Ob Transport oder Treibstoff – die grösste Agrargenossenschaft der Schweiz, fenaco, sucht gemeinsam mit der EnAW nach zukunftsweisenden Lösungen für ein klimafreundliches Geschäftsmodell. Wohin geht die Fahrt?
Innovationen sind ein Bündnis mit der Zukunft. Weil die industrielle Revolution die Schweizer Bauernfamilien vor über 150 Jahren zum Umdenken, zur Reorganisation zwang, schlossen sie sich in Agrargenossenschaften zusammen. Ihr Credo: wirtschaftliche Selbsthilfe. Nach diesem bewährten Prinzip agiert die grösste Schweizer Agrargenossenschaft, fenaco, auch heute noch. Ihr Genossenschaftszweck besteht darin, die Schweizer Landwirtinnen und Landwirte bei der wirtschaftlichen Entwicklung ihrer Unternehmen zu unterstützen. Über 80 Tochterfirmen gehören der 1993 gegründeten Agrargenossenschaft mittlerweile an. Darunter verschiedene Futtermittelhersteller, der Mostproduzent Ramseier, der Detailhändler Volg, das Transportunternehmen TRAVECO, die Energiedienstleisterin AGROLA – und natürlich die LANDI-Läden.
Wer über 80 Unternehmen und knapp 11 000 Mitarbeitende an 230 Standorten unter einem Dach vereint, muss nicht nur die Zeichen der Zeit zu deuten wissen, sondern auch selbst Innovationen anstossen. Heute heisst die Herausforderung Klimawandel, die langfristige Lösung Dekarbonisierung. Dafür sind kreative Massnahmen gefragt. Massnahmen, die die fenaco und ihre Tochterunternehmen gemeinsam mit Bund und Kantonen mithilfe der EnAW in vier Zielvereinbarungen mit 225 aktiven Erfassungseinheiten festlegen. Diese umfassen neben einer grossen Zahl an Energieoptimierungsmassnahmen auch Investitionen in erneuerbare Energietechnologien und ökologischen Treibstoff.
Dabei sei wichtig, gerade für ein ambitioniertes Ziel wie Netto-Null bis 2050, dass bei der Planung der Massnahmen der Zeithorizont erweitert wird, so EnAW-Berater und Geschäftsleitungsmitglied Erich Kalbermatter. Das weiss auch Anita Schwegler. Sie leitet den Bereich «Nachhaltigkeit und Umwelt» bei fenaco und erarbeitet und koordiniert gemeinsam mit ihrem Team nicht nur den Nachhaltigkeitsbericht und das gesamte CO2-Management, sondern berät auch die ganze Gruppe in Sachen Energieeffizienz und CO2-Neutralität. Ihr Ziel dabei: Wissen multiplizieren und Impulse geben, zentral in der Gruppe. Dafür hat sie mit ihrem siebenköpfigen Team auch ein innovatives Schulungskonzept für alle Hierarchiestufen und verschiedene Branchen auf den Weg gebracht. Bis heute haben gut 500 Mitarbeitende diese Energieeffizienz-Kurse besucht.
«Was kann man besser machen? Was kann man anders machen?», das versuchen Schwegler und ihr Team zu beantworten. «Dazu gehört auch ein Zukunftsradar, um Trends und Innovationen zu erfassen», so Schwegler, und «um den Puls der Zeit zu fühlen». Angesagt sind Themen wie Energieeffizienz, nachhaltige Agrarproduktion sowie Innovation und Forschung in der Landwirtschaftsgruppe, was auch der jüngste Nachhaltigkeitsbericht deutlich macht. In der Fachgruppe «Klimaschutz Landwirtschaft» zum Beispiel hat fenaco ein methanhemmendes Futtermittel entwickelt, anderorts ist ein Pflicht-Tool für alle fenaco-Betriebe im Einsatz, das Lebensenergiekosten für Neuanschaffungen oder Ersatzinvestitionen berechnet.
Diese Massnahmen sind direkte Ergebnisse der Nachhaltigkeitsstrategie, in deren Rahmen die fenaco 14 Nachhaltigkeitsziele in den drei Bereichen «Ökonomie», «Soziales» und «Ökologie» definiert hat. An diesen orientieren sich auch die geschäftlichen Entscheidungen. Dazu gehört die Erhöhung des Frauenanteils auf Kaderstufe genauso wie weniger Foodwaste in den einzelnen Tochterunternehmen oder eben die Reduktion von CO2-Emissionen. Auch werden Mitarbeitende mit dem Programm «Fit für die Zukunft» in Sachen Nachhaltigkeit geschult. Messbarkeit und Dialog, betont Schwegler, seien hier besonders wichtig. Das heisst, Ziele müssen terminlich festgelegt und überprüfbar sein. Ein beidseitiger Dialog über alle Hierarchiestufen hinweg ermöglicht zudem, allerorts und ohne Scheuklappen Optimierungspotenzial zu eruieren.
Arbeit gibt es genug: «Landwirtschaft im Allgemeinen und produzierende Betriebe im Besonderen sind energieintensiv», sagt Erich Kalbermatter. Der EnAW-Berater findet im Gespräch viel Lob für die Bemühungen von fenaco, die bestrebt ist, vor allem in den Bereichen Mobilität und Energie mutig voranzugehen.
Es ist unser Anspruch, dass wir frühzeitig auf die aktuellen Mobilitätstrends reagieren können.
Daniel Bischof, Vorsitzender der Geschäftsleitung der AGROLA und Leiter Departement Energie der fenaco
«Früher war es das Pferd, das Hafer fras. Dann kam das mit Diesel betriebene Automobil», sagt Daniel Bischof, Vorsitzender der Geschäftsleitung der fenaco-Tochter AGROLA. Und heute? Längst wurden Pferde durch den Diesel-LKW ersetzt. Doch im Transportwesen darf naturgemäss nichts stillstehen, wie ein Blick hinter die Kulissen von TRAVECO, dem Logistikunternehmen der fenaco, zeigt.
