Verwaltung steigert Energieeffizienz um 30 %

Mit der Initiative Energie-Vorbild engagieren sich die Bundesverwaltung sowie bundes- und kantonsnahe Unternehmen für die Umsetzung der Energiestrategie 2050 und für den Klimaschutz. Die Akteure haben ihre Energieeffizienz seit 2006 deutlich gesteigert und den Anteil erneuerbarer Energien erheblich ausgebaut.  

Schulkinder legen zwischen Miralago
und dem Val dal Teo im Puschlav
Schulweg im Elektrobuszurück

Die Initiative Energie-Vorbild umfasst die zivile Bundesverwaltung, das VBS, den ETH-Bereich und die bundesnahen Unternehmen Post, SBB, Skyguide, Suva und Swisscom sowie die kantonalen Unternehmen Genève Aéroport und Services Industriels de Genève. Sie alle haben eine gemeinsame Absichtserklärung unterzeichnet mit dem Ziel, ihre Energieeffizienz bis 2020 um 25% zu verbessern (gegenüber dem Ausgangsjahr 2006). Ihr Engagement umfasst Massnahmen bei Gebäuden, in der Mobilität, im IT-Bereich und zur Förderung von erneuerbaren Energien.

Bis Ende 2018 haben die Akteure der Initiative Energie-Vorbild ihre Energieeffizienz im Durchschnitt um 30,2% (2017: 27,6%) gesteigert gegenüber dem Basisjahr 2006. Damit ist das Effizienzziel für 2020 bereits übertroffen. Zurücklehnen können sich die Akteure dennoch nicht. Denn ohne zusätzliche Anstrengungen ist nicht garantiert, dass dieser Wert auch im Folgejahr erreicht wird oder gar noch gesteigert werden kann. Der durchschnittliche Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtverbrauch entsprach 2018 mit 59% genau dem Ergebnis aus dem Vorjahr. Die 39 gemeinsamen Massnahmen waren Ende 2018 bereits zu 81% (2017: 79%) umgesetzt.

Dank gemeinsamer Massnahmen auch weniger CO2-Ausstoss: Die gemeinsamen Massnahmen tragen auch zum Klimaschutz bei. So sind die Akteure zum Beispiel beim Ersatz bestehender Heizungen in 9 von 10 Fällen von fossiler auf erneuerbare Energie umgestiegen. Weiter reisen die Mitarbeitenden bei 8 von 10 internationalen Geschäftsreisen im Zug statt im Flugzeug, wenn die Reisezielemit der Bahn ab Basel, Zürich oder Genf in maximal fünf Stunden erreicht werden können. Und in der Informatik verfolgen alle Akteure vorbildliche Konzepte zur Weiterverwendung von Geräten wie Notebooks, Computern und Servern, die ebenfalls zu einem tieferen Verbrauch von grauer Energie beitragen.

An einer energieneutral durchgeführten Veranstaltung in der Rehaklinik Bellikon der Suva präsentierte die Initiative Energie-Vorbild heute ihren Jahresbericht 2018. Zusätzlich informierten die Akteure über erfolgreiche Massnahmen im vergangenen Jahr. Diese reichten von intelligenten Temperatursteuerungen in Zügen (SBB) über luftgekühlte Mobilfunkbasisstationen (Swisscom), Elektropostautos (Die Schweizerische Post - siehe Bild oben), Drohnen für Kalibrierungsflüge (Skyguide), die Weiterverwendung alter Smart Phones und Tablets (zivile Bundesverwaltung), den Ausbau der öffentlichen Verkehrsmittel für Personal und Passagiere (Genève Aéroport), energieeffizientere Heliumkompressoren (ETH-Bereich), die Beseitigung von Lecks in der Wasserversorgung (Services Industriels de Genève) bis hin zu ökologischerem Drucken (Suva) und dem Bau der energieeffizienten Kaserne mit Minergie-P in Jassbach (VBS). Diese Beispiele sind im beiliegenden Faktenblatt zusammengefasst. 

Quelle:  http://www.bfe.admin.ch

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PV ist der Weg, genug Strom zu produzieren

Auf Französisch ist das neue Buch des Waadtländer SP-Nationalrats Roger Nordmann (Le Plan Solaire Et Climat) schon erschienen - aus der Warte seiner anderen wichtigen Funktion, der des Präsidenten des Solardachverbands Swissolar. Im nachstehenden Video-Interview begründet er seine Haltung, weshalb die Schweiz eine solare Revolution braucht (was am Pfingstsonntag SP-Präsident Levrat mit der Forderung eines energetischen Investitionspakets noch unterstrichen hat). Das Buch von Nordmann wird derweil im August auf Deutsch erscheinen und dannzumal auch hier ausführlich gewürdigt.

