Bundesamt fur Energie Zeithorizont in Frage stellen - Der Sicher hei t verpf I ich tet - OSTI.gov
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Bundesamt fur Energie
Zeithorizont in Frage stellen
Ke r nenergi e
Der Sicher heit verpf Iichtet
Verkehr
Das Ziel im Auge haben
www.energieforschung.chi2
3 ...3 h ENET-NEWS .November 2003
BFE
Zeithorizont in Frage stellen ...... ...4
Energie
Die Diversifizierung drangt ...................... ...5
Antarktis-Eis bestatigt Ursache
fur Klimawandel ..................................... ...6
CORE
Pragmatische Losungen anstreben .......... ...7
Innovative Technologien sind
fur KMUs von Interesse ........................... ...8
Photovoltaik
Solarmobil auf Schweizer Seen ...................9
ENET Kernenergie
Radikal oder inkrementell ......................... 10 Der Sicherheit verpflichtet ........................ 23
HSK: Hauptabteilung des BFE ...................2 4
EnergiewirtschaftlicheGrundlagen Forschung: NES 2005 ............................... 25
Energieeff izienz auf Schienen ...................1 1 Entsorgung: AGNEB - Arbeitsgruppe
des Bundes .............................................. 26
Solartechnologien Nukleare Sicherheit in Osteuropa: CENS ...27
Summer School -Solar Energy 2003 ........ 12 Wie die Aufsicht nuklearer Anlagen
begann .................................................... 28
Readrorpnys .
na S cnerne r ...................29
Das Enrsorgen versrenen .......................... 30
F. son w fa dondrerer .............................. 31
Elektrizitat
Menr Eff z enz srecdr ar n ......................... 33
Gebaude
E no CI( f, r a e ........................................ 34
Paraa es scne Z-sranae n W ..................34
Ge ba ude ka mpag ne sta rtet ba Id ...............35
Biomasse
Mobilitat aus Pflanzen .............................. 1 4 Ver kehr
Methan aus nasser Biomasse .................... 15 Das Ziel im Auge haben ........................... 36
MODULTEC in der Umsetzung .................36
Klei nwasserkraftwerke prix pegasus mit Alpenfokus .................... 37
Erste Wasserkraftschnecke montiert ......... 16
SEARCH LHT ............................................ 16 Brennstoffzellen
Treffpunkt in Luzern ................................. 38
Geothermie
Messkampagnen bei Energiepfahlen ........ 17 Neu erschienene Publikationen ...........39
Windenergie
Im Gebirge ist es schwieriger .................... 18
Forschung fur kalte Extrembedingungen .. 18
Umgebungswarme
Systemtragheit optimal nutzen .................20
Schwerpunkte der Warmenpumpen-
Forschu ng ................................................ 2 0
Neues Pruf- und Testzentrum ...................22Es ist Zeit fur mehr Kreativitat
Mit dem Beginn des 21. Jahrhunderts hat sich eine zu langen Zeithorizontes oder falls Anfangsinvesti-
Gesellschaft herausgebildet, in welcher sich das tionen zu hoch und riskant sind.
Wissen als Schlusselfaktor fur Wohlstand und Wettbe-
werbsfiiigkeit der Nationen enviesen hat. Erarbei- Die nukleare Fusion bietet eine sinnvolle Alternative
tung, Umsetzung und Verbreitung der Erkenntnisse zu den aktuellen Energiequellen. Sie ist deshalb ein
kann jedoch nur dank einer ausreichenden Energiever- Weg, den wir unterstutzen und auf welchen wir Hoff-
sorgung erfolgen, die aber auch dauerhaft und oko- nung setzen. Fur die Staatengemeinschaft erreichen
logisch ist, also die Autonomie des Landes sichert: die benotigten Anstrengungen solch grosse Dimen-
graues Gold braucht weisses Gold. sionen, dass nur mit einer intensiven internationalen
Kooperation geforscht werden kann, sei es im
Und umgekehrt: weisses Gold braucht graues Gold. Rahmen von EURATOM oder durch Projekte mit
Die Sicherstellung dieser Versorgung, die Erweiterung weltweiter Beteiligung, wie beim ITER.
der Energiequellen und die rationelle Energienutzung
werden getragen von den wissenschaftlichen Ent- Ausser diesen grosstechnologischen Bauwerken profi-
deckungen und den neuesten technologischen Ent- tieren auch Kleinanlagen und die Nutzung erneuer-
wicklungen. Die Anstrengungen der Energie- und barer Energien von den Fortschritten der Wissenschaft
Wissenschaftspolitik gehen daher Hand in Hand. und Technologie; auch sie verdienen unsere volle
Unterstutzung.
Die Forschung und Entwicklung im Energiebereich
profitiert nicht nur von den Kompetenzen der Hoch- Das Verhalten unserer heutigen Gesellschaft und
schulen, speziell der Eidgenossischen Technischen deren Ressourcenverbrauch fuhren bereits zu einer
Hochschulen und des Paul Scherrer Instituts, dem langsamen, schleichenden Veranderung des globalen
Know-how bestens ausgebildeter und motivierter Okosystems. Es ist daher Zeit, die Krafte zu bundeln
Ingenieure und Spezialisten, sondern auch von der und die Kreativitat ,,aufbluhen" zu lassen, damit wir
offentlichen Forschungsunterstutzung durch den unseren Kindern und Kindeskindern eine lebenswerte
Schweizerischen Nationalfonds zur Forderung der Welt vererben konnen.
wissenschaftlichen Forschung, durch die Kommission
fur Technologie und Innovation und das Bundesamt Charles Kleiber
fur Energie. Staatssekretiir fur Wissenschaft und Forschung
Budgetbeschrankungen, auch da, machen eine Aus-
wahl notwendig, die sich am Prinzip der Subsidiaritat
orientiert - der Bund investiert dort, wo weder die
Wirtschaft noch die akademischen Kreise ihre Wir-
kung entfalten konnen, insbesondere aufgrund einesi4
$>
L.
q.E
.'I . b ENET-NEWS - November 2003
Zeithorizont in Frage stellen
Langfristige Strategie der Energieforschung weist den Weg
fur einen nachhaltigeren Energieeinsatz
Marco Berg Leitlinie der Energieforschung des Bundes Dann lassen sich die offentlichen Mittel
Factor Consulting + ist das Konzept der CORE, der Eidgenossi- zielgerichteter einsetzen. Um dieses Nach-
Management AG schen Energieforschungskommission. Die- haltigkeitsniveau zu erreichen, wird man
CH-8045 Zurich ses wird fur einen Zeitraum von jeweils vier sich auf Themen konzentrieren mussen, die
Jahren formuliert und dient sowohl der sowohl national als auch global einen ent-
Gerhard Schriber strategischen Ausrichtung als auch der scheidenden Beitrag leisten konnen und der
Bu ndesa mt fur Prioritatensetzung innerhalb der einzel- Schweiz einen wirtschaftlichen Nutzen
Energie (BFE) nen Forschungsbereiche. Die Verschiirfung bringen.
CH-3003 Bern zahlreicher Aspekte von Energieproduktion
und -verbrauch einerseits und andererseits Voraussetzungen fur die Umsetzung
die strukturellen Probleme der Finanzie-
rungsmoglichkeiten lassen weitsichtigere Wie konnen gunstige Rahmenbedingungen
Fragestellungen und entsprechend lang- geschaffen werden, um die Resultate der
fristig wirksame Entscheidungen wichtiger Energieforschung sinnvoll umsetzen zu
werden. Die 7. Schweizerische Energiefor- konnen? Mit dieser Frage werden sowohl
schungs-Konferenz vom 11./12. November wirtschaftliche und gesellschaftliche als
2003 wird sich mit diesem Thema befassen auch politische Voraussetzungen ange-
und Antworten auf die folgenden vier Fra- sprochen. Beispielsweise misst man heute
gen erarbeiten: den politischen Massnahmen zur Verbesse-
rung der Marktchancen nachhaltiger Tech- Nachhaltigkeit um-
Schritte zur Nachhaltigkeit nologien oft zu wenig Beachtung bei. Der fasst neben einer
richtige Mix fur den wirkungsvollsten Ein- technologischen
Welche Energieforschung brauchen wir, satz offentlicher Mittel in Forschungs- aber auch eine soziale
um Nachhaltigkeit zu erreichen? Im Jahr auch Umsetzungsprojekte ist deshalb ent- Dimension, die man
2050 sol1 ein Leistungsbedarf an Primiiren- scheidend. Fur eine verstiirkte Nutzung bei der globalen
ergie pro Person von nur noch 2 kW erreicht nachhaltiger Technologien durfte neben Betrachtung
werden (heute 6 kW) - dies entspricht der cic 11 wi rt scli;i ti I i clicii Fa kt orcn aucli ci iic gc- berijcksich tigen
Vision der 2000 Watt-Gesellschaft. Die ncrcl IC, ai1 1'st arkc ii Argil i n eii t cii basicrcncie muss.