Heute bewegt TRAVECO als eines der grösseren Logistikunternehmen der Schweiz jährlich an die drei Millionen Tonnen verschiedenster Waren durchs Land – ob Lebensmittel, Getränke, Brenn- und Treibstoffe oder Schüttgüter. Als Tochter der fenaco-Genossenschaft ist der Dienstleister auf Transporte entlang der landwirtschaftlichen Wertschöpfungskette spezialisiert. Rund 500 Fahrerinnen und Fahrer sind täglich Tag und Nacht im Schichtbetrieb mit den 350 auffällig grünen Camions unterwegs und legen über 20 Millionen Kilometer zurück, sowohl für Kunden aus der fenaco-LANDI-Gruppe als auch für Drittfirmen. Und auch Logistik als klassische Dienstleistung wird angeboten.
Für Otti Häfliger, Vorsitzender der Geschäftsleitung von TRAVECO, war Nachhaltigkeit seit jeher ein wichtiges Thema. «Es ist uns stets sehr wichtig, dass wir für die Güter, die wir transportieren, möglichst wenig Energie benötigen.» Dafür setze das Unternehmen auf die neusten EURO6-Fahrzeuge, die wirtschaftlich und effizient sind. Auch der digitale Fuhrauftrag, welcher dem Fahrpersonal direkt per App aufs Smartphone übermittelt wird, unterstützt die Nachhaltigkeit von TRAVECO. Eine spezielle Software bewertet zudem, wie sparsam die Fahrer unterwegs sind. Häfliger hält fest: «Wir haben festgelegt, dass wir bis im Jahr 2050 CO2-neutral unterwegs sein werden. Mit der ganzen Flotte. Das geht natürlich nur mit alternativen Energien wie zum Beispiel Wasserstoff.»
Besonders stolz ist der Geschäftsführer deshalb auf sein neustes Pferd im Stall. Einen der weltweit ersten serienmässig produzierten Wasserstoff-Lastwagen. Der Zweiachser-Camion von Hyundai ist seit 2020 fest in Betrieb. TRAVECO beliefert damit die Volg-Läden und TopShop-Verkaufsstellen in der Nordwest- und Zentralschweiz mit Frischprodukten.
Wenn das Pferd das Transportmittel ist, dann ist AGROLA die Lieferantin, die den Hafer, den Kraftstoff, zum Pferd bringt. Und dabei bedeutet Kraftstoff im wahrsten Sinne des Wortes Treibstoff, denn AGROLA ist die zweitgrösste Tankstellenanbieterin der Schweiz und verfügt über ein flächendeckendes Netz mit über 400 Standorten. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die meisten Personen, wenn sie «AGROLA» hören, zuerst das Bild einer Tankstelle im Kopf haben.
Tatsächlich macht der Handel mit Brennund Treibstoffen einen grossen Anteil des Unternehmens aus – Benzine, (Bio-)Diesel, Heizöle und Holz-Pellets werden in der ganzen Schweiz vertrieben. Auch bei der Erschliessung alternativer Energiequellen spielt AGROLA eine massgebende Rolle. So liefert die fenaco-Tochter mit Hauptsitz in Winterthur auch Strom, baut Fotovoltaikanlagen und bietet mit Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Wasserstofftankstellen Lösungen für eine nachhaltige Mobilität an. Seit 2017 beliefert AGROLA die gesamte fenaco LANDI-Gruppe mit Strom, seit 2019 auch Drittkunden. Allein im letzten Jahr wurden mit den eigenen Fotovoltaikanlagen 10.5 Millionen Kilowattstunden erneuerbare Energie produziert. Mittlerweile deckt der Anteil Fotovoltaik acht Prozent vom Gesamtstromverbrauch der fenaco. «Wir sind ein innovatives und ambitioniertes Unternehmen», sagt Bischof. Das zieht sich durch alle Bereiche – eben auch durch den Bereich Mobilität.
In Zofingen im Aargau kann der Hafer 2.0 schon getankt werden. Hier befindet sich seit Herbst 2020 die schweizweit erste Tankstelle, die sowohl fossile Treibstoffe als auch Lade- bzw. Tankmöglichkeiten für die Elektro- und Wasserstoffmobilität anbietet – alles ganz nachhaltig: Solarmodule auf der Dachfläche der Tankstelle produzieren den Strom für die Schnellladestation für E-Fahrzeuge und die Zapfsäule neben den fossilen Brennern spuckt «grünen», das heisst mittels Wasserkraft produzierten Wasserstoff aus. Ein entscheidender Aspekt, wie Bischof betont, denn nur «grüner» Wasserstoff werde zu 100 Prozent aus erneuerbarer Energie gewonnen und sei dadurch CO2-neutral. Ein Meilenstein auf dem Weg hin zu einer emissionsfreien Mobilität.
Die ganze Welt redet von E-Mobilität und TRAVECO und AGROLA setzen auf Wasserstoff – das wirft Fragen auf. Für Bischof gibt es kein Entweder-oder, denn AGROLA und die LANDI, mit denen eine verbindliche Partnerschaft besteht, spielen die beiden Technologien nicht gegeneinander aus: «Für uns stand immer ausser Frage, dass wir – gemeinsam mit der LANDI – neben Ladestationen für die E-Mobilität auch Wasserstoff als alternativen Treibstoff anbieten. Wasserstoff bietet alle Voraussetzungen, um die CO2-Emissionen im Strassenverkehr nachhaltig zu reduzieren und so die Energiewende zu fördern.» Denn mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge setzen als «Abgas» lediglich etwas Wasserdampf frei. Das macht sie zur umweltfreundlichen Alternative im Strassenverkehr, sofern der bezogene Wasserstoff ausschliesslich mit erneuerbaren Energien produziert wird – wie bei AGROLA. Auch Häfliger bestätigt: «Ich persönlich bin davon überzeugt, dass Wasserstoff ein wichtiger Energieträger der Zukunft sein wird.»
Der limitierende Faktor beim Wasserstoff sei die Wirtschaftlichkeit. Allein die Treibstoff- und Energiekosten seien mit fast 90 Franken auf 100 Kilometer ungefähr doppelt so hoch wie bei den fossilen Alternativen. Zudem gebe es noch zu wenige H2-Fahrzeuge und H2-Tankstellen – das Angebot bestimme die Nachfrage, darin sind sich Kalbermatter und Bischof einig. Auf der einen Seite brauche es Transporteure wie TRAVECO, die den Mut hätten, die neuen Technologien einzusetzen. Und auf der anderen Seite natürlich auch Investoren für solche Tankstellen. Als Gründungsmitglieder des Fördervereins «H2 Mobilität Schweiz» beteiligen sich fenaco und AGROLA aktiv am Aufbau einer flächendeckenden H2-Infrastruktur. Und zwar bisher ohne öffentliche Gelder.
