Dolmetscher der Wissenschaften

Herr Schaffner, was begeistert Sie an Ihrer Arbeit?

Wir bringen die verschiedensten Disziplinen zusammen, um gemeinsam zu forschen. Die grossen Herausforderungen der Energiesysteme lassen sich nicht disziplinär lösen. Weder Maschinenbauer*innen noch Ökonom*innen oder Physiker*innen können die allesumfassende Lösung für die Energieproblematik finden. Das schaffen wir nur alle gemeinsam. Die ETH ermöglicht die interdisziplinäre Zusammenarbeit und das begeistert mich.

Welches war für Sie die bisher überraschendste Erkenntnis dabei?

Gebäudeisolation, Home Automation, Stromnetz, Gasnetz, Kältenetz, Speicheranlagen – in all diesen Bereichen gibt es viele spannende Ideen und Projekte. Das ganz grosse Potenzial steckt aber darin, all diese Systeme zusammenzuführen. Das Überraschende war für mich, wie komplex dieser Prozess ist. Hier prallen Welten aufeinander, denn oft sprechen Wissenschaftler*innen nicht die gleiche Sprache.

Haben Sie ein Beispiel dafür?

Wenn es um die Modellierung künftiger Energiemärkte geht, sprechen wir von einem dynamischen System. «Dynamisch», das spielt sich für Ingenieur*innen im Sekundenbereich ab. Bei den Ökonom*innen geht es aber um Jahre bis Dekaden. Diese Welten zu vereinen, ist eine der grossen Herausforderungen unserer Energiezukunft.

Eine andere ist die Energiestrategie 2050. Wie schätzen Sie ihre Erfolgschancen ein?

Was heisst Erfolg?

Was heisst es für Sie?

Ich für meinen Teil messe den Erfolg der Energiestrategie nicht so sehr daran, ob man sie genauso umsetzen kann, wie sie geplant ist, sondern an den Innovationen, die aus ihr entstehen.

Innovation ist gleichbedeutend mit Erfolg?

Es wäre doch ein Erfolg, wenn Innovationen beflügelt würden! Wenn wir zeigen könnten, was zu einem angemessenen Preis möglich ist! Die Schweiz hat hier grosses Potenzial. Das ist unsere Chance, Schweizer Innovationen weltweit zu exportieren und als Pionierland zu fungieren. Das passiert natürlich nicht in wenigen Jahren, aber die Schweiz hat schon gezeigt, dass sie das kann. Viele Innovationen, zum Beispiel in der Gebäudetechnik oder bei neuen Wärmepumpen, sind während und nach der Erdölkrise in unserem Land entstanden.

Als Mitglied des Investitions-Komitees des Smart Energy Innovationsfonds von Energie 360° haben Sie auch Einblicke in die Praxis: Wie funktioniert Innovation bei Start-ups?

Es gibt derzeit viele spannende Start-ups im Energiebereich, auch einige von der ETH Zürich. Sie haben die Möglichkeit, neue Technologien in relativ kurzer Zeit in den Markt zu bringen. Diese Dynamik macht es so spannend, denn wir können dann beobachten, was funktioniert und was allenfalls eben auch nicht.

Welche Innovationen könnten die Energieversorgung in den kommenden Jahren revolutionieren?

Da wird es einige geben. Die ganz grossen Innovationen erwarte ich aber gar nicht so sehr bei den einzelnen Technologien, sondern in deren Zusammenführung. Wie können die verschiedenen Bausteine unserer Energieversorgung miteinander sprechen und so besser zusammenarbeiten?

Sie dolmetschen also nicht nur zwischen den Wissenschaften, sondern auch zwischen den Systemen?

Ja, es geht in diese Richtung. Mit dem sogenannten Energy-Hub-Ansatz betrachten wir das Quartier der Zukunft ganzheitlich: von der bestehenden Infrastruktur über die Gebäude bis hin zum Energieverbrauch. Aus all den gewonnenen Erkenntnissen entwickeln wir in einem grossangelegten Forschungsprojekt ein Werkzeug, das berechnen soll, wann und wie die verschiedenen Energien optimal eingesetzt werden könnten, um das optimale Zusammenspiel zu erreichen. So lässt sich die Energieeffizienz massiv steigern.

Wie genau funktioniert das?

Die optimale Energieversorgung eines Gebäudes ändert sich je nach äusseren Umständen und Jahreszeit. Manchmal macht es Sinn, aus Strom Wärme zu produzieren, ein andermal verwandelt man Strom besser in Gas, um ihn speicherbar zu machen. Gesucht ist das System der Systeme, das feststellt, wann mit welchem Energieträger welche Energie produziert werden sollte. So lässt sich beispielsweise Wärme aus dem Sommer in den Winter retten oder winterliche Kälte für den Sommer speichern.

