zwei Dachziegelwerken, einem Backsteinwerk und über 160 Mitarbeitenden in der Schweiz sorgt das Unternehmen dafür, dass vom Tonabbau in den Gruben über den Herstellungsprozess im Werk bis zum Einsatz der Produkte auf der Baustelle alles reibungslos läuft.
Es ist heiss an diesem Tag im Juli, an dem wir an Tonhalden vorbei ins Sitzungszimmer des Dachziegelwerks in Laufen im Kanton Baselland gelangen. Dort werden wir von CEO Michael Fritsche und Produktionsleiter Maximilian Ulm empfangen. Beide gehören bei ZZ Wancor zum «alten Eisen». Sie kennen Strukturen, Produkte und Prozesse aus dem Effeff. «Es wird noch heisser», warnt Ulm schmunzelnd und spielt auf den Rundgang durch die Produktion an. Denn wo Ziegel hergestellt werden, wird getrocknet und gebrannt. «Es ist ein bisschen wie bei den Cuvé-Weinen», beginnt Ulm uns den Prozess der Herstellung zu erklären. Ein Ziegel besteht aus Ton, einem Naturprodukt. Und wie das in der Natur so ist, kommt er immer in unterschiedlichen Zusammensetzungen vor. Für die Produktion wird aber – wie beim Wein – eine ganz spezifische Zusammensetzung benötigt. Dafür werden die Rohstoffbestandteile zerkleinert, optimal gemischt und angefeuchtet.
Diese Masse gelangt anschliessend in die gewünschte Form, in der sie getrocknet wird. Denn für den folgenden Brennprozess sollen die Ziegel möglichst wenig Feuchtigkeit enthalten. Um die gewünschte chemische Umwandlung im Brennofen zu erreichen, muss das Material auf über 1000 Grad Celsius aufgeheizt werden. Heute funktioniert dieser Prozess mit Gas. «Durch den schrittweisen Umstieg im Brennprozess von Schweröl auf Erdgas werden die CO2-Emissionen um mehr als 25 Prozent reduziert», weiss Ruedi Räss. Der EnAWBerater betreut seit 2009 fast alle Schweizer Ziegeleien bei der Umsetzung der Zielvereinbarung. Bei ZZ Wancor ist jedoch nicht der Brennprozess am energieintensivsten, sondern das vorherige Austreiben des Wassers bei den frisch geformten Ziegeln. Deshalb macht dieses Trocknen 60 Prozent des gesamten Wärmebedarfs der Produktion aus. Um den Verbrauch möglichst tief zu halten, wird die Trocknungsanlage vor allem mit der Abwärme des Brennofens betrieben. Der in den Produktionsstätten verwendete elektrische Strom stammt zu 100 Prozent aus Wasserkraft.
Die Nachhaltigkeitsstrategie von ZZ Wancor basiert auf den drei Schwerpunkten Erhaltung der Biodiversität, Förderung der Kreislaufwirtschaft und Vorantreiben der Dekarbonisierung des Produktportfolios. Da der Ton in unmittelbarer Nähe der Verarbeitungswerke gewonnen wird, können die Transportwege kurz gehalten und die daraus resultierenden CO2-Emissionen minimiert werden. Die Tongruben sind im Sinne der Biodiversität darüber hinaus wertvolle Biotope, die durch nachhaltige Rekultivierungsarbeiten ideale Lebensräume für seltene Pflanzen und Tiere entstehen lassen. So befinden sich in den Tongruben gar Amphibienschutzgebiete von nationaler Bedeutung.
Auch im Steinbruch Gabenchopf der Holcim (Schweiz) AG am Standort Siggenthal kreucht und fleucht es. Sogar Gämsen begegnen uns, als wir das Abbaugebiet von Kalkstein, Ton und Mergel erkunden. Gezeigt wird es uns von Cathleen Hoffmann. Sie ist seit 2011 in der Produktentwicklung für Holcim tätig. Nach zehn Jahren EMPA in der Betontechnologieforschung packte sie die Lust auf die Industrie. «Hier kann ich meinen Beitrag für das nachhaltige Bauen direkt in die Praxis einbringen», sagt sie und taucht mit uns in die energieintensive Zementwelt ein. Für die Produktion von Zement wird eine Gesteinsmischung aus Kalkstein, Ton und Mergel aus dem Steinbruch zu einem homogenen Rohmehl aufbereitet. Das Brennen dieses Rohmehls zu Klinker bei 1450 Grad Celsius ist der zentrale Schritt bei der Zementherstellung. Klinker ist der gebrannte Bestandteil des Zements, der unter Beimengung von Wasser wesentlich für die Aushärtung zuständig ist. Für die Produktion wird das Rohmehl in einem Wärmetauscherturm auf etwa 1000 Grad aufgeheizt und anschliessend in den Drehrohrofen geleitet. Für das Aufheizen wird die Abwärme aus dem heissen Drehrohrofen genutzt, um Energie zu sparen. «Eine sehr gute Massnahme», findet Hoffmann. Aber: «Im Bereich zwischen 600 und 900 Grad findet die sogenannte Entsäuerung des Rohmehls statt. Dabei zersetzt sich das Kalziumkarbonat aus dem Kalkstein und Mergel und es wird Kohlendioxid abgespalten und ausgetrieben. Dieser Vorgang nennt sich auch Kalzinierung. Etwa zwei Drittel der CO2-Gesamtmenge, die bei der Herstellung von Zement freigesetzt wird, fallen hier an. Daran ist leider nichts zu ändern. Aber den Kopf in den Sand stecken? «Sicher nicht!»
Bei der Produktepalette von Holcim hat sich in den vergangenen Jahren viel getan. «Bis 2050 produzieren wir klimaneutrales, rezyklierbares Baumaterial» – lautet eine Schlagzeile in der «NZZ». Ein gewagtes Ziel? «Ich denke, es ist realistisch», so Hoffmann. «Wir stellen uns unserer gesellschaftlichen Verantwortung.» Herausforderungen wie Klimaschutz und Ressourcenknappheit müsse mit Innovationen und klugen Lösungen begegnet werden. Aber nicht nur. «Als Unternehmen müssen wir auf drei Dimensionen der Nachhaltigkeit eine Antwort finden: Ökologie, Ökonomie und Gesellschaft.» Wer heute nachhaltig bauen will, wählt Baustoffe, die eine lange Lebensdauer haben, rezyklierbar sind und eine tiefe CO2-Bilanz aufweisen. Zusätzlich müssen die Produkte wettbewerbsfähig sein. Für die Nachhaltigkeit verfolgt Holcim drei Ziele. Das Optimieren der Anlagen wie beispielsweise bei der Abwärmenutzung des Drehrohrofens ist eine davon. Noch wirkungsvoller ist der Einsatz von alternativen Brennstoffen und die Reduktion des Klinkeranteils im Zement. «Das ist uns mit unseren neusten Produkten, dem ressourcenschonenden Zement Susteno und den nachhaltigen Evopact-Betonen gelungen», erklärt Hoffmann stolz.
Optisch ist vieles gleich geblieben, aber
Michael Fritsche, CEO, ZZ Wancor
das Innere hat sich verändert.
Die Produkte funktionieren nach dem Kreislaufprinzip und mit einem reduzierten Klinkeranteil. Es muss also weniger Rohmaterial gebrannt werden, sodass die Freisetzung von CO2 aufgrund des geringeren Bedarfs sowohl an Brennstoff als auch an Rohmaterial reduziert wird. Ersetzt wird ein Teil des Klinkers durch hochwertig aufbereitetes Mischabbruchgranulat, also durch einen mineralischen Bauabfall aus rückgebauten Gebäuden. Auf diese Weise kann Holcim den Baustoffkreislauf vollständig schliessen, da das Material sonst deponiert werden müsste. Der Klinkeranteil von Susteno liegt heute noch bei 55 Prozent, was den CO2-Ausstoss um ganze zehn Prozent reduziert. Anfang des Jahres hat Holcim mit EvopactZero den ersten klimaneutralen Beton der Schweiz lanciert – ein wichtiger Schritt für die Verwirklichung ihrer Vision einer CO2-neutralen Produktion. Trotzdem ist eine Produktion ohne CO2-Emissionen aus prozesstechnischen Gründen, aber auch aufgrund des CO2-haltigen Rohstoffes heute noch nicht möglich. Deswegen kompensiert Holcim mit EvopactZero die restlichen Emissionen. Ganz nach dem Motto «do your best, compensate the rest».
