Eine Schweizer Käserei konnte die offerierte Anschlussleistung ihres Fernwärmeanbieters mehr als halbieren. Dies dank des neuen EnAW-Tools «Fossilfreie Wärmeversorgung».
Mittels des Tools hat EnAW-Berater Philippe Goffin der Käserei aufgezeigt, dass sie die Anschlussleistung auf 200 Kilowatt reduzieren kann – mit einem zusätzlichen Wärmespeicher von 16 Kubikmetern. Zum Vergleich: Die ursprünglich offerierte Anschlussleistung vom Fernwärmeanbieter der Käserei hatte 450 Kilowatt betragen. Die tiefere Leistung führt entsprechend zu niedrigeren Anschluss- und Leistungsgebühren für die Käserei. Diese können wiederum die Investitionskosten kompensieren.
Und so funktionierts: Das Tool, das auf gemessenen oder berechneten Lastprofilen basiert, simuliert verschiedene Kombinationen aus Wärmeerzeugern und Speichergrössen. Auf diese Weise lassen sich die energetisch und wirtschaftlich sinnvollsten Konzepte ermitteln. Das Angebot «Fossilfreie Wärmeversorgung» eignet sich für grössere Liegenschaften sowie gewerbliche und industrielle Kunden mit Warmwasserversorgung (ohne Dampf).
07.02.2025
Die Brauerei Baar feiert am 25. April 2025 den Gewinn des Future Awards, mit dem sie im vergangenen Jahr ausgezeichnet wurde. Ein Preis, der die Bemühungen der Brauerei in Sachen Nachhaltigkeit ehrt.
Es war eine schöne Überraschung für die Verantwortlichen der Brauerei Baar. Im vergangenen November gewann diese am European Beer Star, einem der bedeutendsten Bierwettbewerben überhaupt, den sogenannten Future Award. Der Future Award wird von einer unabhängigen Jury aus Branchen- und Nachhaltigkeitsexperten vergeben. Gewonnen haben ihn insgesamt drei Brauereien, darunter eben auch die Brauerei aus Baar. «Im Verlaufe des Bewerbungsprozesses – dieser lief über drei Stufen ab – wurde uns klar, dass wir offensichtlich gut im Rennen sind», so Martin Uster, Geschäftsleiter der Brauerei. «Als dann das E-Mail vom Veranstalter eintraf, in dem uns unser Sieg mitgeteilt wurde, waren wir erst einmal fassungslos, begeistert und fühlten uns auch sehr geehrt. Es ist von besonderem Wert für uns, dass nicht nur wir selber von unserem Weg überzeugt sind, sondern dass unser Engagement für die Nachhaltigkeit von dieser Stelle mit internationaler Strahlkraft bestätigt wurde.»
Nachhaltigkeit hat sich das Zuger Unternehmen schon vor langem auf die Fahnen geschrieben. So hat die Brauerei, die erste in der Schweiz, die ihre Energieversorgung ohne den Zukauf von Zertifikaten als CO2-neutral labeln kann, unter anderem das Ziel formuliert, ihr Bier auf Niedertemperatur zu brauen. Dieses hat sie im November 2023 erreicht. Ebenfalls seit November 2023 bezieht sie ihre Energie zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen. Und: Sie arbeitet kontinuierlich daran, ihren Gesamtenergieaufwand zu verringern – ein weiteres Ziel.
Zum Erreichen dieser Ziele hat die Brauerei wichtige Massnahmen ergriffen. So hat sie eine Heizzentrale installieren lassen, die auf erneuerbare Energien ausgelegt ist. Was einfach klingt, ist in Wahrheit komplex: Der Energiebedarf während der Bierproduktion variiert stark. Eine Gas- oder Ölheizung kann agiler auf die Spitzenlast reagieren. Die neue Heizzentrale basiert jedoch auf Holz. Lösung: ein Wärmespeicher in Form eines Tanks mit einem Fassungsvermögen von 30 000 Litern. Dadurch spart die Brauerei nach eigenen Angaben 100 000 Liter Heizöl jährlich.