Quelle: VSE Verband der Schweizerischen Elektrizitätsproduzenten

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PV wird zum Game-Changer im System

Dramatische Kostensenkungen und der rasante Ausbau der Produktionskapazitäten machen die Photovoltaik zu einem Game Changer des globalen Energiesystems. Nicht nur der Stromsektor, sondern auch Verkehr, Wärme, Industrie und Chemieprozesse werden in Zukunft maßgeblich durch Solarstrom versorgt. Darin liegen Chancen, aber auch Herausforderungen – auf der Ebene des Energiesystems ebenso wie für Forschung und Industrie. Die Eckpunkte der zukünftigen Entwicklungen beschreiben führende internationale Photovoltaik-Forscher rund um die Global Alliance for Solar Energy Research Institutes in einem Artikel, der am 31. Mai im Journal »Science« erschien. 

Internationale Photovoltaik-Experten diskutieren regelmäßig die Herausforderungen
an die Photovoltaik als wesentliche Säule der Energiewende weltweit.
Hier 2018 am NREL in Golden, Colorado, USA. © NREL

Die Global Alliance for Solar Energy Research Institutes GA-SERI besteht aus dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, dem National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST (Japan) und dem National Renewable Energy Laboratory NREL (USA). Seit 2016 diskutiert dieser internationale Expertenkreis, erweitert um Forscher aus weiteren Gruppen und Ländern, regelmäßig über die Herausforderungen für den Einsatz der Photovoltaik zur Realisierung der weltweiten Klimaziele.

Das Wachstum der PV-Branche zu einem Multi-Terawatt-Markt verlaufe schneller als erwartet, so die Experten. Während Ende 2018 500 Gigawatt (0,5 TW) Photovoltaikleistung weltweit installiert waren, wird für 2030 mit 10 Terawatt (TW) und für 2050 mit 30 bis 70 TW gerechnet. »Die Kosten für PV- Module sind in den letzten 40 Jahren um zwei Größenordnungen gesunken, Ende 2018 lagen sie unter 25 Dollarcent pro Watt. Dadurch sanken die Stromgestehungskosten für Solarstrom – im Gegensatz zu konventionellen Energiequellen – und in weiten Teilen der Welt ist er absolut wettbewerbsfähig«, so Dr. Andreas Bett, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.

Der steigende Anteil von PV-Strom am Strommix zieht Änderungen im Stromerzeugungs- und Übertragungssystem, in den Betriebsführungsstrategien und bei den PV-Systemen selbst nach sich, so die Autoren. »Der fundamentale Wandel in unserem Energiesystem stellt uns vor die Herausforderung, ergänzende Technologien wie Speicher zu entwickeln und die Sektorenkopplung voranzutreiben«, so Andreas Bett weiter. Fünf Handlungsfelder identifizieren die Wissenschaftler:

Netze und Leistungselektronik 

Die Harmonisierung von Verbrauch und Erzeugung auch über größere Entfernungen, Speicher sowie verbesserte Solarprognosen helfen, Schwankungen im Solarstromangebot auszugleichen. Mit einem wachsenden PV-Strom-Anteil im Stromnetz werden Solaranlagen zunehmend netzdienliche Leistungen wie Spannungsregulierung und Frequenzsteuerung übernehmen, wofür eine neue Generation PV-Wechselrichter entwickelt wurde. Bei einem sehr hohen PV-Anteil werden neue Technologien wie virtuelle Schwingungsregler zum Einsatz kommen, und die Kopplung mit Batteriesystemen schafft widerstandsfähige, zuverlässige Systeme. 

Speicher 

Die Preise für Lithium-Ionen-Batterien sind in den letzten acht Jahren um 80 Prozent gesunken, und weitere Senkungen sind durch steigende Produktionskapazitäten und Technologieentwicklung zu erwarten. Darüber hinaus arbeiten Forschung und Industrie an neuen, kostengünstigen Materialien mit einer höheren Energiedichte als Alternative zu Lithium-Ionen – Batterien. Eine weitere Möglichkeit sind Pumpspeicherkraftwerke, für die weltweit ein erhebliches technisches Potenzial besteht. 