Energieforschung kann sich auf diese Ziel- Vcrli ;i I tcii sii ncicru ng niit ig sei 11. 111form a-
setzung jedoch erst sinnvoll ausrichten, ti on, KOiii iiiu ii i kat i on LI nci Hi lciii ng san -
wenn die entsprechenden Wege der Tech- st re ngu ngcn wiirc ii cic i n ii ucli 7 LI vcrst Like 11,
nologieentwicklung aufgezeichnet sind. LI 111 ciicscii I xrii p r o 7 c s 7 LI bcscliI cii ii i gc ii
LI nci ;ILIWLI wci t e 11.
Noch effizienter forschen
Wic k u n n die Fllizicnz cicr
Encrgie~'orsc1iiinp vcrbcsscrt
wcrcicn? I>as Hunciesumt
1'Lir Encrgic ( HI-F) ist a nrund 90 % der rnit Mitteln der offent-
lichen Hand finanzierten Projekten der Die Diversifizierung drangt
Energieforschung direkt oder indirekt be-
teiligt. Ihre Koordinationsfunktion ist damit Wac hsender E nergi ever bra uch versc ha rft sozia le
vorgegeben. Zu den Akteuren gehoren zahl-
reiche Institute der Hochschulen, Fach- Spannungen und belastet die Wi rtschaft
hochschulen, Forschungsstatten der Privat-
wirtschaft sowie Architektur- und Inge- Durch das Wachstum der Erdbevolkerung Ein mogliches, ziemlich optimistisches
nieurbiiros. Die Konzentration von Kapa- und der einzelnen Bruttosozialprodukte Szenario bis 2060 zeigt rnit gelb gestri-
zitaten und Kompetenzen liegt als Wunsch wird auch der Energiebedarf weiter stark chelter Linie die bis 2100 vom IPCC (Inter-
auf der Hand, will man Themen und Mittel zunehmen, typischerweise um 1,5 % pro governmental Panel on Climate Change)
der Forschung nicht verzetteln. Wie weit Jahr. Es besteht breite ijbereinstimmung anvisierte Senkung von Erdol, Erdgas und
sind zusatzliche Vernetzungsanstregungen, dariiber, dass noch wiihrend einigen Jahr- Kohle. Wurde dieser Verlauf Wirklichkeit,
langfristige Strategie und Planung sowie zehnten fossile Energietrager die wichtig- so mussen wir trotzdem - gegenuber der
intensive Begleitung der Entwicklungs- ste Quelle sein werden, auch wenn die vorindustrialisierten Zeit - rnit einer Ver-
prozesse am Umsetzungserfolg der Ener- erneuerbaren Energien langsam Boden ge- doppelung der C0,-Konzentration in der
gieforschung vonnoten? Eine Effizienz- winnen. Energie bleibt der Motor fur die Atmosphiirerechnen (550 ppm). DieseVer-
steigerung konnte auch durch klarere Auf- weltweite Wirtschaft, und die Weltpolitik doppelung wird gerade als die maximal
gabenverteilung zwischen offentlicher For- bleibt damit eng verbunden. Doch der ein- tragbare Option, im Sinne einer langfristig
schung und Privatwirtschaft gepragt sein. setzende Klimawandel, aber auch die auf- zwar problematischen, aber nicht katastro-
kommenden sozialen Spannungen wecken phalen Temperaturerhohung betrachtet.
National und international forschen
Sol1die Energieforschung rnit einem natio-
nalen oder internationalen Fokus betrieben
werden? In den meisten Industrienationen
ist das Bestreben, einen nachhaltigeren
Energiepfad einzuschlagen, deutlich er-
kennbar. Und viele Schwellen- oder Ent-
wicklungslander kampfen bereits heute an
der okologischen Front. Die Energie-
problematik ist beispielhaft ein globales
Thema geworden. Dennoch stellt sich die
Frage nach einer moglichen Diskrepanz
zwischen Mittelaufwand in der Schweiz
und globaler Nutzniessung. Denn ange-
strebt werden ein Plus an Nachhaltigkeit
im Inland und gleichzeitig verstiirkte Ex- Befurchtungen. Wir sind daher gefordert, Alternativen beim Transport in Sicht-
portmoglichkeiten. Die Energieforschung den Kurs zu andern - schneller als gedacht weite
wird somit auch hier im geeigneten Ver- - und damit den Verbrauch der Primiir-
haltnis beides im Auge behalten mussen: energie zu senken. Die Fragen stellen sich Erdgas bietet im Transportsektor wesent-
die nationale Wirkung und die internatio- jedoch: Wollen wir dies wirklich? Was wird liche Vorteile, da die Verbrennung weniger
nalen Potenziale. uns die Zukunft bringen, wenn wir so weiter Schadstoffeund CO, erzeugt als Benzin und
machen wie bisher? Diesel. Erdgas ist aber auch ein interes-
Von der Energieforschungs-Konferenz santer Ausgangspunkt fur den Fischer-
werden konkrete Vorgehensschritte erwar- C02-Konzentration als Indikator des Tropsch-Prozess, rnit welchem synthe-
tet. Diese werden in das Konzept der Grundproblems tische Treibstoffe erzeugt werden konnen.
CORE aufgenommen und durch die BFE- Dies wird bereits heute in Indonesien
Programmleiter der Forschungsbereiche Fossile Energie ist nicht unbegrenzt ver- (Shell) und in USA (ExxonMobil) realisiert
umgesetzt. fugbar, genugt jedoch noch fiir Jahrzehnte; und von den Firmen als Neuheit kommuni-
allerdings durfte die Verknappung durch ziert.
sinkende Forderquoten zu einem massiven
Preisanstieg fuhren. Dies wiire Grund ge- Biogas hingegen kann man entweder durch
nug, den Energieverbrauch zu senken, den die Fermentation von Biomasse oder durch
Weg fur erneuerbare Energien zu ebnen und die Vergasung von Holz gewinnen. Diese
damit die Olabhangigkeit zu reduzieren. Technologien sind jedoch nur dezentralSchweiz zeigt Kompogas den entsprechen- Flussige Treibstoffe sollten in Zukunft fiir (Biomasse, Wind, Solanviirme usw.) eine
den Weg auf. Transportaufgaben reserviert bleiben und wesentliche Rolle spielen mussen, ist
nicht mehr als Brennstoffe fur Heizzwecke offensichtlich.
Die dezentrale Produktionsweise gilt wohl eingesetzt werden. Dafur sind andere Tech-
auch f i r die Herstellung von Wasserstoff, niken, z.B. Gebaudehullendammung, Wiir- Meinrad K. Eberle
der sinnvoller Weise nur mit erneuerbarer mepumpen in Kombination mit geeigneten Konstantinos Boulouchos
Energie erzeugt werden sollte. Aus heutiger WWe-Kraft-Kopplungsanlagen usw., zu Laboratorium fur Aerothermochemie
Sicht stellt Wasserstoff eine langfristige fordern. und Verbrennungssysteme (LAV)
Option dar, weil kurzfristig die wirtschaft- ETH-Zentrum
lichen Rahmenbedingungen nachteilig Die weiteren Folgerungen sind: Die Indu- CH-8092 Zurich
sind. strienationen mussen ihren Energiever-
brauch drastisch reduzieren und langfristig
Forderungen aus der Gesamtbetrach- eine echte Diversifizierung entsprechend
tung den jeweiligen Bedingungen anstreben.
Dass hierbei die erneuerbaren EnergienENET-NEWS - November 2003
. \ %
+. \
?\ y
B x k..
L.