Zudem hat die Brauerei auf ihren Dächern Photovoltaik-Anlagen installieren lassen. Sie decken rund 50 Prozent des Strombedarfs. Die andere Hälfte deckt die Brauerei Baar über Strom aus Wasserkraft.
Im Gesamtsystem ist es den Verantwortlichen gelungen, die Prozessenergie von 140 Grad Celsius auf 100 Grad Celsius zu senken. Dadurch benötige man pro Hektoliter Bier nur noch 19 Prozent jener Menge an Wärmeenergie, die noch 1997 nötig gewesen war.
Und den Weg zu mehr Nachhaltigkeit geht die Brauerei Baar auch weiterhin. «Wir sind uns unserer Vorreiterrolle erst richtig bewusst geworden und sind deshalb der Klima-Charta Zug beigetreten, die sich aktiv für die Vernetzung einsetzt und Unternehmen in nachhaltigen Themen begleitet», so Uster. «Für die weitere Zukunft sehen wir Potenzial bei der kontinuierlichen Umstellung der Fahrzeugflotte auf bezahlbare und für unsere Bedürfnisse nachhaltige Antriebskonzepte sowie bei der Prüfung bezüglich Erweiterung der Heizzentrale mit Wärmepumpen mit Abwärme der Kältekompressoren.» Wer weiss: Vielleicht werden diese Bemühungen der Brauerei Baar dereinst mit einem weiteren Preis belohnt.
07.02.2025
Der Treibhausgas-Ausstoss in der Schweiz hat sich erneut reduziert, wie das Treibhausgasinventar des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) zeigt. Demnach betrug der Ausstoss im Jahr 2023 40.8 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente und somit rund 1 Million Tonnen weniger als noch 2022. Am stärksten sind die Emissionen im Industriesektor gesunken.
Die Industrie als Ganzes stiess im Jahr 2023 noch 9.07 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente aus. Das entspricht im Vorjahresvergleich einem Rückgang von 670 000 Tonnen. Gegenüber 1990, als noch 13.26 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente emittiert wurden, beträgt die Reduktion 4.19 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente oder 31.6 Prozent, obwohl die Bruttowertschöpfung seither um 105.1 Prozent zugenommen hat.
Noch deutlicher wird der Rückgang allerdings, wenn man die Abfallverbrennung herausrechnet: Dann haben sich die Emissionen in der Industrie gegenüber 1990 um 46.4 Prozent reduziert (von 11.53 auf 6.17 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente).
Auch im Gebäudesektor sind die Emissionen erneut zurückgegangen. Betrug der Ausstoss der Schweizer Gebäude im Jahr 2022 noch 9.4 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente, waren es ein Jahr später 9.1 Millionen Tonnen. Gegenüber 1990 haben die Gebäude 46 Prozent weniger CO2-Äquivalente emittiert.
Im Verkehrssektor belief sich der Ausstoss auf rund 13.7 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente und bleib damit gegenüber 2022 unverändert. Gegenüber dem Referenzjahr 1990 liegt der Rückgang bei acht Prozent.
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07.02.2025
Die Verwendung von inländisch produziertem Wasserstoff als Brennstoff für industrielle Prozesswärme ist in den am Energy Science Center der ETH Zürich entwickelten techno-ökonomischen Modellen nicht vorgesehen. Stattdessen wird die industrielle Wärme, insbesondere bei hohen Temperaturen, hauptsächlich durch feste Brennstoffe und Elektrizität bereitgestellt.
Im Jahr 2017 hat sich die Schweiz verpflichtet, bis 2050 ihre Treibhausgasemissionen auf Netto-Null zu reduzieren. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen auch Lösungen für Sektoren gefunden werden, die nur schwer auf chemische Energieträger verzichten können. Neben dem Flugverkehr gilt dies vor allem für die Industrie, insbesondere bei der Erzeugung von Hochtemperatur-Prozesswärme.
