In Innenstädten und anderen dicht bebauten Gebieten ist die Nutzung von Umweltwärme in unmittelbarer Nähe des Gebäudes oft nicht möglich: Für die Verlegung von Erdwärmesonden fehlt die Bodenfläche, während Platzprobleme oder Lärmschutz gegen eine Luft-Wasser-Wärmepumpe sprechen. In urbanen Gebieten ist daher Fernwärme für eine umweltfreundliche Energieversorgung oft die beste Wahl. Aktuell herrscht ein eigentlicher Boom beim Ausbau bestehender bzw. dem Bau neuer Fernwärmenetze. Dies gerade auch in Städten wie Basel und Zürich, die bis 2037 bzw. 2040 das Netto-null-Ziel erreichen wollen. 'Netto null' bedeutet in der praktischen Umsetzung, dass die Wärme für Gebäudeheizung und Warmwasser ohne Ausstoss von Treibhausgasen erzeugt werden muss. Um dies zu erreichen, müssten die Fernwärmenetze ohne fossile Energieträger auskommen. Heute stammt Fernwärme zwar oft von Kehrrichtverwertungsanlagen und Holzheizwerken, doch auch Erdgas kommt zum Einsatz, insbesondere zur Deckung von Spitzenbedarfen an kalten Wintertagen. «Leider ist fossile Spitzenlastdeckung auch heute noch gang und gäbe, und ein Grossteil der Städte und Gemeinden, die neue Fernwärmenetze erstellen wollen, prüfen nicht einmal, ob es auch ohne fossile Energieträger ginge», sagt ZHAW-Professor Jürg Rohrer. Ein Irrweg, wie der Experte für erneuerbare Energien meint: «Die Wärmeerzeuger von Fernwärmenetzen haben eine Lebensdauer von 25, 30 Jahren. Wenn wir im Jahr 2050 bei 'netto null' sein wollen, muss der Bau solcher Systeme heute tabu sein.» Rohrer hat zusammen mit einem Team der ZHAW-Forschungsgruppe Erneuerbare Energien und der Netto-Null Beratung GmbH untersucht, wie fossilfreie Fernwärmesysteme aussehen könnten und wie sie bezüglich Kosten abschneiden. Wenn die ZHAW-Forschenden von 'fossilfrei' sprechen, schliessen sie Holz und Biogas aus, denn diese Energieträger seien nur bedingt klimaneutral und zudem begrenzt, so dass sie besser für Prozesswärme eingesetzt werden sollten. Das Forschungsprojekt mit dem Kürzel 'DecaTherm' wurde vom BFE unterstützt. Fernwärme hat ein grosses Potenzial. Sie könnte bis im Jahr 2050 je nach Studie 17 bis 22 TWh/a Wärme beisteuern, was 30 bis 40 Prozent des landesweiten Gebäudewärmebedarfs entspricht. Fernwärme hat also eine erhebliche Bedeutung; daher fällt es ins Gewicht, wenn für die Erzeugung auch nur teilweise fossile Energieträger eingesetzt werden, wie Jürg Rohrer betont: «Viele Leute denken, es seien im Jahresverlauf nur wenige Tage, an denen fossile Heizungen zur Spitzenlastdeckung eingesetzt werden. Tatsächlich sind es aber deutlich mehr: Untersuchungen zeigen, dass 20 bis 27 % der Jahresenergiemenge auf die Spitzenlast entfällt.» Nach Auskunft der DecaTherm-Studie würde ein «Weiter-wie-bisher» – also das Festhalten an der fossilen Spitzenlastdeckung auch bei neuen Fernwärmenetzen – im Jahr 2050 gesamthaft zu CO 2 -Emissionen von 800'000 t CO 2 pro Jahr führen. Eine Menge, die dem Netto-null-Ziel klar widerspricht. Doch es geht auch anders. Die DecaTherm-Studie hat schweizweit 38 Wärmewärmenetze untersucht, die ohne fossile Energien und ohne Biomasse auskommen. Als Wärmequellen dienen insbesondere Seewasser und Abwärme. Die darin enthaltene thermische Energie wird mit Wärmepumpen auf die erforderliche Temperatur gebracht. Die 38 Fernwärmenetze sind entweder schon realisiert oder geplant, oder für sie liegt eine Machbarkeitsstudie vor. Bereits Wirklichkeit ist ein fossilfreies Fernwärmenetz zum Beispiel in Horgen (ZH). Dort betreibt die AEW Energie AG seit 2012 den Wärmeverbund Horgen-Promenade, der aus dem Zürichsee mittels drei Wärmepumpen (Gesamtleistung: 745 kW) Heizwärme und Warmwasser für über 130 Wohnungen sowie 4'800 m2 Büro- und Gewerbeflächen bereitstellt. Eine Elektroheizung stellt für das Warmwasser im Störfall ein Backup bereit. Ein Beispiel für ein geplantes fossilfreies Netz findet man in Thalwil: Dort soll ein bestehender Wärmeverbund, der Wärme aus der Abwasserreinigungsanlage (ARA) bezieht, in den kommenden Jahren zum 'Wärmeverbund Thalwil Süd' ausgebaut werden, betrieben durch die Stadt Thalwil und das Elektrizitätswerk des Kantons Zürich (EKZ). Im Endausbau sollen Gebäude mit 3'000 Personen versorgt werden. Neben der ARA-Wärme wird Wärme aus den Zürichsee genutzt und mit drei zentralen Gross-Wärmepumpen (insgesamt 6.8 MW Leistung) auf das erforderliche Temperaturniveau gebracht. Im grossen Stil soll Fernwärme ohne fossile Energien in Zukunft