Natürlich geben auch Schlagworte wie Klimakrise oder Energiewende dem Thema neuen Aufschwung, aber für Kalbermatter zeugt der Schritt von Innovationsgeist: «Es zeigt, dass die fenaco-Genossenschaft bereit ist, etwas Neues zu wagen, etwas auszuprobieren, von dem man den Ausgang noch nicht kennt.» Mut, der belohnt wird: Das Bundesamt für Energie hat das Projekt «Ein Kreislauf für erneuerbaren Wasserstoff im Schwerverkehr» mit dem Watt d’Or 2021 ausgezeichnet. «Das ist eine Auszeichnung für die ganze Gruppe», sagt Bischof: «Darauf sind wir stolz. Auch als AGROLA und natürlich auch als TRAVECO, die mit diesen Lastwagen Volg-Läden CO2-neutral beliefert. So ist der Kreislauf geschlossen.»
Die Blicke hinter die Kulissen der beiden fenaco-Tochterunternehmen TRAVECO und AGROLA zeigen: Nachhaltigkeit liegt im ureigenen Interesse der Agrargenossenschaft. «Ohne Nachhaltigkeit haben wir irgendwann keine Grundlage mehr für gesunde und natürliche Ressourcen, wie zum Beispiel Luft, Boden, Wasser», erklärt die Leiterin für Nachhaltigkeit und Umwelt, Anita Schwegler. «Und ohne gesunde Lebensgrundlage ist auch kein nachhaltiges Wirtschaften möglich.» Fest steht: Die fenaco hat sich zum Ziel gesetzt, beides – Ökologie und Wirtschaft – zu verknüpfen. Ein Bündnis mit der Zukunft. Mindestens für die nächsten 150 Jahre.
26.03.2024
Die 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.
26.03.2024
«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.
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.
26.03.2024
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.
26 Landwirte verbessern die Effizienz ihrer Geflügelmastställe. Ein Erfolgsbeispiel, das zeigt, wie mit der richtigen Gruppendynamik nicht nur CO2 und Kilowattstunden eingespart werden.
Insbesondere bei der Umsetzung von Massnahmen in den Prozessen ist das Potenzial für die Reduktion des CO2-Ausstosses durch Effizienzverbesserungen immer noch hoch. Durch Betriebsoptimierungen, den Einsatz verbesserter Technologien und Innovationen, prozessinterne Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung mit PinCH-Design können die Emissionen heruntergefahren werden. Die Effizienzsteigerungsmassnahmen für den klimaschonenden Einsatz von Prozesswärme und Prozessen sind für viele Betriebe häufig auch die kosteneffizientesten Massnahmen.
Zugegeben, ein Geflügelmaststall ist auf den ersten Blick energietechnisch wenig komplex. Eine Halle, eine Gebäudehülle, eine Heizung und eine Beleuchtung. Das ist alles, was es an Haustechnik für den Betrieb braucht. Dennoch fällt durch den Geflügelstall ein permanenter Heiz- und Stromverbrauch an. Der erste logische Schritt? Effizienzverbesserungen – natürlich stets der Maxime des Tierwohls und der artgerechten Haltung folgend.
Gerade im Kleinbetrieb fehlt aber oft das nötige Know-how, die personellen Ressourcen oder der finanzielle Anreiz über die Rückerstattung der CO2-Abgabe, um die Energiebilanz zu verbessern. Man könnte meinen, die Geschichte ende hier. Weit gefehlt. Denn damit gab sich der gelernte Landwirt, Kaufmann und studierte Betriebsökonom Markus Zürcher nicht zufrieden. Für seinen Landwirtschaftsbetrieb in Schönholzerswilen im Thurgau suchte er 2012 deshalb nach einer Lösung – noch unwissend, dass sich daraus ein brancheninternes Musterbeispiel etablieren würde. Der Plan entwickelte sich im gemeinsamen Austausch mit dem EnAW-Berater und Mitglied der EnAW-Geschäftsleitung Stefan Krummenacher: Ist der Betrieb allein zu klein für die Rückerstattung der CO2-Abgabe, müssen mehrere Betriebe her. Aber ob Massnahmen und Modelle, die für Grossbetriebe konzipiert sind, auch in Kleinbetrieben funktionieren?
Um das herauszufinden, schloss sich Zürcher mit dem befreundeten Landwirt Erich Jungo aus Düdingen im Kanton Freiburg zusammen. Denn eines war klar: Genügend Geflügelmastbetriebe bringt man nur mit guten Beziehungen und gesamtschweizerisch zusammen. Im Frühsommer 2014 war es so weit: Als Gruppe Geflügelmastbetriebe Dritter Kraft (GMDK) haben 26 Betriebe aus der ganzen Schweiz – insbesondere aus der Ost- und Westschweiz – über das Energie-Modell der EnAW eine gemeinsame Zielvereinbarung mit dem Bund abgeschlossen und damit den Grundstein für die Verbesserung der Energiebilanz ihrer Ställe gelegt. Mit Erfolg: Seither konnte der CO2-Ausstoss im Vergleich zum Ausgangsjahr um 21.8 Prozent respektive 276 Tonnen reduziert werden. Die Energieeffizienz konnte im gleichen Zeitraum um 22 Prozent gesteigert werden. Die Einsparungen, so Krummenacher, resultieren direkt aus der Massnahmenumsetzung der einzelnen Betriebe. Ein Beweis dafür, dass Kleinvieh auch Mist macht – und das nicht nur im Hühnerstall.
Gerade als Kleinbetrieb sind wir auf den Austausch angewiesen.
