Der effizientere Umgang mit Strom spielt künftig eine immer bedeutendere Rolle. Einen vielversprechenden Ansatz dazu liefert ein ETH-Spin-off-Unternehmen aus dem zürcherischen Höngg.

In der Energiestrategie 2050 des Bundes kommt dem Faktor der Energieeffizienz eine zentrale Rolle zu. Gemäss Angaben des Bundesamtes für Energie (BFE) rechnet man hierzulande für das Jahr 2050 mit einem jährlichen Stromverbrauch von ca. 70 Milliarden kWh (Stand 2014: 57.5 Milliarden kWh). Nicht zuletzt durch die vermehrte Steigerung der Energieeffizienz kann diesem Mehrbedarf an Strom in den kommenden Jahren in der Schweiz begegnet werden. Ökonomisch und auch ökologisch macht das Sinn. Sowohl Gegner als auch Befürworter der Energiestrategie 2050 sind sich einig, dass ein nachhaltigerer und effizienterer Umgang mit Energie für die Schweiz in Zukunft von immanenter Bedeutung sein wird. In diesem Zusammenhang sind Ideen und Innovationen gefragt. Ein Ansatz dazu liefert die Smart Home Technology GmbH, ein 2015 gegründetes Spinn-off der ETH Zürich und deren CEO Felix Adamczyk mit ihrer «Zero-Stanby-Power-Technologie».

Zero-Standby-Technologie

Felix Adamczyk

Felix Adamczyk im Gespräch mit Volkswirtschaftsminister Johann Schneider-Ammann.

Auch im Standby-Modus verbrauchen elektrische Geräte Strom. Auf den ersten Blick erscheint die dafür aufgewendete Strommenge den meisten Personen jedoch vernachlässigbar. Der Nutzen, ein solches Gerät möglichst schnell betriebsbereit zu haben, überwiegt. Das Energiesparpotential, das sich hier aber bietet, sollte nicht unterschätzt werden. Der Schlussbericht einer vom BFE in Auftrag gegebenen Studie zum Standby-Verbrauch von elektronischen Geräten im Haushaltsbereich aus dem Jahr 2015 verortet in der Schweiz in diesem Bereich ein erhebliches Energiesparpotential. Mittels teils einfacher Massnahmen wäre es, gemäss der Studie, möglich jährlich über 800 GWh einzusparen. Das entspricht rund 1.4 % des aktuellen Schweizer Stromverbrauchs in der entsprechenden Zeit. Eine Antwort auf die Frage, wie dieser Gegensatz aufzulösen ist, gibt Felix Adamczyk mit seiner Erläuterung der von ihm und seinem sieben köpfigen Team entwickelten «Zero-Standby-Technologie»: «Mit ihr wird es möglich, dass jedes elektrische Gerät keine, oder praktisch keine elektrische Energie im Standby-Modus mehr verbraucht.» Typischerweise verbraucht ein elektrisches Haushaltsgerät im Standby-Modus zwischen 1 und 15 Watt. «Mit Zero-Standby lässt sich dieser Verbrauch auf 0.005 Watt reduzieren.» Das Energiesparpotential beeindruckt. Kernelement der «Zero-Standby-Technologie» ist ein elektronisches Modul von der Grösse eines Fingernagels, das in jedem elektrischen Gerät verbaubar ist. Auf die Idee dazu war der Elektronikingenieur während seiner Masterarbeit 2014 an der ETH gekommen. «Ich wollte ein Produkt entwickeln, dass so wenig Energie verbraucht, dass es für einen herkömmlichen Nutzer nicht mehr messbar ist.» Damit war der Grundstein für die Entwicklung der späteren «Zero-Standby-Technologie» gelegt. Die «Zero-Standby-Technologie» ist bereits Realität und ihre Anwendungsmöglichkeiten in den unterschiedlichsten elektrischen Produkten sind enorm vielseitig. Auf ihren grossen Durchbruch wartet sie jedoch noch. Das hängt primär damit zusammen, dass ihr Energieeinsparpotential in der Wahrnehmung von Grossproduzenten elektrischer Geräte, bedingt durch den geringen Strombedarf des Standby-Modus, noch als zu unbedeutend angesehen wird. So überwiegen denn auch oft noch marktwirtschaftliche Bedenken, dass mit «Zero-Standby-Technologie» ausgerüstete Geräte teurer und damit weniger konkurrenzfähig ausfallen könnten. Gerade im Zusammenhang mit einem weiteren Produkt der Smart Home Technology GmbH, dem «IoT-Concentrator» macht sie aber noch mehr Sinn und bekommt gleichzeitig eine neue, äusserst spannende Dimension. Mit letzterem soll der «Zero-Standby-Technologie im Consumer- und Industriebreich zum breiten Durchbruch verholfen werden. Ein Schlüsselbegriff in diesem Zusammenhang ist das sogenannte «Internet der Dinge» (IoT)

