Willkommen Welcome Bienvenue NEST: Forschung in Echtzeit Zukunftslabor Haus Swissbau, 15. Januar 2016 Dr. Peter Richner Stellvertretender Direktor Empa Inhalt Ausgangslage: Klima- und Energiepolitik Forschungs- und Technologietransferplattformen Mobilität Wohnen und Arbeiten Energie Wasser Inhalt Ausgangslage: Klima- und Energiepolitik Forschungs- und Technologietransferplattformen Mobilität Wohnen und Arbeiten Energie Wasser Globale CO2-Konzentration 420 1997 Kyoto Protokol erstellt 400 380 ppm 360 Februar 2005 Kyoto Protokol in Kraft 340 320 1973 1. Ölschock 300 280 260 1955 Vorindustrielles Niveau: ca. 275 ppm 1965 1975 1985 1995 2005 Quelle: Dr. Pieter Tans, NOAA/ESRL (http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/) 2015 Temperaturentwicklung Schweiz Klimaentwicklung: Anstieg der mittleren Temperatur um ~1.9 °C seit 1961 Abweichung zum Mittelwert 1961-1990 Endenergienutzung CH 2014 Rest Übrige Stromproduktion Kernkraftwerke Schweizerische Energiestatistik 2014, BfE Fossile Energieträger Fukushima, 11. März 2011 Quelle: http://www.digitalglobe.com Herausforderungen der Zukunft I Rest Übrige Stromproduktion Ausstieg aus der Kernenergie zwischen 2019 - 2034 Fossile Energieträger Herausforderungen der Zukunft I Rest Übrige Stromproduktion Austieg aus der Kernenergie zwischen 2019 - 2034 Reduktion der CO2-Emissionen Fossile Energieträger Reduktion der Auslandabhängigkeit der Energieversorgung Energiestrategie 2050 Szenario Politische Massnahmen Reduktion des durchschnittlichen Energiebedarfs pro Person 2020: - 16% (im Vergleich zu 2000) 2035: - 43% 2014: - 13,8% (absolut: -2,5%) Reduktion des durchschnittlichen Strombedarfs pro Person 2020: - 3% (im Vergleich zu 2000) 2035: - 13% 2014: + 1,7% (absolut: +14,9%) Reduktion der CO2-Emissionen 2030: -50% (im Vergleich zu 1990) 30% in der Schweiz, Rest im Ausland 2013: - 17.2% Quellen: Medienmitteilung Bundesrat 4. September 2013, Erläuternder Bericht zur Energiestrategie 2050 (Vernehmlassungsvorlage) vom 28. September 2012 Medienmitteilung UVEK 27. Februar 2015, «Schweiz will Treibhausgasemissionen bis 2030 um 50% senken» Energiestrategie 2050 Szenario Politische Massnahmen Reduktion des durchschnittlichen Energiebedarfs pro Person 2020: - 16% (im Vergleich zu 2000) 2035: - 43% 2014: - 13,8% (absolut: -2,5%) Reduktion des durchschnittlichen Strombedarfs pro Person 2020: - 3% (im Vergleich zu 2000) 2035: - 13% 2014: + 1,7% (absolut: +14,9%) Reduktion der CO2-Emissionen 2030: -50% (im Vergleich zu 1990) 30% in der Schweiz, Rest im Ausland Quellen: Medienmitteilung Bundesrat 4. September 2013, Erläuternder Bericht zur Energiestrategie 2050 (Vernehmlassungsvorlage) vom 28. September 2012 Medienmitteilung UVEK 27. Februar 2015, «Schweiz will Treibhausgasemissionen bis 2030 um 50% senken» Amtseinführung Papst Benedikt XVI, 2005 Luca Bruno / AP Amtseinführung Papst Franziskus I, 2013 Michael Sohn / AP Endenergiebedarf Schweiz 2014: 727 PJ Industrie, Dienstleistung, Landwirtschaft: 26% Mobilität: 32% Analyse des schweizerischen Energieverbrauchs 2000-2014 nach Verwendungszweck, 2015, BfE Gebäude: 42% Inhalt Ausgangslage: Klima- und Energiepolitik Forschungs- und Technologietransferplattformen Mobilität Wohnen und Arbeiten Energie Wasser Herausforderung: Brücke zwischen Labor und Markt schaffen Lücke zwischen Labor und Markt Neue Technologie funktioniert im Labor Noch nicht getestet, zu viele Risiken Wirtschaft und Forschung arbeiten zusammen Lebensechte Bedingungen durch ständige Benutzung und realem Nutzen, Benutzereinbezug Grössere Risiken möglich Information und Trainings an Zielgruppen Forschungs- und TechnologietransferPlattformen auf dem Campus