Mischabbruchmaterial als Klinkerersatz ist nur eines von vielen Produkten, die für die Zementproduktion bei Holcim rezykliert werden. Durch die Verwertung von Plastik wird der Einsatz von traditionellen Brennstoffen reduziert. «Bereits heute können wir mehr als die Hälfte unseres thermischen Energiebedarfs mit Abfallstoffen decken», erklärt Hoffmann. «Wir schliessen damit Kreisläufe und leisten gleichzeitig unseren Beitrag zur Abfallentsorgung in der Schweiz.» Auch bei ZZ Wancor werden Kreisläufe geschlossen. Recycling gehört zum täglichen Geschäft. Solange der Ton für die Herstellung der Ziegel noch nicht gebrannt ist, entstehen keine Abfälle. Das anfallende Material der Rohmasse kann einfach wieder zugegeben werden. Wesentlich ist dabei eine rigorose Qualitätskontrolle. Laufend wird die richtige Feuchte der Rohmasse kontrolliert und fehlerhafte Produkte werden vor dem Brennen ausgesondert, um unnötigen Bruch und somit Energieaufwand zu vermeiden. Denn mit dem Brennen ändert der Ton seine Eigenschaften: Aus einem plastischen Material wird ein spröder Baustoff. Auch die Abfälle, die nach dem Brennen anfallen, können wiederum der Backsteinproduktion beigegeben werden. Vor allem müssen aber die technischen Funktionalitäten der Produkte wie zum Beispiel Undurchlässigkeit und Tragfähigkeit gewährleistet sein.
«Wir haben uns gefragt, wie wir diese technischen Funktionalitäten sicherstellen und trotzdem weniger Energie verbrauchen», erinnert sich Fritsche. Der CEO ist seit 20 Jahren bei ZZ Wancor, hat sein Handwerk von der Pike auf gelernt und viele Stationen im Unternehmen durchlaufen. «Vor acht Jahren haben wir unsere Dachziegel dann mit einem externen Partner genau untersuchen und Spannungsmodellierungen erstellen lassen.» Auf dieser Basis konnte festgestellt werden, an welchen Stellen des Ziegels die grössten Spannungen herrschen und wo die Materialmenge optimiert werden kann. Denn je zielgenauer die Materialverteilung eines Produkts gesteuert wird, desto weniger muss in der Produktion getrocknet und gebrannt werden. «Das bedarf automatisch weniger Energie», so Fritsche. Mit zehn Prozent weniger Material kommen die neuartigen Ziegel der ZZ Wancor seitdem aus – und das bei absolut gleichbleibender Qualität. «Das sind also auch zehn Prozent weniger CO2, die wir pro Ziegel ausstossen.» Auch Ulm, der die Produktentwicklung verantwortet, ist stolz darauf: «Wir haben auf dieser Basis alle unsere Produkte angepasst.» Ein jahrelanger Prozess, der sich gelohnt hat. «Was bei uns in der Schweiz begonnen hat, wird heute im ganzen Konzern der Wienerberger Gruppe, dem weltgrössten Ziegelproduzenten, umgesetzt.» Auch seitens des Konzerns bekennt man sich ganz klar zum New Green Deal der EU. Als Ergebnis konnten kürzlich in einigen Ländern die ersten klimaneutralen Backsteine präsentiert werden. Diese bauen, ähnlich wie bei Holcim, auf die 3-Säulen-Strategie: «Energie sparen», «Einsatz erneuerbarer Energien» und «Kompensation durch Klimaschutzprojekte.»
Vom Kleinen ins Grosse: Auch die Holcim Schweiz ist Teil eines Weltkonzerns. LafargeHolcim wirft auf das «Ursprungsland» Schweiz bei der Nachhaltigkeit ein besonderes Auge. «Wir sind eine Art Vorzeigeland für die ganze Gruppe», erklärt Cathleen Hoffmann. «Wir können hier bei der Produktentwicklung unser Bestes tun, sodass andere Länder von unseren Erfahrungen und den Innovationen profitieren.» Dennoch bleibt die Produktion stark von den vorhandenen Rohstoffen vor Ort abhängig. Jedes Land sei daher gefordert, ein eigenes Rezept zu erfinden. Und das müssen sie auch. Denn die Zementindustrie wird von der Öffentlichkeit in Sachen CO2-Ausstoss mit Argusaugen beobachtet. Das kennt auch Ziegelei CEO Fritsche: «Uns wird nachgesagt, dass wir seit Jahrzehnten den gleichen Stein herstellen. Das stimmt nicht. Optisch ist vieles gleich geblieben, aber das Innere hat sich massiv verändert.» Mit dem neuen ressourcen- und klimaschonenden Beton und den materialreduzierten Ziegeln haben die beiden Unternehmen wichtige Schritte auf dem Weg zu «Netto-Null» unternommen und umgesetzt.

Interview mit Dr. Thomas Bürki, Spezialist für Energieeffizienz und Klimaschutz in der Wirtschaft sowie Energie-, Umwelt- und Klimaschutzpolitik
Sind die Potenziale zur Prozessverbesserung ausgeschöpft, ist die nächste Stufe die Verbesserung des Produkts selbst. Dafür genügt es nicht, nur die Energie zu betrachten. Auch die Materialverbräuche und ihre Auswirkungen auf die Umwelt müssen einbezogen werden. Es geht also um Energie- und Materialeffizienz – oder kurz: um Ressourceneffizienz.
Um ein Produkt auf seine Ressourceneffizienz zu analysieren und Verbesserungen abzuleiten, benötigt man eine Ökobilanz. Sie ist die Analyse aller Umweltauswirkungen aus Energie- und Materialverbräuchen im Lebenszyklus des Produkts. Die Auswirkungen auf alle Umweltkompartimente (Luft, Wasser, Boden) werden quantifiziert und bewertet. Diese Bewertung wird typischerweise mit der Summe der Umweltbelastungspunkte (UBP) je Betrachtungseinheit ausgedrückt. Mit der UBP-Methode werden alle Formen von Umweltbelastungen aus allen Phasen in allen Umweltkompartimenten zu einer Kennzahl zusammengefasst.
Die Ökobilanz gibt Hinweise, wo die grössten Belastungen im Produktionsprozess auftreten: Beim Energieverbrauch? Der Material-, sprich der Rohstoffwahl für das Produkt? Bei Abfällen aller Art? Den Betriebsmitteln? usw. Mit dieser Kenntnis können gezielte Verbesserungen durch Produkteanpassungen vorgenommen werden, die zu geringerem und umweltverträglicherem Ressourcenverbrauch, also zu höherer Ressourceneffizienz führen.
Die Basis für die Ökobilanz ist eine Energie- und Stoffflussanalyse im Betrieb. Eine Energieanalyse ist Bestandteil des standardisierten Vorgehens der EnAW zur Energieeffizienz-Steigerung. Stoffflussanalysen werden grundsätzlich gleich durchgeführt wie Energieanalysen; daher integriert die EnAW auf Wunsch diesen Teil mit der analogen Systematik. So unterstützt die EnAW die Unternehmen bei der Ermittlung des Potenzials zur Ressourceneffizienz-Steigerung und bei der Umsetzung der Massnahmen.
Der Hersteller von thermischen Anlagen hat die (doppelwandigen) Komponenten mit einem PU-Schaum gegen Wärmeverluste isoliert. Wegen der unbefriedigenden Ökobilanz wurde eine Alternative gesucht. Sie wurde mit einem aus Fasern hergestellten Dämmmaterial gefunden. Dieses kann auf Mass zugeschnitten und anstelle des PU-Schaums verwendet werden. Die Schnittabfälle werden zerfasert und wieder zu frischem Isoliermaterial verarbeitet.
