Die regenerativen Energien wie Photovoltaik und Wind sind wetterabhängig und damit zeitlich volatil. Gibt es dennoch Möglichkeiten, eine ausreichende Energieversorgung beispielsweise auch im Winter bereitzustellen? Das Energie- und Umweltforum vom 24. Oktober 2018 der ZHAW School of Engineering  und von Stadtwerk Winterthur befasst sich mit der Zukunft erneuerbarer Energien, diskutiert mögliche Szenarien und stellt Lösungsansätze vor.

In Zukunft werden erneuerbare Energien wie Photovoltaik und Windkraft einen wachsenden Anteil der nationalen sowie auch globalen Energieversorgung einnehmen. Im In- und Ausland sind vermehrt Trends eines ökologischen Umdenkens festzustellen. Einige Studien gehen sogar so weit zu prognostizieren, Photovoltaik werde bis im Jahr 2050 weltweit an der Spitze des Energieversorgungssektors stehen. Erneuerbare Energien sind wetterabhängig und somit nicht kontinuierlich verfügbar. Das Forum widmet sich den Fragen, wie man bei einem hohen Anteil erneuerbarer Energien dennoch eine ausreichende Energieversorgung bereitstellen kann und welche technischen und kostengünstigen Lösungen heute und zukünftig zur Verfügung stehen. Dr. Hartmut Nussbaumer vom ZHAW-Institut für Energiesysteme und Fluid Engineering (IEFE) der ZHAW School of Engineering leitet das Energie- und Umweltforum seit 2016: «Die saisonalen Schwankungen von erneuerbaren Energien sind ein immer wiederkehrendes Argument von Gegnern der erneuerbaren Energien. Das aktuelle Energie- und Umweltforum greift dieses nach wie vor aktuelle Thema auf.»

Der Anlass legt den Fokus auf drei ausgewählte Kernthemen, zu denen jeweils ein Experte referiert:

• Elektrische Energieversorgungs-Szenarien in der Schweiz
• Power-to-Gas – Technologien und Potential
• Hydropneumatischer Energiespeicher (HyPES)

Elektrische Energieversorgungs-Szenarien in der Schweiz

Die Schweiz hat mit der Energiestrategie 2050 ambitionierte Ziele für die Transformation des Energiesystems gesetzt. Die grossen Themen dieses Wandels bestehen vor allem im Ausbau von erneuerbaren Energien, dem Baustopp von neuen Kernkraftwerken und einer Reduktion der Treibhausgase entsprechend des Klimaabkommens von Paris. Dr. Tom Kober vom Paul Scherrer Institut wird in seinem Referat klären, welches Mass an Flexibilität im Schweizer Elektrizitätssystem und welche Energiespeicher in Zukunft notwendig sind, um zu einer kosteneffizienten Integration von erneuerbaren Energien beizutragen. Aktuelle Arbeiten im IEFE-Forschungsbereich Photovoltaik beschäftigen sich mit dem Thema, den Eigennutzungsgrad von Photovoltaik-Systemen durch geeignete Systemkonfigurationen ohne Speicherung zu erhöhen: 

• Performance analysis of vertically mounted bifacial PV modules on green roof system(PDF 2,4 MB)

Power-to-Gas – Technologien und Potential

Das Stichwort Power-to-Gas umfasst eine Reihe von Technologien, die elektrischen Strom in einer Wasser-Elektrolyse verwenden, um Wasserstoff zu produzieren. In der Präsentation von Dr. Tilman Schildhauer, ebenfalls vom Paul Scherrer Institut, werden Technologien und Pilotprojekte rund um das Thema «Power-to-Gas» vorgestellt. Prof. Dr. Petr Korba, IEFE-Dozierender für Elektrische Energietechnik und Smart Grids  befasst sich in mit seinem Team unter anderem ebenfalls mit dem Thema «Power-to-Gas». Weiter behandelt die Forschungsgruppe auch andere für die Energiewende wichtige Komponenten wie die die Einbindung von erneuerbaren Energien in unsere Stromnetze. Beispiele dazu relevanter Forschungsarbeiten:

• Techno-economic analyses of battery storage and curtailment in a distribution grid with high PV penetration(PDF 2,0 MB)
• Model predictive control of energy systems with hybrid storage(PDF 2,0 MB)

Weitere Informationen zur Umsetzung der Energiestrategie 2050: SCCER FURIES.

Hydropneumatischer Energiespeicher (HyPES)

Enairys Powertech entwickelt saubere und kostengünstige Energie-Speichersysteme auf Basis von Druckluft (HyPES). Das Konzept von Enairys bietet die Möglichkeit, die durch regenerative Energietechnologien gewonnene Energie auch saisonal, also über einen längeren Zeitraum zu speichern. Referent Dr. Sylvain Lemofouet spricht über diese Technologien und ihre Vorteile gegenüber konkurrierenden Lösungen wie beispielsweise Batterien.

Bei Fragen wenden Sie sich gerne an den Leiter des Forums Dr. Hartmut Nussbaumer. 

Weitere Details & Einladungsflyer(PDF 356,4 KB) zum Energie- und Umweltforum