am linken Seeufer in Luzern genutzt werden. Bis 2040 sollen mit einer Wärmeleistung von 70 MW rund 1'200 Gebäude versorgt werden. Als Wärmequelle dient der Vierwaldstättersee, für den Energietransfer werden drei Energiezentralen mit Wärmepumpen erwogen. Aktuell laufen mehrere Machbarkeitsstudien. Vorgesehen sind nach jetzigem Stand ein zentraler (300 m 3 ) und zahlreiche dezentrale Wärmespeicher (insgesamt 3'300 m 3 ). Auch eine leistungsstarke Gasheizung ist angedacht, nicht aber zur Spitzenlastdeckung, sondern als redundantes System, das bei Störfällen zum Einsatz kommt. Fossilfreie Lösungen sind in der Fernwärme möglich, allerdings werden sie bisher erst selten umgesetzt. Der Grund dafür liegt gemäss einer Branchenumfrage, die im Rahmen des DeacTherm-Projekts durchgeführt wurde, bei der fehlenden Wirtschaftlichkeit. Wie hoch die Mehrkosten tatsächlich sind, wurde im Rahmen von DecaTherm auf Basis von realisierten Anlagen berechnet. Demnach liegen die Preise in fossilfreien Netzen bei heutigen Brennstoff- und CO 2 -Preisen im Durchschnitt 22 % höher als in Netzen, bei denen die Spitzenlast fossil abgedeckt wird oder die mit Biomasse betrieben werden (18.20 Rp./kWh gegenüber 14.90 Rp./kWh). Diese Zahlen beziehen sich auf die Kosten in der Gebäudekategorie 'grosse Mehrfamilienhäuser'. Die einmaligen Anschlusskosten ans Fernwärmenetz sind in diesen Zahlen nicht enthalten. Im fossilfreien Wärmeverbund Thalwil – um ein Beispiel zu nennen – liegt der Preis noch etwas höher. Hier kostet die Kilowattstunde in einem Mehrfamilienhaus 21,7 Rp. (für das Jahr 2024). Dazu sagt David Bühler, Leiter Kalkulation beim EKZ: «Ein solcher Preis ist für fossilfreie Wärmeenergie nicht unüblich. Wir haben auch andere Wärmeverbünde mit vergleichbaren Preisen. Nach unseren Erfahrungen sind Kundinnen und Kunden bereit, saubere Fernwärme zu diesem Preis zu nutzen.» Die DecaTherm gibt auch Hinweise, was unternommen werden kann, damit die Kosten nicht Überhand nehmen. Das Autorenteam empfiehlt den Einsatz von Wärmespeichern und/oder betriebliche Optimierungen. Damit die Fernwärme mittelfristig ohne fossile Energien auskommt, seien in erster Linie Gemeinden und Städte in der Pflicht, sagt Jürg Rohrer: «Die Auftraggeber von Fernwärmenetzen müssen von Planern und Ingenieurbüros fossilfreie Lösungen einfordern, damit diese nicht aus Gewohnheit an gewohnten fossilen Anlagen wie einem ergänzenden Gaskessel festhalten.» Zur Sicherstellung der Versorgungssicherheit verweist Rohrer auf pragmatische Lösungen, wie sie zum Beispiel im Wärmeverbund der Gemeinde La Punt Chamues-ch (Oberengadin) gewählt wurde: Dort hilft gemäss vertraglicher Abmachung eine mobile Heizung aus, sollten die beiden Wärmepumpen tatsächlich eines Tages ausfallen. Auch mit einer zusätzlichen Wärmepumpe lasse sich Redundanz schaffen, sollte ein Gerät wegen einer Störung oder Wartungsarbeiten ausfallen. Benedikt Vogel

Wer dem Klimawandel entgegenwirken will, muss bei den Baumaterialien ansetzen. Denn bei deren Herstellung entstehen erhebliche Mengen an grauen Treibhausgasen. «Nachdem wir uns früher stark auf den Ersatz fossiler Heizungen konzentriert haben, sehen wir beim nachhaltigen Umgang mit der Bausubstanz einen neuen Hebel zum Klimaschutz», sagt Christian Vogler, Koordinator Energie der Stadt Baden (AG). Zu dem Zweck soll bis 2026 in der Bau- und Nutzungsordnung ein Grenzwert festgeschrieben werden, wie viel Treibhausgase ein Gebäude während seiner Lebenszeit pro Quadratmeter maximal ausstossen darf. Die Aargauer Stadt will bei ihren eigenen Gebäuden mit dem guten Beispiel vorangehen. So wurde bei der Umwidmung und Sanierung des alten Schulhauses Pfaffechappe in eine Primarschule nicht neu gebaut, sondern die Tragstruktur des Gebäudes (Tragwerk, Geschossdecken) erhalten, wodurch 3000 Tonnen CO 2 eingespart wurden. Bei der Planung von Bauprojekten wird konsequent auf die Systemtrennung geachtet. Ziel ist, so zu bauen, dass die spätere Rückbaubarkeit ganzer Bauteilgruppen zur Wiederverwendung im Folgeprojekt oder an anderer Stelle möglich ist. Das Beispiel Baden steht stellvertretend für die landesweiten Bemühungen, klimaschädliche Emissionen bei der Gebäudeerstellung zu senken und damit die Schweiz bis 2050 dem Netto-Null-Ziel näher zu bringen. Doch welchen Beitrag kann die Wiederverwendung von Bauteilen aus Abrissobjekten zum Klimaschutz leisten? Dieser Frage widmete sich das Forschungsprojekt «Re-Use auf dem Weg zum