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12. November 2018

Interview

Jakob Rager: «Hotmaps liefert eine erste Datengrundlage zum Einstieg in die Wärmeplanung»

In den 1980er-Jahren wurde das CREM von der Stadt Martigny und der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) gegründet. Das Forschungs-, Dienstleistungs- und Informationszentrum beschäftigt sich mit dem Thema «Energie in städtischen Gebieten». Fragen zur effizienten Energienutzung, -produktion, -verteilung und -speicherung stehen im Vordergrund. Seit 2016 leitet Jakob Rager das CREM. Im Interview stellt er die bisher vor allem in der Westschweiz bekannte Institution sowie ihre vielfältigen Aktivitäten vor.
Margarete  Bucheli 
Herr Rager, was verbirgt sich hinter der Abkürzung CREM?

Die Abkürzung CREM steht für «Centre de Recherches Energétiques et Municipales». Das CREM ist ein gemeinnütziger Verein, der in der Forschung und Entwicklung im Bereich der kommunalen Energie tätig ist. Mitglieder des Vereins sind vor allem Gemeinden und Stadtwerke, daneben aber auch private Unternehmen. Derzeit zählen wir über 40 Gemeinden aus der Westschweiz, hauptsächlich aus dem Wallis, zu unseren Mitgliedern. Gegründet wurde das CREM 1986, wobei die Stadt Martigny ein starker Treiber war. Sie holte sich die wissenschaftliche Unterstützung der EPFL dazu. Daher sind bis heute Martigny plus Regierungsbezirk und die EPFL wichtige Partner des CREM. Wir unterstützen und begleiten unsere Mitglieder als neutraler Partner in der Energieplanung und deren konkreten Umsetzung.

In welchen Bereichen ist das CREM aktiv?

Im CREM arbeiten wir in drei Sektoren: Forschung und Entwicklung, Service sowie Information und Wissenstransfer. Auf der wissenschaftlichen Seite arbeiten wir viel mit der EPFL zusammen wie auch mit der Fachhochschule Westschweiz (HES-SO) und dem Idiap (Martigny), einem weltweit führenden Institut auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz. Wir befassen uns hauptsächlich mit Fragen der Energiesystemanalyse. Weil die Zeiträume in der Energieplanung oft mehr als zehn Jahre betragen, sind systemische und systematische Ansätze sehr wichtig, um alle Möglichkeiten zu nutzen sowie alle Partner einzubinden. So haben wir in den letzten Jahren eine verbesserte, stärker standardisierte Methodik der Energieplanung entwickelt, die im GIS-basierten Planungsinstrument PlanETer ihren Niederschlag fand. Mittlerweile sind diese Arbeiten abgeschlossen und haben zur Gründung des CREM-Spin-off Navitas Consilium SA geführt, um die Ergebnisse unserer Forschung auf den Markt zu bringen. Zudem haben wir festgestellt, dass es im Gegensatz zu kantonalen und nationalen Aktivitäten bisher wenig Energieforschung zu lokalen Themen gibt, wahrscheinlich weil letzteres deutlich arbeitsintensiver ist. Diese Lücke möchten wir gerne schliessen.

Im Bereich Service beraten und unterstützen wir Gemeinden oder Unternehmen bei der Energieplanung und bei nachhaltigen Energieprojekten. Mit unserem dritten Standbein, dem Wissens­transfer, bieten wir eine Plattform für Information, Diskussion und Weiterbildung zur nachhaltigen Energieversorgung. Beispiele sind das Seminar «Systèmes Energétiques Territoriaux», das wir dieses Jahr zum dritten Mal organisierten, oder der «Journée de l'Energie» mit 500 Gästen während des «Foire du Valais».

«Die Zeiträume in der Energieplanung betragen oft zehn Jahre oder mehr. Daher sind systemische und systematische Ansätze sehr wichtig.»

Schwerpunktthema dieser Aqua & Gas-Ausgabe ist «Energieeffizienz». Welche Projekte dazu laufen derzeit am CREM?

