SPF Kompetenzen Energiesysteme

Energiesysteme befinden sich im Wandel: Neue Technologien und Konzepte entstehen mit dem Ziel der Dekarbonisierung. Doch wie lassen sich diese Entwicklungen hinsichtlich der Umweltwirkungen fundiert bewerten und gezielt verbessern? Vereinfachte Ansätze – etwa mit Fokus auf einzelne Kennzahlen wie CO₂ – greifen oft zu kurz und können dazu führen, dass Umweltwirkungen lediglich verschoben statt tatsächlich reduziert werden. 

Wir unterstützen Sie dabei, CO₂-Emissionen und Umweltwirkungen von Energiesystemen zu berechnen, zu vergleichen und gezielt zu reduzieren – als fundierte Grundlage für nachhaltige Entscheidungen.

Die Dienstleistung richtet sich an Fachpersonen aus Forschung, Entwicklung und Planung von Energiesystemen.

Das SPF verbindet Life Cycle Assessments mit fundiertem Systemverständnis, realitätsnaher Simulation und detailliertem Technologiewissen. Wir bewerten nicht nur einzelne Systeme, sondern vergleichen gezielt Varianten und alternative Konzepte. Dadurch werden Umweltwirkungen ganzheitlich bewertet, Verlagerungseffekte erkannt und konkrete Optimierungspotenziale identifiziert – zum Beispiel durch angepasste Betriebsstrategien, Materialsubstitution oder optimierte Systemauslegung. Ziel ist es, Umweltwirkungen nicht nur zu verschieben, sondern nachweislich zu reduzieren.

Unsere LCA kommen insbesondere bei komplexen Energiesystemen zum Einsatz, darunter:

• Gebäude-, Quartiers- und industrielle Energiesysteme (z. B. Wärmepumpen, Solarthermie, hybride Lösungen)
• Elektrische und thermische Energiespeicher (inkl. PV-Batteriesysteme und innovative Speichertechnologien)
• Power-to-X- und sektorgekoppelte Energiesysteme
• Fossilfreie Backup- und Versorgungssysteme
• Kreislaufwirtschaftskonzepte (z. B. Recycling sowie Second- und Third-Life von Batterien und PV-Modulen)

Angebote

Wir bieten Ökobilanzierung für nachhaltige Energiesysteme in verschiedenen Formaten an – von der Idee bis zur Umsetzung und Optimierung. Dabei kombinieren wir etablierte LCA-Methoden mit fundiertem Systemverständnis und eigenen Simulationsmodellen, um Energiesysteme realitätsnah zu bewerten und gezielt zu verbessern.
 

Projektpartner in Forschungs- und Innovationsprojekten

Wir arbeiten als LCA-Partner in nationalen und internationalen Projekten (z. B. BFE, Innosuisse, Horizon Europe) und bringen unsere Expertise in Systemmodellierung, Technologieanalyse und Umweltbewertung in komplexe Forschungsvorhaben ein.
 

Auftragsstudien & Beratungsdienstleistungen

Wir führen Ökobilanzen nach ISO 14040/44 durch – von Screenings über Hotspot-Analysen bis zu detaillierten Vergleichsstudien. Unsere Stärke liegt in der Verbindung von LCA mit realitätsnaher Systemsimulation und technischer Modellierung.
 

Unterstützung bei Systementwicklung & Ökodesign

Wir begleiten die Entwicklung von Energiesystemen bereits in frühen Phasen. Durch Variantenvergleiche und fundierte Bewertungen identifizieren wir konkrete Optimierungspotenziale in Design, Materialwahl und Betriebsstrategien.

Umfang und Vorgehen

Der Aufwand einer Ökobilanz hängt von der Komplexität des betrachteten Systems und der gewünschten Detailtiefe ab. Gleichzeitig spielen Datenverfügbarkeit und Ziel der Analyse (Screening vs. ISO-konforme Studie) eine grosse Rolle.

Wir passen Umfang und Detaillierungsgrad an Systemgrösse, Datenverfügbarkeit und Ihre Entscheidungsfragen an – so bleiben Aufwand und Nutzen im Gleichgewicht.

Gemeinsam definieren wir Ziel, Systemgrenzen und Detaillierungsgrad und erstellen darauf basierend ein massgeschneidertes Angebot:

• LCA-Screening: Schnelle Abschätzung und Hotspot-Analyse zur ersten Orientierung, typischerweise bis zu einem Monat mit einem Aufwand im Bereich von etwa 3’000 bis 8’000 CHF.
• Detail-LCA: ISO-konforme Studie mit Variantenvergleich und Optimierungsvorschlägen 8’000 bis 25’000 CHF.
• Komplexe System-LCA: Kopplung von Systemsimulation und LCA-Szenarien für komplexe Energiesysteme, typischerweise über mehrere Monate mit entsprechend höherem Aufwand vonüber CHF 25’000. 