Netto-Null-Ziel bei Gebäuden», das von der Stadt Baden und den Bundesämtern für Energie (BFE) und Umwelt (Bafu) finanziell unterstützt wurde. In dem Projekt untersuchte das Forschungs- und Beratungsunternehmen Intep gemeinsam mit der Gruppe für ökologisches Systemdesign der ETH Zürich das Potenzial der Wiederverwendung (englisch Re-Use) von Bauteilen zur Einsparung von grauen Treibhausgasemissionen. Am Beispiel der Stadt Baden wurde ermittelt, in welchem Umfang der Bedarf an Baumaterial für Neubauten durch wiederverwendete Bauteile gedeckt werden könnte. «Die Modellierung hat ergeben, dass bei Wohn- und Bürogebäuden der Stadt Baden bis 2050 3,2 Prozent der grauen Treibhausgasemissionen und 2,3 Prozent der grauen Energie für Neubauaktivitäten durch Re-Use eingespart werden können», fasst der Schlussbericht ein Hauptergebnis der Studie zusammen. Dass dieser Anteil «eher niedrig» ist, wie das Projektteam festhält, liegt nicht zuletzt daran, dass der Gebäudebestand von Baden in den nächsten 25 Jahren merklich wachsen dürfte. «Folglich findet ein grosser Nettozubau statt, für den keine Re-Use-Bauteile zur Verfügung stehen und eine substanzielle Menge an Primärmaterial benötigt wird», so der Schlussbericht. Das grösste Potenzial zur Einsparung von Umweltbelastung liegt bei der Wiederverwendung von konstruktiven Bauteilen (Decken, Wände, Dächern) aus Stahlbeton, Kalksand- und Backstein sowie von Metallbauteilen aus dem Innenausbau (Abhangdecken, Stützen, Doppelböden). Nicht alle Gebäudeteile lassen sich indes wiederverwenden; das schmälert den Anteil der grauen Treibhausgasemissionen, der sich durch Re-Use einsparen lässt. Der Anteil liegt gemäss Studie bei Bürogebäuden bei 25 Prozent und bei Wohngebäuden bei 19 Prozent. Die Wiederverwendung von Bauteilen in neuen Gebäuden ist bisher noch selten, sieht man einmal von kostbaren Einzelstücken wie Holztüren oder Parkettböden ab. Claudine Karlen vom Re-Use-Projektteam sieht denn auch ein grosses ungenutztes Potenzial: «Die Machbarkeit der Wiederverwendung von konstruktiven Bauteilen wird von konventionellen Planenden und Bauunternehmen oft als schwierig eingestuft. Aktuelle wissenschaftliche Studien zeigen jedoch, dass es international eine Vielzahl von Anwendungen dieser Praxis gibt und technische Möglichkeiten vorhanden sind.» Das Projektteam um Claudine Karlen hat mit Experteninterviews und einem Workshop Handlungsansätze für die Förderung von Re-Use erarbeitet. Wünschbar sind beispielsweise Pilotprojekte der öffentlichen Hand, von deren Erfahrung und Know-how dann auch private Bauherren profitieren können. «Mit Re-Use allein lässt sich ein klimaneutraler Gebäudepark nicht erreichen», sagt Karlen, «aber der Ansatz kann einen wichtigen Beitrag zur Erreichung des Netto-Null-Ziels leisten.» Der Schlussbericht ist verfügbar unter: https://www.aramis.admin.ch/Texte/?ProjectID=51845 Benedikt Vogel

Die Regionalkonferenz Oberland-Ost ist der Zusammenschluss von 28 Gemeinden im östlichen Berner Oberland. 2019 setzte sich die Regionalkonferenz das Ziel, eine klimaneutrale Tourismusregion zu werden. Die Ausgangslage im Berner Oberland unterscheidet sich nur unwesentlich von anderen Regionen in der Schweiz: Zwar hat es in der Gegend noch recht viele Ölheizungen, zudem sind Landwirtschaft und Tourismus wichtige Quellen von Treibhausgasen (ausgedrückt in CO 2 -Äquivalenten/CO 2 e), aber mit Emissionen von 5.4 t CO 2 e pro Person und Jahr (für 2020) liegt die Region sogar leicht unter dem Durchschnitt des Kantons Bern (5.84 t). Um den Übergang zu einem klimafreundlichen Berner Oberland voranzubringen, initiierte die Regionalkonferenz ein Projekt, das konkrete Handlungsansätze hervorbringen sollte. «Viele einzelne Gemeinden handeln bei Energieeffizienz und erneuerbaren Energien heute schon sehr engagiert, doch ergänzend braucht es überkommunale Initiativen, denn viele kleine Gemeinden können oftmals nicht auf die dazu notwendigen personellen und finanziellen Ressourcen zugreifen», sagt Stefan Schweizer, Geschäftsführer der Regionalkonferenz. Das Vorhaben wurde gemeinsam mit dem Amt für Umwelt und Energie des Kantons Bern und der Universität Bern (Zentrum für Nachhaltige Entwicklung und Umwelt) durchgeführt. Gefördert wurde es von der 2019 gegründeten Wyss Academy for Nature und dem Bundesamt für Energie. Gegenstand des vom BFE geförderten Teilprojekts war ein 'Transitions Management Prozess', also der Versuch, Aktionen anzustossen, die