Ein Unternehmen hat Bau und Betrieb einer Anlage zur Umwandlung von nicht mehr nutzbarer Abwärme in Strom geplant. Dazu braucht es mehrere Wärmeübertrager, um die Abwärme vom Abgas über eine Zwischenkreislauf auf die TurbinenGenerator-Einheit zu bringen. Aus Bedenken wegen Korrosion (Kondensation von sauren Abgasbestandteilen) und um Wartungsarbeiten zu minimieren, waren die Wärmeübertrager aus rostfreiem Stahl konzipiert. Die Ökobilanz zeigte, dass der rostfreie Stahl den Hauptanteil an der gesamten Umweltbelastung darstellte. Durch eine genaue Analyse der Verhältnisse in den Wärmeübertragern und einer entsprechenden Neukonzeption konnten Teile der Anlage in normalem Stahl («Schwarzstahl») ausgeführt und der Anteil Chromstahl auf ein Minimum reduziert werden. Dadurch wurde die Ökobilanz der Anlage erheblich verbessert.
Tradition und Moderne sind keine Gegensätze. Zumindest bei der Napf Chäsi AG nicht. Denn hier treffen klassisches Käserhandwerk und modernste Technologien aufeinander. Wie die Dekarbonisierung wortwörtlich durch den Magen geht, erfahren Sie in der neusten Ausgabe von Fokus KMU.
«Dass wir uns dem lokalen Holzwärmeverbund anschliessen, war für uns keine Frage», erinnert sich Markus Stirnimann. Denn die Familie des Inhabers der Napf Chäsi ist mit der Natur sowie ihrer Region tief verbunden. «Es lag für uns auf der Hand, lieber von nachwachsenden Rohstoffen aus der Region Gebrauch zu machen und so langfristig vom Erdöl und damit vom Kohlenstoff wegzukommen», erinnert er sich. Mit diesem Ziel steht er nicht alleine da. Denn die sogenannte Dekarbonisierung ist ein gesamtschweizerisches Ziel von Industrie und Gewerbe. So auch von zahlreichen, teilweise kleinen Käsereien in der Schweiz. Über den Verband Fromarte haben sich über 300 der 480 Mitgliederbetriebe mit dem Energie-Modell der EnAW dazu verpflichtet, ihre CO2-Emissionen zu reduzieren und die Energieeffizienz zu steigern. «So können Kleinbetriebe, wie die Napf Chäsi AG ebenfalls von der Rückerstattung der CO2-Abgabe profitieren», erklärt EnAW-Berater Erich Lüdi. Und nicht nur das: Sie tragen als kleine Unternehmen gemeinsam einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung der Schweiz bei.
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Mehr InformationenDie Chemieprofessorin Greta Patzke will die Photosynthese wirksam nachvollziehen und damit die globalen Energieprobleme adressieren. Ein ambitioniertes Ziel.
Schon als Kind haben mich die Wissenschaften fasziniert. Dann immer mehr die Naturwissenschaften wie die Biologie. Schon in der Primarschule habe ich Herbarien angelegt, also Pflanzen gesammelt, gepresst und bestimmt. Mich faszinierte, wie sich die Pflanzen durchschlagen. Und das tut es heute noch – unsere ganze
Wohnung ist voll davon. In der Sekundarschule habe ich mich mehr und mehr mit Physik und Chemie auseinandergesetzt. Vor dem Abschluss konnte ich dann an der Chemieolympiade teilnehmen und habe Menschen aus über 50 Nationen kennengelernt, die alle die Leidenschaft für Chemie teilten. Da erlebte ich das Verbindende einer solchen Wissenschaft. Das war für mich das Schlüsselereignis, um rasch Chemie an der Universität Hannover zu studieren.
Wir wissen aus dem Schulunterricht: Wasserspalten ist seltsam. Denn Wasser gehört zu den stabilsten Verbindungen. Bei der künstlichen Photosynthese geht es eben genau darum, Wasser in seine beiden Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zu spalten – im klassischen Sinne durch einen rein chemischen Vorgang, also ohne die Anwendung von Strom. Die Natur macht es uns mit dem Photosystem vor. Das ist ein ganz raffiniertes System mit zwei speziellen chemischen Katalysatoren, welche Wasser in seine beiden Grundelemente, (biologischen) Wasserstoff und Sauerstoff, aufteilen. Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt. Er kann als Pulver vorliegen oder auch in Form von Molekülen oder Nanoteilchen auf einem Trägermaterial. Dabei ist das grösste Problem auch gar nicht mehr der Wasserstoff. Viel schwieriger ist es, bei der Wasserspaltung den Sauerstoff effizient zu produzieren. Mein Forschungsteam an der Universität Zürich ist nun also an der Entwicklung von Katalysatoren für ebendiese Reaktion.
Es ist ein Multi-Parameter-Problem. Viele Katalysatoren sind gut, aber gerade bezüglich der Langlebigkeit sind viele noch verbesserungsfähig, wenn wir an die Anwendung denken. Dann stellt sich auch die Frage nach der Verfügbarkeit und Machbarkeit: Welches Land hat die Elemente, die wir für den Katalysator brauchen? Was müssen wir zukaufen? Ist die chemische Synthese zu umständlich? Hinzu kommt die Herausforderung bezüglich der Grössenskala: Was auf einer kleinen Elektrode super läuft, kann sich auf einer grösseren Fläche anders verhalten. Auch optimale Produktionsbedingungen spielen eine Rolle. Aktuell arbeite ich mit einer Mitarbeiterin darauf hin, eine Arbeit zu publizieren, in welcher eine sehr simple Produktionstechnik auf Basis von Mangan entwickelt worden ist. Das ist ein billiges, gut verfügbares und umweltfreundliches Element. Es ist also nicht so, dass es keine Katalysatoren gibt. Wir haben einfach noch nicht das Optimum für alltägliche Anwendungen gefunden.
Richtig. Seit die japanischen Chemiker Fujishima und Honda 1972 zum ersten Mal Wasser mit Licht gespalten haben, befasst sich eine weltweite Forschergemeinschaft mit der Weiterentwicklung der geeigneten Materialien. Naturgemäss gibt es also auch eine Konkurrenz unter den Forschenden. Aber es ist eine gesunde, fruchtbare Konkurrenz. Ich nenne es eine freundschaftliche Koexistenz.
Chemische Energie aus Sonnenlicht Pflanzen wandeln mittels Photosynthese Sonnenlicht direkt in chemische Energie um. Der Forschungsschwerpunkt der Universität Zürich «LightChEC – Solar Light to Chemical Energy Conversion» möchte diesen Prozess künstlich nachstellen. Neben Forschenden aus den Instituten für Chemie und für Physik der Universität Zürich ist auch die Empa am Forschungsprojekt beteiligt. Ziel ist es, direkt aus Sonnenlicht und Wasser den Energieträger Wasserstoff zu produzieren. Dieser kann gespeichert oder als Treibstoff verwendet werden und stellt so eine saubere und unerschöpfliche Energieform der Zukunft dar.
Meine Gruppe ist eine der wenigen, die eine so grosse Spannbreite vom kleinen Molekül über grössere Cluster bis hin zu Nanopartikeln oder dem klassischen Feststoff verfolgt. Eine solche Bandbreite zu erhalten ist zwar intellektuell aufwendig, bringt aber eine umfassendere Einsicht. Und das machen wir eben alles für den Teilprozess der Sauerstoffherstellung, also die Wasseroxidations-Katalyse.
Ja, genau. Man kann feststellen, dass der starke Anwendungsdrang in der Materialforschung teilweise zu selektiven Bevorzugungen spezifischer Substanzen geführt hat. Manche Oxide, wie Titandioxid oder Zinkoxid, gehören zu den breit beforschten «Stars», während manch andere Materialien bisher weniger beachtet wurden. Grundlagenforschung besteht aber eben genau darin, auch grundlegend andere Dinge auszuprobieren und neue Wege zu gehen.
