Dieses Projekt untersucht, wie Clustering-Strategien und Geschäftsmodelle kleinen und mittleren CO2-Emittenten in der Schweiz helfen können, bei der gemeinsamen Nutzung von CO2-Infrastrukturen zusammenzuarbeiten.
Die Arbeit kombiniert Erkenntnisse aus der Literatur mit einer Clustering-Fallstudie im Raum Zürich, um die technischen, wirtschaftlichen und energetischen Aspekte zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass Clustering an sich zwar machbar ist, die Ergebnisse jedoch von Parametern wie CO2-Durchflussraten, Transportentfernungen und der Dimensionierung der Infrastruktur abhängen. Daher bleibt eine gewisse Unsicherheit bestehen, insbesondere bei den Ergebnissen von Schätzungen, für die keine standortspezifischen Daten verfügbar waren.
Darüber hinaus liefert die Arbeit einen praktischen Entscheidungsrahmen und eine Reihe von Empfehlungen zur Unterstützung der Entwicklung eines CO2-Clusters. Die Akzeptanz durch die Anteilseigner wird als entscheidend für die Rentabilität eines Clusters angesehen, was in den vorgeschlagenen Geschäftsstrategien berücksichtigt wird.
This project assesses how clustering strategies and business models can help small and medium CO2 emitters in Switzerland collaborate on shared carbon infrastructure.
The thesis combines insights from literature with a clustering case study in the Zürich area, to evaluate the technical, economic and energy aspects. The results indicate that while clustering itself is feasible, the outcomes are dependent on parameters such as CO2 flow rates, transport distances and infrastructure sizing. As such, an uncertainty remains, in particular in the results of estimates where site-specific data was not available.
In addition, the work delivers a practical decision framework and a set of recommendations to support the development of a CO2 cluster. Shareholder acceptability is noted as L in determining a cluster viability, which the proposed business strategies take into account.
Der Bausektor trägt in der Schweiz wesentlich zum Ressourcenverbrauch, zu Treibhausgasemissionen und zu Materialabfällen bei. Dennoch basieren Nachhaltigkeitsbewertungen im Hochbau häufig auf kurzen Referenzzeiträumen und Cradle-to-Gate-Indikatoren, wodurch begrenzte Gebäudelebensdauern implizit vorausgesetzt werden. Dies begünstigt kurzlebige, materialeffiziente Bauweisen und verdeckt die langfristigen Auswirkungen wiederholter Abbrüche und Neubauten. Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, wie die angenommene Nutzungsdauer die ökologische, zirkuläre und ökonomische Performance von Gebäudekonzepten unter Schweizer Rahmenbedingungen beeinflusst.
Hierzu wird ein vergleichendes Bewertungsframework auf zwei analytisch definierte Bürogebäude angewendet: ein konventionelles Referenzgebäude, das den aktuellen Schweizer Standard repräsentiert, sowie ein langlebigkeitsorientiertes „Forever Home“, das auf eine verlängerte strukturelle Nutzungsdauer und langfristige Anpassungsfähigkeit ausgelegt ist. Die Umweltwirkungen (A1-A3), die Materialzirkularität anhand des Material Circularity Index sowie die verkörperten Lebenszykluskosten werden unter harmonisierten Systemgrenzen und Annahmen analysiert, um den Einfluss der Nutzungsdauer isoliert zu betrachten.
Die Ergebnisse zeigen, dass die angenommene Nutzungsdauer der dominierende Faktor für die Nachhaltigkeitsperformance mineralischer Bauweisen ist. Das Forever Home weist höhere anfängliche verkörperte Emissionen, einen höheren Energiebedarf und höhere Materialkosten auf, übertrifft das konventionelle Gebäude jedoch bei einer Bewertung über verlängerte Nutzungsdauern hinweg in allen Umweltindikatoren. Ab einer Nutzungsdauer von etwa 80-100 Jahren sind die jährlichen verkörperten Umweltwirkungen deutlich geringer. Auch die Zirkularitäts- und Kostenanalysen folgen diesem Muster und zeigen, dass hohe Zirkularität und niedrige langfristige Kosten primär durch eine verlängerte strukturelle Nutzungsdauer und nicht allein durch Recycling am Lebensende erreicht werden.