den Übergang zu einer klimaneutralen Gesellschaft unterstützen. Zu diesem Zweck organisierte das Projektteam von Oktober 2020 bis Februar 2024 vier Stakeholder-Workshops mit 34 bis 41 Vertreterinnen und Vertretern der öffentlichen Hand bzw. der Bereiche Wohnen, Mobilität, Tourismus, Energie, Holz- und Landwirtschaft sowie der Zivilgesellschaft. Zwischen dem dritten und vierten Workshop wurden während eines Jahres erste Klimaschutzprojekte angepackt. Im Ergebnis lässt sich nicht ausmachen, welche Projekte ausschliesslich durch diesen Diskussionsprozess angestossen wurden, und schon gar nicht, wie viel Treibhausgas-Emissionen dadurch eingespart wurden. Dokumentiert ist aber, dass nach einer anfänglichen Phase der Zurückhaltung eine Reihe von Projekten initiiert wurden. «Inzwischen nahmen die eingereichten und angegangenen Projektideen erfreulich zu», hält der Projektschlussbericht von Mitte 2024 im Rückblick fest. Dazu gehören ein mit Solarstrom betriebenes Touristenboot auf dem Brienzersee, die Machbarkeitsstudie für eine Biogasanlage, die Treibhausgas-Bilanzierung für einen Bauernhof, oder ein für Herbst 2024 geplantes Filmfestival zum Klimathema in Meiringen. Ferner entstand in den Workshops die Idee, unter dem Dach der Regionalkonferenz die Stelle eines Klimacoach zu schaffen, der interessierte Personen in Klimaschutzprojekten berät. Die (zunächst auf zwei Jahre befristete) Stelle wird seit Dezember 2022 von der Agronomin Alina von Allmen wahrgenommen. «Leider werden die bestehenden Angebote zu Energiethemen und Klimaschutz noch wenig genutzt, weil sie entweder zu wenig bekannt sind oder die Notwendigkeit nicht gesehen wird», sagt von Allmen zur Motivation ihrer Tätigkeit. «Der wichtigste Faktor, dass Personen im Klimaschutz aktiv werden, sind nicht nur Fakten, sondern Emotionen und dass man die Menschen dort abholt, wo sie stehen, hier bei uns etwa bei der Verbundenheit zur Landschaft, zu Bergen und Schnee.» Thomas Rosenberg vom Amt für Umwelt und Energie des Kantons Bern wertet den gut dreijährigen Stakeholder-Prozess im Berner Oberland als Erfolg: «Es ist gut möglich, dass der Kanton Bern gewisse Elemente in Zukunft in ein Angebot für alle Gemeinden übernimmt. Eine weitere Region hat bereits Interesse angekündigt», sagt er. Stefan Schweizer, Geschäftsführer der Regionalkonferenz Oberland-Ost, sieht das Transitionsprojekt ebenfalls als Inspiration für andere Schweizer Gemeinden: «Ein Prozesses mit regionalen Akteuren und Entscheidträgern stärkt das gemeinsame Bewusstsein und Verständnis für dringend notwendige Massnahmen gegen die weitere Klimaerwärmung. Der Prozess hilft zu erkennen, welche regionalen Massnahmen sich aus eigener Kraft realisieren lassen, beispielsweise durch Schaffung eines attraktiven öV-Angebots.» Das Zentrum für Nachhaltige Entwicklung und Umwelt (CDE) der Universität Bern hat den Stakeholder-Prozess im Berner Oberland mit einem Monitoring begleitet. «Entscheidend ist, dass der Prozess aus der Region heraus angestossen wird und idealerweise in einer gemeinsamen Übereinkunft – zum Beispiel einem Strategiepapier – verankert ist, das ihn legitimiert», sagt CDE-Wissenschaftlerin Stephanie Moser. Benedikt Vogel

Kann die Sanierungsrate erhöht werden, wenn Gemeinden auf die Unterstützung von Fachleuten für energetische Sanierung zurückgreifen? Dieser Frage ging ein Forschungsprojekt der Beratungsunternehmen Intep – Integrale Planung GmbH (Zürich) und Weinmann Energies S. A. (Echallens) nach. «In unserem Projekt ging es insbesondere um die Frage, mit welchen Formen von Kommunikation und Partizipation sich Eigentümerinnen und Eigentümer von Einfamilienhäusern zu einer Sanierung bewegen lassen», sagt Projektleiter Christian Schmid. «Diese weichen Faktoren sind zentral, denn erst wenn diese Bereitschaft zu einer Sanierung besteht, kann die technische Aufgabe, ein Sanierungskonzept zu erstellen, überhaupt angepackt werden.» Ziel des Projekts war die Entwicklung und praktische Erprobung eines Prozesses, mit dem Gemeinden Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer zu einer Sanierung bewegen können. Der sogenannte SAN-CH-Prozess basiert auf einem Vorgehen, das die Energieforschung Stadt Zürich entwickelt hat und im vorliegenden Projekt zu einer Mustervorlage für alle Schweizer Gemeinden weiterentwickelt werden sollte. Die Arbeiten wurden unter anderem vom Bundesamt für Energie unterstützt. Der SAN-CH-Prozess umfasst fünf Schritte: Erstens ermittelt die Gemeinde durch Auswertung von Registern und weiteren Informationsquellen Gebäude mit grossem Sanierungsbedarf. Zweitens sucht die Gemeinde Sanierungssachverständige (Energieberaterinnen und Energieberater, Architektinnen und Architekten, Fachpersonen von Energieversorgern, Bauunternehmen oder Heizungs-/Lüftungs-/Klimafirmen) und motiviert sie für eine unentgeltliche Mitarbeit bei einer Sanierungsberatung. Im dritten Schritt fragt die Gemeinde Eigentümerinnen und Eigentümer besonders sanierungsbedürftiger Liegenschaften schriftlich wegen der Teilnahme an einem Vermittlungsanlass zur Sanierungsberatung an. Der Vermittlungsanlass – Schritt vier – besteht aus einem fünfminütigen Speeddating-Kennenlerngespräch zwischen der Gebäudeeigentümerin oder dem Gebäudeeigentümer und einer Sanierungsberaterin oder einem Sanierungsberater, gegebenenfalls unterstützt durch sachkundige Gemeindevertreterinnen oder Gemeindevertreter. Wenn sich der Eigentümer oder die Eigentümerin und die Sanierungsberaterin oder der Sanierungsberater inhaltlich und persönlich verstehen, erarbeiten sie im fünften Schritt ein energetisches Sanierungsgrobkonzept, das anschliessend umgesetzt wird. Der SAN-CH-Prozess wurde in fünf Schweizer Gemeinden von Januar 2021 bis Juni 2023 testweise umgesetzt. Mit dabei waren die Städte Baden (AG) und Winterthur (ZH), die Gemeinde Glarus sowie die beiden Genfer Vorortsgemeinden Bernex und Confignon – finanziell unterstützt durch die Stadt Baden, die Gemeinde Glarus, den Kanton Genf und die Stadtwerke Winterthur. Das Vorgehen bei der Umsetzung des Prozesses wurde jeweils den lokalen Besonderheiten angepasst. Ziel war, Erfahrungen zu gewinnen, die auf andere Gemeinden und Städte übertragbar sind. Die Projektteams in den fünf beteiligten Gemeinden identifizierten insgesamt rund 3000 stark sanierungsbedürftige Gebäude und luden deren Eigentümerinnen bzw. Eigentümer zu einem Vermittlungsanlass ein. 242 Hauseigentümer (acht Prozent) folgten der Einladung. Als diese einige Monate nach dem Vermittlungsanlass befragt wurden, hatte gut jeder Zehnte ein Sanierungsprojekt in Angriff genommen. Unter dem Strich entschied sich somit rund ein Prozent der kontaktierten Personen für eine energetische Sanierung. Vor diesem Hintergrund bescheinigen die Studienautorinnen und -autoren dem SAN-CH-Prozess im Projektschlussbericht eine positive Wirkung: «Eigentümerinnen und Eigentümer, die mit Fachleuten vernetzt waren, haben deutlich häufiger ein Sanierungsanliegen vorangetrieben als solche ohne diese Vernetzung.» Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben verschiedene Hemmnisse identifiziert, die der Umsetzung von Sanierungen bisher entgegenstehen und die künftig mit geeigneten Massnahmen überwunden werden könnten: • Da die Sanierungsbereitschaft bei den Eigentümerinnen und Eigentümern unterschiedlich stark ausgeprägt ist, sollte darauf geachtet werden, dass Informationsangebote und die ausgewählten Sanierungsfachleute auf den jeweiligen Stand der Sanierungsbereitschaft zugeschnitten sind. • Um Enttäuschung und Frustration bei Eigentümerinnen und Eigentümern zu vermeiden, sollte in der Projektkommunikation «eine gute Balance zwischen Aktivierung und Anerkennung der Schwierigkeiten» gefunden werden, wie das SAN-CH-Team festhält. • Städte und Gemeinden, die einen SAN-CH-Prozess durchführen, müssen sich mit dem Umstand auseinandersetzen, dass Eigentümerinnen und Eigentümer Behörden wie Bewilligungsbehörden oder die Denkmalpflege mitunter als Verhinderer wahrnehmen. • Die bestehenden Energieberatungen decken die Bedürfnisse der Eigentümerinnen und Eigentümer bei Abklärung und Vorplanung von Sanierungen noch nicht wie gewünscht ab. Neue Fördermodelle unter Einbezug bezahlter Sanierungsfachleute könnten weiterhelfen. • Wenn die Adressdaten von Gebäuden mit hohem Sanierungsbedarf nicht verfügbar sind, müssen gegebenenfalls alternative Wege gefunden werden, um Personen mit sanierungsbedürftigen Gebäuden anzusprechen. Für Gemeinden, die den SAN-CH-Prozess durchführen wollen, hat das Projektteam einen Leitfaden unter dem Titel «Sanieren beschleunigen – Leitfaden für eine höhere Sanierungsrate» erarbeitet. «Wir möchten die Gemeinden ermutigen, solche Prozesse durchzuführen und sich damit als Akteure für nachhaltige Entwicklung zu profilieren», sagt Christian Schmid. Dieser Ansatz habe gegenüber allgemeinen Infoveranstaltungen den Vorteil, dass sich Eigentümerinnen