Der universitäre Forschungsschwerpunkt LightChEC ist ganz generell ein Glücksfall. So viele Gruppenleiter und junge Forschende auf dem Gebiet kommen von der Universität Zürich und der Empa zusammen, um ein gemeinsames Ziel zu verfolgen. Das ist einfach Wahnsinn. Wir ziehen am gleichen Strick, unterhalten viele externe Kollaborationen, teilen Ressourcen und beeinflussen uns positiv. Das ist ein Umfeld, von dem man als Wissenschaftlerin eigentlich nur träumen kann.
«Wir haben einfach noch nicht den Katalysator für jedermann gefunden.»
Greta Patzke, Chemieprofessorin
Nicht alle Probleme, das sicherlich nicht. Was wir brauchen, ist ein Energiemix. Wir müssen auf verschiedene Sektoren setzen wie Windenergie, Solarenergie oder Power to Gas und dabei auch berücksichtigen, was regional möglich ist. Ich denke, dass wir nie wieder so stark auf nur eine Energiesäule setzen dürfen wie auf die fossilen Brennstoffe. Aber das Prinzip an sich ist ja eigentlich einfach: Wir haben Wasser und wir haben Sonnenlicht. Wir müssen es nur hinbekommen, diese permanenten Ressourcen richtig anzuzapfen.
Früher habe ich mit grossem Gusto in der Strukturanalyse geforscht. Ich hatte unglaubliche Freude an der Symmetrie und der Konstruktion von neuen Verbindungen, ohne dabei primär nach ihren Eigenschaften zu fragen. Da hat mich mit der Zeit aber die Frage nach der Verantwortung meines Tuns in die Mangel genommen. Nachdem ich mehrere Jahre meinen Spass mit den Verbindungen und viel gelernt hatte, habe ich mir dann die Frage gestellt: Willst du jetzt auch mal noch etwas Praxisnahes für die Gesellschaft und die Welt, in der wir leben, beitragen?
Der verantwortungsvolle Umgang mit Ressourcen hat sich bereits vor meiner Ausbildung grundlegend gewandelt. Der Recycling-Gedanke wird heute von Beginn an verfolgt: Green Chemistry, möglichst abfallfreie Synthesen, keine aggressiven Reagenzien – hier kann man auch an sekundären Fronten abseits der Energie sehr viel einsparen.
Ich merke es am Interesse, das unserer Arbeit entgegengebracht wird. Von gesellschaftlichem Druck würde ich jetzt aber nicht sprechen. Den Druck mache ich mir hauptsächlich selbst, indem ich mir immer wieder sage, «das müsste eigentlich etwas schneller gehen».
Wir sind mit dem LightChEC immer noch sehr grundlagenorientiert unterwegs, wir haben noch nicht viele Projekte aus der Industrie angenommen. Ich würde mich aber gerne auch mit der anwendungsorientierten Forschung auseinandersetzen. Wenn sich die Möglichkeit ergibt, wenn jemand mit Interesse an Umsetzung auf mich zukommt, dann bin ich dafür offen.
Es braucht eine proaktive Regierung für die zielorientierte Umsetzung und Übersetzung der angestossenen Prozesse. Wissenschaft kann noch so gut sein, wenn sie den Rückhalt der Politik verliert und die technologisch-wirtschaftliche Übersetzung nicht funktioniert, wird sie nicht genutzt. Politischer Schwung und die Umsetzung durch die Konsumentinnen und Konsumenten sind für mich dazu ähnlich wichtig wie die wissenschaftlichen Erkenntnisse.
Wenn ich Freizeit habe, dann beschäftige ich mich wie früher gerne mit der Biologie. Ich interessiere mich unglaublich für Reptilien. Was vielleicht nicht ganz von jeher kommt, denn als wechselwarme Tiere sind sie ja auch stark vom Sonnenlicht abhängig. Ich habe es allerdings noch nicht zu einem Terrarium gebracht. Vielleicht wäre aber der Zeitpunkt gekommen, jetzt wo sich unsere Reisetätigkeit massiv wandelt (lacht).

Greta Patzke ist Professorin am Institut für Chemie an der Universität Zürich und Wissenschaftlerin aus Leidenschaft. Ihre Vision: eine Technologie, die unabhängig vom Stromnetz jederzeit aus Sonnenlicht und Wasser Brennstoffe produzieren kann.
In der Industrie wird Wasserstoff als Rohstoff schon seit Langem genutzt. Als Energieträger hingegen erlebt er ein eigentliches Comeback. Immer mehr setzt sich die Erkenntnis durch, dass es für eine klimaneutrale Energieversorgung einen breiten Mix an Energieträgern und Infrastrukturen braucht. Dabei spielen erneuerbare bzw. klimaneutrale Gase eine bedeutende Rolle, und hier kommt der Wasserstoff ins Spiel. Er lässt sich erneuerbar durch Strom über Elektrolyse erstellen oder klimaneutral aus Erdgas, dem der Kohlenstoff entzogen wird. Wasserstoff kann auch durch die Nutzung von CO2 methanisiert und ins Gasnetz eingespeist werden. Mehrere europäische Länder, aber auch Japan, setzen auf Wasserstoff, um ihre Klimaziele zu erreichen. So arbeitet die Europäische Kommission an einer Wasserstoffstrategie, um die EU bis 2050 zu dekarbonisieren. Damit sich Wasserstoff als Energieträger durchsetzen kann, braucht es neue Weichenstellungen. Auch in der Schweiz sind Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Verwaltung gefordert, sich des Themas Wasserstoff anzunehmen und tragfähige Lösungen zu entwickeln. Dabei muss auch die wirtschaftliche Perspektive berücksichtigt werden. Sowohl die Schweizer Gaswirtschaft als auch die Mineralölbranche setzen sich intensiv mit Wasserstoff auseinander. In einer neuen Themen-Mappe beleuchtet der Verband der Schweizerischen Gasindustrie (VSG) die verschiedenen Aspekte dieses Energieträgers und stellt die Erkenntnisse leicht verständlich dar.
«Mut zur Veränderung.» Diesen Slogan schreibt sich die Argolite auf die Fahne. Deshalb ist die Willisauer Herstellerin von High Pressure Laminaten (HPL) das erste Unternehmen in der Schweiz, das in Zusammenarbeit mit der EnAW eine radikale Substitution von Heizöl durch Industriepellets vorgenommen hat.
Bereits seit 1961 produziert das Familienunternehmen Argolite AG HPL im Luzerner Willisau. Seit 2019 stösst es dabei aber bedeutend weniger CO₂ aus.
Wer als Geschäftsführer eines Familienunternehmens dem Druck der Erwartungen von Familie, Mitarbeitenden und sich selbst standhalten will, muss etwas Galgenhumor beweisen. Davon besitzt Markus Höchli, Geschäftsführer und Inhaber der Argolite in der dritten Generation, reichlich. «Die dritte Generation ist normalerweise die, die den Laden an die Wand fährt», scherzt er. Davon kann bei der Argolite allerdings keine Rede sein. Die schweizweit einzige Herstellerin von HPL beweist nicht nur in Sachen produktorientiertes Unternehmertum Innovationsgeist, sondern ist auch bei zeitgemässen Produktionsumstellungen eine echte Pionierin.
HPL ist ein plattenförmiges, konstruktives, funktionales und sehr widerstandsfähiges Oberflächenmaterial für den horizontalen oder vertikalen Einsatz mit dekorativer Individualität. Ob bunt, gemustert oder mit realen Motiven: Architekten, Schreiner, Planer oder Innendekorateure sind von dem Material gleichermassen begeistert. Die Hochdruckplatten bestehen zu 70 Prozent aus gepressten Papierlagen und zu 30 Prozent aus einem auf Rohöl basierenden Kunstharz. Die Vorteile, die durch diesen Harzzusatz entstehen, lassen sich kaum an zwei Händen abzählen. Dazu gehören die Beständigkeit gegen Chemikalien, der hohe Hygienestandard, der durch eine einfache Reinigung garantiert wird, und die allgemeine Feuchtigkeit- und Schmutzunempfindlichkeit. Kaum verwunderlich ist deshalb, dass zu den Hauptabnehmern auch Spitäler, Heime und Schulen gehören.
