Grüne Schlüsseltechnologien (ZEV), Verwendung von Strom für den Antrieb von Autos, Bussen und Lastwagen.

Der gesamte Strommarkt befindet sich im Übergang von einem zentralisierten, mit fossilen Brennstoffen betriebenen, nationalen System zu einem stärker dezentralisierten, erneuerbaren, vernetzten und variablen System.

Elektrizität ist ein wichtiger Energieträger für die Erreichung von Netto-Null-Emissionen. Um das Netto-Null-Ziel zu erreichen, muss der Gesamtstromverbrauch der Endverbrauchssektoren Industrie, Haushalte, Dienstleistungen und Verkehr im Jahr 2050 um 11 TWh gegenüber dem Stand von 2019 ansteigen.

Dieses Wachstum wird hauptsächlich durch die Verwendung von Strom für den Antrieb von Autos, Bussen und Lastwagen angetrieben. Berücksichtigt man auch den Strom für die Erzeugung von Wasserstoff und synthetischen E-Kraftstoffen, die hauptsächlich im Verkehr verbraucht werden, steigt der gesamte Inlandsstromverbrauch zwischen 2019 und 2050 um rund 20 TWh an.

In den öffentlichen Sektoren wird Strom immer wichtiger, da Wärmepumpen immer häufiger eingesetzt werden. Nach 2030 gleichen Effizienzgewinne den Verbrauchsanstieg aus, und in den stationären Sektoren ist ein Plateau des Stromverbrauchs zu verzeichnen.

Elektrifizierung und Effizienzsteigerungen ermöglichen eine Verringerung des Endenergieverbrauchs pro Kopf um 55% im Jahr 2050 gegenüber dem Jahr 2000, was leicht über dem langfristigen Ziel der Schweizer Energiestrategie liegt.

Die Wertschöpfungskette im Bauwesen wird immer stärker mit dem Energiesystem verflochten, und die Interaktion zwischen Gebäuden und dem Energiesektor entwickelt sich weiter. Dieser Trend wirkt sich auf die Wertschöpfungskette im Bauwesen aus, da sie Gebäude dazu zwingt, eine aktivere Rolle im Energiesystem einzunehmen und so die Möglichkeit für neue und maßgeschneiderte Dienstleistungen zu entwickeln.

Technologie und Dienstleistungen werden sich weiterentwickeln müssen, um die Nachfrage effizient und reaktionsschnell zu steuern und Speicher zu integrieren. Daher wird eine starke Interaktion zwischen vielen verschiedenen Akteure auf dem Energiemarkt erforderlich sein. Ermöglicht durch technologische Innovationen und Geschäftsmodelle, können oder werden Gebäude zu aktiven Akteuren im Energiesystem System werden. Sie nutzen nicht mehr nur Energie aus dem Netz, produzieren und liefern sie Energie oder tragen zum Ausgleich des Netzes bei.

Diese Rolle des Demand-Response- und Flexibilitätsmanagements erfordert die Integration von automatischen Steuerungssystemen und Speichereinheiten auf der Gebäudeebene. Sie wird neue Geschäftsmodelle für den Betrieb und die Wartung von Gebäuden sowie Alternativen zu den klassischen Verträgen zwischen Gebäuden und Energieversorgern mit sich bringen. Im Gegensatz zu verschiedenen Energiesparmaßnahmen lassen sich Demand Response und Speicher leichter in bestehende Gebäude integrieren. Die Schweiz bietet rechtlich mit dem ZEV Zusammenschluss zum Eigenverbrauch ideale Bedingungen.

Die Wertschöpfungskette im Baugewerbe könnte sich durch die Bereitstellung folgender innovativer Dienstleistungen oder Produkte erweitern
- Geschäftsmodelle von Drittanbietern zur Bündelung von Nachfrage Reaktion, Speicherung und Stromerzeugung vor Ort
- eine einfach zu bedienende Kommunikationsschnittstelle und ein Steuerungs-Programm
- Speichermöglichkeiten zur Erleichterung von Verbrauchsverschiebungen
- intelligente Steuerungen und Haushaltsgeräte, die es den Gebäudenutzern ermöglichen, ihren Energieverbrauch zeitlich zu regulieren, ohne die Qualität ihrer Prozesse zu beeinträchtigen 

Die Reaktion auf die Nachfrage der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien vor Ort und Speicherlösungen werden dazu führen, dass erneuerbare Energien stärker genutzt werden und zur weiteren Dekarbonisierung führen. Die Akzeptanz von Demand Response und der Stromspeicherung steht im Einklang mit dem Einsatz verwandter Technologien, wie Energiemanagementsysteme, intelligente Zähler, intelligente Thermostate, Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge.

Energiesystem Gebäude & Mobilität aus einer Hand.