Die Ergebnisse verdeutlichen eine Diskrepanz zwischen bestehenden Nachhaltigkeitsbewertungsansätzen und langfristigen Nachhaltigkeitszielen. Die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass die explizite Berücksichtigung der Nutzungsdauer für eine aussagekräftige Nachhaltigkeitsbewertung unerlässlich ist und dass langlebige Gebäudekonzepte einen glaubwürdigen Ansatz zur Reduktion kumulativer Umweltwirkungen, zur Verbesserung der Materialzirkularität und zur Senkung langfristiger Kosten im Schweizer Bausektor darstellen.
The construction sector is a major contributor to resource consumption, greenhouse-gas emissions, and material waste in Switzerland. Despite this, sustainability assessments in building design commonly rely on short reference periods and cradle-to-gate indicators, implicitly assuming limited building lifetimes. This creates a bias in favour of short-life, material-efficient construction and obscures the long-term effects of repeated demolition and reconstruction. This thesis investigates how assumed service life influences the environmental, circularity, and economic performance of building concepts under Swiss construction conditions.
A comparative assessment framework is applied to two analytically defined office buildings: a conventional reference building representative of current Swiss practice and a durability-oriented “Forever Home” designed for extended structural service life and long-term adaptability. Environmental impacts (A1-A3), material circularity using the Material Circularity Index, and embodied life-cycle costs are evaluated using harmonised system boundaries and assumptions to isolate the influence of service life.
The results show that assumed service life is the dominant determinant of sustainability performance in mineral-intensive construction. The Forever Home exhibits higher upfront embodied emissions, energy demand, and material costs, but outperforms the conventional building across all environmental indicators when impacts are normalised over extended service lives. Beyond approximately 80-100 years of use, annualised embodied impacts are substantially lower. Circularity and economic assessments follow the same pattern, with high circularity and low long-term costs achieved primarily through extended structural service life rather than through end-of-life recycling alone.
The findings reveal a mismatch between prevailing sustainability assessment frameworks and long-term sustainability objectives. The thesis concludes that explicitly accounting for service life is essential for meaningful sustainability assessment and that durable building concepts represent a credible pathway toward reducing cumulative environmental impacts, improving material circularity, and lowering long-term costs in the Swiss construction sector.
Die Geflügelproduktion ist ein wesentlicher Bestandteil der wirtschaftlichen und ernährungsbezogenen
Grundlage Mosambiks, steht jedoch zunehmend vor Herausforderungen durch den Klimawandel, begrenzte
Ressourcen und politische Instabilität. Ein Beispiel dafür ist die von Elevate Africa Mozambique (EAM)
betriebene Hühnerfarm, auf der extreme Wetterbedingungen zu hohen Sterblichkeitsraten beim Geflügel
geführt haben.
Dieser Bericht untersucht, ob Low-Tech-Systeme für Heizung, Kühlung und Stromversorgung die
Geflügelproduktion unter solchen Bedingungen verbessern können. Zu diesem Zweck wurde eine
thermodynamische Simulation entwickelt, um die Auswirkungen passiver und aktiver Massnahmen auf die
Innentemperaturen in Geflügelställen zu bewerten. Die Studie umfasst eine Literaturrecherche, Interviews,
eine Situationsanalyse sowie einen systematischen Vergleich von Low-Tech-Lösungen. Auf dieser
Grundlage wurden ein Energiekonzept und ein Umsetzungsplan erarbeitet, ergänzt durch detaillierte
Kostenschätzungen.
Poultry production is a vital component of Mozambique’s economic and nutritional foundation, yet it faces
increasing challenges due to climate change, resource constraints, and political instability. One example is the
chicken farm operated by Elevate Africa Mozambique (EAM), where extreme weather conditions have led to
high poultry mortality rates.
This report investigates whether low-tech heating, cooling, and electricity systems can improve poultry
production under such conditions. A thermodynamic simulation was developed to assess the impact of
passive and active measures on indoor temperatures in poultry houses. The study included literature review,
interviews, situation analysis, and the systematic comparison of low-tech solutions. Based on this, an energy
concept and implementation plan were proposed, supported by detailed cost estimates.
