Die Zukunft der Energiewende mitgestalten

Die Schweiz verfolgt wie viele andere Länder das Klimaziel, die Treibhausgasemissionen bis im Jahr 2050 auf netto null zu reduzieren. Um das Ziel zu erreichen, muss das Energiesystem grundlegend umgebaut werden. Dies betrifft die Bereitstellung von Strom, Wärme und Mobilität. Doch was bedeutet das genau? «Lange Zeit wurde der Strom in der Schweiz mit Kern- und Wasserkraft erzeugt, Wärme mit Öl und Gas und die Mobilität fast ausschliesslich mit Erdöl, sei es Benzin, Diesel oder Kerosin für Flugzeuge», sagt Gianfranco Guidati, stellvertretender Leiter des Energy Science Center der ETH Zürich. «Die Energiewende bedeutet, dass wir den fossilen Energieverbrauch fast vollständig stoppen.» Im Mobilitätsbereich sollen Fahrzeuge mit Strom betrieben werden. Wärme soll möglichst mit Wärmepumpen erzeugt und der Strombedarf mit Photovoltaik, Wasser- und Windkraft gedeckt werden. «Nur so können wir das Netto-Null-Ziel erreichen», sagt Guidati.

Verschiedene Hürden meistern

Natürlich sind die Herausforderungen gross: «Wenn beispielsweise fast eine Million Photovoltaikanlagen in Betrieb sind, dazu unzählige Wärmepumpen und Ladestationen für Elektrofahrzeuge muss das System grundlegend anders organisiert werden, damit es funktioniert», erklärt Guidati. «Die technischen Herausforderungen sind nicht zu unterschätzen, aber machbar. Die wichtigen Stichworte sind hier Digitalisierung, die Regelung komplexer Systeme und zukünftig auch künstliche Intelligenz».

Natürlich gibt es auch gesellschaftliche Herausforderungen, die es zu überwinden gilt, um das Netto-Null-Ziel zu erreichen. Es geht darum, dass die Gesellschaft gewisse Veränderungen akzeptieren muss. Sei es, dass sich Hausbewohner:innen plötzlich damit auseinandersetzen müssen, wie sie ihr Haus beheizen oder welches Auto man kaufen soll. Auf politischer Ebene ist man sich zwar über das Ziel einig, nicht aber über den Weg dorthin. Der Ausbau von Wasser- oder Windkraft sorgt schon auf Gemeindeebene für Diskussionen: Wo dürfen zum Beispiel Windräder gebaut werden?

Nicht zuletzt müssen sich auch Unternehmen mit dem Thema Energiewende auseinandersetzen. Nur wenn die Fach- und Führungskräfte in den Unternehmen die Energietechnologien verstehen, Risiken richtig einschätzen und sich mit Expert:innen auf Augenhöhe unterhalten können, kann der Wandel vorangetrieben werden.

Mit Fachwissen die Energiewende vorantreiben

Hier setzt das CAS ETH Applied Technology in Energy an. Der Kurs vermittelt fundiertes Fachwissen und praxisorientierte Methoden, um den komplexen Herausforderungen der Energiewende zu begegnen. Teilnehmende stärken ihre Kompetenzen in den Bereichen nachhaltige Energieversorgung, innovative Technologien und strategische Umsetzung. «Das CAS verbindet Fachwissen mit praktischer Relevanz und bietet einen klaren Mehrwert für die berufliche Weiterentwicklung», sagt Christian Schaffner, Programmleiter des CAS und Leiter des Energy Science Center.

Nur wenn Manager:innen beispielsweise verstehen, wie gewisse Technologien funktionieren, können sie in ihrem Unternehmen dazu beitragen, Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Dazu gehört auch, den zukünftigen Markt zu verstehen und früh reagieren, wenn es darum geht, gewisse Produktionsprozesse anzupassen oder vielleicht sogar Produkte zu entwickeln.

Auf den Grundlagen aufbauen

Zunächst lernen die Teilnehmenden aber, wie das heutige Energiesystem funktioniert. Dazu gehören die wissenschaftlichen Grundlagen der Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Energie sowie die rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Die Kursteilnehmenden frischen ihre mathematischen und physikalischen Kenntnisse auf und schliessen Wissenslücken.

Im zweiten Modul geht es mehr in die Tiefe: Wie wird Energie in der Industrie gespeichert? Welche Entwicklungen wird es in Zukunft geben und welche Hindernisse stehen ihnen im Weg? Diese und andere Fragen werden im zweiten Modul behandelt, in dem der Schwerpunkt auf Batterien liegt. Die Teilnehmenden lernen unter anderem, wie Lithium-Ionen-Batterien funktionieren und wo sie eingesetzt werden. Ein Highlight dieses Moduls ist der Versuchsaufbau einer eigenen Batterie.

Im dritten Modul wird der Blick erweitert und die Kursteilnehmenden lernen den grundlegenden Aufbau und die Funktionsweise des Stromnetzes zu verstehen. Es werden aber auch zukünftige Netze und deren Möglichkeiten und Herausforderungen beleuchtet. Dabei geht es unter anderem um dezentrale Erzeugung, Mikronetze oder virtuelle Kraftwerke. Gaby Hug, Professorin für Energiesysteme an der ETH Zürich, die gemeinsam mit Christian Franck, Professor für Elektrische Energieübertragung, das dritte Modul leitet, betont, dass das Bereitstellen einer zuverlässigen Stromversorgung zu den wichtigsten Errungenschaften des letzten Jahrhunderts gehört, sowohl aus technischer wie aus regulatorischer Sicht. «Das System wird nun aber wegen der grundlegenden Veränderungen in der Stromproduktion stark gefordert», sagt Hug.

Praktische Anwendung des Gelernten

Der Schwerpunkt des letzten Moduls liegt auf dem Verständnis der Auswirkungen der Energiewende in der Industrie und beinhaltet die Anwendung von Elektrifizierungstechnologien in den verschiedenen Branchen. Hier wird das in den drei vorangehenden Modulen erworbene Wissen angewendet. Schaffner, der dieses Modul leitet, sagt: «Ein persönliches Highlight des CAS ist der interdisziplinäre Austausch mit den Teilnehmenden. Besonders hervorheben möchte ich auch die Fallstudien, die es ermöglichen, das Gelernte auf reale Herausforderungen anzuwenden: Wir arbeiten in Gruppen an Aufgaben, die direkt aus der Industrie kommen.» Dabei findet nicht nur ein Austausch mit Branchenexpert:innen statt, sondern auch mit Master-Studierenden der ETH.

Schaffner betont: «Mit einem vertieften Verständnis für innovative Technologien und Lösungen sowie der regulatorischen Umsetzung können die Kursteilnehmenden zukunftsweisende Energiekonzepte entwickeln und erfolgreich umsetzen. Zudem stärken sie ihre Fähigkeit, komplexe Projekte zu steuern, verschiedene Stakeholder zu koordinieren und nachhaltige Veränderungen anzustossen.» Das CAS ETH Applied Technology in Energy kann unabhängig absolviert werden oder als Teil des MAS ETH in Applied Technology.