Erich Jungo, Landwirt und Präsident des Vereins GMDK
Das Raumklima ist bei Stallungen ein sensibles Thema. Energietechnische und thermodynamische Zusammenhänge müssen verstanden sein. Die Hühner mögen es gerne warm und nicht zu feucht – Heizen und Lüften machen also die Prozesse aus. Um die richtigen thermodynamischen Anforderungen zu finden, braucht es Fingerspitzengefühl. Als Markus Zürcher auf dem Hof in Schönholzerswilen im Thurgau 2002 seinen Stall für die Geflügelmast baute, war klar, dass die Wärmeerzeugung über Gaskanonen laufen wird – der damalige Standard in der Branche. «Das ist einfach und kostengünstig in der Investition», so der Landwirt. Gaskanonen erzeugen Wärme über die Verbrennung von Gas und blasen diese – wie es der Name sagt – durch ein Rohr in den Stall. Aber neben der heissen Luft gelangen bei herkömmlichen Gaskanonen auch Verbrennungsabgase, namentlich CO2, in den Stall. «Den CO2-Wert gilt es für das Tierwohl und den Betrieb aber tief zu halten», weiss Zürcher. Um das CO2 und die durch das Propangas entstehende Feuchtigkeit aus dem Stall zu ziehen, muss regelmässig gelüftet werden. Das führt wiederum je nach Wetter zu tieferen Temperaturen und einer höheren Feuchtigkeit, weshalb wieder mehr geheizt werden muss. «Wir haben es hier mit einem Teufelskreis zu tun», erklärt er.
Ansätze, wie man diesen thermodynamischen Teufelskreis aufbrechen kann, gibt es mehrere. Eine einfache, aber wirkungsvolle Effizienzsteigerung liefert die Gebäudehülle: «Als wir den Stall gebaut haben, haben wir eine 60 Millimeter dünne Decke gebaut. So etwas ist heute gar nicht mehr erlaubt», so Zürcher. Als erste Effizienzmassnahme hat er deshalb sämtliche Fenster ausgewechselt, die Isolation der Decke auf 120 Millimeter verdoppelt und komplett geschäumt, sprich luftdicht gemacht. «Den Energiebedarf konnten wir allein durch diese Massnahme um mehr als 20 Prozent senken, da die Wärme nicht mehr entweicht und weniger Feuchtigkeit eindringt.» Das entspricht einer durchschnittlichen Reduktion von 15 Tonnen CO2 pro Jahr.
Doch die Gaskanonen liefen weiter. Gerade in kalten Monaten waren sie im Dauerbetrieb, der Gasverbrauch entsprechend verbesserungsbedürftig. Die Lösung: eine Bodenheizung. Dadurch, dass dort geheizt wird, wo die Wärme gebraucht wird – nämlich am Boden beim Tier –, kann die Heizleistung fast halbiert werden. Eine Massnahme, die sich nicht nur energetisch lohnt und das Budget schont, sondern auch die Hühner freut. Denn «wie wir Menschen haben auch die Hühner nicht gerne kalte Füsse», schmunzelt Zürcher.
Mit den hohen Heizkosten und dem dadurch verbundenen CO2-Ausstoss suchte auch Erich Jungo für seinen Betrieb in Düdingen nach einer besseren Lösung. Bereits zwei Jahre nach dem Bau der Geflügelmasthalle investierte er deshalb in einen Wärmetauscher. Und punktet damit gleich zweifach. Die Zuluft von aussen wird über den Wärmetauscher durch die warme Stallabluft vorgewärmt. Dadurch wird für die Wärmeerzeugung einerseits weniger Energie gebraucht und somit weniger CO2 ausgestossen. Andererseits ist die Luft, die durch den Wärmetauscher geht, weniger feucht. «Weniger Feuchtigkeit bedeutet ein trockneres Klima. Dadurch muss ich dem Stall weniger Feuchtigkeit entziehen und weniger heizen», erklärt Jungo.
Der Teufelskreis im Heizsystem ist durchbrochen, der CO2-Ausstoss vermindert. Das war ihm aber nicht genug. Just in diesem Jahr nahm er seine Holzschnitzelheizung in Betrieb und verbannte auch den letzten Verbrauch an fossilen Brennstoffen vom Hof. «Die Holzschnitzelheizung gibt weder CO2 noch Feuchtigkeit ab. Wir müssen also weniger lüften und sparen dadurch auch noch Strom», sagt Jungo und ergänzt, dass er diese Massnahme getroffen habe, um seine Vision von einer ökologischen und lokalen Produktion zu verwirklichen. Wirtschaftlich rechnen tut sie sich nicht – zumindest noch nicht. Was sich für beide Landwirte rechnet ist die lokale Produktion von Strom. Jungo, der heute sämtliche Energieträger betriebsintern erzeugt, hat seinen Geflügelstall und das Gebäude der Holzschnitzelheizung mit Fotovoltaikanlagen ausgestattet. Bei Zürcher ist die Remise von Solarmodulen eingekleidet, der Geflügelstall folgt in den nächsten Jahren.
EIN LICHT(LEIN) GEHT AUF
Apropos Strom: Dass die LED-Technik in der Energieeffizienz stark ist, wissen die Landwirte. Aber ein falsches Lichtspektrum beeinflusst das Verhalten der Tiere negativ. «Stimmt das Licht nicht, werden die Hühner nervös», so Jungo. Einem Kollegen aus der Gruppe GMDK sei genau das passiert. «Die Lampen mussten wieder abmontiert werden.» LED wird immer noch heiss diskutiert in der Gruppe. Jungo, der selbst auch auf LED-Lampen umgesattelt hat, weiss: «Auch Misserfolge bringen wertvolle Erkenntnisse.» Gerade Kleinbetriebe seien auf den Austausch mit anderen angewiesen, um zu lernen und Fehlinvestitionen zu vermeiden.
Der CO2-Wert muss tief sein – für den Betrieb und das Tierwohl im Stall.
