Bei der EnAW-Teilnehmerin Weibel & Co. AG ist seit Kurzem eine Software im Einsatz, die den Energieverbrauch steuert. Das Unternehmen aus Alberswil/LU kann dadurch nicht nur Energie sparen, sondern auch Geld.
Leistungsspitzen kosten im Betrieb enorm viel. Diese entstehen, wenn viele Maschinen zeitgleich eingeschaltet werden. Die App von Aliunid macht solche Spitzen sichtbar. Nach dem geplanten Neubau werden die Leistungsspitzen in die Anlagensteuerung integriert und bei Überschreitung einer definierten Limite muss ein Warnsignal ertönen. Das Signal macht die Mitarbeitenden der Tierfutterproduzentin Weibel & Co. AG in Alberswil darauf aufmerksam, dass eine zuvor definierte Leistungsgrenze erreicht ist. Damit soll die App verhindern, dass zusätzliche Maschinen eingeschaltet werden, wenn dies nicht nötig ist. So werden Leistungsspitzen vermieden. «Leistungsspitzen verursachen bei einem stromintensiven Betrieb wie einer Futtermühle hohe Stromrechnungen», sagt Betriebsleiter Lukas Stofer. Das Verhindern solcher Leistungsspitzen spare der Futtermühle bares Geld.
Stofer kann über die Software den Stromverbrauch zudem so einstellen, dass dieser eine bestimmte Limite nicht überschreitet. «Ich kann zum Beispiel festlegen, dass der Verbrauch um zehn Prozent unter demjenigen vom Januar 2023 liegen soll», so Stofer. Der Betriebsleiter kann so das Einschalten der Maschinen zeitlich steuern, etwa dass sie erst dann eingeschaltet werden, wenn die Leistung zurückgeht. «Der grosse Vorteil ist, dass ich den Verbrauch live überwachen kann», sagt Stofer. «Beim Stromanbieter gibt es ja immer eine Verzögerung von 15 Minuten. Dadurch können wir mit den Daten des Smart Meters nur wenig anfangen.» Auch bei Strommangellagen könne man die Situation einfacher managen. Mit der eingegebenen Limite hat man jederzeit einen Überblick, wie viel Strom bereits gebraucht wurde und wie viel man noch zur Verfügung hat.
Doch wie ist Stofer auf die Software gekommen? «Unser Strombroker hat mich auf diese Idee gebracht», berichtet der Betriebsleiter. «Dieser hatte moniert, dass die Daten, welche er bekomme, veraltet seien.» Die Datenerfassung für die Software sei unkompliziert gewesen, da die Wydenmühle schon Smart Meter habe.
Neben der Software hat die Weibel & Co. AG auch noch weitere Massnahmen ergriffen, um den Stromverbrauch zu senken. «Wir sind beispielsweise in dem Prozess, unsere Druckluftkompressoren zu ersetzen», sagt Stofer. Zudem hat der Betrieb eine Photovoltaikanlage installiert, von der er 95 Prozent des Stroms selber nutzt. «Und beim Ersetzen alter Maschinen achten wir darauf, auf neue Generationen von Motoren zurückzugreifen», so Stofer.
19.05.2022
National- und Ständerat haben einer Gesetzesvorlage zur Stärkung der Kreislaufwirtschaft zugestimmt. Diese soll Bund und Kantone dazu bringen, natürliche Ressourcen bei Produkten und Bauwerken zu schonen und Materialkreisläufe zu schliessen.
Gemäss dem neuen Gesetz müssen der Bund und die Kantone für die Schonung der natürlichen Ressourcen sorgen. Die im Ausland verursachte Umweltbelastung ist miteinbezogen. Zudem sollen Abfälle wiederverwendet oder stofflich verwertet werden, wenn dies technisch möglich und wirtschaftlich tragbar sei, wie es heisst. Das gilt vor allem für verwertbare Metalle, Abbruchmaterial, Phosphor aus Klärschlamm, Stickstoffe aus Abwasserreinigungsanlagen und für Abfälle, die zur Kompostierung oder Vergärung geeignet sind.