Die Steigerung der Energieeffizienz in industriellen Prozessen stellt eine wesentliche Herausforderung bei
der Entwicklung nachhaltiger Produktionssysteme dar. Die vorliegende Studie fokussiert sich auf die
Optimierung des Energieverbrauchs in den Lackier- und Trocknungsprozessen der Flugzeugproduktion durch
die Analyse des Strom- und Wärmeverbrauchs. Ziel des Projekts ist die Identifizierung von Ineffizienzen, die
Entwicklung von Optimierungsstrategien, die Bewertung des Umwelt-Fußabdrucks und die Bereitstellung
umsetzbarer Empfehlungen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit.
Basierend auf realen Messdaten aus den Produktionssystemen der PILATUS Flugzeugwerke AG wurde eine
umfassende Energieanalyse durchgeführt. Die Berechnungen berücksichtigen jährliche, saisonale und
betriebliche Schwankungen sowie die Effizienz verschiedener Betriebsmodi. Szenarienanalysen zeigen ein
erhebliches Optimierungspotenzial in den Bereichen Lüftungssysteme, Heizbetriebe und Betriebsmodi.
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass durch Anpassungen der Lüftungssysteme Energieeinsparungen von bis zu
20% möglich sind. Wärmerückgewinnungssysteme erlauben eine Wiederverwendung in angrenzenden
Prozessen. Änderungen in Heiz- und Lüftungsmodi können den Energieverbrauch um bis zu fast 50%
ausmachen, was substanzielle Kosteneinsparungen und eine signifikante Reduktion des CO2-Ausstosses
ermöglicht.
Diese Studie leistet einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Produktionsprozesse. Sie bietet
eine solide Grundlage für die Integration innovativer Technologien und die datenbasierte
Entscheidungsfindung. Die Ergebnisse liefern eine klare Roadmap für den Übergang zu energieeffizienteren
Betriebsabläufen und unterstreichen die strategische Bedeutung nachhaltiger Praktiken für die Zukunft von
PILATUS Aircraft Ltd.
Schlüsselwörter: Energieanalyse, Energieeffizienz, Lackierprozesse, Umwelt Fussabdruck, industrielle
Optimierung.
In the context of sustainable production systems, enhancing energy efficiency in industrial processes
continues to be a pivotal challenge. This study centres on optimising energy consumption in the painting and
drying processes of aircraft, with a focus on analysing electricity and heat usage. The objective of the project
is threefold: firstly, to identify inefficiencies; secondly, to develop optimisation strategies; and thirdly, to
assess the environmental impact and provide actionable recommendations for enhancing sustainability.
Based on real-world measurement data from the production systems at PILATUS Aircraft Ltd., a
comprehensive energy analysis was conducted. The calculations account for annual, seasonal, and operational
fluctuations, as well as the efficiency of different operating modes. Scenario analyses reveal significant
optimization potential in ventilation systems, heating operations, and operational modes.
The findings demonstrate that adjustments to ventilation systems can achieve energy savings of up to 20%.
Heat recovery systems enable energy reuse in adjacent processes, and modifications to heating and ventilation
modes can reduce energy consumption by nearly 50%, resulting in substantial cost savings and a significant
reduction in CO, emissions.
This study makes a valuable contribution to the development of sustainable production processes. It provides
a solid foundation for integrating innovative technologies and data-driven decision-making. The results offer
a clear roadmap for transitioning to more energy-efficient operations and emphasize the strategic importance
of sustainable practices for the future of PILATUS Aircraft Ltd.
Keywords: Energy analysis, energy efficiency, painting processes, environmental footprint, industrial
optimization.
Begrünte Dächer spielen eine wichtige Rolle bei der Eindämmung der städtischen Hitze, der Regenwasserbewirtschaftung und der Förderung der biologischen Vielfalt. Begrünte Dächer bieten einen deutlichen Vorteil bei der Wärmeregulierung, was durch niedrigere Infrarot-Sensormessungen auf begrünten Dachflächen (Büsche und Gras) im Vergleich zu Betondachflächen belegt wird. Zur Messung der Oberflächentemperatur wurden drei verschiedene Sensoren verglichen, nämlich IR (Infrarot), ch0 (Kanal 0, Kontaktsensor horizontal (auf der Oberfläche)) und ch1 (Kanal 1, Kontaktsensor vertikal (im Boden (1cm))). Von diesen drei Messmethoden ist IR die beste Wahl für die Messung der Oberflächentemperatur auf Gründächern, da sie den höchsten durchschnittlichen Korrelationsfaktor aufweist und die tatsächliche Oberflächentemperatur des Gründachs in Mendrisio, Tessin, genau wiedergibt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass begrünte Dächer eine vielschichtige Lösung mit positiven Auswirkungen auf die städtische Umwelt darstellen, indem sie die Hitze abmildern, das Regenwassermanagement verbessern und die biologische Vielfalt fördern.