7:
Pragmatische Losungen anstreben
Kernenergie ist ein wichtiges Element im Verbund mit
anderen Technologien - auch bei der Forschung
Die Kernenergie wird als integraler Be- Welche andere Visionen, neben der Verbesserungen von Anlagen und der Be-
standteil des Energieforschungskonzepts Nachhaltigkeit,legten aus Ihrer Sicht die triebssicherheit waren nur moglich, indem
der CORE, der Eidgenossischen Energie- Mitglieder der CORE dem Energiefor- weltweit intensiv geforscht werden konnte.
forschungskommission, behandelt. Kurt schungskonzeptzugrunde? In diesem Sinne ist der Budgetanteil sicher
Rohrbach, Direktionsprasident der BKW gerechtfertigt. Jedoch muss man beachten,
FMB Energie AG in Bern, betreut als Die Energieforschung soll beispielsweise dass dieser trotzdem stetig reduziert wor-
CORE-Mitglied die Fission im For- Beitrage zu einerDiversifizierung der Ener- den ist und auch in Zukunft weiter zuriick-
schungsprogramm Kernenergie. Bis vor
kurzem war er auch f i r den Bereich Fu-
sion zustandig. Er spricht im Folgenden
uber die Rolle der Kernenergie und uber die
Erfahrungen der BKW mit erneuerbarer
Energie:
Nachhaltigkeit soll - gemass CORE-
Konzept 2004-2007 - ein wesentliches
Ziel sowohl der Energieforschung als
auch -nutzung sein. Wie beurteilen Sie
die aktuelle Situation?
Kurt Rohrbach:
Kurt Rohrbach: Wir brauchen in Zukunft ,,Die strategische
eine nachhaltigere Energienutzung, daher Ausrichtung auf
ist diese strategische Ausrichtung der For- Nachhaltigkeit ist
schung wichtig. Bei der Elektrizitatsver- fur die Energie-
sorgung sind wir wohl naher an der Nach- forsch ung wich tig. 'I
haltigkeit als beispielsweise beim Verkehr.
Anerkanntermassen arbeiten wir bei der
Wasserkraft und bei der Kernenergie C0,- gieversorgung sowie fur eine sichere und gehen soll. Wir priifen selbstverstandlich
zuverlassige Anwendung der entsprechen- auch immer wieder, wie die internationale
den Technologien leisten. Dabei hat die Einbettung der Forschungsaktivitaten er-
,,I nternat iona le Einbettung Umsetzung von Schweizer Entwicklungen folgt, und ob man Ergebnisse aus dem Aus-
der Kernenergieforschung einen besonderen Stellenwert und wird in land fur Fragestellungen in der Schweiz
besonderem Masse gefordert. Damit will heranziehen konnte. Die Kernenergie-
fordert auch Synergien." man wirtschaftliche Anreize schaffen. Tat- forschung ist vorbildlich bei der internatio-
sache ist aber, dass unsere bisherigen Fort- nalen Zusammenarbeit. Denn es gilt Dop-
schritte oft mit Grosstechnologien erreicht pelspurigkeiten in der Forschung zu ver-
frei. Aber auch andere Aspekte sollen in der wurden und diese somit nicht ausgeschlos- meiden - in der Kernenergie eine Selbst-
Energieversorgung bezuglich Nachhaltig- sen werden diirfen. verstiindlichkeit, in anderen Bereichen
keitberiicksichtigt werden, so etwadiever- nicht immer.
minderung einseitiger Abhangigkeiten von Das Forschungsbudget fur alle Projekte
einzelnen Energiequellen. in der Kernenergie ist heute beinahe Wie beurteilen Sie dann den Stellenwert
gleich gross wie jenes fur Projekte der der Kernenergie-Forschung in der
erneuerbaren Energien oder jenes fur Schweiz?
die Anstrengungen zur rationellen
Energienutzung. 1st dies gerechtfertigt? Auf der Grundlage meiner Beobachtungs-
funktion uber die Forschungsprogramme
Kernenergie ist eine wichtige Technologie, komme ich zu einem positiven Gesamtbild.
wenn wir ihren Anteil an unserer Energie- Bei der Fission stehen Sicherheit und Ent-
versorgung beriicksichtigen. Die laufenden sorgung sowie Weiterentwicklung der bis-' .+' +--\ cy:<
i8 LL.3 h L ENET-NEWS - November 2003
herigen Reaktoren im Vordergrund, bei der neuerbarer Energien. Insgesamt betrachte etliche Zeit. Sie weistjedoch ein gewaltiges
Fusion visioniire Arbeiten an einer Techno- ich die Anstrengungen zur rationelleren Potenzial auf, weshalb es falsch wiire, hier
logie mit Potenzial. In beiden Bereichen Elektrizitatsnutzung als wichtige Massnah- nicht zu forschen und zu entwickeln. Falls
arbeiten Schweizer Institute mit anerkann- me, um den Verbrauch in Griff zu bekom- wir bei der Fusion einen Durchbruch erle-
tem Erfolg. ben, werden wir natiirlich im Riickblick
froh sein, einen wichtigen Beitrag geleistet
Der Strommix von heute ist bekannt. Wie ,,Das Jahr 2053 ist zugleich zu haben. Im ijbrigen sind Prognosen
wird er in 50 Jahren aussehen? nah und fern." schwierig zu machen, ohne die Effekte vor-
auszusehen, die beispielsweise eine hohe
Fur Investitionsentscheide im Energiebe- C02-Abgabehatte.
reich mit entsprechend langen Planungs-, men, indem wir den Kunden intelligente
Betriebs- und Amortisierungszeiten miis- Moglichkeiten bieten konnen. 50 Jahre - Die BKW FMB Energie AG hat als Pio-
sen wir schon heute gewisse Vorstellungen also 2053 - liegt zugleich nah und fern. nier in Photovoltaik und Windkraft in-
dariiber haben, welche Technologien dann vestiert. Was waren damals Ihre Uber-
zum Einsatz kommen sollen. In diesem Wird die Kernfusion eine termingerechte legungen und wie beurteilen Sie die heu-
Sinn wird die Wasserkraft auch 2053 eine Alternative zur Fission darstellen? tige Situation?
zentrale Rolle spielen. Auf eine neue Ge-
neration von Kernreaktoren konnen wir je- Kaum in grossemRahmen. DieFusion stellt Wir blicken nun auf ein ganzes Jahrzehnt
doch in Zukunft nicht verzichten. Hinzu eine Grosstechnologie dar und bis konkrete zuriick und konnen bestatigen, dass unser
kommen wird ein vergrosserter Anteil er- Anwendungen moglich sind, vergeht noch Ansatz, neue Technologien pragmatisch zuENET-NEWS - November 2003
fordern und in einem grosseren Massstab
einzusetzen, berechtigt war. Inzwischen ha-
ben wir die Photovoltaik vom Mont-Solei1
auch hinunter auf den Bielersee gebracht -
auf den Katamaran MobiCat - und bald
auch in die Stadt Bern - aufs Dach des neuen
Wankdorfstadiums, wo erstmals eine ,,Ver-
marktung" stattfinden soll. Bei der Wind- telligente Umsetzung von
kraft planen wir einen weiteren Ausbau der resultaten ist allgemein anzust
Anlagen der Juvent AG. Diese Energie sind auch mal ungewohnliche
wurde immer kostendeckend verkauft. Von hen, wie wir es beispielsweise beim Mobi-
Interesse waren einerseits die Lern- und Cat getan haben. Fiir die Forschung selbst
Kostenkurven dieser Technologien, ande- sind hingegen das Kliiren der eigenen Kom-
rerseits die Anforderungen an den Vertrieb petenzen und eine entsprechende Konzen-
solcher Produkte sowie die Nachfrage- tration vorauszusetzen. Fur das Bundesamt
entwicklung bei unseren Kunden. Auf der fur Energie bleiben in jedem Fall die bei-
Anwendungsseite sind wir zum Beispiel den wichtigen Funktionen einer gezielten
auch seit Jahren im Wiirmepumpen-Sektor Koordination von Forschungsprojekten
aktiv. und die Vermittlertatigkeit bei der Realisie-
rung von neuen Demonstrationsanlagen.
Bildet die rationelle Energienutzung ei-
nen Widerspruch zur Strategie eines
Energieunternehmens?
Nein - ich zeige den positiven Zusammen-
hang rationeller Energienutzung und Unter-
nehmenserfolg seit Jahren auf. Nur wenn
wir unsere Kunden mit besseren Produkten
beliefern und auf ihre Bediirfnisse optimal
eingehen, haben wir Erfolg. Alles andere
wiire ein monopolistischer Trugschluss.
Wenn rationellere Gerate gewunscht wer-
den, stellen wir diese zur Verfugung und
kommunizieren dies auch so. Denn in ei-
nem offenen Markt uberlebt nur derjenige,
der fur seine Kunden eine insgesamt gun-
stige Losung findet.k:.>+Kl..