Sektorenkopplung 

Die Elektrifizierung des Transportsektors, der für 39 Prozent des fossilen Gesamtenergieverbrauchs zuständig ist, sowie der Gebäudeheizung (17 Prozent der fossilen Energieträger) werden die Nutzung erneuerbarer Energien dramatisch erhöhen. Wärmepumpen als die führende Heizungsform der Zukunft werden die Energieeffizienz von Gebäude deutlich verbessern. Industrien wie die Stahl-, Eisen – und Düngemittelherstellung können mit kostengünstig solar erzeugtem Wasserstoff und Ammoniak die Treibhausgasemissionen ihrer Prozesse reduzieren. 

Power to X/Gas 

Kostengünstiger Wind- und Solarstrom kann zur Erzeugung von Wasserstoff, Methan und anderen Kohlenwasserstoffverbindungen genutzt werden, die als synthetische Kraft- und Brennstoffe, Prozesschemikalien oder als Ausgangsstoffe für die chemische Industrie zum Einsatz kommen. Mit Power-to-Gas oder Power-to-X –Technologien können viele Terawatt Wind- und Solarleistung aufgenommen und über lange Zeiträume chemisch gespeichert werden. Die Forscher sehen hier noch viel Potenzial für Effizienzsteigerung und Kostensenkung. 

Forschung und Produktion 

Die »Lernkurve« der Photovoltaik, die in den letzten 40 Jahren eine Senkung der Modulkosten von 23 Prozent pro Verdopplung der installierten Kapazität gezeigt hat, wird sich nach Ansicht der Wissenschaftler fortsetzen. In der Silicium-Photovoltaik, die 95 Prozent des Weltmarktes ausmacht, geht der Trend zu kostengünstigen Solarzellen mit passivierten Kontakten, die höhere Wirkungsgrade ermöglichen. Technologische Fortschritte im Bereich der Dünnschicht- und neuartigen Technologien haben hier die Wirkungsgrade über die 20%-Marke gehoben, bei Mehrfachsolarzellen auf Basis von Silicium sind es bereits über 35. Auch die erhöhten Produktionsvolumina bedingen neue Forschungs- und Entwicklungsaufgaben: Fragen von Materialversorgung (vor allem bei seltenen Elementen wie Silber), Nachhaltigkeit und Recycling rücken bei einer Produktion im Terawatt-Bereich stärker in den Mittelpunkt.

Die Veröffentlichung der Global Alliance - mit dem Titel »Terawatt-scale photovoltaics: Transform global energy – Improving costs and scale reflect looming opportunities« erschien am 31. Mai 2019 in Science.

Quelle:  Fraunhofer ISE

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Strom aus der Box für das abgelegene Afrika

Das Schweizer Unternehmen Power-Blox AG bringt mit der Power-Blox, einer «mobilen Steckdose» in Form eines Würfels, Strom in ablegene Dörfer Afrikas. Gemeinsam mit REPIC soll im Rahmen eines Pilotprojekts die Stromversorgung in Mali verbessert werden. Mali verfügt über keine ausreichende Energieversorgung, obwohl das Land grosses Sonnenenergiepotenzial aufweist. Dies will das Schweizer Pilotprojekt nun ändern.

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Die Power-Blox ist ein modulares Energiesystem, das Wechselstrom von 200 Watt bis hin zum Kilowattbereich liefert. Sie ermöglicht dank sogenannten «Schwarm-Technologien» für die netzunabhängige und netzgekoppelte Elektrifizierung eine automatische und dezentrale Leistungsregulierung und Energiespeicherung innerhalb des Stromnetzes. Das System konfiguriert sich eigenständig und reguliert die Stromproduktion, Energiespeicherung und -verteilung im Netz automatisch.

Nur etwa ein Drittel der Bevölkerung in Mali wird aktuell mit Strom versorgt. In ländlichen Gebieten sind es sogar weniger als 15 Prozent. Die Power-Bloxs der Schweizer Firma haben bereits in 30 Häusern in Mali eine Stromversorgung ermöglicht. Im Rahmen des Pilotprojekts sollen nun weitere vier Dörfer in Mali elektrifiziert werden. Dabei werden 8’000 Menschen von der Stromversorgung profitieren. Bereits ein Tag Sonne reicht, um eine Power-Blox voll aufzuladen. Dabei können 1,2 kWh Strom gespeichert werden. Genug, um eine Hütte in Afrika einen Tag mit Licht zu versorgen, einen Kühlschrank zu betreiben und Laptop oder Handy zu laden.