Bei der Produktion stellt sich die Argolite einem energieintensiven Prozess und gehört damit zu den kantonalen Grossverbrauchern. Die Papierbögen und das Harz müssen für die Herstellung der Hochdruckplatten in einer Mehretagenpresse unter hohem Druck gepresst werden. Innerhalb der Presse zirkuliert heisses Wasser in Heizplatten, um die benötigte Prozesswärme für die chemischen Reaktionen sicherzustellen. Diese braucht es, damit im Material Molekülketten und damit Kunststoff entsteht. Zu Beginn zumindest. Denn das heisse, gepresste Material muss danach sehr schnell wieder abgekühlt werden. Dabei geht jeweils sehr viel Energie verloren, da es sich hier um einen Temperaturunterschied von fast 110 Grad Celsius handelt. Diese Energie geht fast gänzlich verloren. Eigentlich ein energetisches Desaster. Der Prozess ist aber unumgänglich, denn er hat einen direkten Einfluss auf den Glanzgrad, die Oberflächenruhe und die Spannungsreduktion in der Platte. Andernfalls droht die Qualität der Platten erheblich zu leiden. Was kann also gemacht werden, um die benötigte Prozesswärme trotzdem energieeffizienter zu erreichen? «Industriepellets», lautet hier das Stichwort.
Was ursprünglich als Verhandlungen über einen neuen Gasvertrag startete, mündete mit der Beteiligung des EnAW-Beraters Thomas Pesenti in eine grundlegende Umstellung der Argolite im Energiebereich. «Anfangs ging alles sehr schnell. Gegen das Ende brauchten wir aber einen relativ langen Atem», erinnert sich Pesenti. Die ersten Diskussionen zur Umstellung auf Industriepellets fanden bereits im Frühling 2015 statt. Mit dem Systemlieferanten Schmidmeier, der funktionale Lösungen zur CO2-neutralen Versorgung von Produktionsprozessen anbietet, hatte Pesenti ein energetisches Ass im Ärmel, von dem er Geschäftsführer Höchli begeisterte. Die Idee ist simpel: Um langfristig von Heizöl weg- und dem Ziel der Klimaneutralität näherzukommen, sollte der Produktionsprozess zukünftig mit Industriepellets betrieben werden. Dabei handelt es sich um stark gepresste Holzelemente mit einem Durchmesser von sechs bis zwölf Millimetern, die zur Energiegewinnung verbrannt werden. Der Rohstoff Holz ist CO2-neutral. Trotzdem sind Pellets wahre Energiebündel und weisen aufgrund ihrer hohen Dichte einen enormen Energiegehalt auf. Das gewisse Extra dabei? Schmidmeier liefert die Anlage als Ganzes. «Das war einer der Gründe, warum wir uns auf diesen Schritt eingelassen haben», erklärt Höchli. «Und weil wir uns die Verantwortung für dieses Pilotprojekt sozusagen geteilt haben.» Normalerweise braucht man für ein solches Projekt einen Feuerraum, einen Brenner, eine Schnecke, Silos, und vieles mehr. Diese Teile werden im Normalfall von unterschiedlichen Lieferanten gestellt. Schmidmeier hat diese Koordination und damit auch die Verantwortung übernommen. «Bei uns war das getragene Risiko finanzieller Natur», so Höchli. Und das hat sich gelohnt: Die Anlange in Willisau wurde 2019 in Betrieb genommen. Seitdem können jährlich über 1800 Tonnen CO2 eingespart werden.
Und damit nicht genug. Auch für den Schleifstaub, der beim Schleifen der dünnen Laminatrückwände anfällt, hat Argolite mit der neuen Anlage eine energieeffiziente Lösung. Nämlich eine hauseigene Pelletpresse. Früher musste der Schleifstaub kostenintensiv durch einen Drittanbieter entsorgt werden. Die Entsorgungskosten beliefen sich auf 95 Franken pro Tonne – und das bei jährlich rund 280 Tonnen Schleifstaub. «Mit unserer neuen Pelletanlage schlagen wir also gleich zwei Fliegen mit einer Klappe und schliessen unsere Kreisläufe», erklärt Höchli. Denn die eigenen Industrieabfälle werden nun aufgefangen und vor Ort pelletiert. Diese werden im Anschluss in einer kontrollierten Dosis den Holzpellets beigemischt und ebenfalls verbrannt. So kann die verloren gegangene Energie in den Kreislauf reintegriert werden.
Jeder Anflug von Skepsis ist bei Höchli mittlerweile verflogen, denn die Pelletanlage läuft seit bald einem Jahr einwandfrei und auch der Container, der die Reste des Verbrennungsprozesses auffängt, musste in dieser Zeit noch nie gewechselt werden. Zurzeit wird die Pelletanlage allein im Normalbetrieb getestet. Ein separater Prozessschritt, bei dem die in Harz getränkten Papiere einen Trockenkanal durchlaufen, wird noch immer mit Heizöl betrieben. «Sobald wir die Leitungen zur Pelletanlage auch in diesem Bereich verlegt haben, kommen wir komplett ohne Heizöl aus.» Aber nicht nur seitens der Argolite herrscht Zufriedenheit. Auch Pesenti, und mit ihm die EnAW, ist hocherfreut und hofft, mit dem Vorzeigebeispiel Argolite weitere Unternehmen für Industriepellets gewinnen zu können.

17.04.2026
Das Wichtigste in Kürze
Die Argolite ist ein in der dritten Generation geführtes Familienunternehmen mit Sitz in Willisau.
Sie ist die schweizweit einzige Herstellerin von High Pressure Laminaten (HPL).
Seit 2015 ist die Argolite Teilnehmerin der EnAW und entwickelte sich dort innert kürzester Zeit zur Musterschülerin.
Mit der radikalen Substitution von Heizöl durch Industriepellets stellt die Argolite ihre Energiegewinnung auf eine CO2-neutrale Quelle um und macht damit einen grossen Schritt in die Richtung einer nachhaltigeren Wirtschaftstätigkeit.
Das Netzwerk des Lebens floriert und gedeiht seit rund vier Milliarden Jahren und setzt dabei auf einige einfache Grundsätze. Dazu gehört der ständige Materialkreislauf: Was für einen Organismus Abfall ist, dient als Ressource für andere Lebewesen. Wenn sich unsere Industriestruktur daran orientiert, kann sie eigentlich nur noch florieren und gedeihen – oder?
Fünf Schritte sind bei der Umsetzung einer CO2-freien Produktion Erfolg versprechend:
Durch die Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung über einzelne Produktionsstandorte hinaus kann weiteres Potenzial zur Emissionsreduktion erschlossen werden. Durch Nah- und Fernwärmenetze können Wärme und Kälte zwischen verschiedenen Prozessen und Industrien genutzt werden. Die Herausforderungen bei der Umsetzung stellen sich bei der räumlichen Planung der übergreifenden Nutzungen und Netze bzw. der geografischen Distanz der potenziell angeschlossenen Unternehmen. Wärmenetze setzen ausserdem eine langfristige Planung voraus und bedingen hohe Investitionen, welche die Unternehmen der angeschlossenen Standorte teilweise finanziell nicht tragen können. Zudem schaffen übergreifende Nutzungen und Netze Abhängigkeiten zwischen den Betrieben, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen. So kann zum Beispiel ein Pfannenhersteller eine Gemeindeverwaltung, ein Altersheim, Teile der Schulanlagen und private Liegenschaften mit Wärme versorgen. Da nicht nur Partnerunternehmen vorhanden sein müssen, sondern häufig auch eine öffentliche Infrastruktur Voraussetzung ist, sind zudem Rechts- und Planungssicherheit sowie ein gutes Einvernehmen mit den Behörden unabdinglich.