Dübendorf move – Future Mobility Neue Antriebsformen, intelligente Mobilität Source: Google Maps move – Future Mobility Vom grünen Strom zum sauberen Treibstoff Nachhaltiger Treibstoff aus erneuerbaren Energien Umwandlung von Überschussenergie in Wasserstoff zur Speicherung und späteren Nutzung Alternative Antriebssysteme und Autos Intelligente Flotten-Lösungen Forschungs- und TechnologietransferPlattformen auf dem Campus Dübendorf move – Future Mobility Neue Antriebsformen, intelligente Mobilität NEST Living Lab für neue Materialien und Technologien, Gebäudeautomation, Energiemanagement, Wohnund Arbeitsformen Source: Google Maps NEST: Vision und Mission NEST – Nachhaltige Technologien, Systeme und Prozesse schneller in den Markt bringen NEST – Schliesst die Lücke zwischen Labor und Markt Neue Technologie funktioniert im Labor Zu grosse Risiken verhindern Praxistest Animation: 3D3W Film unter: nest.empa.ch Eröffnung 23. Mai 2016 Gemeinsam Mehrwert generieren (PPP) Forschung, Wirtschaft und die öffentliche Hand Offizielle NEST-Partner und Firmen mit Absichtserklärungen Themen aus dem Gebäudebereich Von Forschung und Wirtschaft initiiert Unit Meet2Create Laboratory for Collaboration 12.1.2016: «Spatenstich» Verbesserte Zusammenarbeit Neue Informatikmittel für verteilte Teams Hochschule Luzern, Technik & Architektur, CCTP Swisscom Im NEST und ausserhalb Bilder: Swisscom, istock Weniger Mobilität Erhöhte Produktivität in verteilten Teams Unit Vision Wood Holzinnovationen und modulares Bauen Verwendung von Holz im Nassbereich ohne Beschichtung Wasserabweisend bis in tiefere Schichten Verwendung von Holz im Aussenbereich mit umweltverträglichen Beschichtungen Magnetisches Holz … Unit Solares Fitness & Wellness Lebensqualität von der Sonne Entwurf: Solarpionier und Architekt Peter Dransfeld Solares Fitness Wellness – Lebensqualität von der Sonne Fitness und Wellness sind ein Bedürfnis unserer Gesellschaft Generiert zusätzlichen Energieverbrauch Im Widerspruch zu den Anstrengungen für eine nachhaltige Entwicklung Solare Fitness und Wellness Unit: Komfort ohne Verbrauch fossiler Energien Modernen Technologien der Haustechnikbranche (Heizung, Lüftung, Klima, Sanitär, Solaranlagen, PV) Gesundheit und Lebensqualität für Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen Unit Solares Fitness & Wellness Photovoltaik / therm. Kollektoren Ruheraum Wellnessmodule Garderobe Fitness Technik Garderobe Lebensqualität von der Sonne 100% erneuerbar Empa, NTB, HSLU, Scheco, fwconcept, MGB, suissetec Unit SFW Neues Energie-System auf Basis CO2-Wärmepumpen – statt rein elektrisch Sauna, Bio-Sauna, Dampfbad Bilder: Schweizer Metallbau, Küng Sauna, Klafs Unit Solares Fitness & Wellness Innovation CO2-Wärmepumpe Wärme für Sauna und Dampfbad nicht mehr direkt-elektrisch, sondern mittels CO2-Wärmepumpe Temperaturen bis 130° 60-70% Energieeinsparung Wärmeabgabe über statische Heizelemente Exergetische Kaskadennutzung der verfügbaren Wärme Unit Solares Fitness & Wellness Innovation Dampfgenerator Dampferzeugung für Dampfbad und Bio-Sauna in Reaktorgefäss bei Temperaturen < 100°C Dampfbad 80°C/90% r.F. Biosauna 60°C/90% r.F Exergetische Kaskadennutzung der verfügbaren Wärme Unit Solares Fitness & Wellness Innovation Saunalüftung Saunalüftung mit CO2-Regelung und Wärme- und Feuchterückgewinnung Die Bereitstellung der feucht-warmen Raumluft ist grösster Energieverbraucher bei Dampfbad und Bio-Sauna Energieeinsparung ca. 50% durch Feuchterückgewinnung Weitere Einsparung durch bedarfsgeregelte Luftmengen Unit Solares Fitness & Wellness Weitere Innovationen Swiss Ecotap, mit bis zu 90% Wassereinsparung Hydrophobes Holzwaschbecken – Swiss Eco