................................................................................................................................................................................................................................
c.- qs .y
i 10 ENET-NEWS - November 2003
Radikal oder inkrementell
Unt e rsc hi ed I i c he A nsatz e f ur de n Tech no Iog i e-Tr a nsf e r i n
Innovationsprozessen
Karl Hohener Innovationsprozesse dienen der Erfullung einem solchen System unterscheidet sich in
ENET Technologie- aktueller und zukunftiger Kundenanforde- folgenden Aspekten von jenem fur inkre-
Transfer rungen an Funktionen, Kosten und Qualitat mentelle Innovationen.
CH-9320 Arbon von bestehenden und neuen Produkten oder
Dienstleistungen. Zwei Arten werden un- Der ENET Technologie-Transfer-Prozess
terschieden: die inkrementelle und die ra-
dikale Innovation. Eroffnen neue wissenschaftliche Erkennt-
nisse Potenziale, die bestehende Losungen
Zwei unterschiedliche Innovations- grundsatzlich verandern oder ablosen, so
begriffe beginnt der Technologie-Transfer bei der
Erarbeitung von verschiedenen Business-
Unter dem Begriff ,,inkrementelle Innova- modellen. Damit sollen Risiko, Kapitalein-
tion" werden Prozesse fiir dieverbesserung satz, Zeitbedarf fur die Umsetzung und der
bestehender Produkte aufgrund von Markt- Return on Investments fiir einen Kapital-
anforderungen oder Aktivitaten der Wett- geber oder ein Unternehmen in Einklang ge-
bracht werden. Sind die Modelle schlussig,
wird der ,,Best fit" mit der Strategie und der
Technologiefahigkeit des Unternehmens er-
mittelt. Liegen Erfolg versprechende Kom-
binationen vor, beginnt die Kontaktanbah-
nung, d.h. der Transfer von technologischem
Wissen und den Ideen zu deren Nutzung.
Die Unternehmensstrategie steuert den
Innovationsprozess
Erfordert eine Unternehmensstrategie ein
erweitertes oder neues Produktportfolio, so
Aufgabenspektrum bewerber verstanden. Mit inkrementeller unterscheidet sich das Vorgehen fiir einen
der inkrementellen Innovation wird in der Regel die Marktpo- Technologie-Transfer erneut. Will sich ein
und der radikalen sition eines Produktes gehalten und dessen Komponentenanbieter neu als Prozessan-
Innovation. Lebensdauer verlangert. Benotigt ein Un- bieter im Markt profilieren, dann benotigt
ternehmen fur die Unterstutzung solcher er rasch erweiterte Kenntnisse und auch
Innovationsprozesse technologischen Sup- neue Kompetenzen. Durch Zukauf von ent-
port, so wird dieser zweckmassig durch ei- sprechenden Geschaftseinheiten von Zu-
ne der zahlreichen Technologie-Transfer- lieferern fur die Komponenten undoder
Stellen unseres Bildungssystems erfolgen. durch den Aufbau eines Kompetenz-
Clusters werden die Kompetenzen fur das
,,Radikale Innovation" fuhrt zu grund- neue Portfolio gewonnen. Der Aufbau ei-
legend Neuem und nachhaltigen Veriinde- nes solchen Kompetenz-Clusters und des-
rungen, sei es in einem Unternehmen (Pro- sen Verbindung mit dem Unternehmen ist
duktprogramm, Ertragskraft usw.) u n d in einer solchen Situation ein strategischer
oder in der Wirkung von Produkten (Le- Technologie-Transfer.
bensstil, Umwelt usw.). Die treibende Kraft
fur radikale Innovationen geht von der Stra- ENET konzentriert sich primiir auf den
tegie des Unternehmens oder von den Mog- strategischen Technologie-Transfer und
lichkeiten neuer Technologien aus. Nicht wirkt damit komplementiir zu den Trans-
selten sind es Kombinationen von beiden ferstellen an Universitaten, ETHs undFach-
Ansatzen. Der Technologie-Transfer in hochschulen..................................................................................................................................................................................................................................
ENET-NEWS - November 2003
,.
: pp S:\ y
. . :($
+4 $ >
.-, ,,
11:
*;\ *;\
Energieeffizienz auf Schienen
Fur konkrete Massnahmen zur Erhohung der Energieeffizienz
beim Bahnverkehr werden weitere Daten benotigt
Conrad U. Brunner Geht man davon aus, dass bei allen Elek-
CUB trizitatsverbrauchern die Energieeffizienz
CH-8001 Zurich zu analysieren ist, dann wird der offentliche
Verkehr und speziell der Schienenverkehr
Ruedi Meier von Interesse sein.
BFE-Prog ram mleiter
Energiewirtschaft- Auswertung der statistischen Daten
liche Grundlagen zeigen Unterschiede auf
Bolligenstrasse 14b
CH-3006 Bern Die Statistik weist f i r die Bahnen in der
Schweiz einen Elektrizitatsverbrauch von
Lukas Gutzwiller uber 2700 GWh pro Jahr auf, rund 85 %
BFE-Bereichsleiter entfallen dabei auf die SBB. Aufgrund der
Energiewirtschaft- SBB-Daten ist ersichtlich, dass ca. '/4 durch
liche Grundlagen den stationiirenverbrauch (Gebaude, Werk-
statten usw.), % durch den Verkehr (Trak-
tion) anfallen. Hier handelt es sich sowohl schlage zunachst vage. Topografie, Aus- Energieverbra uch
um Personen- und Guter-Verkehr als auch lastungen, Klimaunterschiede, Geschwin- von 47 ausgewerte-
Dienstverkehr, wozu unterschiedlichste digkeiten, Anteile von Personen- und ten Bahnanlagen:
Rollmaterialtypen eingesetzt werden. Der Guterverkehr sowie Zugskompositionen Bruttotonnen-
grosse Anteil der SBB am Gesamtver- mogen jedoch die Unterschiede nicht vollig kilometer und
brauch ist f i r eine vergleichende Unter- zu erkliiren. Erfreundlicherweise liegt der absoluter Energie-
suchung von Bedeutung, die KTU (Konzes- spezifische Energieverbrauch beim gros- verbrauch in
sionierte Transport-Unternehmen), darunter sten Verbraucher (SBB) relativ niedrig. MWhlJahr (1997).
.. die bcicicn wichri-
gcn H1.S I.iirsch- Breitere Datengrundlagebietet Basis fur
bcrgbahn AG unci gezielte Massnahmen
KYrischc Hahn, cr-
gYnzcn die Analyse. Aufgrund der bisherigen Daten lasst sich
erkennen, dass der Energieverbrauch des
Hci cicr Gcgcniibcr- Schienenverkehrs in der Schweiz weiter
st el I ung cicrj iihrl ich analysiert werden sollte. Durch die Kennt-
gc lilhrcncn Hru N O - nis des spezifischen Energieverbrauchs
tonncnki lomc~cr konnen beispielsweise die Fahrzeug- und
(Htkm/a) unci cics Verkehrsmittelwahl optimiert sowie ein
clcktrischcn Encr- Vergleich von Bahnen mit Zhnlichen Vor-
Neben dem Bahn- gieverbrauchs von 47 ausgewerteten Bah- aussetzungen durchgefuhrt werden, ferner
verkehr wird der nen stellt man eine Korrelation fest. Wertet mehrj Zhrige Vergleicheund Entwicklungen
Elektrizitatsver- man hingegen den spezifischen elektri- aufgezeigt werden. Nimmt man als Ziel-
brauch zu einem schen Energieverbrauch aus (Whmtkm), so grosse eine Einsparung von 10 % der elek-
Viertel durch ergibt sich bei den KTU eine erhebliche trischen Traktionsenergie innerhalb von
stationare Anlagen Streuung sowie ein hoherer Mittelwert. zehn Jahren, so entspricht dies ca. 270 GWh
bestimm t. Man konnte daraus schliessen, dass ein be- pro Jahr. Dies durfte auch Einfluss auf die
(Foto: BLS) deutendes Potenzial fur energieeffiziente Beschaffung von Rollmaterial und auf die Bericht:
Massnahmen besteht, da die Datensituation systematischen Revisionen bestehender Energ i eve r b rauc h i m
(Systemgrenzen, Zuordnungen usw.) nicht Loks und Waggons haben. Zusatzlich sind Schienenverkehr;
uberall einheitlich ist und da die verkehrs- eine strukturierte Auswertung von Mess- Conrad U. Brunner,
technischen Rahmenbedingungen unter- werten und eine Definition der Energie- 2001
schiedlich sind, bleiben konkrete Vor- leistungsstandards anzustreben. ENET-Nr. 210371Summer School - Solar Energy 2003
Sensibilisierung fur den integralen Einsatz
von Solartechnik stand im Mittelpunkt der Schulung
Solarhaus-Konzepte und die Technologien Werkzeuge und Workshops zung von erneuerbarer Energie insbe-
der solarthermischen Kraftwerke standen sondere der Sonnenenergie zu maximieren
im Mittelpunkt der 7. internationalen Welches Ziel verfolgte die Summer und entsprechende Energiebedarfsanalysen
,,Summer School - Solar Energy 2003". Sie School? Urs Wolfer, BFE-Bereichsleiter fiir durchzuftihren. Die speziell anspruchs-
fand erstmals in der Schweiz statt und Solartechnologien: ,,Zunachst sollte die vollen klimatischen Bedingungen des
wurde vom Bundesamt fur Energie (BFE) Sensibilisierung fur eine optimale Nutzung Oberengadins, die man zu beriicksichtigen
organisiert. Wiihrend zwei Wochen konn- der Sonnenenergie bei Bauprojekten gefor- hatte, bildeten dabei eine zusatzliche Her-
ten sich 36 Teilnehmende aus aller Welt in dert werden. Durch Referate zahlreicher ausforderung .