und Eigentümer mit einer grundsätzlichen Sanierungsbereitschaft bei ihren individuellen Bedürfnissen abholen liessen und Sanierungsfachleute frühzeitig miteinbezogen werden könnten, hält Schmid fest. Informationen: Das Dokument «Sanieren beschleunigen – Leitfaden für eine höhere Sanierungsrate» ist verfügbar unter: https://intep.com/wp-content/uploads/2023/10/4362_08_31015_BFE_SAN-CH_Sanieren-beschleunigen_Leitfaden-Gemeinden-und-Staedte.pdf Der Schlussbericht zum Projekt «Fachleute für energetische Sanierung als Sanierungstreiber in der Schweiz» (SAN-CH) ist abrufbar unter: https://www.aramis.admin.ch/Grunddaten/?ProjectID=48266 . Auskünfte zum Projekt erteilen Nadège Vetterli (nadege.vetterli@anex.ch), externe Leiterin des BFE-Forschungsprogramms Gebäude und Städte, und Intep-Projektleiter Christian Schmid (schmid@intep.com). Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte im Bereich Gebäude und Städte finden Sie unter www.bfe.admin.ch/ec-gebaeude . Benedikt Vogel

Das 112 Kilometer lange Fernwärmenetz der Genfer Stadtwerke (Services industriels de Genève/SIG) versorgt rund 62 000 Haushalte mit Heizwärme und Warmwasser. Die Wärme stammt aus der Verbrennung von Kehricht, Holz – und seit Dezember 2020 auch von der Sonne. Damals ging die Solarthermieanlage SolarCAD II mit 800 m² Kollektorfläche in Betrieb. Die Grossanlage wurde auf Stützen über einem Gewerbegebiet errichtet, die bereits in den 1980er-Jahren für die Produktion von Solarwärme erbaut worden waren. Die Kollektoren sammeln jährlich rund 540 MWh Solarwärme und tragen circa 0,1 Prozent zur Liefermenge des Genfer Wärmeverbunds bei. Die Bereitstellung von solarer Fernwärme hat in den über 1000 Schweizer Wärmeverbünden noch nicht viele Nachahmer gefunden. Hierzulande existiert bisher nur eine Handvoll, meist kleine Anlagen. Fernwärme und Solarthermie würden schlecht zueinander passen, wird oft als Begründung angeführt. Solarwärme leiste nicht die erforderlichen Temperaturen von 80 und mehr Grad, um schwach gedämmte Bestandsbauten versorgen zu können. Solarwärme würde nicht zum Winterbedarf passen, heisst es, und sie sei schlicht zu teuer. Eine Studie unter Beteiligung mehrerer Hochschulen und Firmen aus der Westschweiz mit dem Akronym SolCAD hat nun das Potenzial der Solarthermie in Schweizer Fernwärmenetzen untersucht. Der gemeinnützige Verein CREM (Centre de recherches énergétiques et municipales) in Martigny (VS) hat die Studie koordiniert. Beteiligt waren darüber hinaus die Westschweizer Fachhochschule HEIG-VD (Yverdon-les-Bains [VD]), die Softwarefirma kaemco LLC (Corcelles-Concise [VD]) und das Ingenieurbüro Planair (La Sagne [NE]). Das Forschungsprojekt wurde hauptsächlich durch das Bundesamt für Energie (BFE) finanziert. Für die Studie gebe es gute Gründe, sagt Projektleiter und CREM-Direktor Dr. Jakob Rager: «Die Fernwärme ist in der Schweiz auf dem Vormarsch, doch noch immer stammen rund 25 Prozent der gelieferten Energie aus fossilen Quellen. Mit der Nutzung von Solarthermie, gekoppelt mit leistungsfähigen Speichern, könnte die Schweiz den Anteil ‹grüner› Fernwärme weiter erhöhen.» Gemäss den Analysen, die in der SolCAD-Studie ausgewertet wurden, könnte solare Fernwärme im Jahr 2050 schätzungsweise vier bis zwölf Prozent der Fernwärme beziehungsweise ein bis drei Prozent des gesamten Schweizer Wärmebedarfs decken. Für grosse Solarthermieanlagen zur Alimentierung von Fernwärmenetzen sind verglaste Flachkollektoren heute die bevorzugte Technologie. Sie setzen die solare Einstrahlung effizient in Wassertemperaturen von 50 bis 100 °C um, sind günstig und langlebig. Ebenfalls geeignet, aber leicht teurer sind Vakuumkollektoren, die Temperaturen über 100 °C ermöglichen. Zu dieser Kategorie gehören auch die innovativen Vakuumflachkollektoren, die in der neuen SIG-Anlage in Genf im Einsatz sind. Diese nützen auch die solare Strahlung im Winter gut aus, allerdings können sie noch keine Langzeiterfahrungen im Zusammenspiel mit Fernwärmenetzen vorweisen. Wie aus den vier Fallbeispielen hervorgeht, die die Autorinnen und Autoren der SolCAD-Studie unter Einsatz von Simulationswerkzeugen durchgerechnet haben, liegt die Herausforderung für den Einsatz der Solarthermie weniger bei der Kollektortechnologie, sondern oft an der fehlenden Verfügbarkeit geeigneter Flächen. Eine der Fallstudien bezieht sich auf das Fernwärmenetz von Les Ponts-de-Martel, einem Dorf im Neuenburger Jura. Dort sind rund 