Innosuisse unterstützte im Rahmen des Förderprogramms Energie zwischen 2013 und 2020 acht Schweizer Kompetenzzentren im Bereich der Energieforschung (SCCER). In dieser Zeit starteten die SCCER über 1’500 Projekte und entwickelten Lösungen für die Energiezukunft der Schweiz. Wir haben einige Highlights zusammengestellt.
SCCER FEEB&D
SCCER EIP
SCCER-SoE
SCCER BIOSWEET
SCCER-FURIES
SCCER HaE Storage
SCCER Mobility
SCCER CREST
Software-Lösung für optimierte Energieplanung lokaler Energiesysteme
Im Rahmen des SCCER FEEB&D entwickelten Forschende neue Methoden für die Planung lokaler Energiesysteme. Mit dem Spin-off Sympheny der Empa wurden diese methodischen Innovationen als «Software-as-a-Service»-Lösung auf den Markt gebracht. Von der Lösung profitieren vor allem Planer von lokalen Energiesystemen, insbesondere Ingenieurbüros und Stadtwerke. Die Energieplaner werden dabei unterstützt, eine optimale Energieversorgungslösung für einen bestimmten Standort zu finden. Die Plattform hilft ihnen, erneuerbare Energiequellen besser zu integrieren und die Energieeffizienz auf kostengünstige Weise zu steigern.
Hochtemperatur-Wärmepumpe mit umweltfreundlichen Kältemitteln
Der Nutzen von Hochtemperatur-Wärmepumpen für die Dekarbonisierung der Industrie wird generell als sehr hoch eingeschätzt. Die Verfügbarkeit solcher Pumpen auf dem Markt ist allerdings im Moment noch ziemlich gering. Das SCCER EIP hat in den letzten Jahren intensiv im Bereich Hochtemperatur-Wärmepumpen mit umweltfreundlichen Kältemitteln geforscht und die wichtigsten Erkenntnisse dazu im Buch "Hochtemperatur-Wärmepumpen" veröffentlicht. Neben den theoretischen Analysen wurde an der Fachhochschule OST auch ein Prototyp entwickelt, welcher Merkmale aufweist, die über dem Durchschnitt der untersuchten Wärmepumpen liegt. Das Potential dieser entwickelten Technologie zur Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen in verschiedenen Industriesektoren wird als sehr gross eingestuft. Ein Beispiel dafür ist die Maestrani Schweizer Schokoladen AG, die die Energieversorgung für seine Schokoladenproduktion durch effiziente und umweltfreundliche Kältetechnik und Wärmepumpen modernisiert hat. Ihr Ziel ist es, in den nächsten Jahren Schokolade CO2-neutral zu produzieren.
Nutzung von geothermischer Energie
Fossile Brennstoffe sollen in Zukunft unter anderem auch durch die Nutzung von Geothermie ersetzt werden. Um saisonale Schwankungen abzufedern und auch saisonale Spitzen mit CO2-armen Energieträgern abzudecken, kommt der Wärme- und Kältespeicherung eine zentrale Rolle zu. Das SCCER-SoE hat Arbeitsabläufe entwickelt, um einerseits hydrothermale Ressourcen an Standorten für die direkte Nutzung zu finden und diese andererseits auch für die Wärmespeicherung zu nutzen. So können saisonale Schwankungen des Energieangebots bzw. der Energienachfrage im Sommer und Winter ausgeglichen werden.
Ein Beispiel für die Nutzung hydrothermaler Ressourcen ist die Stadt Genf, wo im Rahmen des Geothermie-Projekts bis 2023 geophysikalische Messungen und Testbohrungen durchgeführt werden. Damit sollen die Kenntnisse über den Genfer Untergrund verbessert und Standorte in der Region lokalisiert werden, die sich für die Nutzung der geothermischen Energie eignen. Bis 2035 will der Kanton Genf 20 Prozent der Heizenergie durch Geothermie erzeugen.
Integration von Partikelfilter in Feuerungsanlagen
Biomasse ist eine wichtige Quelle erneuerbarer Energien. Ihre Verwertung beinhaltet aber verschiedene Herausforderungen, wie Feinstaubemissionen bei deren Verbrennung. Die Forscherinnen und Forscher des SCCER BIOSWEET haben unter anderem Möglichkeiten untersucht, wie diese Feinstaubemissionen von Verbrennungsanlagen für feste Biotreibstoffe reduziert werden können. Einerseits kann damit die Belastung mit potentiell krebserregenden Verbindungen reduziert, andererseits die Akzeptanz dieser Geräte in der Gesellschaft verbessert werden.
Aus den Arbeiten im Rahmen des SCCER BIOSWEET entstand ein aktuell laufendes von Innosuisse unterstütztes Projekt mit der Firma Oekosolve. Dieses hat zum Ziel, Partikelfilter direkt in den Heizkessel zu integrieren. So kann das Problem der Feinstaubemissionen unabhängig von Kamingeometrie und Platzverhältnissen und ohne weitere Eingriffe in die bauliche Substanz gelöst werden. Dies eröffnet mehr Hauseigentümerinnen und Hauseigentümern das Potential zur Nutzung von Biomasseheizungen und damit den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen.
