10 Technologien für die Energiezukunft

Die Technologien sind vorhanden – doch gilt es, sie optimal zu nutzen. Wir stellen 10 vielversprechende Lösungen vor, die zu einer nachhaltigen Energiezukunft beitragen.

Auf einem Laptop-Screen erläutert ein Mann integrale Energielösungen von Energie 360° und die Nutzung von Synergien zwischen Wärme, Kälte, Strom und Mobilität (Sektorkopplung)

Kurzzeitspeicher

Wie funktioniert die Technologie?

Kurzzeitspeicher speichern Energie über einen Zeitraum von wenigen Sekunden bis zu einem Tag.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Kurzzeitspeicher glätten das «Ungleichgewicht» zwischen Produktion und Nachfrage innerhalb eines Tages und tragen so zu einer besseren Verteilung der Spitzenlasten bei. Bei Areallösungen erhöht sich auf diese Weise die lokale Nutzung des Photovoltaik-Stromes vom Dach und somit der Eigenverbrauchsgrad von Strom.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Unter anderem Batteriespeicher und Pumpspeicherkraftwerke.

Wie etabliert ist die Technologie?

Batteriespeicher sind in verschiedenen Grössen, Kapazitäten sowie Technologien (zum Beispiel Lithium-Ionen, Redox-Flow, Salzspeicher) für industrielle und private Anwender am Markt erhältlich. Pumpspeicherkraftwerke sind in der Schweiz seit vielen Jahren etabliert.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Stationärer Batteriespeicher aus Second-Life-Batteriezellen für die integrale Energie- und Mobilitätslösung der Überbauung Arrivo in Kloten. Pumpspeicherwerke zum Beispiel Linth-Limmern im Kanton Glarus.

 

Wohnüberbauung Arrivo in Kloten mit einer integralen Energie- und Mobilitätslösung von Energie 360°.

Die Wohnüberbauung Arrivo in Kloten erzeugt dank einer Energie- und Mobilitätslösung von Energie 360° 100% erneuerbare Energie.

Langzeitspeicher

Wie funktioniert die Technologie?

Langzeitspeicher speichern Energie nicht nur über einige Stunden oder Tage, sondern über mehrere Monate hinweg.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Mit der langfristigen Speicherung von Energie verkleinern Langzeitspeicher die sogenannte «Winterstromlücke», also das Ungleichgewicht etwa zwischen der Stromüberproduktion durch Photovoltaik im Sommer und dem Verbraucherengpass im sonnenarmen Winter.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Saisonale Warmwasserspeicher oder Power-to-X. Unter diesem Begriff versteht man die Umwandlung von Strom in andere Energieformen wie Gas (Power-to-Gas), Wärme (Power-to-Heat) oder Flüssigkeit (Power-to-Liquid).

Wie etabliert ist die Technologie?

Wärmepumpen funktionieren nach dem Power-to-Heat-Prinzip und sind in Neubauten heute bereits Standard. Für Power-to-Gas und Power-to-Liquid sind Pilotprojekte in der Umsetzung.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Langzeittest Power-to-Gas von Energie 360° und dem Paul Scherrer Institut im Werdhölzli Zürich.

Internationales und innovatives Projekt mit Schweizer Partnern unter der Führung von Energie 360°.

 

Elektromobilität als Bestandteil der integralen Energielösung

Wie funktioniert die Technologie?

E-Autos werden durch einen Elektromotor, der von einer Hochvolt-Batterie versorgt wird, angetrieben. Unabdingbar sind entsprechende Ladeinfrastrukturen. Diese dienen nicht nur dazu, Strom zu laden, sondern auch wieder abzugeben – ermöglicht durch ein bidirektionales Ladesystem.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

E-Autos bieten ein umweltfreundliche Mobilität ohne CO2-Ausstoss, sofern der Strom aus nachhaltigen Quellen stammt. Dank des bidirektionalen Ladeanschlusses wird die Batterie des E-Auto zu einer vielfältig nutzbaren Speichermöglichkeit – ein integraler Energielösungsansatz.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Bidirektionales Laden wandelt das Auto in einen mobilen Pufferspeicher, wodurch man regenerative Energie besser nutzen und die Eigenverbrauchsoptimierung von Solarstrom in Liegenschaften erhöhen kann. Überschüssiger Solarstrom wird so gespeichert und zur Eigennutzung am Abend oder in der Nacht bezogen.

Wie etabliert ist die Technologie?

Laut Swiss eMobility Szenarios wird 2035 der Marktanteil von Steckerautos bei Neuwagen bei über 90% liegen. Der Zugang zu Ladestationen ist für einen Kauf mitentscheidend, jedoch noch nicht überall gewährleistet. Die bidirektionale Ladetechnologie ist in Japan seit Jahren bei allen E-Fahrzeugen Pflicht, in der Schweiz jedoch erst auf dem Vormarsch.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Energie 360° bietet gesamtheitliches Energiemanagement und skalierbare Ladelösungen nicht nur für den öffentlichen Raum, sondern auch für Immobilienverwaltungen.