der Academia Engiadina in Samedan einen Experten aus dem In- und Ausland stellten
thematischen ijberblick verschaffen und in wir in der ersten Studienwoche die Palette Fiir die Summer School, welche auf einer
interdiszipliniiren Gruppen Projekte erar- an Technologien, Planungs- und Berech- internationalen Kooperation von Univer-
beiten. nungswerkzeugen (Software) sowie inte- sitaten und Organisationen beruht (Oster-
gralen Methoden vor. In den nachfolgenden reich, Deutschland, Schweden und
Workshops ubten die Studierenden das
interdiszipliniire Arbeiten an konkreten
Projekten, die wir hier auf die raumlichen
und klimatischen Gegebenheiten von
Samedan ausgelegt hatten."
Wie waren die Eindriicke der internatio-
nalen Teilnehmerschar? Fur den einen Stu-
denten ergab sich durch diese Zusammen-
arbeit uber Bereichsgrenzen hinweg eine
willkommene Erganzung zur ublichen
Arbeitsweise an Universitaten und Hoch-
schulen. Einem italienischen Architekten,
der zurzeit in den USA arbeitet, gefiel die
Kombination von Thema und Ort. Gerne
mochte er die gewonnenen Erkenntnisse
und Erfahrungen mit Solararchitektur in Die internationale
Amerika umsetzen. Fiir einen Energie- Gruppe (rechts) be-
berater ermoglichte die umfassende Aus- fasste sich wahrend
einandersetzung und Diskussion an der der zweiwochigen
Summer School Gelegenheit, sich rasch in ,,Summer School -
die Thematik einzuarbeiten. Und eine Stu- Solar Energy 2003"
dentin aus Japan war an den Unterschieden in Samedan intensiv
zwischen europaischen und japanischen mit integraler Solar-
Losungen besonders interessiert. architektur. Fur die
Workshop-Projekte
KonzeptionelleArbeit und Detailanalysen (oben) konnten
modernste Berech-
In der zweiten Schulungswoche wurden die nungsprogramme
zuvor prasentierten Berechnungswerk- genutzt werden.
zeuge fur konkrete Projekte eingesetzt. Als
Workshop-Vorgabe war ein bestehendes
Grundstuck in Samedan ausgewahlt wor-
den, auf dem entweder ein Studentenheim
oder ein Ferienhaus fur Familien gestaltet
werden sollte. Eines der Ziele war, die Nut-.................................................................................................................................................................................................................................
ENET-NEWS - November 2003 13 j
Schweiz), stand ein Leitungsteam zur gewonnenen internationalen Kontakte,
Verfugung, das den einzelnen Gruppen die fur seine Tatigkeit forderlich sein
gezielte Unterstutzung bieten konnte. werden.
Fur einen neuen Leiter eines Forschungs- Aus Sonnenwarme Strom produzieren
labors bot die Summer School eine will-
kommene Orientierung fiir seine weiter Im Bereich der solarthermischen Kraft-
gehende Informationsbeschaffung. Eine werke studierte man die aktuellen Techno-
Architektin, die zurzeitvorarbeiten zu ihrer logien und Entwicklungen neuer Produk-
Doktorarbeit erledigt, war uber die gebote- tionsanlagen, die an verschiedenen Orten
nen thematischen Neuheiten und Kontakt- weltweit geplant sind und bis 2006 eine
hinweise erfreut. Aber auch ein junger zusatzliche Leistung von 500 MW bringen
schwedischer Wissenschafter schatzte die werden.
In der Gruppenarbeit wurden anhand
konkreter Standortvorgaben die Auslegung
und Berechnung einer Anlage mit Parabol-
rinnen-Technik durchgefuhrt.
Entscheidende Parameter kennen ge-
lernt
Durch Themenvortrage und Projektarbei-
ten sollte die Intuition, welche energe-
tischen Parameter bei Gebauden entschei-
dend sind, gestiirkt werden. Konnte dies er-
reicht werden? Urs Wolfer: ,,Die Mehrzahl
Das Leitungsteam der Summer School, u.a. der Teilnehmenden hat ihr Studium bereits
Robert Hastings (rechts), unterstiitzte die abgeschlossen oder steht kurz davor. Somit
jungen Wissenschafie6 Architekten und bringen die jungen Leute die wissenschaft-
lngenieure aus aller Welt. liche Basis mit, die Grundlagen waren also
gegeben. Durch die intensive Auseinander-
setzung wahrend der zweiwochigen Sum-
mer School konnte das Ziel einer besseren
Vertrautheit mit der Solartechnik durch-
wegs erreicht werden."
Gegenseitiger Austausch von Erfahrungen
und interdisziplinares Arbeiten pragten die
Gruppenarbeiten.Mobilitat aus Pflanzen
Bioethanol als Zusatz zu Benzin und Diesel reduziert
den Verbrauch des fossilen Trei bstoffs
Was in Brasilien (seit 1975), den USA und einer Verbrauchsreduktion fossiler Ener- lichen Abgas-Emissionen der geprtiften
in Schweden bereits seit einiger Zeit ge- gietrager, also auch zu weniger C02-Emis- Euro-3-Fahrzeugen keine markanten Un-
nutzt wird, ist in der Schweiz Gegenstand sionen bei entsprechender C02-Neutralitat terschiede. Beim Diesel sind hohere Werte
von verschiedenen Untersuchungen: das des Bioethanols. beim Gesamtkohlenwasserstoff (T.CH) er-
Beimischen von Bioethanol zu Benzin- kennbar. Das Ozonbildungspotenzial der
oder Diesel-Treibstoffen. Die Schaffung Bioethanol-Produktionsanlagen umfassen VOC-Emissionen (fluchtige organische
geeigneter Strukturen wird aber auch in der als wesentliche Verfahrenseinheiten Verga- Verbindungen) erhohte sich um ca. 15 %
Europiiischen Union gefordert, um einen rung, Destillation und Entwasserung. Auf- (Benzin-Peronenwagen) bzw. 30 % (Die-
gewissen Anteil des Benzins durch Alter- grund der moglichen, unterschiedlichen sel-Personenwagen).
nativ-Treibstoffe zu ersetzen (Ziel: bis Rohstoffe, die durch den saisonalen
2010 einen Anteil von 5,75 %; bis 2020 Charakter uber das gesamte Jahr anfallen, Neben den technologischen Fragen werden
ca. 20 %) auch wirtschaftliche und logistische As-
pekte naher betrachtet. Erwahnenswert sind
Beimischung von Schweizer Treibstoff bereits im Einsatz stehende Pilotfahrzeuge
in Vevey, DelCmont, Schachen (LU) und
Bioethanol kann aus ijberschussen der neu bei Swisscom. Zurzeit prtift man zu-
Landwirtschaft erzeugt werden, durch sammen rnit alcosuisse weitere Schritte, die
biogene Abfdle, durch die Nutzung von zur Realisierung von Bioethanol-Produk-
Lignozellulose-Stoffe (z.B. Holz, Pflan- tionsanlagen und entsprechender Infra-
zenschnitt, Heu usw.) oder durch gezielten strukturentwicklung fuhren sollen. Bio-
Anbau von Pflanzen (z.B. Topinambur). ethanol ermoglicht einen Umweltnutzen
unter Verwendung der heute vorhandenen
Alcosuisse, das auf den Ethanolhandel spe- Fahrzeuge der Pilotstudie fur das Treibstoff-Vertriebskettesowie der im Ver-
zialisierte Profitcenter der Eidgenossischen Beimischen von Bioethanol zu Benzin- oder kehr befindlichen Fahrzeuge.