In den Räten war die Vorlage umstritten gewesen. So gab es beispielsweise Unstimmigkeiten bezüglich Kompetenz des Bundesrates. Eine Mehrheit der vorberatenden Kommission im Nationalrat wollte, dass die Landesregierung Detailhändler ausdrücklich anweisen darf, unverkaufte biogene Produkte Biogasanlagen zuzuführen, die Plastikverpackungen aussortieren können. Dieser Vorschlag fand keine Mehrheit.
06.03.2024
Mit unserem Angebot der Ressourceneffizeinz decken wir umfassend die ressourcensenkenden Potenziale in Ihrem Unternehmen auf, formulieren Reduktionsziele und konkrete Massnahmen, wie Sie die betriebliche Ressourceneffizienz etappenweise steigern. Unser Monitoring erleichtert Ihnen zudem die Erstellung der Nachhaltigkeitsreportings.
Auf Importe bestimmter Waren in die EU gilt seit vergangenem Herbst das CO2-Grenzausgleichsystem CBAM (Carbon Border Adjustment Mechanism). Mit diesem will die EU unter anderem verhindern, dass der CO2-Ausstoss ins Ausland verlagert wird. Auch Schweizer Unternehmen sind von der Regelung betroffen.
Angenommen, eine Schweizer Firma erwirbt von einem Unternehmen in Asien Eisen, Stahl, Zement, Aluminium, Düngemittel, Elektrizität oder Wasserstoff und veräussert das importierte Gut an ein Unternehmen in der EU. Seit vergangenem Herbst muss die betroffene Firma einen CBAM-Bericht einreichen. Und ab dem 1. Januar 2026 ist sie zusätzlich verpflichtet, CBAM-Zertifikate zu erwerben.
Dies wegen des CO2-Grenzausgleichssystems CBAM, das die EU per 1. Oktober 2023 eingeführt hat. Die Regelung soll eine CO2-Verlagerung ins Ausland (carbon leakage) unterbinden, aber auch gleich lange Spiesse im internationalen Wettbewerb schaffen. Zurzeit fallen nämlich rund 11 000 Herstellerbetriebe der vom CBAM betroffenen Rohmaterialien unter das Europäische Emissionshandelssystem (EHS). Für sie gelten teils strengere Regeln als für Betriebe, die nicht in der EU angesiedelt sind. Durch die zusätzliche CO2-Abgabe soll der nationale Markt wettbewerbsfähig bleiben. Vom CBAM befreit sind Sendungen, die einen Wert von 150 Euro nicht übersteigen.
Die EU hat eine Leitlinie für EU-Importeure und ein E-Learning in englischer Sprache publiziert. Darin wird der CBAM detailliert erklärt.
01.02.2024
Übernächste Woche ist es wieder so weit: Das Energy Science Center (ESC), Kompetenzzentrum der ETH Zürich für Energieforschung und -bildung, organisiert seine jährliche Energiekonferenz Energy Week @ ETH.
Die Veranstaltung findet von Montag bis Freitag, 4. bis 8. Dezember, an der ETH Zürich und online statt. Es ist bereits die siebte Ausgabe der Energy Week. Sie bietet ein breites Spektrum an Aktivitäten: ein Symposium, Design-Thinking-Workshops für Studierende und Fokus-Dialoge. Zusätzlich ist sie in diesem Jahr auch eine Plattform für die Partnerveranstaltungen DemoUpCARMA Closing Event und Energy Data Summit.
Seit 2017 organisiert das Energy Science Center jährlich eine Energiekonferenz: Von 2017 bis 2019 war dies ein eintägiger Energy Day @ ETH, ab 2020 wurde die Veranstaltung vergrössert und ist nun die Energy Week @ ETH.
Wer an der diesjährigen Energy Week teilnehmen möchte: Bis 29. November kann man sich noch anmelden. Die Teilnahme ist kostenlos.
01.02.2024
Dekarbonisierung der Wärme in der Industrie ist ein permanentes Thema. In diesem Bereich lanciert EnergieSchweiz eine Projektausschreibung. Sie steht allen offen, egal ob Ingenieurbüro, Fachschule, Fachhochschule, Unternehmen oder Start-up-Unternehmen. Wer also ein innovatives oder vorbildliches Projekt im Bereich Dekarbonisierung der Industriewärme hat und Unterstützung sucht, kann einen entsprechenden Antrag bis zum 15. Juli einreichen.