 

Ein Elektroauto von Energie 360° ist in der Tiefgarage des Einkaufszentrums Metalli in Zug an der Ladestation angeschlossen.

Das Einkaufszentrum Metalli in Zug hat auf das wachsende Kundenbedürfnis reagiert und öffentliche Ladestationen für Elektrofahrzeuge installieren lassen.

Sektorkopplung

Wie funktioniert die Technologie?

Die Sektorkopplung ist keine eigentliche Technologie. Man versteht darunter die intelligente Verknüpfung der Energienetze Strom, Wärme, Kälte, Gas und Mobilität.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Durch die Verknüpfung der Netze entstehen Synergien zwischen Energieträgern, was deren Effizienz erhöht.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Unter anderem Power-to-X, Wärme-Kraft-Kopplung und Elektromobilität.

Wie etabliert ist die Technologie?

Die Sektorkopplung ist in vollem Gange: Integral konzipierte Arealprojekte zeigen das enorme Potenzial. Auch in der Elektromobilität tut sich etwas: Das zeigt aktuell die Ablösung der Benzin- und Diesemodelle durch Autos, die durch Strom angetrieben werden. Hier findet eine Transformation statt, denn E-Autos nutzen die investierte Energie effizienter als Verbrenner.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Sektorkopplung in einer Areallösung im Quartier Stockacker in Reinach (BL).

 

Thermische Netze

Wie funktioniert die Technologie?

Thermische Netze versorgen einen Verbund aus mehreren Gebäuden mit Wärme und/oder Kälte aus einer erneuerbaren Quelle.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Zentral produzierte und distribuierte Wärme oder Abwärme aus erneuerbaren Quellen reduziert die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie Gas und Öl.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Die Wärmeenergie der thermischen Netze entsteht beispielsweise durch Holzschnitzel, Abwärme, sowie Grund- oder Seewasser.

Wie etabliert ist die Technologie?

Viele Projekte sind derzeit in der Umsetzung. Gemäss einem Bericht des Bundesrats vom Dezember 2021 ist jedoch das Potenzial der Fernwärme und -kälte in der Schweiz erst ungefähr zur Hälfte ausgeschöpft.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Verschiedene Seewasser-Verbundsprojekte rund um den Zürichsee oder beispielsweise der Energieverbund EnerLac, Tolochenaz mit Energie aus dem Genfersee.

 

Energy as a Service

Wie funktioniert die Technologie?

Energy as a Service ist keine eigentliche Technologie, sondern ein Dienstleistungsmodell. Unternehmen beziehen dabei Energiedienstleistungen (zum Beispiel Wärme oder Strom) in Form eines Abonnements. Dabei ist der Serviceanbieter für die Konzeption, Realisierung und den Betrieb der Anlage zuständig und stellt den Kunden die Dienstleistung in Rechnung. Auf diese Weise sparen sich die Unternehmen Kapitalinvestitionen in Energieanlagen und erhalten Investitionssicherheit, stabile Preise und Flexibilität.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Mit einem integralen Ansatz gewährleistet der Energiedienstleister eine effiziente und nachhaltige Energielösung für Unternehmen. Projekte werden eher angestossen, da die Risiken übernommen werden.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Die Dienstleistung ist in der Schweiz vor allem als Energie-Contracting bekannt.

Wie etabliert ist die Technologie?

Energie-Contracting ist ein wachsender Markt. Immer mehr Unternehmen greifen auf das Dienstleistungsgebot zurück, um ihre Energiekosten flexibel zu halten.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Energie 360° bietet seinen Kundinnen und Kunden massgeschneiderte Energielösungen.

Für die Wohnüberbauung Papillon Feuerfalter entwickelte Energie 360° eine integrale Energie- und Mobilitätslösung.

 

Smart Grids und Microgrids

Wie funktioniert die Technologie?

Ein Smart Grid ist ein intelligentes Netz. Es ermöglicht elektrischen Geräten oder Arealen als Verbraucher und Erzeuger, miteinander und mit dem Netz zu kommunizieren. Bei Microgrids handelt es sich um eine Unterkategorie von Smart Grids: also um autark betriebene Teilnetze einzelner Stromproduzenten und -konsumenten.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Indem die Geräte, Verbraucher und Produzenten miteinander kommunizieren, stimmen sie den Verbrauch besser aufeinander ab, nivellieren Peaks und sparen Energie.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Voraussetzung für Smart Grids und Microgrids sind intelligente Zähler (Smart Meter), die digital Daten verarbeiten und weiterleiten sowie Energiemanagementsysteme und Geräte, die untereinander kommunizieren können.

Wie etabliert ist die Technologie?

Viele Schweizer Stromversorger ersetzen derzeit ihre analogen Stromzähler durch intelligente Zähler und schaffen somit die Voraussetzungen für ein Smart Grid. Auch Haushaltsgeräte, Wärmepumpen oder PV-Anlagen werden zunehmend smart.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Der Verein SmartGridready entwickelt ein anerkanntes Qualitäts-Label für Smart-Grid-fähige Produkte und Systeme.