Power-Blox hat intelligente «Schwarm-Technologien» für die netzunabhängige sowie die netzgekoppelte Elektrifizierung entwickelt, die eine automatische und dezentrale Leistungsregulierung und Energiespeicherung innerhalb des Stromnetzes erlauben. Das selbstlernende System konfiguriert sich eigenständig und die intelligente Regulierung von Stromproduktion, Energiespeicherung und -verteilung im Netz wird automatisch sichergestellt.

Power-Blox hat in Mali in Zusammenarbeit mit dem lokalen Partner FlexGrid bereits 30 Häuser elektrifiziert und erste Erfahrungen gesammelt. Im Rahmen des REPIC Projekts soll nun die erkannten notwendigen Verbesserungen bei der Elektrifizierung von 4 Dörfern in Mali und einem Dorf in Burkina Faso mit insgesamt über 8'000 Nutzniessern umgesetzt werden. Neben technischen Verbesserungen sollen insbesondere die Stromgestehungskosten gesenkt und das erarbeitete Finanzierungs- und Businessmodell für die angestrebte Multiplikation im lokalen Kontext validiert werden.

Das Projektende ist für 2020 geplant. Weitere Informationen finden sie hier.

Quelle: energeiaplus.com

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Schimmende Solar-Inseln: Das sind Details

Riesige schwimmende Solarinseln auf dem Meer, die genügend Energie produzieren, um einen CO₂-neutralen globalen Güterverkehr zu ermöglichen – was wie «Science Fiction» klingt haben Forschende der ETH Zürich, des Paul Scherrer Instituts (PSI), der Empa, der Universitäten Zürich, Bern und der National University of Science and Technology (NTNU) Trondheim nun erstmals durchgerechnet, wie sie in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS) schreiben.

So könnten die schwimmenden Solarinseln aussehen. Auf dem Schiff links
befänden sich alle notwendigen Anlagen zur Produktion von Methanol.
Visualisierung: Novaton

Papier, Blechdosen, Glas – die Welt recycelt so viel wie nur irgendwie möglich. Warum also nicht auch das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) zum Recyclingprodukt erklären? Denn flüssige Kraftstoffe auf Kohlenstoffbasis werden in Zukunft – trotz internationaler Bestrebungen zu deren Senkung – nach wie vor eine wichtige Rolle spielen. So erscheint es sinnvoll, das ausgeschiedene CO₂ aus der Umwelt zurückzugewinnen und erneut zu nutzen.

Forschende der ETH Zürich, des PSI und der Universitäten Zürich, Bern und der Norwegischen Universität für Forschung und Technologie (NTNU) haben gemeinsam mit einem Team der Empa diese Idee durchgerechnet und zeigen in ihrer Studie auf, das solare Methanol-Inseln langfristig genügend Treibstoff produzieren könnten, um die gesamte Mobilität CO₂-neutral zu gestalten – weltweit. Inmitten der Ozeane soll aus Solarenergie (und Wasser) Wasserstoff (H₂) hergestellt werden, der dann vor Ort mit aus dem Meerwasser gewonnenen CO₂ zu Methanol umgewandelt wird. Dazu analysierten die Forschenden detailliert ein Szenario, das zwar noch rein hypothetisch scheint, aber bereits die Planungsgrundlagen für eine mögliche Umsetzung bietet. Ihre Resultate präsentieren sie kürzlich in der Fachzeitschrift «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS). 

Ausgangspunkt der Idee sind Solarinseln, also schwimmende Plattformen, ausgestattet mit Photovoltaikanlagen. Da aber Solarstrom nicht gespeichert und von dort nur schlecht abtransportiert werden kann, macht ein Solarkraftwerk auf dem Meer keinen Sinn. Allerdings kann man aus Kohlendioxid und Wasserstoff flüssiges Methanol (CH₃OH), aber auch gasförmiges Methan (CH₄) herstellen. Die Ausgangsstoffe könnten also direkt aus dem Ozean gewonnen beziehungsweise dort hergestellt werden, so die Idee der Forschenden.