Gegenwärtig werden etwa 32 Prozent (ca. 12 Terawattstunden pro Jahr) des Energiebedarfs der Schweizer Industrie durch fossile Brennstoffe gedeckt (BFE, 2023; Tabelle 4). Dieser Sektor trägt 23 Prozent der gesamten Schweizer CO2-Emissionen bei (BAFU, 2022). Ein Team am Energy Science Center der ETH Zürich erforscht in Partnerschaft mit anderen Schweizer Institutionen im Rahmen des SWEET-DeCarbCH Projekts, wie diese Emissionen reduziert werden können. Ein wichtiges Element ist dabei die Modellierung des gesamten Schweizer Energiesystems. So kann bestimmt werden, mittels welcher Brennstoffe und Technologien die Industrie auch in Zukunft Prozesswärme erzeugen kann.
Unsere aktuellen Modelle gehen davon aus, dass der Endverbrauch an industrieller Prozesswärme im Jahr 2050 in etwa auf dem heutigen Wert von 20 Terawattstunden pro Jahr bleiben wird. Welche Technologien zur Bereitstellung dieser Wärme eingesetzt werden, hängt von der benötigten Prozesstemperatur und natürlich von der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit der Technologie ab. Industrielle Prozesse haben eine grosse Bandbreite an Temperaturanforderungen, von 80 bis weit über 1000 Grad Celsius für die Zementherstellung. Es hat sich als schwierig erwiesen, die tatsächliche Temperatur, bei der der Prozesswärmebedarf auftritt, genau zu bestimmen. Daher gehen wir für die aktuelle Modellierung vereinfachend davon aus, dass 25 Prozent, 25 Prozent und 50 Prozent des Endverbrauchs (ohne Zementherstellung) in den drei Temperaturbereichen unter 100 Grad Celsius, zwischen 100 und 200 Grad Celsius bzw. über 200 Grad Celsius anfallen.
Bei unter 100 Grad Celsius sind Technologien wie die Solarthermie und die Tiefengeothermie technisch geeignet. Für Temperaturen im mittleren Bereich, 100 bis 200 Grad Celsius, können die oben genannten Quellen durch eine industrielle Wärmepumpe ergänzt werden, um die angestrebten Temperaturen zu erreichen. Alternativ können Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) Prozessdampf erzeugen.
Hochtemperaturprozesse (weniger 200 Grad Celsius) erfordern Verbrennungsprozesse oder aber Widerstands-Heizungen, die Strom direkt in Wärme umwandeln. Für die Zementherstellung kommen nur Verbrennungsprozesse in Frage. Als Brennstoffe stehen prinzipiell Gase (Methan, Wasserstoff), Flüssigkeiten (Heizöl) und Feststoffe (Kehricht, Holz, Klärschlamm, Kohle) zur Verfügung.
Das ETH Zurich Team hat eine grosse Zahl von Szenarien berechnet, um den Lösungsraum für die Bereitstellung von Prozesswärme in Netto-Null-Szenarien zu untersuchen. Wir definieren die Szenarien auf der Grundlage von drei Randbedingungen: dem Zielwert der zulässigen CO2-Emissionen (x-Achse: +24 MtCO2/a bis 0 MtCO2/a), der Frage, wie gut die Schweiz mit Europa vernetzt ist (Together vs. Alone), und dem Ausmass, in dem technologische Innovationen – wie z.B. die Geothermie – aufgegriffen werden (Conservative vs. Innovative).