Alkoholverwaltung, hat im Rahmen seines Diesel-Treibstoffen in Vevey.
,,etha+"-Projekts eine Reihe wissenschaft- Weitere Informationen:
licher Studien zur Beurteilung verschiede- www.eav.admin.ch ( alcosuisse)
ner Aspekte der Ethanol-Beimischung zu lasst sich eine quasi kontinuierliche Be- Pierre Schaller
Treibstoffen veranlasst. Dabei geht man schickung und Lieferung von Ethanol ge- Alcosuisse
heute von einem 5 %-Anteil bei Benzin aus wiihrleisten. CH-3000 Bern 9
(entspricht der Norm EN288; Funktions-
fhigkeit durch Auto-Schweiz garantiert), Schadstoffausstossverandert sich kaum
was umsetzbar erscheint und einen gerin-
gen Investitionsbedarf zur Folge hatte. Neben den generellen Massnahmen zur
Verbrauchssenkung bei Fahrzeugmotoren
Erzeugungsart beeinflusst die Bilanz stellt die Verwendung regenerativ erzeugter
Treibstoffe eine interessante Perspektive
Das Labor fiir Energiesysteme (LASEN) dar. Allerdings durfen diese nicht zu einem
der ETH Lausanne befasste sich rnit einer schlechteren Emissionsverhalten fuhren.
vergleichenden Lebenszyklusanalyse un- Eine Untersuchung der EMPA in Duben-
terschiedlicher Treibstoffe, welche sich rnit dorf, auf die sich die Lebenszyklusanalyse
den okologischen Auswirkungen auf jeder abstutzte, hat die Unterschiede beim Aus-
Stufe auseinandersetzt. Dabei hat die Art stoss von Schadstoffen (CO, NO,, T.CH,
und Weise der Bioethanol-Erzeugung einen PM) bei diversen Fahrzyklen aufgezeigt.
wesentlichen Einfluss auf das C02-Reduk- Dafur standen drei Modellfahrzeuge zur
tionspotenzial. Ressourcen, Anbau, Ernte, Verfiigung: zwei Personenwagen rnit Ben-
Transport, Lagerung usw. beeinflussen das zin und Diesel sowie ein Diesel-Nutzfahr-
Gesamtbild der Schadstoffemissionen. Die zeug. Diesel- und Benzin-Treibstoffe rnit
Beimischung von Ethanol fuhrt jedoch zu Bioethanol-Zusatz ergeben bei den gesetz-.................................................................................................................................................................................................................................
ENET-NEWS - November 2003 15 j
Methan aus nasser Biomasse
Untersuchung am PSI zeigt Chancen auf fur den
hyd rothe r ma Ien Ve rgasu ngs prozess
Frederic Vogel Weil Energie aus Biomasse C0,-neutral ist, thermalen Gegebenheiten die Biomasse in
Projektleiter also bei der Nutzung nur so vie1 Kohlen- Gegenwart eines Katalysators, der die Gas-
Paul Scherrer dioxid freisetzt wie durch das Wachstum bildungsrate stark beschleunigt, tatsachlich
lnstitut (PSI) absorbiert wurde, handelt es sich um eine in einem Schritt zu Methan umgewandelt
CH-5232 Villigen nachhaltige Energieform. Mit konventio- werden kann. Und dies rnit hoher Ausbeu-
nellen Vergbngsverfahren kann aus Bio- te. Pro Gramm Holz konnen theoretisch bis
Bruno Guggisberg masse Methan (CH,) gewonnen werden, zu 0,34 g Methan gewonnen werden. Beste
BFE-Bereichsleiter das man zur Stromproduktion oder fur Resultate erreichte man bei ca. 400 "C,
Biomasse Treibstoffe (Erdgasfahrzeuge) aufbereiten 300 bar und rnit einem nickelhaltigen Kata-
kann. Wahrend die thermisch-katalytische lysator. Bisher erreichte man pro Gramm
Vergasung fur die Verwertung von trocke- Holz 0,24 g Methan und verzeichnete keine
nem Holz zu Biogas eingesetzt wird, ergibt nachteiligen Teer- oder Kohlenstoffbe-
nasse Biomasse hier einen zu geringen standteile. Erwartet wird ein Prozesswir-
Wirkungsgrad. Als Alternative bietet sich kungsgrad Holz zu Methan von 70 - 80 %
dafur die hydrothermale Vergasung an, die f i r eine Anlagenleistung von 20 MWm.
bereits in den 70er Jahren durch ein Projekt
am MIT (Massachusetts Institute of Tech- Auch fur biogene Stoffe aus der Land-
nology) initiiert wurde. wirtschaft
Wassriger Sage-
Verfahrenstests Die hydrothermale Vergasung verspricht mehl-Schlamm
rnit verschiedenen aber nicht nur Vorteile bei der Verwertung (oben) wird im
Reaktionspara- nasser Holzer, sondern auch bei biogenen Reaktor zu klarem
metern Stoffen aus der Landwirtschaft (Gulle, Wasser (unten) und
Schlachtabfalle, Kliirschliimme usw.), fiir einem methan-
Im Rahmen des die neue Entsorgungsverfahren gesucht reichen Gas umge-
Ecogas-Projekts werden. Denn ubliche Vergbngsverfahren wandelt.
konnten inzwischen setzen nur einen Teil der Biomasse zu
am PSI Untersu- Methan und CO, um, zudem kann nicht
chungen rnit ver- sichergestellt werden, dass die problema-
schiedenen Holz- tischen Spurenstoffe (z.B. Antibiotika-
Phasendiagramm schlammen und Prozessparametern durch- Ruckstande usw.) zerstort werden. Die
fur reines Wasser. gefuhrt werden. Dabei wurden rnit einem Niihrstoffe sollen im Sinne der Nachhaltig-
Die grunen Pfeile kleinen Chargenreaktor (Batch-Reaktor) keit als Konzentrat zuriickgewonnen wer-
zeigen den Reak- Schlamme rnit Holzanteilen von 10 - 30 den, was eine effiziente Dungung erlaubt.
tionsverlauf der Gewichtsprozenten getestet. Eingesetzt
hydrothermalen wurde eine rindenfreie Sagemehlmischung .
Vergasung, bei dem
ein hoherer thermi- Ausgehend vom chemischen Gleichgewicht
scher Wirkungsgrad ist die Bildung von Methan und CO, aus
erreicht wird, weil wassriger Biomasse bei niedrigen Tempe-
man das Wasser raturen begunstigt. Damit die Reaktion bei
nicht verdampft. tiefen Temperaturen jedoch zum Laufen
kommt, braucht es bestimmte Bedingungen.
In der Nahe des kritischen Punkts von Was-
ser (374"C, 221 bar) andern sich seine
chemischen Eigenschaften und es wird zu
einem interessanten Reaktionsmedium f i r
die Vergasung von Biomasse. Am PSI konn-
te gezeigt werden, dass unter diesen hydro-Erste Wasserkraftschnecke montiert
Alte Staustufe bei Derendingen kann durch neue Technik
wieder zur Stromproduktion genutzt werden
Thomas Kohli Der Grtittbachist ein Seitenkanal der Emme Erstmals wird nun in der Schweiz eine
Projektleiter und gehort zu einem im 19. Jahrhundert Wasserkraftschneckeeingesetzt. Beim Ein-
CH-4556 Aeschi erbauten Industriekanalsystem. Das am lauf ist ein Grobrechen mit Reinigungsein-
Grtittbach gelegene Kraftwerk der Ziegel- richtung platziert. Das eingebrachte Ge-
Hanspeter fabrik in Derendingen bei Solothurn wurde schwemmsel wird uber eine Rinne in den
Leutwiler dann in den 70er Jahren aus wirtschaft- Umgehungskanal gespult.