Hier lässt sich das Projekt «Smart Ski Ressort» nennen, ein Projekt, das typisch für unsere Arbeit auf lokaler Ebene ist und das wir mit einem unserer Partner, nämlich Téléverbier, durchführen. Dabei geht es darum, den Energieverbrauch des Skigebiets zu reduzieren. Dafür wurde zunächst das ganze Skigebiet, sprich alle zum Betrieb Téléverbier gehörenden Verbraucher wie Bergbahnen, Gebäude, Beschneiungsanlagen usw. in Augenschein genommen, um Möglichkeiten zur Energieeinsparung aufzuspüren. Darauf aufbauend haben wir zusammen mit einem lokalen Unternehmen, Simnet, das Projekt weiterentwickelt. Wir haben in einem ersten Schritt alle Geräte und Systeme miteinander vernetzt. Zudem wurden Sensoren installiert, um z. B. die Temperatur in den Gebäuden zu überwachen. So konnten bei Skihütten bereits 25% oder 35 MWh pro Jahr eingespart werden. All diese Informationen laufen nun auf einer Plattform zusammen, auf der der Energieverbrauch der einzelnen Verbraucher von Téléverbier in Echtzeit dargestellt wird. So kann direkt darauf reagiert und es können gezielt Energiereduktionsmassnahmen umgesetzt werden. Auf diese Weise lässt sich auch die Leistungszahl der neu installierten Wärmepumpe in Echtzeit verfolgen, die bisher 4 erreicht hat.

Das CREM beschäftigt sich auch mit dem Thema Fernwärme. Welche Projekte laufen hierzu?

Das CREM wurde gegründet, um Gemeinden bei der Energieplanung zu unterstützen. Das umfasst unter anderem die sinnvolle Unterteilung der Gemeinden in Zonen und die Festlegung geeigneter Technologien, leitungsgebundener oder dezentraler, um den Wärmebedarf zu decken unter Berücksichtigung der lokalen erneuerbaren Ressourcen. Dabei ist die Fernwärme selbstverständlich ein wichtiges Element. Deshalb arbeiten wir immer wieder mit Gemeinden zusammen, um Fernwärmenetze zu planen. Meistens begleiten wir die Gemeinden auch bis nach der Inbetriebnahme des Netzes.

Seit gut einem Jahr läuft ausserdem das Projekt PACs-CAD «Pompes à chaleur à sorption pour le chauffage et le rafraîchissement urbain sur réseaux de chaleur» (Sorptionswärmepumpen für Fernwärme und Fernkälte). An diesem Forschungs- und Entwicklungsprojekt, das durch das Interreg-Programm für grenzüberschreitende Zusammenarbeit unterstützt wird, sind institutionelle, wissenschaftliche und industrielle Partner aus der Schweiz und Frankreich beteiligt, darunter auch das CREM.

Welche Fragen sollen in diesem Projekt beantwortet werden?

Es geht dabei um den Einsatz neuer Wärmepumpen mit Sorptionstechnik, und zwar sowohl mit Absorptions- als auch Adsorptionstechnik. Als Antriebsenergie wird in diesen Wärmepumpen nicht Strom, sondern Wärme genutzt. Ziel des Projekts ist es, innovative Bausteine für Wärmenetze zu schaffen, die es ermöglichen, ein breiteres Spektrum an Wärmequellen, insbesondere industrielle Wärmeabfälle oder erneuerbare Energien (Solar, See, Geothermie usw.) zu nutzen. Durch die Entwicklung eines Wärmepumpenkonzepts, mit dem sich für den jeweiligen Anwendungsfall das richtige Temperaturniveau erzielen lässt, wird diese Technologie die Effizienz von Fernwärmenetzen verbessern. Weiter bietet der Einsatz von Sorptionswärmepumpen die Möglichkeit der dezentralen Wärmespeicherung, sodass sich Spitzen des Warmwasserbedarfs ausgleichen und möglicherweise die Grösse der Heizungsanlagen reduzieren lassen.

«Der Einsatz von Sorptionswärmepumpen bietet die Möglichkeit der dezentralen Wärmespeicherung, wodurch sich Spitzen des Warmwasserbedarfs ausgleichen lassen.»

Welche Ergebnisse wurden bisher erzielt?

Weil das Projekt noch nicht allzu lange läuft, wurden bisher leider noch keine konkreten Ergebnisse erzielt. Es laufen jedoch schon zwei Sorptionswärmepumpen-Prototypen, einer in Frankreich und der andere in Yverdon-les-Bains an der HEIG-VD. Beide wurden allerdings bereits in vorgängigen Projekten entwickelt. Jetzt studieren wir die Integration dieser Wärmepumpen in Fernwärmenetze, z. B. als Zwischenstation, um Fernwärmenetze auf unterschiedlichem Temperaturniveau miteinander zu verbinden oder zu ermöglichen, dass einzelne Teile eines Netzes unterschiedliche Temperaturniveaus aufweisen. Dafür werden Labortests und Simulationen durchgeführt.