Markus Zürcher, Landwirt und Betriebsökonom
Dieser wertvolle Austausch macht die Gruppe aus. Einmal jährlich – auf halber Strecke zwischen der Ost- und Westschweiz im Kanton Aargau – treffen sich die Landwirte zu ihrer Generalversammlung. Generalversammlung? Ja. Die Gruppe GMDK hat 2017 den gleichnamigen Verein gegründet, um die Prozesse und die Administration in der Gruppe möglichst reibungslos zu gestalten. Unter der Leitung von Präsident Jungo, Zürcher und EnAW-Berater Krummenacher tauschen sich die Landwirte über neue Projekte, die aktuelle Gesetzeslage sowie die Finanzierungsmöglichkeiten aus. Es wird rege und konstruktiv diskutiert. «Wir stellen diesen Mehrwert des Wissenstransfers allen Mitgliedern zur Verfügung», sagt Jungo. Die Entscheidungsfreiheit betreffend Massnahmenumsetzung liege aber bei jedem Mitglied selbst – ein Aspekt, den Jungo und Zürcher mehrfach betonen. Es werde nicht einfach ein Versuchskaninchen erkoren, um neue Massnahmen umzusetzen. «Das ist gar nicht nötig», sagt Zürcher. Denn einer sei immer an einer Massnahme dran. Auch entwickeln die Mitglieder eigene Ideen und neue Ansätze, die wiederum allen anderen etwas bringen könnten.
Diskutiert werden sie dann an der GV, mit der geschätzten fachlichen Beurteilung durch den EnAW-Energiespezialisten Krummenacher. Ob die Zweisprachigkeit denn gar kein Hindernis sei? Im Gegenteil. Das schweizweite Netzwerk sei sogar eine Chance. «Wir sind trotz Sprachbarrieren ein Miteinander », meint Jungo. Und wenn es doch mal hapern sollte, schlüpft der Präsident einfach in die Dolmetscherrolle. Auch Zürcher freut’s: «Diese Eigendynamik, die sich bei uns eingebürgert hat, die ist wirklich sehr sympathisch.»
Die Gruppenarbeit bietet noch mehr Vorteile als der reduzierte CO2-Ausstoss und die gesteigerte Energieeffizienz. Der regelmässige Austausch im Verein helfe, eine Betriebsblindheit zu unterbinden. «Wir befassen uns mit dem Energiethema und verschiedenen Massnahmen, werden nachhaltiger und sparen Geld – das ist das, was uns verbindet», meint der Präsident. Der Verein animiere dazu, auch mal ein Projekt umzusetzen, mit dem einer allein sich nicht befassen würde. Er ist überzeugt: «Diese Gruppendynamiken sind sicherlich ein Grund, weshalb unsere Zahlen so gut sind.» Ein zusätzlicher Motivator, um Effizienzmassnahmen umzusetzen, liefere die Rückerstattung der CO2-Abgabe. Im Jahresdurchschnitt erhält die Gruppe rund 80 000 Franken rückerstattet – Schweizer Franken, die wiederum in die Verbesserung der Energiebilanz investiert werden. Wie der Betrag aufgeteilt wird?
«Aufgrund des Solidaritätsgedankens in der Gruppe haben wir uns gegen einen Verteilschlüssel mit Provision entschieden. Das würde den falschen Anreiz setzen», findet Zürcher. Es gibt eine Pauschale nach dem Solidaritätsprinzip, die jeder bekommt. Denn es braucht die «kleinen» wie auch die «grossen» Verbraucher. Der Rest wird je nach Fläche des Stalls aufgeteilt. Jungos Gesamtbilanz: «Mit den gemeinsamen Effizienzsteigerungen machen wir etwas Nachhaltiges für die Region, bleiben wettbewerbsfähig, verbessern das Image und kurbeln die bilaterale Vernetzung unter Gleichgesinnten an.» Die Gruppe Geflügelmastbetriebe Dritter Kraft (GMDK) steht also für viel mehr, als reine CO2– und Kilowattstundenreduktionen.
Im Interview mit Stefan Krummenacher, Mitglied der EnAW-Geschäftsleitung und Bereichsleiter
Adrian Zimmermann und ich versuchen, Prozesse anzustossen, indem wir Daten vergleichen. Wir vergleichen beispielsweise einen Stall mit und ohne W.rmerückgewinnung und zeigen an der Generalversammlung dann auf, was die Landwirte mit der Massnahmenumsetzung gewinnen können. Auch beobachten wir den Markt: Was funktioniert in anderen Ställen, beispielsweise in einem Viehstall? Kann man etwas «abkupfern»? Wir orientieren uns dabei auch an anderen Branchen. Wenn wir neue Ideen oder Ansätze haben, bringen wir sie an die Generalversammlung mit. Die Erfahrung zeigt, dass vieles, was in grösseren Betrieben funktioniert, unter den richtigen Rahmenbedingungen auch im Kleinbetrieb funktioniert.
Nein, das wäre mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Die PinCH-Analyse kommt dann zum Zuge, wenn die Energieflüsse komplexer werden. Das ist eher in grösseren Betrieben der Fall, wie beispielsweise bei den Grastrocknern. Die landwirtschaftliche Energie-Modell-Gruppe der Grastrockner und die Gruppe Käsereien (Fromarte) haben uns übrigens zur Initialisierung der Gruppe GMDK inspiriert.
Für mich gibt es drei Gründe. Erstens haben die Betriebe tatsächlich etwas davon. Die CO2-Reduktionen sind beträchtlich und die finanziellen Rückflüsse erfreulich. Das Geld investieren die Landwirte häufig in neue Massnahmen, was auch zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit beiträgt. Der zweite Punkt ist der gesellschaftliche Aspekt: Das jährliche Zusammenkommen an der Generalversammlung ermöglicht einen regelmässigen Erfahrungsaustausch, fördert die gegenseitige Motivation und kurbelt Diskussionen rund um Energiethemen an. Gerade im Erfahrungsaustausch zeigt sich der Vorteil der Gruppenintelligenz gegenüber der Einzelintelligenz sehr schön: Die Teilnehmer sind wirklich motiviert, auch neue Wege zu gehen. Drittens profitieren alle: die Landwirte, die EnAW und die Umwelt. Das ist einfach EnAW vom Feinsten!
Eindeutig! Allerdings müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein. Die Gruppenmitglieder müssen in der Energieintensität und der Betriebsstruktur eine gewisse Homogenität haben. Dann braucht es eine tragfähige Struktur, in der die Gruppe beheimatet ist.
26.03.2024
Der dominierende Verwendungszweck von Brennstoffen in der Industrie, die Prozesswärme, spielt bei der Dekarbonisierung bisher nur eine Nebenrolle. Fünf Schritte, wie der Prozessenergieverbrauch markant reduziert und auf CO2-freie Energieträger umgestellt werden kann.