Die ersten Zivilisationen erlebten dank der Erfindung der Landwirtschaft einen Aufschwung. Nun, da unsere Gesellschaft ihre Energiemodelle neu erfinden muss, wird die energetische Gegenseitigkeit, die sich zwischen zwei landwirtschaftlichen Gewerben auf dem Land bei Vernier (GE) eingestellt hat, zum Symbol. Dort produziert die Millo & Cie in grossen Gewächshäusern Schnittblumen für den regionalen Markt. «Früher haben wir unsere 12 000 Quadratmeter grossen Gewächshäuser mit Propan beheizt», erinnert sich Charles Millo, dem schon seit jeher eine andere, erneuerbare, lokale Energiequelle vorschwebte. Zusammen mit dem Landwirtschaftsbetrieb seines Nachbarn Marc Zeller hat er daher beschlossen, das fossile Gas durch Biogas zu ersetzen: In einer grossen Kompostieranlage werden dem Mist und anderen organischen Abfällen Bakterien zugegeben, die beim Abbauprozess Methan freisetzen, mit dem in einer Wärme-Kraft-Kopplungsanlage Wärme und Strom generiert werden. «Seit 2012 produzieren wir Biogas aus den vergärbaren Abfällen von Marcs Hof sowie von zwei weiteren Landwirtschaftsbetrieben und aus Nahrungsmittelresten aus der Gastronomie.» Die jährlich erzeugten 3,5 Gigawattstunden Strom werden zu einem grossen Teil in das Netz eingespeist, und zwar bei Bedarf, denn die Lagerung von Methan ermöglicht eine flexible Einspeisung. Mit Biogas werden 70 Prozent des jährlichen Wärmebedarfs der Gewächshäuser mit einer Warmwasserheizung abgedeckt. Im Winter, wenn die Produktion der Schnittblumen auf Hochtouren läuft, wird als Zusatzheizung noch Propan eingesetzt.
«Dank Biogas können wir die Gewächshäuser beheizen, hausgemachten Strom nutzen und unser Einkommen diversifizieren, indem wir unseren Stromüberschuss verkaufen», freut sich Charles Millo. Der Verkauf der Gärreste als Dünger trägt in mehrerlei Hinsicht zum Klimaschutz bei: Er erfolgt lokal, die Produktion ist einfach, die Transportwege sind kurz bis inexistent.
Ganz am anderen Ende der Schweiz, in Tägerwilen (TG), arbeiten der Frucht- und Gemüsesafthersteller Biotta AG und der benachbarte Gemüsebetrieb Rathgeb Bio ebenfalls Hand in Hand. Auch sie wollen sich von den fossilen Energieträgern lösen. «Die Sonne gewährleistet den grössten Energieanteil in unseren Gewächshäusern, aber es braucht noch mehr Energie, damit die Kulturen in einer warmen und trockenen Umgebung optimal gedeihen können», erklärt Thomas Meier, Leiter Finanzen bei Rathgeb. Als die Biotta AG ihr Heizsystem erneuern wollte, ist eine Diskussion über die Bedürfnisse der beiden Unternehmen entstanden – Dampf für Biotta und Warmwasser für Rathgeb. Nun nutzen beide Unternehmen gemeinsam eine Heizung, die mit Thurgauer Holzschnitzeln befeuert wird, mit einem Volumen von 5300 Kubikmetern pro Jahr. Das Warmwasser wird über die Fernwärmeleitung in die Speicheranlage von Rathgeb geleitet und der Dampf wird in die Produktionskette von Biotta eingespeist. Alle Produktionsprozesse und die Heizung der Biotta-Gebäude sind nun vollständig CO2-neutral. In den Gewächshäusern von Rathgeb beträgt dieser Grad momentan 75 Prozent, wobei der Gemüsebetrieb ebenfalls eine volle CO2-Neutralität anstrebt. Fortsetzung folgt also…
Eine weitere Holzschnitzelfeuerung in Courtelary (BE) im Berner Jura hat überraschend gar drei Unternehmen aus ganz unterschiedlichen Sektoren vernetzt: eine Schreinerei, einen Schokoladenhersteller und ein Zementwerk.
Die Chocolats Camille Bloch SA lässt hinsichtlich erneuerbarer Energien nichts anbrennen. Die Photovoltaikanlagen auf den Dächern decken 10 Prozent des Strombedarfs – der restliche Strom stammt aus zertifizierter Wasserkraft. Auch die Kälte wird hauptsächlich mit Wasserkraft erzeugt, und zwar über die Entnahme von Wasser aus dem nahegelegenen Fluss. Zudem nutzt die auf dem Dach installierte Free Cooling-Anlage die Umgebungstemperatur für die Kälteerzeugung. Die Wärme, die in den Räumlichkeiten und entlang der gesamten Produktionskette verwendet wird, kommt hauptsächlich aus dem Fernwärmenetz der Gemeinde, für das regionales Holz verfeuert wird. Die aus der Durchsetzungskraft eines Unternehmers aus Courtelary entstandene La Praye énergie SA hat nun einen Kunden gewonnen, der zu jeder Jahreszeit ein Grossverbraucher ist. «Unser Heizölverbrauch ist von 230 000 auf 57 000 Liter pro Jahr gesunken – der Ölheizkessel bleibt lediglich zur Sicherheit und zur Unterstützung erhalten», erklärt Jean-Philippe Simon, Leiter Infrastruktur bei Camille Bloch.
Aber das war noch nicht alles. Das Netz von Camille Bloch und La Praye énergie hat sich über die Asche auf die Vigier Ciments SA in Péry Reuchenette (BE) ausgedehnt. Olivier Barbery, Direktor des Zementwerks, erläutert: «Für die Zementherstellung wird Kalkstein zu Rohmehl vermahlen, das anschliessend mit 20 Prozent Mergel versetzt wird, bevor alles bei 1450 Grad Celsius im Ofen gebrannt wird. So entsteht der Zementklinker, der dann zu Zement vermahlen wird. Beim Brennen sowohl des Kalkgemischs als auch des Brennstoffs wird CO2 freigesetzt. Da bei der Produktion einer Tonne Klinker 0.72 Tonnen CO2 freigesetzt werden, reduziert sich der CO2-Fussabdruck, je weniger Klinker sich im Zement befindet.»
1995 hat Vigier eine erste Generation von Zementen auf den Markt gebracht, bei denen Klinker und hochwertiger Rohkalkstein vermischt werden: «In einer zufälligen Unterhaltung mit dem Betreiber der Heizungsanlage in Courtelary erklärte dieser, wie die Asche in einer Deponie entsorgt und befeuchtet werden musste, mit einer Tarifierung nach Gewicht. Doch es gibt eine bessere Option: Die Asche kann in das Gemisch für den Klinker integriert werden. Seither verwenden wir die Asche», so Olivier Barbery. Allerdings ärgert sich Barbery darüber, dass die «Normen immer noch zu viel reinen Klinker für Anwendungen vorschreiben, in denen Gemische voll und ganz genügen würden». Die Normen müssen sich also noch weiterentwickeln. Das zeigt, dass Klimaschutz eine kollektive Herausforderung ist.
Seit 1976 optimiert Vigier Ciments so ihre CO2 -Bilanz: Fossile Energieträger werden laufend durch Altholz, Schlamm, Tabakstaub, tierische Fette und Tiermehl oder auch alte Lösungsmittel und Altöl usw. ersetzt. Also durch alles, was andernorts als Abfall anfällt… «Unsere Wärme wird heutzutage zu fast 97 Prozent aus alternativen Brennstoffen gewonnen.» Zusammen mit weiteren umfassenden Massnahmen führen die genannten Massnahmen zu einer Senkung der CO2-Emissionen um 35 Prozent seit 1990 am Standort, mit einem Ziel von 40 Prozent bis 2021.
