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Auf dem Weg zu «Netto Null» bis 2050 sollen in der Schweiz in den nächsten Jahren viele fossile Brennstoffe durch Elektrizität ersetzt werden. Dadurch wird sich der Stromverbrauch um rund 12 Terrawattstunden – also etwa um 20% – erhöhen. Eine neue Studie zeigt, wie die Schweiz dank dem Zubau von erneuerbaren Energien den emissionsreichen Stromimport verringern kann.

Strommix mit Zukunft?

Schon heute ist die Schweiz auf Stromimporte aus den Nachbarländern angewiesen: Rund 11% des Stroms wird importiert. Um aber die CO2-Bilanz des Schweizer Strommixes tief zu halten, muss man auch den importierten Strom genau im Auge behalten. In einer neuen Studie der Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa und der Universität Genf haben Forschende die CO2-Bilanzen des Stromes analysiert und festgestellt, dass der im Inland produzierte Strom viel besser abschneidet. Dieser verursacht rund 40g CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde, während der Durchschnitt des Schweizer Strommixes, also mit Importen, bei rund 108g liegt.

Schweizer Solar- und Windenergie

Mit diesem Wissen haben Forschende analysiert, wie sich der Schweizer Strommix zukünftig zusammensetzen soll, damit die Importe und somit auch die CO2-Emissionen verringert werden können. Das Szenario, welches hinsichtlich Emissionsreduktion am besten abgeschnitten hat, sieht einen Ausbau der Solarenergie auf rund 25 TWh (von derzeit 2,7 TWh) und einen Ausbau der Windenergie auf rund 12 TWh (von derzeit 0,1 TWh) vor. Da die Windenergie im Winter und in der Nacht viel Potenzial hat, ergänzt sie die Solarenergie gut und kann so helfen, die Importabhängigkeit der Schweiz zu verringern.

Weiterhin wichtig bleibt natürlich auch die Entwicklung von Speicherlösungen, um den Stromüberschuss der Photovoltaik im Sommer zu speichern und auf den Winter übertragen zu können. Das grösste Potenzial sehen die Forschenden hier in Technologien, die die Umwandlung von überschüssigem Strom in speicherbare chemische Energieträger wie Wasserstoff oder synthetisches Methan ermöglichen, sowie in thermischen Speichern wie etwa Erdsondenfeldern.

Weiterführende Informationen

> Zur Medienmitteilung der Empa

> Zur wissenschaftlichen Publikation (englisch)

Dachbegrünungen allgemein

Seit 1991 ist in der Stadt Zürich bei Neubauten und bei Sanierungen die Begrünung von Flachdächern Pflicht. Nicht genutzte Bereiche müssen, sofern es technisch, betrieblich und wirtschaftlich möglich ist, ökologisch wertvoll begrünt werden. Dies gilt auch für Dächer mit Solaranlagen.

Und das aus gutem Grund: Dachbegrünungen bringen Vorteile für den Hausbesitzer und für die Umwelt. Durch eine Dachbegrünung entsteht nämlich ein Wasserrückhalt auf dem Dach und das Haus wird von Überschwemmungen geschützt. Zudem wird die Dachabdichtung geschützt und die Isolierung wird verbessert: Im Sommer wird es weniger heiss, im Winter weniger kalt.

Die Pflanzen auf dem Dach speichern CO₂, binden Feinstaub und leisten einen wichtigen Beitrag zur Biodiversität und zum Artenschutz in den Städten.

Kombination Dachbegrünung und PV

Aber auch die Kombination von Dachbegrünung und PV bringt ihre Vorteile. Dank dem Kühlungseffekt der Dachbegrünung erhöht sich der Wirkungsgrad der PV-Anlage. Zudem kann die Dachbegrünung als Auflast die Träger der Solarmodule tragen und weitere Auflasten entfallen. Und durch Beschattung entstehen neue ökologische Nischen, wodurch die Biodiversität profitiert.

Was gibt es zu beachten?

Damit die Module nicht von Pflanzen überwuchert werden, ist gute Planung das A und O. Am besten geeignet für ein gutes Gelingen ist die aufgeständerte West-Ost-Anlage («Schmetterlingsanlage»). Zudem muss der Reihenabstand etwas grösser sein als bei normalen Anlagen, damit die Dachbegrünung auch etwas Platz hat. Am wichtigsten ist jedoch das Substrat.

Das Substrat ist quasi der «Boden», aus dem die Pflanzen wachsen. Es handelt sich hierbei um ein Gemisch aus verschiedenen Erden und Mineralien. Die Wuchshöhe der Pflanzen hängt nicht nur von der Pflanzenart, sondern vor allem von der Dicke des Substrats ab. Ca. 50 cm vor dem Modul sollte die Substratdicke also auf 5 cm reduziert werden. Damit trotzdem ein genug hoher Wasserrückhalt erreicht werden kann, sollten an Stellen ohne PV-Module Substrathügel platziert werden. Zudem sollte eine «solarfreundliche» Saatmischung gewählt werden, also eine mit vielen niedrigwüchsigen Pflanzen. Trotzdem kann es sein, dass man 1-2x pro Jahr etwas mähen muss, um die grösstmögliche Stromproduktion sicherzustellen.

Weitere Optionen

Mittlerweile gibt es aber auch weitere Optionen, sowohl Begrünung als auch PV-Strom auf einem Gebäude zu vereinen. So kann man beispielsweise die Fassade begrünen und auf dem Dach eine PV-Anlage montieren oder umgekehrt. Ausserdem sind bifaziale, also beidseitig lichtempfindliche, Solarmodule wirtschaftlich immer interessanter. Durch die Etablierung neuer Herstellungsprozesse liegen die Kosten solcher Module heute nur noch geringfügig über jenen von Standardmodulen.

Bifaziale Module können vertikal aufgeständert und somit je nachdem einfacher mit einer Dachbegrünung kombiniert werden.

Verschiedene Arten von Aufständerung und Begrünung auf einem Dach vereint

Bifaziale Module

Schematische Darstellung der Schmetterlingsaufstellung

Weiterführende Informationen

> Checkliste der Stadt Zürich zu Dachbegrünungen und PV

> Infoblatt der Energieagentur St. Gallen: Flachdächer, Biodiversität und PV

> Infoseite des VESE zu Dachbegrünung und PV

> Dachbegrünungen in der Stadt Zürich: Allgemeine Infos