80 Gebäude an ein 3,8 Kilometer langes Netz angeschlossen. Die Wärme wird in der Regel mit Holzschnitzeln erzeugt. Die Forschenden entwarfen mit ihren Simulationstools eine Solarthermieanlage, die so dimensioniert wurde, dass sie den Bedarf des Wärmeverbunds in den Sommermonaten Juli und August allein decken kann. Erforderlich wäre dafür eine Anlage mit 1800 m² Kollektorfläche und einem Speicher mit 500 m 3 Volumen. Um eine Anlage dieser Dimension bauen zu können, schlägt die Studie eine 6000 m² grosse Agrarfläche vor, da die Dachflächen in Les Ponts-de-Martel für eine so grosse Anlage nicht ausreichen. Eine solche Solarthermieanlage würde je nach Wetter zwischen 600 und 800 MWh Wärme produzieren und könnte mindestens zehn Prozent des Jahresbedarfs decken. Herrscht ungewöhnlich schlechtes Wetter oder soll der Zeitraum ohne Holzheizung verlängert werden, kann die Versorgung der Kundschaft mit ausreichend heissem Warmwasser sichergestellt werden, indem der Speicher zuvor auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird. Gestützt auf diese und weitere Fallstudien, aber auch auf realisierte Anlagen im europäischen Ausland halten die SolCAD-Autorinnen und -Autoren eine Solarunterstützung von Fernwärmenetzen in der Grössenordnung von 10 bis 30 Prozent der Gesamtleistung für technisch machbar. Die Lebenszykluskosten pro kWh Wärme aus Solarthermie liegen laut ihren Berechnungen bei 9 bis 16 Rappen, abhängig von der Grösse des Kollektorfelds und des Speichers. «Die Solarthermie bewegt sich in der gleichen Preisspanne wie andere Ressourcen, verursacht im Betrieb aber keine Emissionen und spart wertvolle erneuerbare Ressourcen wie Holz», konstatiert der SolCAD-Schlussbericht. Klar sei aber, dass selbst grosse Solarthermieanlagen mit ihren hohen Investitionssummen ohne Subventionen oder Garantien bei den heutigen Energiepreisen nicht wirtschaftlich betrieben werden könnten. Auch fehlten oft die nötigen Fachkenntnisse für Konstruktion und Betrieb. Die Westschweizer Studie plädiert denn auch für nationale wie kantonale Fördergelder, um der Solarwärme in Fernwärmenetzen zum Durchbruch zu verhelfen. Zu den Empfehlungen des Autorenteams gehören aber auch Weiterbildungs- und Informationsangebote, da heute «das spezifische Wissen an der Schnittstelle zwischen den Installateuren von Solarthermieanlagen und den Erbauern/Betreibern von Fernwärmenetzen fehlt», wie der SolCAD-Schlussbericht feststellt. Informationen: Den Schlussbericht zum Forschungsprojekt «SolCAD – Potentiel du solaire thermique dans les chauffages à distance en Suisse» finden Sie unter: www.aramis.admin.ch/Texte/?ProjectID=45280 Benedikt Vogel

Im Bundesamt für Energie (BFE) befasst sich ein Expertenteam seit mehreren Jahren mit der Frage, wie sich die Digitalisierung im Energiebereich nutzen lässt. «Wir möchten unter anderem wissen, wie sich hochaufgelöste Luftbilder für die Verbesserung der Solarstatistik nutzen lassen», sagt Martin Hertach, Leiter Dienst Geoinformation beim BFE. Auf Initiative des BFE startete die Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) ein Forschungsprojekt, bei dem ein Algorithmus entwickelt wurde, der Solaranlagen auf Luftbildern automatisch erkennt und quantifiziert. Durchgeführt wurde das Projekt von Prof. Martin Christen mit seinen Kolleginnen und Kollegen des Instituts für Geomatik, die über Expertise in Erhebung und Auswertung von Geoinformations-Daten verfügen. Die Ergebnisse des zweijährigen Projekts, das vom BFE-Forschungsprogramm Photovoltaik und vom Kanton Aargau unterstützt wurde, liegen nun vor. Um Solaranlagen aufzuspüren, nutzt das FHNW-Forscherteam Luftbilder, die das Bundesamt für Landestopografie (swisstopo) aus Flugzeugen aufgenommen hat (öffentlich verfügbar unter: map.admin.ch ). Die Fotos der neusten Generation haben eine Auflösung von 10 cm pro Pixel. Mit dieser Genauigkeit lassen sich Module von Solaranlagen gut erkennen. Um die Fläche einer Solaranlage aus einem Luftbild zu bestimmen, muss man zusätzlich die Dachneigung kennen. Diese Information entnehmen die Wissenschaftler der oben erwähnten swisstopo-Datenbank, die 3D-Modelle aller Schweizer Gebäude enthält (swissBUILDINGS3D). Neuartig am Ansatz der FHNW-Forscher: Computer suchen auf den Luftbildern nicht nach vorgängig definierten geometrischen Mustern, sondern sie legen unter Nutzung eines Algorithmus selber fest, wie sie Solaranlagen als solche erkennen. Der Algorithmus ist das Ergebnis