Sink Joulia Duschen mit Wärmerückgewinnung Regenwassernutzung für Toiletten Urinseparierung 4-fach verglaste Nordfassade (Ueff Okt-Mar: 0.163 W/m2K) Bilder: Bagno Sasso, Joulia Länger fit bleiben Energie spielerisch emotionalisieren Empa, Technogym Unit SFW Bilder: Technogym Strom generierende FitnessGeräte Motivierende Anreize im Fitnessraum und ausserhalb Intelligente Vernetzung Sozialwissenschaftliche Forschung Anreizsysteme für ressourcenschonendes Verhalten Anreiz: bevorzugter Zugang zu Wellness-Zonen Kriterien: Leistung im Fitness-Bereich CO2-Bilanz Verkehrsmittel für Arbeitsweg Anzahl vegetarischer Menüs in Kantine umgesetzte Vorschläge für Energieeinsparung auf Empa-Eawag Campus …. Unit HiLo Ultra-Leichtbau und adaptive Gebäudetechnik Leichtbau-Bodenkonstruktion Weniger Material, mehr Flexibilität Institut für Technologie in der Architektur, ETH Zürich, Holcim 70% weniger Material Modulare Vorfertigung und einfache Installation vor Ort Effiziente Integration von Lüftung, Kühlung und Niedertemperatur-Heizung Unit Pipeline Meet2Create Das Bürolabor, Passivkonzept Sitzungszimmer, neue Fassaden Vision Wood Innovationen mit Holz, modulares Bauen Solares Fitness & Wellness Energie-Fassade und Energie-Dach, neue Technologien für Fitness & Wellness HiLo Leichtbau Dach, Boden und adaptive Fassade Urban Mining, SolAce, AAL Digitale Fabrikation Mai 2016 Mai 2016 Herbst 2016 Ende 2016 2017 / 2018 Forschungs- und TechnologietransferPlattformen auf dem Campus Dübendorf move – Future Mobility Neue Antriebsformen, intelligente Mobilität Energy & Water Hub NEST Living Lab für neue Materialien und Technologien, Gebäudeautomation, Energiemanagement, Wohnund Arbeitsformen Source: Google Maps ehub – Energy Hub Demonstrator Optimierung der Energieflüsse innerhalb aller Demonstratoren Validierung von Technologien zur Erzeugung, Umwandlung, Speicherung und Verteilung von Energie Plattform für Energieforschung und Produktentwicklung Komponenten E-Hub: NT, MT, HT Netz WP‘s Anergie / Erdsonden Eisspeicher Batterien Super Caps CO2 Wärmenetz By Bill Ebbesen (Transferred from en.wikipedia). CC BY 3.0 ehub – Energy Hub Demonstrator Optimiertes Energiemanagement auf Stufe Quartier Empa, Beckhoff, Belimo, Viessmann, VSE Empa-Campus Bilder: Viessmann, Schweizer Metallbau, istock Saisonale Speicherung von elektrischer und thermischer Energie Systemoptimierung auf Stufe Quartier Weiterentwicklung von Komponenten Water Hub Forschungsplattform zur Mehrfachnutzung von Wasser und Abwasser Entwicklung innovativer Abwasserbehandlungsund Separationsmethoden Nutzung von Regenwasser und rezykliertem Grauwasser Wertstoffgewinnung aus Abwässern Energiegewinnung aus Grau- und Schwarzwasser Wasser ist das neue Gold Weniger Verbrauch, mehr Recycling Eawag, Swiss Eco Tap, Geberit, Duravit, GeorgFischer Unit SFW Bilder: Laufen, Swiss Eco Line, Eawag Mit weniger Wasser (-90%!) die Hände waschen Urin-Recycling Wasseraufbereitung Forschungs- und TechnologietransferPlattformen auf dem Campus Dübendorf move – Future Mobility Neue Antriebsformen, intelligente Mobilität Energy & Water Hub NEST Living Lab für neue Materialien und Technologien, Gebäudeautomation, Energiemanagement, Wohnund Arbeitsformen Source: Google Maps Unsere Vision Mehr Komfort und Sicherheit in unserem täglichen Leben bei gleichzeitig reduziertem Bedarf an ökonomischen und ökologischen Ressourcen dank Exzellenter Forschung Enger Zusammenarbeit zwischen Forschung und Wirtschaft Effizientem Technologietransfer Antoine de Saint-Exupery (1900-1944): «Wir erben diese Welt nicht von unseren Vorfahren, wir leihen sie von unseren Kindern»
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