Gebäude und ihre intelligenten Geräte interagieren immer mehr mit dem Energiemarkt. Sowohl bestehende Gebäude Unternehmen wie Johnson Controls, Siemens, Honeywell und Schneider Electric, aber auch neue Marktteilnehmer, können Dienstleistungen im Zusammenhang mit der Nachfragesteuerung für den Wohnungsmarkt anbieten. Neue Marktteilnehmer (z. B. Google, Apple), Versorgungsunternehmen (z. B. E.on, British Gas) und Elektrofahrzeuge (z. B. Tesla), erobern diese Wertschöpfungskette und treten nun in den Markt. Es gibt jedoch auch eine Chance für Hersteller von Überwachungssystemen und Haushaltsgeräten, ihre Produkte in dieses neue technologischen Umfeld zu integrieren.

Die wichtigsten Massnahmen:
- auf politischer Ebene eine umfassende Vision für die Elektrifizierung der Wärmeversorgung (und des Verkehrs) und insbesondere über die Integration der erneuerbaren Energieerzeugung und Speicherung in Gebäuden
- ein geeigneter Rechtsrahmen, der die Interaktion von Gebäuden mit dem Energiesystem fördert
- Aggregatoren, die nicht nur industrielle, sondern auch gewerbliche und private Verbrauchergruppen unterstützen
- die Verfügbarkeit dynamischer Preissignale für industrielle, gewerbliche und private Verbraucher
- intelligente und nutzerangepasste Mess- und Steuersysteme mit einem universellen Kommunikationsprotokoll
- strategische Planung des Netzes, sowohl auf der Übertragungs- als auch auf der Verteilungsebene (SmartGrid)

Die folgenden Schlüssel-Trends verändern die Interaktion zwischen Gebäuden und dem Energiesektor:
- Ungleichgewicht des Strommarktes aufgrund der erheblichen Durchdringung mit dezentralen - und meist volatilen - Technologien zur erneuerbaren Energieerzeugung
- Anstieg der Stromlast aufgrund des Übergangs zur Elektrifizierung des Verkehrs und der Heizung
- Stromspeicherung in Gebäuden mit attraktiver Preisgestaltung
- intelligente Geräte (z. B. IoT, das Internet der Dinge) 

Diese Trends wirken sich auf die Wertschöpfungskette von Gebäuden aus, da sie Gebäude eine interaktivere Rolle im Energiesystem stellen und so die Möglichkeit für neue und maßgeschneiderte Dienstleistungen bieten. Interagierende Gebäude drängen zunehmend in den Energiemarkt und könnten eine wichtige Rolle für die Stabilität des Stromversorgungssystems übernehmen indem sie Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen und speichern.

Diese drei Strategien sind nicht nur komplementär, sondern verstärken sich sogar gegenseitig. Die Technologie und die Dienstleistungen müssen sich weiterentwickeln, um Nachfrage effizient und reaktionsschnell zu steuern, sowie und die Speicherung zu integrieren. Eine starke Interaktion zwischen vielen verschiedenen Akteuren auf dem Energiemarkt wird notwendig sein.

Der Tipping Point für die Kombination von Photovoltaikanlagen und Stromspeichern in Gebäuden wird voraussichtlich in einigen Jahren erreicht sein. Darüber hinaus sind Demand-Response-Anwendungen auch für Gebäude ohne erneuerbare Energieerzeugung geeignet, da ihr Verbrauch in Spitzenzeiten (wenn der Strom knapp ist) meist höher ist.

Je nachdem, wie sich die Kosten für Batterien in den nächsten fünf Jahren entwickeln, können im Grunde alle Unternehmen (Solar-, Versorgungsunternehmen und neue Marktteilnehmer), die im Segment der Haushalte tätig sein wollen in das Geschäft mit Solar und Speicher einsteigen.

Ermöglicht durch technologische Innovationen und Geschäftsmodelle, können Gebäude zu aktiven Akteuren im Energiesystem System werden.  Anstatt nur Energie aus dem Netz zu nutzen, können sie produzieren, speichern und Energie liefern. Die Nachfragesteuerung und das Flexibilitätsmanagement erfordert die Integration automatischer Steuerungssysteme und Speichereinheiten auf der Gebäudeebene. Dies erfordert auch neue Geschäftsmodelle für den Betrieb und die Wartung von Gebäuden und Alternativen zu den klassischen Verträgen, die Gebäude mit Energieversorgern haben.

Diese Innovationen werden sich auf die Elektrifizierung von Wärme und Verkehr auswirken, wobei Elektrofahrzeuge auch als Stromspeichersystem anzusehen sind. Denn die erforderliche Ladeinfrastruktur basiert auf einem Ansatz, der darauf abzielt, die Energienutzung zu optimieren, um thermischen Komfort in Kombination mit Mobilität zu gewährleisten.