BFE-Programmleiter lichen Grtinden stillgelegt. ijbrig blieb ein
Kleinwasser- kleiner Wasserfall. Konstruiert wurde die Wasserkraftschnecke
kraftwerke als kompakte Einheit, was die Montage vor
Postfach Von der Vorstudie zur Wasserkraft- Ort erleichterte. Sie hat einen Durchmesser
CH-8910 Affoltern schnecke von 1,6 m und einen horizontalen Nei-
am Albis gungswinkel von 22". Durch den Abstand
Mit einer vom Bundesamt fiir Energie un- der Schaufeln ist sie unempfindlich ge-
Bruno Guggisberg terstutztenVorstudie, die im Jahre 2000 ab- genuber Laub, kleinen Asten und ahnlichen
BFE-Bereichsleiter geschlossen wurde, konnten das vorhande- Verunreinigungen, kann also kaum ver-
Kleinwasser- ne Potenzial abgeschatzt und mogliche stopft werden. Dadurch werden Betrieb und Montage der
kraftwerke moderne Anlagenvarianten evaluiert wer- Unterhalt wesentlich vereinfacht. Dank kompakten Einheit
den. Im Verlauf der weiteren Planungs- ihrer grossen Wasserkammern und den der Wasserkraft-
arbeiten kam man auf das neuartige Kon- nicht vorhandenen Druckunterschieden schnecke im
zept der Wasserkraftschnecke, die sich fur stellt sie fur abwandernde Fische kein Hin- Grijttbach bei
die vorgegebenen Parameter (konstante dernis dar. Fur deren Aufstieg wurde ein Derendingen (SO).
1000 U s bei einer Fallhohe von 1,16 m) op- seitlicher Fischpass als Raugerinne aus
timal eignet. Fur die Wasserkraftnutzung Steinen realisiert.
fand das hier venvendete Prinzip der ,,archi-ENET-NEWS - November 2003
Stabile Produktion und optimaler Hoch-
wasserschutz
Der mechanische Wirkungsgrad der Was-
serkraftschnecke bleibt bis zu einem Funf-
tel der Nennwassermenge sehr stabil auf
nahezu 80 %, was als Vorteil gegenuber
herkommlichen Turbinen angesehen wird.
Das vom einfliessenden Wasser erzeugte
Drehmoment bzw. die daraus folgende
Leistung ist einzig vom Ausmass der Kam-
merfullung abhiingig. Die berechnete Jah-
resproduktion betragt ca. 55’000 kWh, dies
unter der Annahme von 48 Wochen Was-
serfuhrung im Grtittbach.
Der seitlich angeordnete Umgehungskanal
und der Hochstwasser-ijberlauf sind fur bis
zu 4000 U s ausgelegt. Die Oberkanten des
gesamten Bauwerks ragen nur 5 cm uber
den Oberwasserspiegel hinaus. Das Kraft-
werksgebaude wird auf Stiitzen uber dem
Vorbereitungen fur
die Montage: Ein-
laufseite mit ange-
bautem Generator.
ijberlaufbereich positioniert und uberdeckt
auch die Wasserkraftschnecke. Es ergeben
sich dadurch sowohl eine akustische Ab-
schirmung, als auch Witterungsschutz und
eine mogliche Abwiirmenutzung des Gene-
rators, der sich an der oberen Seite der
Wasserkraftschnecke befindet.
Die Wasserkraftschnecke hat beziiglich
Wirkungsgrad, Unterhalt und Fisch-
Abwanderung entscheidende Vorziige.
(Fotos: Th. Kohli)Im Gebirge ist es schwieriger
Kombination von Messungen und Berechnungen Iasst die
W i ndver ha1tn isse i m G ebi rge besser er kennen
Stefan Kunz Je hoher sich ein Standort befindet, umso muss. iiber Gebirgskammen und Kuppen
METEOTEST stiirker blast im Allgemeinen der Wind. kann sie bis in grosse Hohen konstant sein
CH-3012 Bern Deshalb sind Gebirgsregionen fur die oder sogar abnehmen. Ausserdem veriin-
Windenergienutzung von besonderem Inte- dern sich die vertikalen Windprofilej e nach
Robert Horbaty resse. Doch Vereisung, Turbulenzen ver- Windrichtung und -stiirke.
BFE-Programmleiter bunden mit extremen Boen und schwierige
Windenergie Infrastruktursituationen erschweren Mon- Hier bietet das SODAR-Messsystem
do ENCO GmbH tage, Betrieb und Unterhalt. Ausserdem (Sound Detection and Ranging) eine hilf-
CH-4435 Niederdorf sind Standortabklbngen in komplexem reiche Erganzung, indem der Wind von
Gebirgsgeliinde wesentlich aufwiindiger. 20 - 150 m uber Grund in Schritten von
Markus Geissmann 10 m gemessen werden kann. Dabei wer-
BFE-Bereichsleiter SODAR im Einsatz den vom Boden Schallwellen nach oben
Windenergie ausgesendet und in der Atmosphiire reflek-
Die Erfahrung zeigt, dass Schalen-Anemo- tiert. Durch die veriinderten Frequenzen
meter (Windmesser) im Gebirge manchmal aufgrund der Luftbewegung (Doppler-
nicht in der Lage sind, die realen Windver- Effekt) sowie durch die Zeitdifferenz lassen
hdtnisse abzubilden. Aufgrund der Topo- sich die Windgeschwindigkeiten und die
grafie konnen die Messmasten oft nicht Hohe berechnen. SODAR-Messungenkon- Im Gebirge miissen
genugend hoch gebaut. Zudem treten im nen jedoch von Umgebungsgerauschen, Windenergie-
Gebirge vertikale Stromungen auf und es Regen, Wolken, Turbulenzen usw. beein- anlagen mit Turbu-
zeigt sich, dass die Windgeschwindigkeit flusst werden. Dies muss bei den Auswer- lenzen, Boen,
mit der Hohe nicht zwingend zunehmen tungen beriicksichtigt werden. Zurzeit steht Vereisungen usw.
die SODAR-Station von METEOTEST zurechtkommen.
Bern im grossten Alpen-Windpark in (Foto: wwwtauern-
Tauern (Osterreich) im Einsatz. wind.com).................................................................................................................................................................................................................................
ENET-NEWS - November 2003 19:
Mit SODAR-Mes- Vereisung ist Hauptthema furs Winter-
sungen Iasst sich halbjahr
das vertikale Profil
der Windgeschwin- An beiden Standorten wurden Windmes-
digkeit ermitteln. sungen rnit beheizten und unbeheizten
Die METEOTEST- Anemometern durchgefuhrt. Aufgrund der
Anlage befindet Gegenuberstellung der Messwerte der bei-
sich hier im gross- den Anemometer sowie durch Temperatur-
ten Alpen-Wind- und Taupunkt-Messungen kann auf die
park - in Tauern,
Osterreich.
Konkrete Standortabklarungen als Re- Uber Gebirgskam- Hindernisse (z.6.
ferenzen men und Kuppen Baume) bremsen
kann die Wind- den Wind in den
Ein weiteres Werkzeug zur Standort- geschwindigkeit bis unteren Luftschich-
a b k l b n g von Windenergieanlagen sind in grosse Hohen ten, daruber nimmt
Modellrechnungen. Ein Windfeld variiert konstant sein oder er stark zu, wie die
in alpinen Regionen, also in komplexer sogar abnehmen. Messung uber einer
Topografie innerhalb kurzer Distanzen. flachen Waldkuppe
Messungen liefern daher nur Punktresul- im Jura zeigt.
tate, rnit Modellrechnungen kann man hin-
gegen ein grosseres Gebiet beurteilen.
Um die Anwendung der verschiedenen
Mess- und Berechnungsmoglichkeiten bes-
ser einschatzen zu konnen, hat METEO- umfangreichen Analysen des Gutsch Haufigkeit von Vereisungsperioden im
TEST aufgrund der beiden bisherigen (2350 m.u.M.) oberhalb Andermatt und des Winterhalbjahr geschlossen werden. Dies
SODAR-Standorte eine Vergleichsunter- Crap Sogn Gion (2216 m.u.M.) oberhalb ergibt somit Hinweise, ob eine Beheizung
suchung durchgefuhrt. Dabei wurden die Laax genutzt. der Rotorblatter wirtschaftlich sinnvoll ist.
Die SODAR-Messungen an den beiden
Standorten Gutsch und Crap Sogn Gion
zeigten vertikale Windprofile, die eher kon-
stant und nicht wie erwartet exponentiell
verlaufen. Der Anteil der Schraganstro-
mung scheint ein Grund zu sein, weshalb
Schalenanemometer in komplexem Gel&-
de die Windverhdtnisse oft uberschatzen.
Ultraschall-Anemometer zeigten exaktere
Resultate, messen jedoch auch nur auf ei-
ner bestimmten Hohenposition des Mastes.