In den nächsten 30 bis 50 Jahren sollen Wirtschaft und Gesellschaft unter dem Strich keine Klimagase mehr emittieren, so das Ziel der Schweizer Netto-Null-Klimapolitik. In vielen Szenarien und Instrumenten, die sich auf die Realisation der Dekarbonisierung in diesem Zeitfenster beziehen, wird die industrielle und gewerbliche Prozesswärme am Rande oder gar nicht erwähnt. Dies, obwohl Prozesswärme der dominierende Verwendungszweck von Brennstoffen in der Industrie ist. So beträgt der Anteil an Prozesswärme bei den Unternehmen der EnAW deutlich mehr als zehn Terrawattstunden pro Jahr und dürfte um die 70 Prozent des industriellen Brennstoffverbrauchs aller EnAW-Teilnehmer ausmachen. Wird die Prozesswärme also vernachlässigt? Die Dekarbonisierung von Prozessen und der Prozesswärme ist für einen Grossteil der Unternehmen in den kommenden Jahrzehnten eine Herausforderung. Aber wenn die Bereitstellung und Anwendung von «zukunftstauglicher» Prozesswärme clever, differenziert, systematisch und vorausschauend angegangen wird, ist die Dekarbonisierung realistisch. Weil aber die Massnahmenumsetzung teilweise Jahrzehnte dauert, sollte die Planung nicht auf die lange Bank geschoben werden.
Die langfristig CO2-freie Produktion erfordert Massnahmen und Entwicklungen auf verschiedenen Ebenen. Der Prozessenergieverbrauch kann durch Effizienzsteigerungen, Wärmerückgewinnung in und zwischen den Prozessen, Prozessoptimierungen, Prozessumstellungen, Produktanpassungen und Mehrfachverwendung der Rohstoffe (Kreislaufwirtschaft) und Abwärmenutzung zwischen Betrieben minimiert werden. Die erforderlichen Temperaturen für die Produktion können durch Prozess- und Produktanpassungen gesenkt werden. Der verbleibende Wärmebedarf kann durch CO2-freie oder CO2-arme Energieträger gedeckt werden. Fünf Schritte sind bei der Umsetzung einer CO2-freien Produktion Erfolg versprechend:
1. Effizienzsteigerungen
Insbesondere bei der Umsetzung von Massnahmen in den Prozessen ist das Potenzial für die Reduktion des CO2-Ausstosses durch Effizienzverbesserungen immer noch hoch. Durch Betriebsoptimierungen, den Einsatz verbesserter Technologien und Innovationen, prozessinterne Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung mit PinCH-Design können die Emissionen heruntergefahren werden. Die Effizienzsteigerungsmassnahmen für den klimaschonenden Einsatz von Prozesswärme und Prozessen sind für viele Betriebe häufig auch die kosteneffizientesten Massnahmen.
2. Übergreifende Nutzungen und Netze
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.
3. Prozessumstellungen
In vielen Fällen können Prozesse auf weniger hohe Temperaturanforderungen, oft verbunden mit einem geringeren Energiebedarf, umgestellt werden. Solche Prozessumstellungen können sich lohnen, aber auch teuer und risikobehaftet sein. Entsprechend ist hier eine gewisse Zurückhaltung zu spüren. Begründungen wie: «wir lassen es so – so hat es immer funktioniert» oder «lass die Finger von den Einstellungen, das habe ich von meinem Vorgänger so übernommen» sind häufige und nachvollziehbare Reaktionen. In die Black-Boxen der Prozesse hineinschauen und dafür das nötige interne oder externe Fachwissen einsetzen, gewisse Risikobereitschaft und -fähigkeit, viel Innovation, Forschung und Entwicklung spielen für emissionsreduzierende Prozessumstellungen eine wichtige Rolle. Möglicherweise braucht es darüber hinaus Instrumente zur Absicherung von Risiken, um die Umsetzung von emissionsreduzierenden Prozessumstellungen anzustossen. Dies könnten Risikogarantien für grosse Technologiesprünge sein.
4. Produktumstellungen
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.
5. Substitution Energieversorgung durch erneuerbare Energien
Selbst wenn die bisher beschriebenen vier Ansätze zur Reduktion von Emissionen ausgereizt sind, wird noch ein grosser Bedarf an Prozesswärme auf verschiedenen Temperaturniveaus bestehen bleiben. Dieser Bedarf sollte möglichst mit CO2-freien Energieträgern gedeckt werden können. Die wesentlichen Herausforderungen bei den erneuerbaren Energien sind die Verfügbarkeit, die Gleichzeitigkeit, das Temperaturniveau, die Preisentwicklung sowie die nachhaltige Produktion von Biogas sowie synthetischen Gasen und Flüssigbrennstoffen aus erneuerbaren Quellen. Diese Reihenfolge obiger Massnahmenschritte ist, ähnlich wie im Gebäudebereich, theoretisch zu verstehen: Zuerst die Gebäudehülle optimieren und dann die neue Heizung mit erneuerbaren Energien betreiben. In der Praxis ist es oft anders, nicht zuletzt wegen der verschiedenen Lebenszyklen der Bauteile. Setzen die Unternehmen bei den Prozessen und der Prozesswärme an, sollte in jedem Fall mit den Effizienzsteigerungen begonnen werden. Weitere Massnahmenschritte können dann situationsbedingt eine unterschiedliche Reihenfolge einnehmen.
Die Dekarbonisierung der Prozesswärme ist nicht immer ganz einfach. Das lässt sich anhand von drei Beispielen gut aufzeigen. Eine genossenschaftlich organisierte Käserei in einer ländlichen Gegend am Rande einer Gewerbezone kann recht unkompliziert auf eine Schnitzelfeuerung mit Holz aus dem lokalen Forst umstellen. Allenfalls ist auch bereits eine Fernwärmeversorgung oder ein lokaler Wärmeverbund in der Nähe. Grund- und Spitzenlast würde wohl mit dem gleichen Kessel oder den Verbund abgedeckt werden. Holzkessel können ihre Leistung heute zwischen 100 bis 30 Prozent dem Bedarf anpassen. Die Käserei ist auf einen Schlag CO2-frei – so einfach kann es gehen. Rund 150 Käsereien, die von der EnAW bei der Umsetzung ihrer Dekarbonisierungsziele begleitet werden, haben das so gemacht, darunter auch grosse Unternehmen.