01.02.2024
Wärmeschutz und Gesamtenergiebedarf sind zwei wichtige Elemente, wenn ein Gebäude effizient betrieben werden soll. Mit Blick auf die Klimaerwärmung wird vor allem der sommerliche Wärmeschutz an Bedeutung gewinnen und auch die graue Energie wird in der Betrachtung wichtiger werden. Wie gelingt es, die verschiedenen Themen zu strukturieren und beste Lösungen für Ihr Gebäude zu finden?
Der schweizerische Gebäudepark ist aktuell für rund 40 % des Endenergiebedarfs der Schweiz und ein Drittel des inländischen CO2-Ausstosses verantwortlich (BFE, 2022). Gebäude stellen somit in der Energie- und Klimastrategie des Bundes ein zentrales Element dar, um die ambitionierten Klimaziele Netto-Null bis 2050 zu erreichen. Bei einer Gebäudelebensdauer von 50 bis 80 Jahren ist ebenfalls Fakt, dass wir heute die Gebäude für morgen und übermorgen bauen oder sanieren. Eine Studie des Amtes für Umwelt und Energie des Kanton Basel-Stadt geht davon aus, dass sich die Tropennächte je nach Klimaszenario in den kommenden 20 bis 30 Jahren verdoppeln oder gar vervierfachen werden (AUE Basel, 2021). Daher stellt sich die Frage: Wie optimieren wir unsere Neubauten und Sanierungen im Hinblick auf die künftigen Anforderungen?
Vereinfacht ausgedrückt wird der Energieverbrauch eines Gebäudes bestimmt durch die Summe aus der Qualität der Gebäudehülle (Wärmeschutz), der Effizienz der Gebäudetechnik, einem effizienten Betrieb und der Nutzung beziehungsweise des Nutzerverhaltens. In den 90er-Jahren kam die Idee auf, dass eine kompakte und gedämmte Gebäudehülle ein Gebäude energetisch effizienter macht. Für Wohngebäude stimmt dies bis heute. Moderne energieeffiziente Gebäude sind so konstruiert, dass im Innern erzeugte Heizwärme möglichst nicht nach draussen dringt und sich gleichzeitig das Gebäude bei intensiver Sonnenbestrahlung nicht unangenehm für die Bewohnerinnen und Bewohner aufheizt. Anders gesagt: Im Winter soll die gemütliche Wärme möglichst vollständig im Gebäudeinneren verbleiben; in der sonnigen Jahreszeit soll die Sommerhitze nach Möglichkeit draussen bleiben und nicht ins Gebäudeinnere vordringen. Die wesentlichen baulichen Massnahmen, um den Energieverlust in der kalten Jahreszeit vorzubeugen, liegen in der Luftdichtigkeit und Dämmung der Aussenhülle des Gebäudes, der Verwendung von mehrfachverglasten Fenstern sowie in der Vermeidung von Wärmebrücken und der effizienten Nutzung von solaren Gewinnen. Umgekehrt im Sommer: Dann tragen Verschattungen und kleinere Fensterflächen zur Kühlung des Gebäudes bei. Und damit sind wir auch schon beim Zielkonflikt angelangt.
Bei heutigen Neubauten im Dienstleistungsbereich, in welchen oft hohe interne Abwärme vorhanden ist, ist Isolation nur bis zu einem gewissen Punkt hilfreich. Räume in Spitälern, Büro- und auch Industriegebäuden, in welchen Prozesse und Gerätschaften stehen und sich vor allem auch viele Personen aufhalten, erhalten einen grossen Teil der Heizleistung im Winter durch interne Wärmeabgabe. Gleichzeitig gibt es im selben Gebäude beispielsweise Bettenzimmer oder Lager- und Verkehrsflächen, welche weniger interne Lasten besitzen und stärker beheizt werden müssen. Die interne Abwärme bedarf einer Verteilung innerhalb des Gebäudes und für die Dämmung der Gebäudehülle muss ein Optimum gefunden werden.