Das Vereisungs-
problem tritt welt- Standortbeurteilung rnit Analysenkom-
weit an kalten bination
Standorten auf und
kann zu einer Ver- Erst die Kombination dieser verschiedenen
Messeinrichtungen bietet eine zuverlassige
Windenergieertrags
Grundlage zur Beurteilung eines Standor-
tes im Gebirge. ijbliche Windberechnungs-
modelle eignen sich wenig, hingegen konn-
ten rnit einem CFD-Model1(Computational
Fluid Dynamics) die zu envartenden Be-
dingungen rnit guter Anniiherung berechnet
................................................................................... werden.Systemtragheit optimal nutzen
PuIsbreiten mod ulat i on opt i miert d i e Rege I ung von Wa r mepumpen
bezuglich Warmezufuhr, Stromtarif und Laufzeiten
Esfandiar Shafai Mit der Regelung von Kleinwiirmepumpen der Aussentemperatur), bei der zweiten
lnstitut fur Mess- durch die Pulsbreitenmodulation konnen durch eine Laufzeit-Kennlinie (Wiirme-
und Regeltechnik die thermische Tragheit von Gebaude und leistungsbedarf gemass Energie-Kennlinie
(IMRT) Wiirmeverteilsystem sowie die Stromtarif- dividiert durch Wiirmeleistungsproduktion
ETH-Zent ru m zeiten koordiniert mit dem Wettergesche- gemass der Wiirmepumpenkennlinie).
CH-8092 Zurich hen optimal ausgenutzt werden. Bei der
Zufuhr der uber einen Tag benotigten Die dritte Strategie - eine modellbasierte
Thomas Kopp Wiirme wird ein geschickt portionierter pradiktive Regelung - beriicksichtigt die
BFE-Programmleiter Wiirmepumpenbetrieb realisiert; ,,Wiirme- thermischeTragheit von GebaudeundWiir-
(F+E) fur Umge- pakete" geeigneter Grosse ermoglichen die meverteilsystem durch ein mathematisch-
bungswarme Optimierung von Laufzeiten, indem Nie- physikalisches Modell. Daneben enthdt
do HSR dertarifzeiten, Hilfsenergieverbrauch usw. diese eine Schatzung der zu erwartenden
CH-8640 Rapperswil beriicksichtigt werden. Aussentemperatur fur die kommenden
Stunden. Sie beriicksichtigt fiir die Opti-
Max Ehrbar Drei unterschiedliche Regelungsstrate- mierung der Wiirmezufuhr sowohl die
BFE-Programmleiter gien Leistungszahl der Wiirmepumpe, die Sperr-
(P+D) fur Umge- zeiten des Elektrizitatswerks als auch die
bungswarme In einer ersten Phase wurden drei unter- Tarifstruktur des Strombezugs.
do NTB schiedliche Regelstrategien der Pulsbrei-
CH-9470 Buchs tenmodulation entwickelt. Sie unterschei- In der zweiten Phase des vom Bundesamt
den sich durch die Bestimmung der not- f i r Energie untersttitzten Projekts konnten
Fabrice Rognon wendigen Wiirmezufuhr und deren opti- handelsubliche Regler von zwei Industrie-
BFE-Bereichsleiter malen Verteilung auf den ganzen Tag. Die partnern entsprechend programmiert und
fur Umgebungs- notwendige Wiirmezufuhr erfolgt bei der erprobt werden.
warme ersten Strategie aufgrund einer Energie-
Kennlinie (Tageswiirmebedarf in Funktion.........................................................................
ENET-NEWS - November 2003 21 :
Temperaturverlauf mit modellbasiertem
Pulsbreitenmodulations-Regler bei starker
Sonn eneinstrahlung, welch e ein en Tempe-
raturanstieg im Wohnzimmer bewirkt. Mit
funf Paketen wahrend der nachtlichen
Niedertarifzeit erfolgte die Energiezufuhr fur
die Warmepumpe.
Tests zeigen Vorteile der Pulsbreiten-
modulation auf
Gegenuber der herkommlichen aussentem-
peraturgefuhrten Regelung der Rucklauf-
temperatur (ARL)ergaben sich bei ver-
gleichbarem Komfort in den beheizten
Raumen des mit einer Luft-Wasser-
Wiirmepumpe ausgestatteten Einfamilien-
hauses folgende Vorteile:
Die Wiirmepumpe konnte mit einem
Niedertarifanteil von 60 - 70 % gegen-
uber 43 % der ARL gefahren werden
Lange Laufzeiten von 0,5 - 1,5 Stunden
im Teillastbereich
Die Umwdzpumpe musste wiihrend den
Zeiten mit ausgeschalteter Wiirmepum-pe nicht betrieben werden, wodurch ein
tieferer Hilfsenergiebedarf entstand
b Optimale Nutzung von Niedertarifzeiten
ohne ijberdimensionierung der Wiirme-
pumpe.
Regler-Vergleich auf speziellem Priif-
stand
Nachdem der Feldtest der beiden Regler
durchwegs positive Resultate gezeigt hat, Prufstand im lnstitut fur Mess- und Regel-
werden die einzelnen Regelungsstrategien technik (IMRT) der ETH Zurich fur Sole-
nun unter vollig identischen (zeitlich varia- Wasser-Warmepumpen. Hier werden
blen) Wiirmebezugsbedigungen in einem Vergleichsmessungen der Pulsbreiten-
speziellen Sole-Wasser-Wiirmepumpen- modulations-Strategien durchgefuhrt.
Priifstand verglichen. Dieser wurde in ei-
nem frtiheren BFE-Forschungsprojekt ent-
wickelt und aufgebaut. Durch eine entspre-
chende Regelung des Priifstandes werden
sowohl die thermische Tragheit eines be- Ausfuhrlicher Schlussbericht zu diesem
liebigen (fiktiven) Hauses als auch das tran- Forschungsprojekt:
siente Verhalten (von Veriinderungen)eines H.R. Gabathuler, H. Mayer, E. Shafai,
(fiktiven) Solekreislaufs fiir die zu unter- R. Wimmer: Pulsbreitenmodulation fur Klein-
suchende Wiirmepumpe simuliert. warmepumpen, Phase 2, BFE 2002.
www.waermepumpe.ch/fe (Berichte)
Autor: Martin Zogg www.energ ieforschung.ch
(ENET-Publikationen),\....,\t4. .p 9;
.................................................................................................................................................................................................................................
'AS ;.* i;.+
ENET-NEWS - November 2003 L\\.->\?.\ >+..h\\.,v. 33 :
Mehr Effizienz steckt drin
Ohne Energie keine Informatik, ohne Effizienzsteigerung
keine Nachhaltigkeit
Roland Bruniger Kommunikationstechnologien werden etwa dem Stromverbrauch der Haushalte
BFE- Prog ram mleiter nicht nur durch die zahlreichen Endgerate, von Biel.
Elektrizitat wie Handy, PC usw., gepragt, sondern
do R. Bruniger AG benotigen auch eine umfangreiche Infra- Das Ausschalten von Servern wurde in
CH-8913 Ottenbach struktur. Server, Router und weitere Gerate mehreren Pilotprojekten untersucht; die
leisten ihre Dienste jedoch nur, solange die Ergebnisse waren durchaus positiv. Des-
Felix Frey Energieversorgung gewahrleistet ist. Ohne halb wird zurzeit eine Schaltleiste mit inte-
BFE-Bereichsleiter Energie gibt es auch keine Informatik, wie grierter Intelligenz entwickelt, die 2004 auf
Elektrizitat es in den vergangenen Monaten durch den Markt kommen soll. Auch Software-
Blackouts in Nordamerika und an anderen Losungen auf der Basis von ACPI (Advan-
Orten einmal mehr offensichtlich wurde. ced Configuration and Power Management
Damit die notige Stromversorgung wesent- Interface) werden verfolgt.
lich energieeffizienter bei gleicher Qualitat
und Verfugbarkeit wie heute realisiert wer- Qualitat lohnt sich
den kann, fordert das BFE-Forschungs-
programm Elektrizitat entsprechende Ar- Qualitat in der Planung, bei der Beschaf-
beiten. fung und Wartung von USV-Anlagen (Un-
terbruchsfreie Strom-Versorgung) lohnt
Informatik-Raume optimal planen und sich. Zur Ermittlung der Qualitatsmerk-
betreiben male aber auch der Energieverluste solcher
Anlagen sind inzwischen Grundlagen-
.................................Sie können auch lesen