Die Software-Lösung von Smart Energy Link regelt ein Lastmanagement innerhalb von Arealen und optimiert den Verbrauch an Solarstrom.

 

Solarenergie als Bestandteil des integralen Energiesystems

Wie funktioniert die Technologie?

Photovoltaik verwandelt Sonnenlicht in Strom. Thermische Solaranlagen nutzen die Sonnenstrahlen zur Erzeugung von Wärme.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Das Potenzial von Solarenergie ist enorm. Wichtig ist aber, dass sie Teil eines integralen Energiesystems ist. Das heisst: Die unterschiedlichen Anwendungen im Gebäude sind miteinander vernetzt und intelligent aufeinander abgestimmt.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Photovoltaik und Solarthermie.

Wie etabliert ist die Technologie?

Die Photovoltaik wie auch Solarthermie haben in den vergangenen Jahren in der Schweiz wie auch im Ausland einen massiven Zubau erlebt.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Integrale Energie- und Mobilitätslösung für Verit in Olten mit cleverer Kombination aus Wärme, Strom und Elektromobilität.

 

Das Plus-Energie-Quartier Hohlen in Huttwil nutzt eine integrale Areallösung von Energie 360°.

Das Quartier Hohlen in Huttwil ist ein «Plus-Energie-Quartier» und erzeugt im Jahr mehr Strom, als auf dem Areal verbraucht wird.

Energie- und Lastmanagement

Wie funktioniert die Technologie?

Energie- und Lastmanagement haben das Ziel der Eigenverbrauchsoptimierung und Sicherstellung, dass die Anschlussleistung nicht überschritten wird. Dies geschieht mithilfe einer aktiven Steuerung, welche die Energieflüsse innerhalb eines Gebäudes oder Areals optimal auf alle Verbraucher verteilt. Wegen der verstärkten Zunahme von nur begrenzt steuerbaren Energiequellen und -verbrauchern wie Photovoltaik und Elektromobilität gewinnt das Lastmanagement an Bedeutung: je nach Menge des eingespeisten Stroms lässt sich der Strombedarf auf Verbraucherseite zeitlich verschieben.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Sie dämpft sogenannte Lastspitzen. Dies erhöht die Energieeffizienz des Gebäudes.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Das Energie- und Lastmanagement erfolgt mithilfe intelligenter Steuerungssysteme.

Wie etabliert ist die Technologie?

Lastmanagementsysteme gewinnen im Gebäudebereich laufend an Bedeutung. Sie sind eine wichtige Ergänzung zu Photovoltaik-Systemen und Wärmepumpen und stimmen diese Komponenten besser aufeinander ab.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Energie 360° bietet ein Lastmanagement für Ladestationen für Elektrofahrzeuge an. Nebst der Eigenverbrauchsoptimierung sorgt es dafür, dass in einer Garage mehrere E-Autos gleichzeitig laden können, ohne die Anschlussleistung im Gebäude zu überschreiten.

 

Grüner Wasserstoff

Was ist grüner Wasserstoff?

Wasserstoff ist ein vielseitiger, effizienter und klimaneutraler Energieträger für die Wärmeversorgung. Eigentlich farblos, hat Wasserstoff verschiedene Farbbezeichnungen je nach Klimaneutralität der Wasserstoffproduktion. «Grün» steht für die klimaneutrale Herstellung aus erneuerbaren Quellen.

Wie funktioniert die Technologie?

Elektrolyse spaltet Wasser in die Komponenten Sauerstoff und Wasserstoff. Der für diesen Prozess benötigte Strom wird aus erneuerbaren Energiequellen wie Windkraft, Wasserkraft oder Solarenergie gewonnen.

Wie trägt die Technologie zur Energiewende bei?

Grüner Wasserstoff entsteht durch regenerativ erzeugten und überschüssigen Strom. Er spielt bei der Dekarbonisierung der Energieversorgung als Energieträger und -speicher eine wichtige Rolle.

Welche Anwendungen zählen zu dieser Technologie?

Anwendungsbereiche sind Mobilität, die chemische Industrie sowie Brennstoffzellen zur Strom- und Heisswasserversorgung für Wohnungen und Eigenheime.

Wie etabliert ist die Technologie?

Spürbarer Bedeutungszuwachs für die nachhaltige Transformation der Wirtschaft und Energiewende. Zentrales Element von verschiedenen Power-to-Gas-Konzepten. Langfristig wird der Schwerpunkt auf Wasserstoff liegen.

Welche Projekte gibt es in der Schweiz?

Energie 360° unterstützt das Forschungsprojekt «Underground Sun Conversion – Flexible Storage», bei dem es darum geht, im Sommer überschüssige Wind- und Solarenergie in Wasserstoff umzuwandeln, in Untergrundspeichern zu lagern und bei Bedarf Energie zu entziehen.

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