Ein zweites aktuelles Fernwärmeprojekt ist «Réseau thermique Commune de Montreux». Worum geht es dabei?

Dies ist ein gutes Beispiel für ein Projekt, bei dem das CREM als neutraler Partner eine Gemeinde bei der Energieplanung und der Planung eines Fernwärmenetzes unterstützt. Es gibt bereits viele Simulationsprogramme, die dabei zum Einsatz kommen können. Wir haben aber festgestellt, dass eine gute Zusammenarbeit mit der Gemeinde zentral für die Umsetzung eines Projekts ist. Nur so können die verschiedenen Bedürfnisse der Gemeinde, die über die reine Energieplanung hinausgehen, berücksichtigt werden. Würde man z. B. vorschlagen, Strassen in der Innenstadt während des Montreux Jazz Festivals zu öffnen, um Fernwärmeleitungen zu verlegen, wäre das Projekt schnell zu Ende, bevor es überhaupt richtig angefangen hat, selbst wenn aus energetischer Sicht ein Fernwärmenetz die optimale Lösung ist. Neben den technischen Aspekten, z. B. der besten Nutzung von erneuerbaren Ressourcen wie dem Genfersee, sind die sogenannten weichen Faktoren genauso wichtig: Kommunikation und das Schaffen von Verständnis zwischen den Projektpartnern der verschiedenen Etappen. Bei der Planung dieses Fernwärmenetzes werden grosse anstehende Projekte wie die Renovation des Kongresszentrums, die Neugestaltung von öffentlichen Plätzen und die Sanierung von Strassen einbezogen. Da von der Gemeinde im Rahmen dieser Projekte Strassenöffnungen geplant sind, geht es darum, Synergien aufzudecken und in die Planung einfliessen zu lassen, um die Auswirkungen auf den Verkehr zu minimieren. Wir konnten zudem ein Gebäude mit überdimensioniertem Kühlnetz, betrieben mit Wasser aus dem Genfersee, identifizieren. Dieses soll auch integriert werden.

Am CREM und bei Partnerinstitutionen laufen zudem Projekte, die für Versorgungsunternehmen bzw. Netzbetreiber interessant sind. Worum handelt es sich und was wird dabei entwickelt?

Ein spannendes Projekt ist sicher IntegrCiTy, ein europäisches Forschungsprojet, an dem das CREM beteiligt ist. Es zielt auf die Verbesserung von Effizienz und Widerstandsfähigkeit der Infrastrukturen der Energieversorgung. Derzeit werden Energienetze (Gas, Strom und Fernwärme) in der Regel unabhängig voneinander geplant. Oft wäre aber eine stärker integrierte Planung hilfreich. Um Energieversorger dabei zu unterstützen, entwickeln wir im Projekt IntegrCiTy ein Open-Source-Tool, das die integrierte Berechnung und Planung aller Netze erlaubt. Dabei können auch bereits existierende Softwarelösungen eingebunden werden. Mit diesem Tool lassen sich Simulationen durchführen, mit denen man den Einfluss von Änderungen respektive des Einbaus neuer Technologien, z. B. einer WKK-Anlage oder einer Wärmepumpe, auf die verschiedenen Energienetze bestimmen kann. Gerade im operativen Bereich erwarte ich noch viele Verbesserungen des Tools.

«Die technischen Lösungen werden lokal sehr unterschiedlich ausfallen und sollten an das jeweilige Gebiet angepasst sein.»

Das CREM ist in ein zweites europäisches Forschungsprojekt namens Hotmaps involviert, das ebenfalls für Gemeinden und Versorgungsunternehmen interessant ist. Auch bei diesem Projekt geht es um die Entwicklung eines Open-Source-Tools. Ziel der Plattform ist es, für ganz Europa mit einer Auflösung von 100 mal 100 Meter die Wärmenachfrage sowie potenzielle Wärmeressourcen aufzuzeigen. Dafür muss der Benutzer keinerlei Informationen eingeben, weil die Informationen und Abschätzungen für ganz Europa bereits gesammelt respektive durchgeführt wurden und im Tool hinterlegt sind. Somit liefert die Plattform eine erste Datengrundlage zum Einstieg in die Wärmeplanung.