Wo sinnvoll, vergleichen wir Systeme mit Referenzlösungen (z. B. fossilbasierten Systemen), um Umweltverbesserungen quantitativ aufzuzeigen und fundiert einzuordnen.

Ein typischer Ablauf einer Zusammenarbeit gestaltet sich wie folgt:

Kontaktaufnahme
Sie kontaktieren uns mit einer kurzen Beschreibung Ihres Projekts und Ihrer Fragestellung, z. B. zu CO₂-Emissionen oder zum Vergleich von Energiesystemen. Wir melden uns in der Regel innerhalb von 1–2 Arbeitstagen.

Kick-off & Zieldefinition
In einem ersten Austausch (ca. 30–60 Minuten) klären wir Zielsetzung, Systemgrenzen sowie den gewünschten Detaillierungsgrad und besprechen verfügbare Daten und mögliche Vorgehensweisen.

Angebot & Projektdefinition
Auf Basis des Austauschs erstellen wir ein projektspezifisches Angebot mit definiertem Umfang, methodischem Vorgehen und Zeitplan.

Datenerhebung & Modellierung
Wir erfassen die relevanten Systemdaten und modellieren das Energiesystem unter Berücksichtigung von Betriebsverhalten, Systemgrenzen und Wechselwirkungen. Darauf aufbauend werden für die Ökobilanz die Material- und Energieflüsse über den gesamten Lebenszyklus – von der Herstellung über den Betrieb bis zum End-of-Life – erfasst und bewertet.

Analyse & Bewertung
Wir führen die Ökobilanz über den gesamten Lebenszyklus durch und bewerten Umweltwirkungen anhand etablierter Methoden (z. B. IPCC, Environmental Footprint). Dabei betrachten wir unter anderem Klimawirkung (CO₂-Emissionen), Ressourcenverbrauch und weitere relevante Umweltindikatoren und vergleichen systematisch Varianten sowie Referenzsysteme.

Ergebnisse & Diskussion
Die Resultate werden gemeinsam besprochen und eingeordnet. Dabei identifizieren wir relevante Hotspots und zeigen konkrete Optimierungspotenziale sowie mögliche Handlungsoptionen auf.

Bericht & Weiterentwicklung
Die Ergebnisse werden dokumentiert und können für weitere Analysen oder Entscheidungen genutzt werden.

Unsere Methode

Unsere LCA basieren auf einem tiefen Verständnis realer Energiesysteme und einer systematischen Kombination aus Simulation, Bewertung und Vergleich. So entstehen belastbare Ergebnisse und konkrete Ansatzpunkte zur Verbesserung und zum Aufzeigen von Reduktionspotenzialen.

Systemverständnis moderner Energiesysteme
Wir analysieren Energiesysteme nicht als Black Box, sondern erfassen deren reale Betriebsweise, Systemgrenzen und Wechselwirkungen – von einzelnen Komponenten bis zum Gesamtsystem.

Systemsimulation & Modellierung
Komplexe Energiesysteme werden mit modernen Werkzeugen (z. B. TRNSYS, Python) realitätsnah simuliert. Dadurch lassen sich Lastprofile, Effizienzverläufe und Betriebsstrategien fundiert abbilden.

Bewertung zukünftiger Technologien und Szenarien
Wir berücksichtigen nicht nur heutige Systeme, sondern auch zukünftige Entwicklungen und Transformationspfade. Dazu gehören beispielsweise Szenarien mit hoher Elektrifizierung, z. B. Elektromobilität, bidirektionales Laden oder neue Speicher- und System und Kreislaufkonzepte.
So können wir die langfristige Umweltwirkung und Relevanz von Technologien realistisch einordnen.

Systematische Varianten- und Technologievergleiche
Unterschiedliche Systemdesigns, Technologien und Betriebsstrategien werden gezielt verglichen. So entstehen fundierte Entscheidungsgrundlagen und konkrete Verbesserungspotenziale.

Identifikation konkreter Optimierungspotenziale
Auf Basis der Analysen werden umsetzbare Massnahmen abgeleitet, z. B.:

• Materialsubstitution und Ressourceneinsparungen
• Optimierte Betriebs- und Regelstrategien
• Effizienzsteigerung und Systemauslegung
• Second-Life- und Recyclingpfade

Ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertung
Neben CO₂ werden weitere Umweltwirkungen wie Ressourcenverbrauch, Ökotoxizität, Landnutzung und Materialkritikalität berücksichtigt. Dadurch können Verlagerungseffekte erkannt und vermieden werden.