Übersetzt mit DeepL.com
Green roofs play a vital role in mitigating urban heat, managing stormwater and enhance biodiversity. Green roofs offer a distinct advantage in heat mitigation, demonstrated by lower infrared sensor measurements on vegetated roof (bush and grass) regions compared to concrete roof surfaces. For measuring the surface temperature, three different sensors were compared, namely IR (Infrared), ch0 (Channel 0, contact sensor horizontal (on the surface)) and ch1 (Channel 1, contact sensor vertical (in the soil (1cm)). Of the three, IR emerges as the optimal choice for measuring surface temperature on green roofs due to its highest average correlation factor, accurately reflecting the true surface temperature of the green roof present in Mendrisio, Ticino. In conclusion, green roofs offer a multifaceted solution with positive impacts on urban environments, addressing heat mitigation, stormwater management, and biodiversity enhancement.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist die Darstellung der Situation in der SCHURTER Distri-butionskette im Bezug auf Ideen der Kreislaufwirtschaft und die Ermittlung der sich daraus erge-benden Herausforderungen und Chancen für SCHURTER. Dazu wurde in qualitative Leitfadeninter-views mit relevanten Stakeholdern erfasst, inwiefern das Thema Kreislaufwirtschaft implementiert ist. Mit einer qualitativen Inhaltsanalyse wurden aus den Interviews Chancen, Hürden und Motiva-tionen ermittelt. Es zeigt sich, dass kein vollständig zirkuläres Geschäftsmodell implementiert ist, jedoch alle Firmen einzelne Ansätze zeigen, wie die Reduktion der Emissionen oder Massnahmen zur Produktlebensdauerverlängerung. Dabei sind die grössten Motivatoren Kundendruck und Gesetzes-konformität, der Umweltschutz ist nur nachrangig ein Grund. Schlussendlich können der SCHURTER weitere Schritte in Richtung einer Rückführung von Komponenten empfohlen werden. Dazu sollte mit Partnern in der Distribution kooperiert werden, um benutzte Komponenten zurückzubekommen, deren Wiederaufbereitungsaufwand testen sowie eine vergleichende CO2-Fussabdrucksanalyse zwischen einer neu produzierten und einer wiederaufbereiteten Komponente anfertigen zu können.
The aim of the present bachelor thesis is to depict the situation within the SCHURTER distribution chain in the context of circular economy concepts and to determine the resulting challenges and opportunities for SCHURTER. To achieve this, qualitative guided interviews were conducted with relevant stakeholders to assess the extent to which the circular economy concept is implemented. Through a qualitative content analysis of the interviews, opportunities, obstacles, and motivations were identified. A fully circular business model is not yet in place, but all companies exhibit individual initiatives, such as emissions reduction or measures to extend product lifespan. The primary motivators identified were customer pressure and regulatory compliance, with environmental protection being a secondary consideration. Ultimately, it is recommended that SCHURTER take further steps towards the reintegration of components. This involves collaborating with distribution partners to retrieve used components, testing the refurbishment effort, and conducting a comparative carbon footprint analysis between a newly produced and a refurbished component.
A critical assessment of lifecycle emission estimation methods including the impact of circularity approaches :A case study analysis of beverage cup materials.
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Titel
A critical assessment of lifecycle emission estimation methods including the impact of circularity approaches :A case study analysis of beverage cup materials.