Ebenfalls mit Mineralien arbeiten die Schweizer Salinen, die jährlich bis zu 600 000 Tonnen Salz an drei Standorten fördern: Riburg (AG), Schweizerhalle (BL) und Bex (VD). An den Standorten im Aargau und in Baselland befindet sich das Salz in Tiefen von 200 bis 500 Meter. Durch das Zuführen von Frischwasser bildet sich im angebohrten Salzlager die Sole. Nach der Verdampfung des Wassers bleibt das Salz zurück. Die Hälfte dieser Salzproduktion wird als Auftausalz auf den Strassen verwendet, der Rest für die Industrie, für das Vieh sowie – natürlich – als Speisesalz.
Die Verdampfungsprozesse benötigen viel Wärme, die über den freigesetzten Dampf laufend zurückgewonnen wird. Dank einer Vorrichtung, die 1877 von Antoine-Paul Piccard, dem Urgrossonkel von Bertrand Piccard, in Bex eingeführt wurde und die sich seither bewährt hat, wird der Dampf zuerst komprimiert und anschliessend in den Heizkreislauf eines grossen Verdampfers eingespeist. Der Verdampfer in der Riburger Saline ist 30 Meter hoch. Trotz der ständigen Optimierung der Energieeffizienz erzeugt die Anlage immer noch grosse Wärmeüberschüsse, «wie ein Fluch», lächelt François Sandoz, der technische Leiter. Dieser Überschuss ist hingegen ein Segen für den «wärmehungrigen» Nachbarn SwissShrimp, den Schweizer Shrimpszüchter, der 2018 seinen Betrieb aufgenommen hat. Die Abwärme der Saline wird über das Fernwärmenetz zur Shrimpsfarm und zu den Becken geleitet, «für eine ökologische und nachhaltige Shrimpsproduktion», verkündet François Sandoz stolz.
Was, wenn man Abwärme hat, aber keinen Nachbarn, der sie nutzen könnte? Ein Unternehmen mit mehreren Gebäuden kann natürlich auch sein eigener Nachbar sein. Genau das hat die B. Braun Medical SA in Crissier (VD) gemacht.
Das deutsche Unternehmen, das vor 180 Jahren gegründet wurde und noch immer im Familienbesitz ist, beschäftigt momentan 63 000 Menschen weltweit, davon 365 in Crissier. Der Waadtländer Standort stellt Volumenersatzlösungen und flexible Weichbeutelsysteme für die parenterale Ernährung und die Infusionstherapie, aber auch Beutel für Lösungen zur urologischen Anwendung her.
Da B. Braun einen ziemlich hohen Wasser- und Energiebedarf aufweist, hat das Unternehmen 2018 beschlossen, die Abwärme etwa vom Spülwasser sowie die Kälte aus seinen Prozessen zurückzugewinnen. «Es musste ein komplexer Luftkreislauf geschaffen werden, um den Untergrund, der bereits mit Leitungen und Verkabelungen zwischen den Gebäuden durchlöchert war, zu umgehen. Aber das hat sich gelohnt!», erklärt Michel Monti Cavalli, Leiter Engineering und Technik. «Das Herzstück der Anlage bildet eine riesige Wärmepumpe der neusten Generation. Sie gewährleistet eine Temperatur von 75 Grad Celsius in unserem Heizkreislauf, indem sie die zurückgewonnene Abwärme mit einer Temperatur von 20 bis 35 Grad Celsius entsprechend umwandelt.» Diese Lösung deckt jetzt bis zu 97 Prozent des Heizbedarfs der Räumlichkeiten ab, ist fast klimaneutral und birgt dank der innovativen Kühlflüssigkeit der Wärmepumpe kein Risiko für die Ozonschicht.
Die B. Braun Medical SA in Crissier hat so ihre Nutzung von fossilen Energieträgern sehr stark gesenkt und damit auch ihre CO2-Emissionen. Die daraus resultierende Rückerstattung der Lenkungsabgabe trägt zur Rentabilität der Anlage bei.
Seit über vier Milliarden Jahren floriert und gedeiht das Netzwerk des Lebens kontinuierlich und basiert auf dem Grundsatz, dass die Abfälle eines Organismus als Ressource für andere Lebewesen dienen. Wenn sich unsere Industriestruktur daran orientiert, kann sie eigentlich nur noch florieren und gedeihen!

Im Interview mit Olivier Andres, CEO Steen Sustainable Energy AG, Lausanne, früherer Vorsteher des kantonalen Amts für Energie des Kantons Genf
Eigentlich ist es ganz natürlich, in einem Umfeld, in dem die Energie im Vordergrund steht, von «Netzen» zu sprechen. Und doch ist es höchste Zeit, die Netze im weiteren Sinne zu betrachten – gleichzeitig aber, und das ist kein Widerspruch, viel lokaler. Also nicht nur unter dem Blickwinkel der grossen herkömmlichen Verteilinfrastrukturen.
Es ist mittlerweile alltäglich, eine Kehrichtverbrennungsanlage für die Beheizung von Wohnungen mit diesen zu vernetzen. Doch jedes Unternehmen mit thermischen Überschüssen oder verwertbaren Abfällen sollte diese auch an andere Einheiten – Unternehmen, öffentliche Einrichtungen, Wohngebäude – übertragen können, die sie nutzen können. Das Potenzial in der Schweiz für solche Vernetzungen wird seit 2010¹ analysiert und vom Bund 2018 in einem Bericht² bestätigt. Die Investitionen lassen jedoch auf sich warten, und das Potenzial ist nicht ausgeschöpft. Zu viele Unternehmen sind nur auf sich fokussiert und beharren auf fossilen Energieträgern.
Allerdings sind die Klimakrise und die CO2-Gesetzgebung weniger abstrakt als die Energiefrage. Sie bewirken eine Bewusstwerdung, was wir als Planungsunternehmen spüren. Körperschaften bekräftigen ihr Interesse an einem Raumkonzept, das ihre lokalen Ressourcen in den Bereichen Energie, Materialien und Abfälle abbildet sowie die Möglichkeiten, diese Ressourcen weiterzuentwickeln und gemeinsam zu nutzen. In diesem Konzept haben auch die Unternehmen ihren Platz, und dieser Ressourcenkreislauf kann ihnen zusätzliche Erträge bescheren.
Es handelt sich nicht um technische Hindernisse. Im digitalen Zeitalter erlauben leistungsstarke Technologien den kollektiven und rationalisierten Einsatz und Austausch von – elektrischen oder thermischen – Energie- und Materialflüssen.
Diese Wende nützt der Umwelt, aber auch der Wirtschaft, wird jedoch von einem wichtigen Akteur nicht ausreichend unterstützt: von der Finanzwelt. Die Finanzierung eines Wohnquartiers ist weniger risikobehaftet als diejenige von Infrastrukturen zur gemeinsamen Nutzung von Abwärme und Abfällen eines Industriegebiets. Denn wenn ein Unternehmen, das ein Glied dieser Kette ist, unerwartet schliesst, kann dieses Netz geschwächt oder gar unterbrochen werden. Der Staat könnte dort eine Rolle spielen: Er könnte Sicherheit schaffen, indem er für die Investitionen der Unternehmen oder externer Investoren bürgt. Und dabei darf man auch ruhig «gross» denken: Je mehr Unternehmen sich in einem Gebiet zusammentun, desto geringer sind die Risiken, weil auch diese gemeinsam getragen werden.
Auf politischer Ebene wurde mir schon häufig erklärt, dass ein Staat nicht wie ein Unternehmen geführt werde und dass Entscheidungen und Umsetzungen wegen politischer Machtwechsel mehr Zeit benötigten. Doch bei der Gesundheitskrise 2020 wurde rasch gehandelt, mit Mitteln, die auch in der Klimakrise ein Eingreifen ermöglichen würden. Der Klimawandel wird sich allerdings wesentlich stärker, dafür aber langfristiger, auswirken – und wird doch auf die leichte Schulter genommen.