Neben den eher technischen Projekten sind wir auch auf dem Gebiet der Gouvernance aktiv. So gingen wir im Projekt Volteface der Frage nach, warum die energetische Renovierung so selten durchgeführt wird. Unter der Leitung des Instituts IDHEAP (Institut de hautes études en administration publique) der Universität Lausanne untersuchten wir in verschiedenen Gemeinden im Kanton Waadt, welche Möglichkeiten einer Stadt zur Verfügung stehen und wie sich insbesondere die Kommunikation verbessern lässt, um die energetische Renovierung von Gebäuden voranzutreiben.

Ein Schwerpunkt des CREM ist die Energieplanung. Wie unterstützen Sie Gemeinden auf diesem Gebiet?

Wenn es gewünscht ist, unterstützen wir eine Gemeinde von A bis Z, d. h. von der Datensuche bis zur Umsetzung. Wie bereits erwähnt, erledigt unser Spin-off Navitas Consilium mittlerweile die Standardenergieplanung. Dabei müssen Daten aus unterschiedlichen Quellen und von unterschiedlicher Qualität kombiniert werden. Und das ist gar nicht so einfach, wie es sich anhört. Wir können darauf aufbauend spezielle Dienstleistungen wie Akteur-Analysen liefern oder dabei helfen, die Umsetzung der Planung an die Bedürfnisse der Gemeinde anzupassen.

Was sind weitere Aktivitäten des CREM?

Wir unterstützen Gemeinden auch beim Thema Energieeffizienz der Gebäude. Man hört immer wieder vom «Performance gap» im Schweizer Gebäudepark. Ursachen hierfür sind einerseits im Nutzungsverhalten, worüber schon recht viel bekannt ist, und andererseits bei Planung und Bau zu finden. Bei letzterem Punkt setzen wir an. So bietet das CREM Überprüfungen der Pläne und Berechnungen an. Und wir besuchen auch Baustellen, um zu kontrollieren, ob das, was in den Plänen steht, auch wirklich umgesetzt wird.

Ausserdem setzen wir uns für die Sensibilisierung der Bevölkerung für Energiethemen ein. So haben wir beispielsweise einen «Energiekoffer» zusammengestellt und sind damit in Schulen gegangen. Darin enthalten sind vor allem drei Messinstrumente: Thermometer, Voltmeter und Luxmeter. Damit können die Schüler den Energieverbrauch in ihrem Klassenzimmer bestimmen und Möglichkeiten des Energiesparens ermitteln und hoffentlich auch über längere Zeit hinweg umsetzen.

Wo sind Sie mit diesen Serviceangeboten aktiv?

Wir sind zwischen Sion und Genf aktiv. Viele Gemeinden schätzen unsere unabhängige Begleitung der Energieplanung. Ausserdem sehen sie es als Plus an, dass wir sowohl mit den Politikern als auch mit den Architekten und Ingenieuren zusammenarbeiten und so dazu beitragen, den fachübergreifenden Austausch zwischen den verschiedenen Akteuren zu verbessern.

Um die zukünftigen Herausforderungen zu meistern, ist ein Umbau unserer Energiesysteme unausweichlich. Wie werden Ihres Erachtens nachhaltige Energiesysteme aussehen?

Auf der technischen Seite ist bereits viel Wissen vorhanden. Es stehen Technologien zur Verfügung, mit denen sich heute 2000-W-Areale realisieren lassen. Die Lösungen sollten an das jeweilige Gebiet angepasst sein und werden somit lokal sehr unterschiedlich ausfallen. Die Nutzung und die Speicherung von erneuerbaren Energien werden auf jeden Fall im Zentrum stehen. Gerade auch im Hinblick auf die Speicherung wird der Konvergenz der Netze eine wichtige Funktion zukommen. Energienetze werden in Zukunft stärker miteinander verbunden sein. Dafür braucht es systemische Ansätze, die von der Planung bis zum Betrieb reichen. Die Rolle der Energieversorger wird sich ebenfalls ändern. Sie werden wahrscheinlich weniger Kilowattstunden verkaufen und als Ausgleich dafür mehr Serviceleistungen anbieten. Auch wenn sich effiziente und nachhaltige Energiesysteme technisch realisieren lassen, bleibt ein Problem bestehen, das es zu lösen gilt: Die späteren Nutzer sind bei der Planung selten dabei. Deshalb wird es häufig Energiesysteme geben, die stark vom geplanten Ergebnis abweichen, und zwar leider negativ. Hier muss angesetzt werden. Die Rollen der öffentlichen Hand wie auch der Privaten sollten definiert werden.

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