Demonstrator zum Optimieren von Stromnetzen
Im Rahmen des SCCER-FURIES wurde ein Demonstrator entwickelt, welcher verschiedene Technologien und Methoden im Bereich «Smart Grids» anwendet. Die Stadt Arbon ist der ideale Standort für diese Demonstrations-Aktivitäten, da ihr Netz bereits über die Voraussetzungen verfügt, die in Netzen für die Zukunft vorgesehen sind, wie zum Beispiel die 100-prozentige Einführung von intelligenten Zählern oder die hohe Durchdringung von erneuerbaren Energieressourcen. Dank dem Arbon-Energie-Demonstrator kann aufgezeigt werden, dass Zähler nicht nur zum Verrechnen eingesetzt werden können, sondern auch zum Optimieren der Netze, ohne ausbauen zu müssen. Bei sorgfältiger Datenpflege können die Spannungen im gesamten Netz berechnet werden. Die Digitalisierung kann zudem Hardwarekosten bei Netzausbau und der Messtechnik reduzieren. Über ein Cockpit können verschiedene Strategien und Szenarien wie in einem virtuellen Labor getestet werden.
Vom Keller zum Wärmespeicher
Mehr als 80 Prozent der Endenergie in Schweizer Haushalten wird für die Erzeugung von Wärme benötigt. Die Nutzung von Solarenergie und anderen erneuerbaren Energieträgern ist auch deshalb immer noch so niedrig, weil die Energie nicht dann anfällt, wenn wir sie brauchen – nämlich vor allem im Winter. Die Lösung ist die Nutzung von saisonalen Speichern: In einem grossen Wassertank kann im Sommer Wärme gespeichert und im Winter dann genutzt werden. Zusammen mit dem Wärmedämmungs-Spezialisten swisspor entwickelt eine Forschungsgruppe eine kostengünstige und einfach umsetzbare Lösung für einzelne Wohnhäuser oder ganze Industrieareale. Die Idee ist, einen bestehenden Raum – zum Beispiel einen leerstehenden Keller – zum Wärmespeicher umzunutzen. Der Raum wird inwendig gedämmt und abgedichtet, so dass er mit Wasser aufgefüllt werden und als saisonaler Warmwasserspeicher dienen kann.
In einem ersten Innovationsprojekt, das im Rahmen des SCCER HaE entstand, wurde ein Material für die Wärmedämmung entwickelt, das Temperaturen von bis zu 65 Grad aushält und bis zu 50 Jahre hält. Im Nachfolgeprojekt untersuchen die HSLU und swisspor mit der Unterstützung von Innosuisse nun, was es braucht, damit die Temperatur im Warmwassertank auf 95 Grad gesteigert und der Druck erhöht werden kann.
Mehr Informationen zum Projekt
3D-Druck von leistungsfähigen Bauteilen
Das Gewicht eines Strassenfahrzeugs hat einen wesentlichen Einfluss auf dessen Energiekonsum und, beim Einsatz fossiler Brennstoffe, auf den CO2-Ausstoss. Forschende des SCCER Mobility haben unter anderem neue Leichtbaumaterialien und -komponenten für Fahrzeuge untersucht. Sie haben insbesondere ein neues 3D-Druckverfahren für die Herstellung von Kunststoffbauteilen entwickelt, welche zwar äusserst leicht sind, aber mechanische Eigenschaften aufweisen, wie sie sonst nur bei faserverstärkten Polymeren oder Metallen zu finden sind. Gleichzeitig sind sie vollständig recycelbar und weniger energieintensiv.
Im Jahr 2020 wurde das ETH-Spin-off NematX AG gegründet, welches diese Technologie auf den Markt bringen soll. Ziel ist die Entwicklung einer 3D-Druck-Technologie zur Herstellung von Kunststoff-Bauteilen für höchste technische Anforderungen, zum Beispiel für die Luft- und Raumfahrt, Elektronik, oder Medizin. Das Start-up wird auf seinem Weg unter anderem auch vom Programm BRIDGE unterstützt.
Automatischer Handel mit Solarstrom
Ein Ziel der Energiestrategie 2050 ist der Ausbau der Produktion erneuerbarer Energien, wie zum Beispiel Wind- und Solarenergie. Die unregelmässige Verfügbarkeit dieser Energien führt nicht nur zu technischen Herausforderungen, sondern stellt auch die Energiemärkte vor neue Fragestellungen. Forschende des SCCER CREST haben einen lokalen Strommarkt entwickelt, der es Besitzerinnen und Besitzern einer Photovoltaik-Anlage ermöglicht, überschüssigen Solarstrom direkt an die Nachbarin oder den Nachbarn zu verkaufen. Ziel des Projekts «Quartierstrom» war es, möglichst viel lokal produzierten Strom vor Ort zu verbrauchen.
Offen für das Experiment zeigte sich die Energie- und Wasserversorgung Walenstadt, und so wurde der erste lokale Strommarkt der Schweiz eingerichtet. Mit Erfolg: Dank des lokalen Strommarkts verdoppelte sich der Energieverbrauch aus Eigenproduktion innerhalb der Gemeinschaft, die teilnehmenden 37 Haushalte versorgten sich zu 33 Prozent mit eigenem Solarstrom.
Nach Abschluss des Projekts wurde Mitte 2020 das Start-up Exnaton gegründet. Das Start-up entwickelt und vertreibt eine Software-Lösung, die Stromanbieter und -abnehmer zusammenbringt und den Handel von Solarstrom innerhalb von Energiegemeinschaften vereinfacht.
Letzte Änderung 22.07.2021