In der obigen Abbildung ist die im Jahr 2050 erzeugte industriellen Prozesswärme dargestellt. Diese ist über die drei o.g. Temperaturbereiche summiert und gemäss den verschiedenen Wärmequellen aufgeteilt. Die erste Beobachtung ist, dass der Anteil der verschiedenen Quellen in etwa gleich hoch ist, d. h. es gibt keine einzelne, die eindeutig dominiert. Bei hohen CO2-Zielen – wo fossile CO2-Emissionen noch erlaubt sind – gibt es einen grossen Anteil an gasförmigen Brennstoffen, wobei es sich meist um fossiles Methan handelt. In Richtung Netto-Null-Emissionen findet eine Verlagerung hin zu festen Brennstoffen (d. h. Abfall und Holz) und zu Strom statt. Wenn Geothermie in den innovativen Szenarien verfügbar ist, liefert sie eine beträchtliche Wärmemenge im niedrigen Temperaturbereich von weniger als 100 Grad Celsius. In den konservativen Szenarien, in denen Geothermie als Technologieoption nicht vorkommt, wird diese Rolle von der Solarthermie übernommen.
Die Kategorie der gasförmigen Brennstoffe liefert auch in einem Netto-Null-Szenario noch etwa fünf Terrawattstunden pro Jahr; der Anteil von Wasserstoff ist jedoch verschwindend gering, die wichtigste Quelle ist Methan, sowohl als importiertes fossiles Erdgas als auch als Biomethan. Die Verfügbarkeit von Biomethan hängt allerdings von einer starken Zunahme der Nutzung von Gülle für die Biogaserzeugung ab. Eine Erklärung für den geringen Anteil von Wasserstoff ist dabei, dass der Pfad über die Elektrolyse und eine anschliessende Verbrennung deutlich mehr Strom erfordert, als wenn dieser direkt in einer Widerstandheizung genutzt wird.
Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass heimischer Wasserstoff in künftigen industriellen Hochtemperaturanwendungen eine geringe Rolle spielen wird. Dieses Ergebnis hängt vor allem mit der Verfügbarkeit alternativer Optionen zusammen. Dafür ist es aber auch nötig, dass solche inländischen chemischen Energieträger wie Bio-Methan, Holz oder Kehricht primär für Hochtemperatur-Anwendungen verwendet werden – und nicht für die Erzeugung von Raumwärme und Brauchwasser. Importierter Wasserstoff könnte jedoch in Zukunft eine wirtschaftlich wettbewerbsfähige Option sein; es bleibt jedoch abzuwarten, wie Europa seine Wasserstoffinfrastruktur entwickelt und inwieweit die Schweiz sich diesem Netz anschliessen kann.
Referenzen
Über die Autoren
Dr. Rebecca Lordan-Perret ist Scientific Outreach Manager am Energy Science Center (ESC) an der an der ETH Zürich.
Dr. Gianfranco Guidati ist Stv. Direktor des Energy Science Center (ESC) an der an der ETH Zürich.
07.02.2025
Im März 2024 hat das Parlament das revidierte CO2-Gesetz für die Zeit nach 2025 beschlossen, das seit Juli gültig ist. Dieses sieht vor, dass sich künftig alle Unternehmen die CO2-Abgabe rückerstatten lassen können, sofern sie sich verpflichten, ihre CO2-Emissionen zu vermindern. Dazu müssen die Firmen spätestens drei Jahre nach Beginn der Verpflichtung einen Dekarbonisierungsplan vorlegen, wie ihn die EnAW als Roadmap zur Dekarbonisierung anbietet. Die CO2-Abgabe bleibt bei 120 Franken pro Tonne CO2. Die Zielvereinbarung mit dem Bund ist eine weitere Voraussetzung für den Abschluss einer Verminderungsverpflichtung.
Die Ausweitung der Möglichkeit, sich von der CO2-Abgabe befreien zu können, dürfte viele Unternehmen motivieren, in Dekarbonisierungsmassnahmen zu investieren. Und wie Beispiele in diesem Magazin und auch ein spannender Beitrag zum Tandem zwischen Roadmap zur Dekarbonisierung und Zielvereinbarung zeigen: Weniger CO2 zu emittieren, hilft nicht nur, den eignen Energieverbrauch zu reduzieren und damit die Kosten zu senken, sondern auch der Umwelt. Dekarbonisierung ist die Chance. Machen Sie also mit und lassen Sie sich von den Unternehmen inspirieren, die diesen Weg bereits eingeschlagen haben.