Die administrative Prüfung von Projekten besteht aus einer Reihe von kleinen Entscheidungen, die den Umfang und das öffentliche Interesse dieser Projekte verschleiern. Klar ist, dass eine erneuerbare Energie, die aus lokalen Abfällen erzeugt und somit klimaschonend ist, ein Schritt in die richtige Richtung ist. Für diesen Schritt braucht es aber ein langes und fragmentiertes Verfahren – mit vielen Beschwerden und Überarbeitungen. Wenn man sich einen umfassenden, flexiblen Übergang wünscht, gilt es, ein Entscheidungsnetz auf die Beine zu stellen, das selbst auch umfassend und flexibel ist.
Erwähnte Quellen:
¹«Fernwärme Schweiz – VFS-Strategie», Weissbuch des Verbands Fernwärme Schweiz (VFS), Planungsbüro Eicher + Pauli, 2014.
²«Leitfaden Fernwärme/Fernkälte, Schlussbericht», energieschweiz, 2018. Beide Unterlagen stehen auf www.fernwaerme-schweiz.ch zur Verfügung.
Schwere Maschinen, dampfende Massen und ein hoher Energieverbrauch: Linda Evjen hilft Beton-, Kies- und Asphaltwerken, energetisch fitter zu werden. Mit einer Innovation aus Schweden will sie den Klimazielen jetzt näherkommen.
Was viele nicht gerade mit Traumkonditionen, sondern höchstens mit der nachbarlichen Baustelle assoziieren, ist für Linda Evjen eine höchst willkommene Abwechslung zum Büroalltag. 64 Belagswerke betreut die studierte Bauingenieurin im Rahmen der EnAW Energie-Modell-Gruppe «SMI-D Schweizerische Mischgutindustrie» in der Deutschschweiz. «Ich hatte zuvor noch nie ein Belagswerk gesehen», erinnert sich Evjen schmunzelnd an ihre ersten Termine zur Erstellung von Zielvereinbarungen für die neue Periode im Jahr 2013. Interessiert, fasziniert und voller Tatendrang zog sie zu dieser Zeit mit ihrem Vorgesetzten durch die Beton-, Kies- und Belagswerke der Schweiz.
Heute kennt sie die Prozesse, Herausforderungen und Chancen der Asphaltproduktion. Trotzdem lernt sie nie aus: «Es geht bei meinem Job besonders darum, die Alltagsproblematik der Unternehmen zu verstehen und Experten – von der Produktion bis zur Chefetage – als Vermittlerin, Energiespezialistin oder bei Fragen zur Gesetzeslage zur Seite zu stehen», so Evjen. Neue Erfahrungen und Erkenntnisse auf andere Projekte zu übertragen sei dabei das Wichtigste. Denn der Produktionsprozess ist überall der Gleiche: Ein grosser Anteil im Asphalt sind Steine, die im Steinbruch gewonnen werden. Sie werden in Kieswerken zerkleinert und mit Sand und Zuschlagsstoffen zu einer Gesteinskörnung vermischt. In einer Drehtrommel erhitzt ein meist mit Erdgas oder Heizöl betriebener Hochleistungsbrenner die Mischung, um Feuchtigkeit zu entfernen und den Inhalt zu erhitzen. Das heisse, trockene Material wird anschliessend mit dem natürlichen Ölprodukt Bitumen vermischt, das bei der Asphaltproduktion als Bindemittel dient und gelangt dann als Heissasphalt zu den Baustellen. Dort wird es als schwarze, heisse, dampfende Masse für den Strassenbau verwendet.
Kann so etwas überhaupt ökologisch sein? Ja! Asphalt kann und wird in der Produktion wiederverwertet. Geschlossene Kreisläufe sind hier ein absolutes Muss. Die Strassenbelege werden nach einigen Jahren erneuert. Der «alte» Asphalt gelangt dabei in den Produktionskreislauf zurück. Dieser Recyclingasphalt wird gebrochen und der Produktion von neuem Asphalt beigemischt. Das macht den Asphalt erstens günstiger und zweitens kann die Zufuhr von neuem Bitumen reduziert werden. Das wirkt sich wiederum positiv auf die Energiebilanz aus. Seit 2013 ist der Anteil von Recyclingasphalt von 20 Prozent auf 40 Prozent gestiegen. In der Asphaltbranche läuft in Sachen Ressourceneffizienz und Recycling also schon einiges richtig. Trotzdem – und vor allem auch in Anbetracht des Klimaziels Netto-Null – ist man ständig auf der Suche nach neuen, innovativen Lösungsansätzen, um den CO2-Ausstoss bei der Produktion zu senken.
Bei einer Recherche nach neuen Möglichkeiten, um den CO2-Ausstoss zu reduzieren, stiess Linda Evjen 2017 auf ein Video vom schwedischen Bauunternehmen Skanska. Darin wird erklärt, wie es die visionären Schweden schafften, in einer Asphaltmischanlage komplett von fossilen Brennstoffen wegzukommen. Und zwar durch die Verbrennung von Holzstaub, der aus Holzpellets hergestellt wird. Holzpellets sind bei der Verbrennung klimaneutral und wahre Energiebündel: Zwei Kilogramm Pellets enthalten so viel Energie wie ein Liter Heizöl und ermöglichen in Form von Holzstaub eine bessere, schnellere Regelbarkeit der Feuerleistung bis 100 Megawatt (stufenlos). «Holzstaub» heisst also das Zauberwort, das sich seitdem in Linda Evjens Kopf drehte.
«Was in schwedischen Asphaltwerken funktioniert, kann doch für die Schweiz nicht verkehrt sein», dachte sich Evjen und nahm das Video kurzerhand zur nächsten Monitoringrunde ihrer Gruppe mit. Dort stiess es auf offene Ohren. Aber die Referenzen in der Schweiz fehlten noch. Ist so etwas hierzulande überhaupt möglich? Um diese Fragen zu beantworten, reichte Evjen den Antrag zur Erstellung einer Machbarkeitsstudie bei der Hochschule Luzern ein, die für die Vergabe der Themen für die Abschlussarbeiten auf der Suche nach spannenden Problemstellungen war. Im Rahmen ihrer Bachelorarbeit erarbeiteten vier Studienabgängerinnen mit Linda Evjens Unterstützung ein Jahr lang Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Technik, Ökologie oder Behördenauflagen rund um den Holzstaubbrenner. «Diese Studie ist heute eine Grundlage zum Vorwärtsmachen», so Evjen. Und es tut sich etwas: Dieses Jahr soll die erste Projektskizze zur Umstellung auf einen Holzstaubbrenner eines Asphaltproduzenten ihrer Gruppe beim Bundesamt für Umwelt – BAFU eingereicht und auf ihren Bescheinigungsanspruch der zusätzlich gesenkten CO2-Emissionen geprüft werden. Denn die Anschaffung eines Holzstaubbrenners ist keine Kleinigkeit: 1.5 Millionen Schweizer Franken müssen Asphaltproduzenten für die klimafreundliche Alternative in die Hand nehmen.
Hierbei genügt allein der Nachhaltigkeitsgedanke nicht. «Solche Investitionen müssen für die Unternehmen immer auch finanziell sinnvoll sein», weiss Evjen. «Als EnAW-Beraterin bin ich das Bindeglied zwischen den Behörden und der Wirtschaft. Es ist meine Aufgabe, Lösungen zu finden, die für beide Seiten vernünftig sind.» Die Preisunterschiede zwischen den Brennstoffen – Pellets waren in den letzten 15 Jahren meist ein bis zwei Rappen pro Kilowattstunde günstiger als Heizöl und Gas – spielen ihr bei der Überzeugungsarbeit schon einmal in die Karten. Wenn die Rückmeldung des BAFU auf die Projektskizze positiv ausfällt, blickt sie der Zukunft des Holzstaubbrenners optimistisch entgegen.

Linda Evjen: Seit 2013 arbeitet die Norwegerin beim Energietreuhänder Enerprice. Ein Jahr später wurde sie zur EnAW-Beraterin akkreditiert. Sie hält einen Master in integrierter Gebäudetechnologie und betreut für die EnAW Unternehmen aus der Mischgutindustrie.
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