Es existieren bereits grosstechnische «Power-to-Gas-Anlagen, die Wasserstoff und CO₂ zu Treibstoff umwandeln – unter anderem die Demonstrationsplattform «move» auf dem Empa-Campus in Dübendorf (siehe Box unten). Daher stellt sich die Frage: Warum damit aufs Meer? Warum nicht, wie dies bestehende Anlagen tun, das CO₂ aus der Luft gewinnen? Die Antwort ist simpel: Die dafür benötigte Anlagenfläche für eine weltweite Versorgung von Treibstoff wäre gewaltig. «Eine Fläche von rund 170'000 km² wäre nötig, um den jährlichen Bedarf für den globalen Güterverkehr zu produzieren», erklärt Andreas Borgschulte von der Empa-Abteilung «Advanced Analytical Technologies». Das liesse sich am ehesten durch Solaranlagen auf dem Meer realisieren; bislang ungenutzte Fläche, die niemandem gehört. Auch auf dem Meer kann man das CO₂ aus der Luft gewinnen; eine attraktive – und erst noch naheliegende – Alternative wäre aber, die rund 125-mal höhere CO₂-Konzentration des Meerwassers für die «Kohlendioxidernte» auszunutzen.

In bestehenden Anlagen wird das aus der Atmosphäre gewonnene CO₂ meist zur Herstellung von Methan verwendet, was auch auf den Solarinseln möglich wäre. Im Rahmen ihrer Überlegungen entschieden sich die Forschenden allerdings für die Herstellung eines flüssigen Brennstoffs, da sich dieser besser transportieren lässt. Ausserdem kann Methanol nicht nur als Treibstoff eingesetzt werden, sondern auch zur Herstellung weiterer chemischer Produkte, etwa Vorprodukte für die Polymerherstellung. Die Möglichkeiten für dessen Verwendung (und den damit erzielbaren Gewinnen) sind also wesentlich höher.

Eine solche «Methanol-Insel» hat jedoch ihren Preis: Rund 80 Millionen US-Dollar würde der Bau einer solchen Chemiefabrik auf dem Ozean kosten. Diese bestünde aus rund 70 Photovoltaikinseln mit einem Durchmesser von rund 100 m² und einem Schiff mit den Elektrolyse- und Syntheseanlagen. Insgesamt ergäbe dies eine Fläche von rund 550‘000 m². Doch ein einzelner Cluster genügt bei weitem nicht, um eine Null-Bilanz von CO₂ zu erreichen. Insgesamt 170'000 solcher Inseln wären nötig, um so viel CO₂ zu recyceln, wie zurzeit ausgestossen wird – ein utopisches Ziel, aber eines, das es sich zu verfolgen lohnt. «Grosse Ideen sind notwendig – Bullerbü-Lösungen versorgen nur Bullerbü, aber nicht den Rest der Welt», so Borgschulte.

Strom speichern über längere Zeiträume – «Power-to-Gas» und «Power-to-Liquid»

Die Empa forscht seit längerem an Wegen, Strom aus erneuerbaren Ressourcen nicht nur zu speichern, sondern auch in flüssigen oder gasförmigen Treibstoff umzuwandeln. Dazu befindet sich auf dem Empa-Campus in Dübendorf unter anderem die Demonstrationsplattform «move». Dort wird Solarstrom mit Hilfe von Elektrolyse in Wasserstoff verwandelt, um damit Wasserstoff-Fahrzeuge zu betanken. Ebenfalls entsteht dort synthetisches Erdgas, das in Erdgasfahrzeugen zum Einsatz kommt. Empa-Forscher Andreas Borgschulte arbeitet mit seinem Team an Möglichkeiten, diese Technologien weiter zu verbessern. Mehr Informationen dazu hier. 

Quelle: Empa

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PV-Index: in unsicheren Zeiten Sprung nach oben

Der PPVX stieg letzte Woche um 1,1% auf 1.175 Punkte, der NYSE Arca Oil fiel um 4,1%. Seit Jahresanfang 2019 liegt der PPVX mit +30,8% währungsbereinigt rund 27 Prozentpunkte vor dem Erdölaktienindex (+3,8%). Die Top-3-Titel seit Jahresanfang sind Enphase Energy (+221%),JinkoSolar Holding(+103%)undVivint Solar(+71%).Der PPVX-Börsenwert beträgt rund 31,5 Mrd. Euro. Die grössten Gewinnerder Woche warenJinkoSolar Holding(+11%) und SMA Solar Technology AG (+10%), diegrössten Verlierer REC Silicon (-12%) und Panda Green Energy Group (-9%). Seit Anfang 2003 liegt der PPVX (+318%) rund 171 Prozentpunkte vor dem Erdölaktien-Index (mit +147%).

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Der Solaraktienindex PPVX erscheint auf Solarmedia jeden Monat neu

Quelle: oeko-invest.net 

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