Die Dekarbonisierung von Prozessen und der Prozesswärme ist eine Herausforderung.
Etwas schwieriger könnte es in einer Gärtnerei werden. Nachts isolieren Energieschirme das Gewächshaus. Frühmorgens, wenn bei Sonneneinstrahlung die Energieschirme über den Kulturen eingezogen wird, entsteht kurzfristig eine grosse Spitzenlast. Mit einer Abwärmenutzung oder einer Erdsonden- bzw. Grundwasser-Wärmepumpe könnte dieser kurzfristige Energiebedarf nur über grosse Speicher bewerkstelligt werden. Ohne Speicher müsste zusätzlich ein Spitzenkessel zum Beispiel mit Biogas zum Einsatz kommen. Zudem muss die oben genannte Energiequelle überhaupt vorhanden und nutzbar sein. Allenfalls drängt sich gar eine Kulturumstellung auf oder die Gärtnerei fängt später im Jahr mit der Produktion an. Derartige Umstellungen können für einzelne Unternehmen einschneidend sein, sodass die Dekarbonisierung bei der Prozesswärme schon nicht mehr ganz so einfach ist.
Für einen Chemiebetrieb in urbaner Umgebung mit einer Vielzahl von kontinuierlichen und nichtkontinuierlichen Prozessen und sehr verschiedenen Temperaturanforderungen in den Prozessen wird es nochmals deutlich schwieriger. Grundsätzlich sollte nicht die höchste Temperaturanforderung auf dem Gelände dazu führen, dass das ganze Areal auf diesem hohen Temperarturniveau versorgt wird. Denn das verhindert nicht selten die Wärmerückgewinnung innerhalb der Prozesse, die Abwärmenutzung, ein mögliches Anergienetz, die Nutzung von Umweltenergie mittels Wärmepumpen oder die Verwendung von Solarthermie zur Vorwärmung oder Vollversorgung. Oftmals wird das Areal zentral durch eine einzige Heizzentrale mit einem Dampf- oder Heisswassernetz versorgt. Die hochtemperaturigen Wärmetauscher bei den Verbrauchern werden folglich klein dimensioniert. Dadurch können solche Netze später nicht ohne grössere Umrüstungen auf tiefere Temperaturen umgestellt werden, weil bei niedrigen Temperaturen die Wärmetauscherflächen grösser sein müssen.
Es bleiben Prozesse, die nur schwer dekarbonisiert werden können.
Eine Aufteilung in Versorgungs-Cluster nach Temperaturniveaus und Betriebszeiten mit unterschiedlichen Wärmeerzeugern wäre für viele Unternehmen sinnvoll. Die Erzeugung von Raumwärme sollte möglichst von der Prozesswärme getrennt werden. Ein gut saniertes Gebäude kann heute mit einer Vorlauftemperatur von 35 Grad Celsius bedient werden. Da braucht es keine Ölfeuerung, keine Gasheizung und auch keine Holzfeuerung. «Hochtemperatur-Energieträger» sollten Hochtemperaturanwendungen vorbehalten sein (keine Raumwärme, kein Warmwasser). Störend ist auch, wenn Grossanlagen zur Verstromung von Holz die entstehende Wärme nicht vollständig nutzen. Die Ressource Holz als Energieträger wird knapp werden.
Etwas Licht am Ende des Tunnels bringt die hoffentlich zunehmende Verfügbarkeit von Biogas sowie synthetischen Gasen und Flüssigbrennstoffen aus erneuerbaren Energien. Mit ihnen können hohe Temperaturen erzeugt werden. Sie sind deshalb gezielt dort einzusetzen, wo es hohe Temperaturen braucht und sie sind nachhaltig zu produzieren. Auch Fortschritte bei der Hochtemperatur-Wärmepumpe sind wichtig. Letztlich bleiben aber Prozesse, die nur schwer dekarbonisiert werden können. Dazu gehören Prozesse in der Petrochemie und solche, die geogene Emissionen freisetzen wie das Kalkbrennen.
Basierend auf dem oben beschriebenen 5-Schritte-Plan zeigen die Beraterinnen und Berater der EnAW den interessierten Unternehmen zugeschnitten auf die Situation des Betriebs auf, welche Massnahmen über die nächsten 30 Jahre freiwillig ergriffen werden können, um Prozesse und Prozesswärme so weit wie möglich emissionsfrei zu gestalten. PinCH-Analysen, wie sie auch vom Bund finanziell unterstützt werden, werden ein Schlüssel bei der Identifikation von Wärmerückgewinnung und Prozessumstellung sein. Die Massnahmen- und Kostenplanung sollte zwingend mit Life Cycle Cost-Betrachtungen (LCC) gemacht werden. Bei der entsprechenden Massnahmenplanung sollten auch die möglichen «non energy benefits» aufgezeigt werden, weil Teile der Massnahmen nach heutigen Gesichtspunkten und Rahmenbedingungen sonst nicht wirtschaftlich sein dürften. Mit «non-energy benefits» sind Effekte gemeint, die zusätzlich zu den Energiekosteneinsparungen wirken. Anstoss, diese Planungsdienstleistung der EnAW in Anspruch zu nehmen, könnten anstehende grosse Investitionen in Produktionslinien oder Produktionsstandorte sein oder das Interesse, Handlungsoptionen zu erkennen. Die Zukunft planen, eben! Mehr als 200 Unternehmen, die von der EnAW begleitet werden, haben die Dekarbonisierung in der Prozesswärme in Angriff genommen und eine umfassende Planung erstellen lassen oder setzen entsprechende Massnahmen bereits um. Andere haben das noch vor sich. «Geht nicht» geht gar nicht, würde Jacqueline Jakob sagen. Die vielen Praxisbeispiele in diesem Magazin zeigen, was möglich ist und wo die Herausforderungen liegen
«Erfahrungsgemäss übersteigt der Ertrag aus den Effizienzmassnahmen die Kosten für die Teilnahme am KMU-Modell um ein Vielfaches.» – Thomas Weisskopf, Co-Geschäftsführer, Energie-Agentur der Wirtschaft
Co-Geschäftsführer
26.03.2024
Ganz in der Nähe der hellen Fabrikhallen fliesst die Aare. Wegen der Nähe zum Fluss liegt der Grundwasserspiegel hier nur wenige Meter unter der Erde. Das macht sich die Schenker Storen AG zunutze und heizt ihre Gebäude mithilfe moderner Grundwasser-Wärmepumpen – ein Nachhaltigkeitsprojekt par excellence.