Die Ermittlung von Lebenszyklusemissionen hat in letzter Zeit deutlich an Bedeutung gewonnen. Die Ansätze zur Durchführung dieser Ökobilanzen müssen noch verbessert werden, um die Zuverlässigkeit und Vergleichbarkeit der erzielten Ergebnisse zu gewährleisten. Zusätzlich haben die Ansätze und Indikatoren für die Kreislaufwirtschaft an Relevanz gewonnen. Desshalb wird der derzeitige Ansatz kritisch bewertet, inklusive einer Fallstudie über Einweg-Plastikbecher, um die Praktikabilität und die Grenzen der bestehenden Methoden zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass die Bandbreite der Ergebnisse vor allem auf unterschiedliche Annahmen und Systemgrenzen zurückzuführen ist. Um dieses Problem zu lösen, wurde der Bedarf an standardisierten Frameworks festgestellt. Dies führte zur Formulierung von Best Practices für künftige Bewertungen von Einwegplastikbechern und die Anwendung von Indikatoren für zirkuläre Prozesse.
The assessment of life cycle emissions has recently gained significant importance. The approaches to conducting these life cycle assessments still need improvement to ensure the reliability and comparability of the obtained results. Additionally, the circularity approaches and metrics have gained increased attention. This thesis critically evaluates the current framework, including a case study on single-use plastic cups, to examine the practicality and limitation of the existing methodologies. The key issues that drive the range within the results were found to be differing assumptions and system boundaries within the same assessment framework. To address this issue, the need for standardised frameworks has been identified. It has led to the formulation of best practices for future assessments aimed at single-use plastic cups and the application of circular metrics. By integrating stricter rules and defined approaches, the reliability and comparability of future life cycle assessment results can be improved and contribute towards a more reliable and widespread use of sustainability practices within the industry.
Mit d e m z u n e h m e n d e n Ei ns at z v o n T e c h n ol o gi e n z ur N ut z u n g er n e u er b ar er E n er gi e n i n W o h n g e b ä u d e n
st ei g e n di e N a c hfr a g e u n d di e Attr a kti vit ät v o n E n er gi e s p ei c h erl ö s u n g e n. All er di n g s w er d e n di e t e c h nis c h e n
u n d wirts c h aftli c h e n P ar a m et er f ür s ol c h e S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g s s y st e m e h ä ufi g i m R a h m e n d es
A u st a u s c h s ält er er T e c h ni k b ei R e n o vi er u n g e n u n d ni c ht a uf d er Gr u n dl a g e v o n N e u b a ut e n b er e c h n et. Zi el
di e s e s Pr oj e kt e s ist e s d a h er, a n h a n d ei n e s r e al e n F all e s i n d er Z e ntr als c h w ei z z u u nt er s u c h e n, w el c h e
A u s wir k u n g e n v er s c hi e d e n e S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g st e c h n ol o gi e n a uf d e n N e u b a u v o n G e b ä u d e n u n d di e
e nts pr e c h e n d e n t e c h nis c h e n u n d wirts c h aftli c h e n P ar a m et er h a b e n k ö n n e n. B a si er e n d a uf d e n v erf ü g b ar e n
D at e n d e s F all b eis pi els w ur d e ei n Si m ul ati o n s m o d ell mit d er Si m ul ati o n s s oft w ar e P ol y s u n e nt wi c k elt. Di e s es
Si m ul ati o n s m o d ell w ur d e wi e d er u m v er w e n d et, u m S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g st e c h n ol o gi e n i n d a s S y st e m z u
i nt e gri er e n. E s w ur d e n t e c h nis c h e u n d wirts c h aftli c h e P ar a m et er wi e d er A ut ar ki e gr a d o d er di e
G e s a mt b etri e b s k o st e n b er e c h n et. Di e Er g e b nis s e z ei g e n, d a s s gr o ß e P h ot o v olt ai k a nl a g e n mit B att eri e s p ei c h er
o d er ei n e m L at e nts p ei c h er f ür W ar m w a s s er ni c ht n ur d e n A ut ar ki e gr a d d e utli c h er h ö h e n, s o n d er n a u c h di e
G e s a mt b etri e b s k o st e n i m V er gl ei c h z u kl ei n e n P h ot o v olt ai k a nl a g e n o h n e z u s ät zli c h e n S p ei c h er s e n k e n.