Nicht erst seit dem Sommer 2022 ist der sommerliche Wärmeschutz und die Hitzeminderung im und am Gebäude in aller Munde. Immer grösser werdende Fensterflächen erhöhen den Bedarf an einem funktionierenden sommerlichen Wärmeschutz. Grosse Fenster bringen im Winter solare Gewinne und viel Tageslicht, sind aber im Sommer auch verantwortlich für eine mögliche Überhitzung der Räume. Neben der Gebäudedämmung sind Sonnenschutzverglasungen und Verschattungskonstruktionen wesentliche Elemente für einen funktionierenden sommerlichen Wärmeschutz.
Es scheint klar, dass ein Optimum über das ganze Jahr gefunden werden muss. Dabei sollten vor allem kritische Räume mit hoher interner Abwärme sowie hohen Glasanteilen betrachtet werden. Mit Hilfe von thermischen Simulationen können Parameter wie Fensteranteil, g-Wert oder Sonnenschutz optimiert werden. Die Grundlage bildet der Simulationsnachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach SIA 180. Hier kann die Architektur, über die vereinfachten baulichen Anforderungen hinaus, das Design bestimmen. Die Abbildung zeigt, dass mit einer Reduktion des Fensteranteils und der Installation eines aussenliegenden Sonnenschutzes der vorgeschriebene thermische Komfort eines Raumes erfüllt werden kann.
In der Gebäudeplanung der Zukunft sollte die Analyse aus den genannten Gründen vertieft werden. Eine ideale Lösung bei Gebäuden mit hohen internen Lasten kann nur mit einer Gebäudesimulation gefunden werden, welche nicht nur den sommerlichen Wärmeschutz, sondern auch den Gesamtenergiebedarf in der Jahresbilanz, inkl. Erzeugung Wärme/Kälte, Geothermie usw., optimiert. Beides ist für eine Zertifizierung nach MINERGIE-P zwingend notwendig, weshalb das Label auch für Dienstleistungsbauten mit hohen internen Lasten zu empfehlen ist.
Je besser der energetische Standard von Gebäuden wird, desto weniger Emissionen werden im Betrieb ausgestossen – die gebäudebezogenen Emissionen steigen jedoch. Gemäss einer Studie von Röck et al. (2020) liegt der Anteil der grauen Emissionen von energieeffizienten Gebäuden bei rund 50 %. Gemäss ecobau können die grauen Emissionen um bis zu 30 % gesenkt werden, wenn das Thema Umweltbelastung der einzelnen Bauteile von der strategischen Planung bis zur Realisierung bei Neubauten und Sanierungen konsequent berücksichtigt wird. Mit Minergie-P-ECO, Standard Nachhaltiges Bauen Schweiz (SNBS), Schweizer Gesellschaft für Nachhaltige Immobilienwirtschaft (SGNI) oder beispielsweise das deutsche Pendant DGNB haben bereits diverse Labels einzuhaltende Grenz- und zu erreichende Zielwerte der grauen Energie definiert. Einzig der SIA Effizienzpfad (Merkblatt 2040) fordert in Bezug auf CO2-Emissionen bei der Erstellung einen ambitiösen Grenzwert, jedoch zusammen mit der Betriebsenergie.
Es zeigt sich, dass ein Bau oder eine Sanierung eines Gebäudes immer einer individuellen Betrachtung bedarf. Die Nutzungen, Standorte und Gegebenheiten sind zu verschieden, als dass eine einfache Empfehlung genügen könnte. Labels und Berechnungstools können die Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger unterstützen, die richtigen Weichen für ein Bauprojekt zu stellen, sodass ihr Gebäude für die kommenden 80 Jahre die besprochenen Anforderungen erfüllen wird.
Über den Autor
Martin Mühlebach, MSc. Energy Science and Technology ETH, ist stellvertretender CEO der Lemon Consult AG und Berater der Energie-Agentur der Wirtschaft.
Quellen:
Amt für Umwelt und Energie des Kanton Basel-Stadt, 2021: https://www.bs.ch/dam/jcr:07f9630a-e468-440d-bc96-4358b867db4f/Bericht-Anpassung-an-den-Klimawandel-im-Kanton-Basel-Stadt-2021.pdf
BFE, 2022: https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/effizienz/gebaeude.html
Röck, M. et al., 2020: Embodied GHG emissions of buildings – The hidden challenge for effective climate change mitigation: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261919317945
01.02.2024