Einige Meter weiter hinten schlängelt sich der Fluss in Richtung Aarau. Dahinter ist der Kühlturm des Kernkraftwerks Gösgen zu erkennen. An einer kleinen Aareschlaufe im solothurnischen Schönenwerd liegen die Gebäude der Schenker Storen AG. Von aussen ist nur schwer zu erraten, an was in den Produktionshallen gewerkt wird, der Name aber lässt keine Zweifel. In der Schweiz ist die Firma eine feste Grösse: Jeder dritte Neubau enthält Produkte aus dem Hause Schenker Storen. Das Unternehmen vertreibt Lamellenstoren, Markisen, Pergolas, Klapp- und Schiebestoren und immer häufiger auch Steuerungssysteme für ein elektronisch gelenktes Zuhause. Im Showroom können sämtliche Produkte angeschaut und angefasst werden: Massanfertigungen in jeder erdenklichen Farbe, Insektenschutzrollos oder Lamellenstoren, die sich innert Sekunden automatisch hochziehen. Solche Systeme sollen den Menschen einerseits das Leben vereinfachen, andererseits zielen sie auf eine effizientere Energienutzung ab. Werden Storen systematisch eingesetzt, um im Sommer Sonnenlicht abzuhalten oder es im Winter einzulassen, verbessert das das Raumklima. Gleichzeitig wird Energie gespart, weil man weniger heizen oder kühlen muss. «Unsere Produkte sind also ökologisch», sagt Helmut Jehle, CEO der Schenker Storen AG: «Da liegt es in der Natur der Sache, dass wir auch im Betrieb nachhaltig und verantwortungsbewusst wirtschaften.»
Die Bemühungen um eine nachhaltige und energieeffiziente Produktion erkennt auch Patrick Fehlmann. Zusammen mit EnAW-Berater Daniel Meier berät er die Schenker Storen AG seit 2003 in deren Energie-Management: «Sie denken sehr langfristig und haben ihre Energie- und CO2-Bilanz während der letzten Jahre ständig verbessert.» Dieses Vorgehen entspricht der Zielvereinbarung zur Erreichung der Klimaziele, welche die Firma mithilfe der EnAW mit dem Bund abgeschlossen hat. Mit dem Neubau des Bürogebäudes wurde 2012 die erste Wärmepumpe in Betrieb genommen. Der günstigen Lage im Aaregebiet wegen entschied man sich für eine Grundwasser-Wärmepumpe. Dirk Gebauer ist verantwortlich für das Qualitätsmanagement im Unternehmen. Dazu gehört auch, die Produktion möglichst energieeffizient zu halten. «Das Grundwasser ist hier ganz nah, die Bohrungen sind nicht einmal zehn Meter tief», erklärt er. Das Wasser wird bei zwölf Grad Celsius abgepumpt und mit acht Grad Celsius wieder zurückgeführt. Dieser Unterschied reicht aus, um die Gebäude im Winter zu heizen. Im Sommer wird das Grundwasser zum Kühlen benutzt.
Wer Grundwasser nutzen möchte, muss eine Konzession lösen, welche die Menge des erlaubten Nutzungsvolumens regelt. Um noch stärker von fossilen Brennstoffen wegzukommen, seien weitere Lösungen diskutiert worden, erinnert sich Energieberater Fehlmann. Die Grundwasser-Konzession war nach dem Bau der ersten Wärmepumpe noch nicht ausgeschöpft und Versuche hatten ergeben, dass tatsächlich noch genug Wasser vorhanden war. Eine zweite Wärmepumpe wurde an den bestehenden Brunnen angehängt und 2018 eingeweiht. Gebauer führt aus: «Heute heizen wir sämtliche Gebäude hier am Standort mit Energie aus dem Grundwasser.» Seitdem die Wärmepumpe läuft, ist der Erdgasverbrauch um 54 Prozent zurückgegangen – und das bei steigender Produktion. Die Firma spart so jährliche Energiekosten im Wert von 20 000 Franken. Zwar steckt dahinter keine geringe Investition, aber CEO Jehle relativiert: «Natürlich müssen solche Massnahmen wirtschaftlich sein, aber hier sind wir durchaus bereit, längere Payback-Zeiten in Kauf zu nehmen.» Die Investition beeinflusst auch den CO2-Ausstoss der Firma: Die Emissionsziele aus der Zielvereinbarung werden jedes Jahr übertroffen.
Bei der Schenker Storen AG ist die Verbesserung der eigenen Nachhaltigkeit ein ständiges Thema. Die Beratung helfe dabei enorm, meint Gebauer: «Ohne die EnAW wäre unser Job schwieriger. Das sind Experten, die nochmals einen ganz anderen Blick auf das Ganze werfen.» Das rege viele Ideen an und sei sehr bereichernd. Im Gegenzug profitiert auch die EnAW von den umgesetzten Massnahmen: Das Vorzeigeprojekt in Schönenwerd könnte auch andere Unternehmen inspirieren. Solche Anschauungsbeispiele seien für die EnAW sehr nützlich, sagt Meier, «die gemachten Erfahrungen können wir dann andernorts weitergeben». Die Zukunft wird weitere Herausforderungen bringen, bei der Schenker Storen AG ist man mit der EnAW an der Seite aber gut dafür aufgestellt.
26.03.2024
Das Wichtigste in Kürze
Die Schenker Storen AG hat über die EnAW eine Zielvereinbarung mit dem Bund abgeschlossen und sich dazu verpflichtet, ihre Energieeffizienz zu steigern und den CO2-Ausstoss zu senken.
Mit einer neuen Grundwasser-Wärmepumpe konnte der Erdgasverbrauch für die Gebäudeheizung um über 50 Prozent im Vergleich zum Vorjahr gesenkt werden.
Dank der Zusammenarbeit mit der EnAW hat das Unternehmen seine Energieeffizienz und die CO2-Bilanz kontinuierlich verbessert und die vereinbarten Ziele bereits erreicht.