Internet der Dinge und IoT-Concentrator

Die Grundgedanken vom «Internet der Dinge» gehen auf die frühen 90er Jahre des letzten Jahrhunderts zurück. Die Idee dahinter war, dass miteinander kommunizierende «intelligente» Geräte der Arbeit des Menschen unterstützend zur Seite stehen sollten. Was damals noch eine Vision war, wird heute bereits in vielen Bereichen der Technologie umgesetzt und von verschiedenen Experten als einen der zukunftsweisendsten Aspekte in der Branche angesehen. «Es gibt enorm viele Produkte, die noch nicht in einem digitalen Prozess drin sind, die man digitalisieren könnte», so Adamczyk. Für diesen Markt bringt die Smart Home Technologie GmbH nun ein neues Produkt auf den Markt. Den «IOT-Concentrator». Das Gerät mit der Grösse von ca. 5 auf 3 Zentimeter ist eine Komplettlösung für den Transfer herkömmlicher Geräte in das Internet der Dinge. «Der IoT-Concentrator wurde speziell für den Einsatz in der Industrie spezifiziert und ermöglich es zum einen, ein Offlinegerät zu einem Onlinegerät zu machen und Daten gebündelt in einen Cloud-Service zu übertragen.» Dabei stehen viele Kommunikationstechniken wie 3G, LoRa oder WLAN zur Verfügung. «Ausserdem können Berechtigungen gesetzt werden, die festlegen, welche Daten in die Cloud übertragen, respektive welche Steuerbefehle aus der Cloud verarbeitet werden dürfen. Zum dritten öffnet der IoT-Concentrator eine lokale Mini-Cloud, die auch ohne Internet funktioniert.» Die Anwendungsmöglichkeiten sind also auch hier extrem vielseitig. Als Beispiel nennt Adamczyk den herkömmlichen Backofen, wie wir ihn in allen unseren Haushalten finden. So wird es mit dem IoT-Concentrator beispielsweise möglich, Daten zum Betrieb eines solchen oder zur Lebensdauer einzelner Komponenten in demselben zu erfassen und danach die notwendigen Schritte für Optimierungen, respektive Wartungen einzuleiten. «Damit können für den Kunden effektive Mehrwerte generiert werden. Unser Ziel ist es Anwendungen besser, effizienter und sicherer zu machen. Ein Problem bei solchen «smarten» Technologien ist deren relativ grosser Verbrauch an Strom, da ihre Funktionen permanent verfügbar sein müssen. Und hier ergänzt sich der IOT-Concentrator optimal mit der «Zero-Standby-Technologie». So ist es Adamczyk und seinem Team bereits gelungen bei mit IoT-Technik ausgerüsteten Geräten deren Standby-Zeit von 30 Tagen auf 2000 Tage zu erhöhen. Für die grössere Akzeptanz in der Öffentlichkeit und die Verbreitung der «Zero-Standby-Technologie» dürfte dieser Schritt von wegweisender Bedeutung sein.

Energiewende und Smarte Technologien

Im Zusammenhang mit dem nachhaltigeren Umgang mit Energie und der Energiewende spielen smarte Technologien eine immer zentralere Rolle. «Die grosse Frage dabei ist, wie Lösungen implementiert werden und was für ein effektiver Mehrnutzen für den Nutzer und auch für die Allgemeinheit damit generiert werden kann.» Oft scheitern Firmen heute daran. «Da ist es wichtig, dass man ein System als Ganzes betrachtet und schaut, wo Energiesparpotential vorhanden ist und wie es genutzt werden kann.» Als Beispiel nennt Adamczyk die Sparte der mobilen Telefonie, die heute, punkto Energieverbrauch bereits Massstäbe gesetzt hat. Wie verhält es sich aber mit den Ladegeräten, die, eingesteckt manchmal noch beinahe gleich viel Strom verbrauchen, auch wenn kein Endgerät angehängt ist? «Durch smarte Lösungen wird der Konsum und die Produktion von Strom erst richtig matchbar. Künftig wird die Stromproduktion noch viel mehr von der Witterung abhängig sein. Der Konsum hingegen bleibt vom Menschen abhängig.» Der «IoT-Concentrator» und die «Zero-Standby-Technologie» sind dazu Optimierungsansätze und letztlich auch kleine, aber bedeutende Schritte zum nachhaltigeren Umgang mit Energie in Zukunft.