Im Gegensatz zu verschiedenen Maßnahmen zur Verringerung der Energienachfrage und Nachfragereduzierung lassen sich Demand Response und Speicherung leichter in bestehende Gebäude integriert werden. Aber sie sind noch nicht marktreif. Die Hauptprobleme, die eine Marktimplementierung derzeit verhindern, sind das Fehlen eines allgemeinen Kommunikations-/IT-Protokolls für alle Komponenten des Demand-Response-Prozesses, damit diese richtig zusammenwirken.

Es fehlt eine angepasste Politik und eine klare Aufteilung der Verantwortlichkeiten in allen Aspekten der Demand-Response-Wertschöpfungskette. Dies bedarf einer engen Zusammenarbeit zwischen dem Gebäude- und Energiesektor. Die Bürger lassen sich gerne für neue Technologien begeistern, aber aber Bedenken hinsichtlich des Komforts und des Datenschutzes müssen ein integraler Bestandteil des Innovationsprozesses sein. Verhaltensänderungen werden sich schneller vollziehen, wenn die gesellschaftliche Akzeptanz vorhanden ist.

Die Wertschöpfungskette im Baugewerbe könnte die Nutzer von Gebäuden befähigen indem sie innovative Dienstleistungen oder Produkte anbietet. Dazu gehören Speicherung und Vor-Ort-Stromerzeugung sowie deren Überwachung und Steuerung.

Sie könnten auch Gebäudetechnologien über ein spezielles Finanzierungsmodell (z. B. Leasing) anbieten. Der Nutzen für den Gebäudenutzer oder –verwalter muss gross genug sein. Eine Kommunikationsschnittstelle und ein Steuerungsprogramm müssen für die Gebäudenutzer einfach zu bedienen sein. Die lokale Speicherung in Gebäuden soll als Teil der bestehenden Wärmespeicherung funktionieren. Dies ist ein derzeit praktisch ungenutztes Potenzial, jedoch mit sehr geringen Kosten und kurzen Amortisationszeiten realisierbar. Intelligente Steuerungen und Haushaltsgeräte sollen es den Gebäudenutzern ermöglichen, ihren Energieverbrauch vorübergehend zu regulieren, ohne die Qualität des Prozesses zu beeinträchtigen und Speichermöglichkeiten sollen die zeitliche Verlagerung des Verbrauchs durch Lastverschiebung und Spitzeneinsparungen regeln.

Da der Wendepunkt für die Kombination von PV-Systemen und Batterien 2022 erreicht sein wird, kann man davon ausgehen, dass ein großer Teil dieser Gebäude mit PV-Anlagen Haushaltsstromspeicher installieren wird. Die Akzeptanz von Demand Response und Stromspeicherung steht im Einklang mit der Verbreitung verwandter Technologien, wie Energiemanagementsystemen, intelligenten Zählern, intelligenten Thermostaten, Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen.

Die Integration von Elektrofahrzeugen in den Energiekreislauf von Gebäuden ist vorteilhaft für den Energieverbrauch eines Gebäudes und seine Energieflexibilität im Netz.

In einem komplexen Energieumfeld ist eine aktivere Rolle der bestehenden und zukünftigen Gebäudeinfrastruktur eine wichtige Innovation, die einen großen Wert darstellt. Nachfrageregelung, erneuerbare Stromerzeugung vor Ort und Speicherlösungen sowie Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien werden zur weiteren Dekarbonisierung führen.

Um die Schweizer Energie- und Klimaziele zu erreichen, müssen die sauberen Energietechnologien ausgebaut werden. Das Ziel, bis 2050 netto null CO2-Emissionen zu erreichen, erfordert eine radikale Umstellung der Art und Weise, wie Energie geliefert, umgewandelt und genutzt wird. Es ist notwendig, Solaranlagen, Elektro- und Wasserstoffautos, Wärmepumpen und Energiesparmaßnahmen in viel größerem Umfang zu etablieren - und schneller als heute.

Die installierte Kapazität der Photovoltaik muss sich von jetzt an bis 2050 fast jedes Jahrzehnt bis 2050 verdoppeln. Die private Autoflotte müsste bis 2050 größtenteils auf elektrische Antriebe umgestellt werden. Das bedeutet, dass bis 2030 jedes dritte neu zugelassene Auto ein Elektroauto sein muss. Der Einsatz von Wärmepumpen muss im Dienstleistungs- und Wohnbereich beschleunigt werden, so dass bis 2050fast drei Viertel des Bedarfs an Raumheizung und Warmwasserbereitung in Gebäuden decken. Außerdem wäre es notwendig Effizienzgewinne zu erzielen, indem Energiesparmaßnahmen durch beschleunigte Renovierung umgesetzt werden.