Prof. Dr. Rudolf Minsch
Präsident
Frank R. Ruepp
Geschäftsführer
07.02.2025
Der erfahrene Chemieingenieur kennt die Tessiner Industrie und weiss, wie die Wirtschaft die Low- und High-Hanging Fruit für eine bessere Energie- und Ressourcenbilanz erntet. Lorenzo Medici vertritt die EnAW im Tessin.
Ob im Obstgarten oder bei seiner Zusammenarbeit mit den Unternehmen im Tessin, für Lorenzo Medici ist es das Grösste, wenn seine Arbeit Früchte trägt. «Ein super Resultat bei der Verarbeitung von Erdbeeren, Brombeeren oder Trauben aus meinem Garten zu erzielen, ist allerdings meistens leichter, als ein Unternehmen auf den besten CO2-Reduktionspfad zu bringen», sagt der promovierte ETH-Chemieingenieur und schmunzelt. Er weiss genau, wovon er spricht. Drei Jahrzehnte Praxis in der Tessiner Industrie haben ihn längstens
gelehrt, dass die «Low Hanging Fruit», wenn es um Energieeffizienz und CO2-Reduktion geht, grösstenteils abgeerntet sind. Das spornt an!
Seit 2022 stellt Medici seine Expertise den Unternehmen im Tessin als Berater der Energie-Agentur der Wirtschaft zur Verfügung. «Das reizt mich, weil ich mich in unterschiedlichsten Betrieben, die ihre je eigenen Kontexte und Anforderungen haben, einbringen und für sie Wirkung erzeugen kann.» Medici faszinieren die Energieflüsse in der Wirtschaft und die Aufgabe, sie, ökonomisch und ökologisch motiviert, so effizient wie möglich zu gestalten.
Dafür ist die Kenntnis der Datenlage grundlegend. «Ohne Daten kannst du nichts machen», so Medici. Sie sind die Basis jeder soliden Analyse und Empfehlung. Wenn es jetzt darum geht, die Unternehmen Richtung Netto-Null zu dekarbonisieren oder die Ressourceneffizienz in Richtung Kreislaufwirtschaft zu treiben, geht es um noch mehr Daten. Aber nicht nur. Hier ist vor allem auch Know-how über die industriellen Produktionsprozesse gefragt. «Denn», so Medici, «um da wirklich vorwärtszukommen, müssen wir mit den Firmen tiefer graben und in die Produktionsprozesse eingreifen.» Um bei «High Hanging Fruit» das Optimum für die Unternehmen herauszuholen, greift er auf sein profundes Wissen aus seinen Jahren in der Chemie-, Pharma und Metallverarbeitenden Industrie zurück. Häufig geht es dabei um Vorschläge, wie die Nachhaltigkeitsstrategie und die Umweltziele aus den in- und ausländischen Mutterhäusern der Unternehmen am Produktionsstandort Tessin umgesetzt werden können.
Auf die nächste Zielvereinbarungsperiode ab 2025 freut sich Medici besonders. Nicht nur, weil er dann wieder mehr «im Feld» bei den Unternehmen vor Ort unterwegs ist. Vielmehr rechnet er damit, dass sich mehr Unternehmen dazu entscheiden, einen Zielpfad für die CO2-Reduktion und Energieeffizienz festzulegen. Denn anders als bisher können sich ab 2025 nicht nur bestimmte Unternehmen für den Abschluss einer Zielvereinbarung entscheiden, sondern alle, die konkrete Umweltmassnahmen umsetzen, um die bezahlte CO2-Abgabe rückerstattet zu bekommen.
07.02.2025
Lorenzo Medici
Beruf:
promovierter Chemieingenieur ETH
EnAW-Berater:
seit 2022
Betreute Zielvereinbarungen
30
MWh Energie gespart:
63 658
MWh Strom gespart:
30 340
Tonnen CO2 reduziert:
7381