eines maschinellen Lernprozesses, bei dem ein Computer aus Beispielaufgaben einen Lösungsweg ableitet, den er anschliessend zur Lösung neuer Aufgaben verwenden kann. Grundlage bildet die Open-Source-Software PyTorch in Verbindung mit einer Objekterkennungs-Software, die in der Lage ist, in einem Foto vorgängig definierte Objekte aufzuspüren. Damit ein Algorithmus entsteht, der Solaranlagen erkennt, wird ein Computer mit Luftbildern gefüttert, auf denen die Solaranlagen von Menschenhand markiert sind. In dem maschinellen Lernprozess sucht der Computer dann in einer Vielzahl solcher Bilder nach Gemeinsamkeiten und Mustern, die ihn später in die Lage versetzen, Solaranlagen auch auf Luftbildern zu erkennen, in denen sie nicht von Menschenhand markiert sind. Um den Lernprozess zu ermöglichen, haben zehn emsige FHNW-Studentinnen und Studenten im Januar 2020 während fünf Tagen auf fast 8000 Luftbildern mit Computergrafik-Werkzeugen von Hand die Solaranlagen markiert. Anhand der bearbeiteten Bilder lernte ein Hochleistungsrechner – er hat die Rechenleistung von 400 Personalcomputern – Solaranlagen eigenständig zu erkennen. Unterdessen steht fest, wie gut der Algorithmus Solaranlagen erkennt: Bei 92 % der umrahmten Objekte, die der Algorithmus als PV-Anlagen ausweist, handelte es sich tatsächlich um PV-Anlagen. Bei den solarthermischen Anlagen waren 62 % der identifizierten Objekte tatsächlich solarthermische Anlagen. Die Erkennungsquote lag hier tiefer, weil der Algorithmus in 30 % der Fälle PV-Anlagen fälschlicherweise als Solarthermie-Anlagen auswies. «Diese Ergebnisse entsprechen dem heutigen Leistungsstandard von Künstlicher Intelligenz (KI)», sagt Geoinformatiker Martin Christen. Diese Aussage gilt auch für den zweiten Schritt, nämlich die Bestimmung der Anlagenfläche, die sich aus der Summe der einzelnen Segmente (PV-Modul oder Solarwärme-Kollektor) ergibt. Der Algorithmus ermittelt die Fläche von Solaranlagen in 82 % der Fälle korrekt, sofern man sich mit einer beschränkten Genauigkeit zufrieden gibt. Wünscht man eine höhere Genauigkeit, sinkt die Erkennungsquote auf 62%. Diese Werte gelten dann, wenn der Algorithmus nicht zwischen PV- und Solarthermie-Anlage unterscheiden muss. Soll neben der Fläche auch der Anlagentyp identifiziert werden, liegt die Erfolgsquote tiefer. «Wir hoffen, die Erkennungsqualität mit weiteren Updates der Erkennungssoftware sowie dem Einbezug etwa von Nahinfrarot-Aufnahmen und zusätzlichen Datensätzen nochmals zu verbessern», sagt FHNW-Wissenschaftler Adrian Meyer und ergänzt: «Die KI wird aber nie verlässlicher sein können als der Mensch, und von dem wissen wir, dass er bei der Auswertung von Luftbildern rund 10% der Segmente falsch zuordnet, also etwa ein PV-Modul mit einem Dachfenster verwechselt oder einen Warmwasser-Kollektor mit einem Müllcontainer.» Der Algorithmus der FHNW sollte bis Anfang 2021 auf die Luftaufnahmen für das ganze Gebiet der Schweiz angewendet werden. Das BFE verknüpft die Ergebnisse anschliessend mit einer Gebäudedatenbank und wird auf dieser Grundlage bestimmen können, wie viele Solaranlagen mit welcher Fläche die Schweiz zählt. «Mit den Ergebnissen der FHNW wird sich Zahl und Fläche der Solaranlagen zwar nicht exakt bestimmen lassen, aber sie werden uns helfen, bestehende Statistiken zu validieren, also ihre Aussagekraft zu verbessern», sagt Martin Hertach. «Wir müssen hierbei mit der Einschränkung leben, dass Solaranlagen an Fassaden über Luftbilder nicht erkannt werden können.» Nach Einschätzung des BFE-Experten könnten die neu gewonnenen Daten Gemeinden und Kantonen Entscheidungsgrundlagen zur Verfügung stellen, wie sie die Ausbauziele für Solaranlagen erreichen können, und sie könnten dem Bund beim Monitoring der Energiestrategie 2050 helfen. Offen ist zum aktuellen Zeitpunkt noch, ob die Öffentlichkeit direkt auf die neue Datei aller Schweizer Solaranlagen zugreifen kann. Hierfür sind noch Fragen des Datenschutzes zu klären. Der Schlussbericht zum Projekt ‹SOLAI - Automatisierte Erkennung von Solarenergieanlagen mit Deep Convolutional Neural Networks› ist abrufbar unter: www.aramis.admin.ch/Grunddaten/?ProjectID=41796 . Kontaktperson: Dr. Stefan Oberholzer, Leiter des BFE-Forschungsprogramms Photovoltaik, stefan.oberholzer@bfe.admin.ch Weitere Fachbeiträge über Forschungs-, Pilot-, Demonstrations- und Leuchtturmprojekte im Bereich Photovoltaik finden Sie unter: www.bfe.admin.ch/ec-pv . Benedikt Vogel