Wann könnten solche Ideen umgesetzt werden?

Das passiert nicht von heute auf morgen, nicht zuletzt aufgrund der langen Investitionszyklen im Energiebereich. Unsere Arbeit wird wohl erst in 10 bis 20 Jahren so richtig in der Praxis verankert sein.

Wie können die verschiedenen Systeme verbunden werden?

Hier geht es vor allem um Daten und die Frage, wie sie genutzt werden können. Das Internet of Things, also die Verbindung von Gegenständen mit einer Art Internet, aus dem sie selbständig Informationen abrufen können, wird sowohl in den Gebäuden als auch in unseren Energienetzen viel bewegen.

Was ist nötig, damit sich solche Smart-Energy-Lösungen durchsetzen können?

Was wir schon haben, sind intelligente Lösungen in einzelnen Gebäuden oder in den Verteilnetzen. Jetzt geht es darum, Daten zwischen den Gebäuden und Netzen auszutauschen. Dieser Schritt braucht nicht nur technische Neuerungen, sondern er bringt vor allem eine Menge Fragen und regulatorische Herausforderungen mit sich. Welche Daten werden ausgetauscht? Wer hat Zugriff und wer hat die Hoheit bei der Steuerung der Systeme? Neben den technischen Innovationen, die wir dafür brauchen, haben wir hier grossen Klärungsbedarf.

Innovationen sind ein Treiber für die Energiezukunft – wie sieht es mit bewährten Technologien aus? Welche Rolle wird Erdgas noch spielen?

Besonders in der Umstellungszeit muss Erdgas auf ganz verschiedenen Ebenen eine wichtige Rolle übernehmen. Gaskraftwerke haben beispielsweise viele Vorteile gegenüber Kohlekraftwerken: Gas stösst deutlich weniger CO₂ und fast keinen Feinstaub aus, ist flexibler in der Anwendung und noch dazu ist die Technologie weniger kapitalintensiv.

Und nach der Umstellungszeit?

Langfristig führt kein Weg um eine CO₂-neutrale Energieversorgung herum. Wir müssen weg von den fossilen Brennstoffen – das gilt auch für Erdgas. Aber die Gasnetze werden künftig nicht mehr nur fossiles Erdgas transportieren – wir reden hier von Biogas, Power-to-Gas, Wasserstoff.

Welche Bedeutung messen Sie Biogas bei?

Biogas ist ein wichtiger Bestandteil der Energiestrategie und der Zukunft der schweizerischen Energieversorgung. Die vorhandenen Ressourcen müssen wir nutzen. Hier ist zwar noch Luft nach oben, doch die Biomasse ist nicht unbegrenzt.

Neue Technologien wie Power-to-Gas verschieben diese Grenzen erheblich.

Genau. Das ist ganz klar eine Technologie mit Potenzial für die Zukunft. Das Verfahren könnte die Problematik der Langzeitspeicherung von erneuerbarem Strom lösen. So könnten wir erneuerbare Energie vom Sommer für den Winter speichern. Die grosse Herausforderung ist die Wirtschaftlichkeit. Pilotprojekte wie die Zusammenarbeit zwischen dem Paul Scherrer Institut und Energie 360° in der Biogas-Aufbereitungsanlage Werdhölzli sind da sehr spannend.

Wie kann man die Endverbraucher*innen davon überzeugen, nachhaltiger zu handeln?

Das ist eine spannende Frage. Viele Umfragen und Forschungsprojekte drehen sich um diese Problematik. In erster Linie geht es um Akzeptanz, denn Eigentümer*innen haben nur wenig Anreiz, ihr Heizsystem effektiver zu gestalten. Es braucht also zusätzliche Anreize wie den zusätzlichen Komfort durch ein besseres Raumklima. Wichtig sind auch Demonstrationsanlagen. Wir müssen schlüsselfertige innovative Lösungen ohne Risiko bieten – das Energie-Contracting, das Energie 360° für Grosskunden anbietet, wäre auch im Privatkundenbereich spannend. Indem wir innovative Lösungen ohne Risiko oder zusätzlichen Aufwand anbieten, können wir die Verbreitung von Innovationen beschleunigen und damit nachhaltiges Handeln unterstützen.

Beruflich beschäftigen Sie sich fast ausschliesslich mit Nachhaltigkeit – welchen Stellenwert hat das Thema für Sie persönlich?

Es ist im Alltag immer präsent: Wir kaufen saisonale und regionale Produkte, schrauben den Fleischkonsum zurück und sind auch sonst darauf bedacht, ressourcenschonend zu leben. Das beginnt bei wichtigen Entscheidungen wie der Wohnungswahl: Wir haben unseren Wohnort so gewählt, dass die Wege im Alltag kurz und gut mit dem ÖV zu bewältigen sind.