D ar ü b er hi n a u s st ei g e n b ei s ol art h er mis c h e n A nl a g e n i n V er bi n d u n g mit W är m e p u m p e n mit o d er o h n e
z u s ät zli c h e n S p ei c h er di e G e s a mt b etri e b s k o st e n mit z u n e h m e n d er A nl a g e n gr ö ß e, er h ö h e n a b er i m V er gl ei c h
z u P h ot o v olt ai k a nl a g e n di e L ei st u n g s z a hl u n d di e J a hr e s ar b eits z a hl d er W är m e p u m p e n er h e bli c h. E s b e st e ht
j e d o c h n o c h w eit er er F or s c h u n g s b e d arf, i n s b e s o n d er e i m Hi n bli c k a uf di e V er ei nf a c h u n g e n, di e f ür d as
Si m ul ati o n s m o d ell v or g e n o m m e n w er d e n m u s st e n, s o wi e a uf d e n V er gl ei c h mit g e m e s s e n e n W ert e n.
Wit h t h e e v er-i n cr e a si n g a d o pti o n of r e n e w a bl e e n er g y t e c h n ol o gi e s i n r e si d e nti al b uil di n g s, t h e d e m a n d a n d
t h e attr a cti v e n e s s f or e n er g y st or a g e s ol uti o n s is i n cr e a si n g. H o w e v er, oft e n, t e c h ni c al a n d e c o n o mi c
p ar a m et er s f or s u c h st or a g e a n d g e n er ati o n s y st e ms ar e c al c ul at e d a s p art of r e pl a ci n g ol d er t e c h n ol o g y i n
r e n o v ati o n s a n d n ot b a s e d o n n e w c o n str u cti o n. T hi s h a s l e d t o t h e ai m of t his pr oj e ct, w hi c h is t o — wit h t h e
u s e of a r e al c a s e i n c e ntr al S wit z erl a n d — e x pl or e w h at eff e cts v ari o u s st or a g e a n d g e n er ati o n t e c h n ol o gi e s c a n
h a v e o n n e w b uil di n g c o n str u cti o n a n d r e s p e cti v e t e c h ni c al a n d e c o n o mi c p ar a m et er s. A si m ul ati o n m o d el h a s
b e e n d e v el o p e d, u si n g t h e si m ul ati o n s oft w ar e P ol y s u n, b a s e d o n t h e a v ail a bl e d at a of t h e c a s e. I n t ur n, t his
si m ul ati o n m o d el h a s b e e n u s e d t o i nt e gr at e st or a g e a n d g e n er ati o n t e c h n ol o gi e s i nt o t h e s y st e m. T e c h ni c al
e n d e c o n o mi c p ar a m et er s s u c h a s t h e a ut ar k y l e v el or t h e t ot al c o sts of o w n er s hi p h a v e b e e n c al c ul at e d. R e s ults
s h o w t h at g e n er all y, l ar g e p h ot o v olt ai c s y st e ms wit h b att er y st or a g e or a l at e nt st or a g e f or d o m e sti c h ot w at er
n ot o nl y si g nifi c a ntl y i n cr e as e t h e a ut ar k y l e v el, b ut als o r e d u c e t ot al c o sts of o w n er s hi p c o m p ar e d t o s m all
p h ot o v olt ai c arr a y s wit h o ut a d diti o n al st or a g e. F urt h er m or e, f or s ol ar-t h er m al s y st e m s o n c o nj u n cti o n wit h
h e at p u m p s wit h or wit h o ut a d diti o n al st or a g e, t ot al c o st s of o w n er s hi p i n cr e a s e wit h i n cr e a si n g s y st e m si z e,
h o w e v er, i n c o m p aris o n t o p h ot o v olt ai c s y st e ms t h e y gr e atl y i n cr e a s e t h e c o effi ci e nt of p erf or m a n c e a n d t h e
a n n u al p erf or m a n c e f a ct or of t h e h e at p u m p s. H o w e v er, m or e r e s e ar c h is n e e d e d, e s p e ci all y c o n si d eri n g
si m plifi c ati o n s t h at h a d t o b e m a d e f or t h e si m ul ati o n m o d el, a s w ell a s c o m p aris o n s t o m e a s ur e d v al u e s.
Rapid urbanization and the increasing environmental footprint of urban areas have resulted in recognising the
importance of cities in achieving environmental targets. Certification schemes, such as the Energiestadt label,
start becoming more common and provide guidance for local level action. Energiestadt specifically, certifies
cities and municipalities which commit to a sustainable energy and climate policy. By now, the label is wellestablished
and it currently counts more than 460 certified cities in Switzerland. The thesis investigates the
overall structure of Energiestadt label and critically analyses the effectiveness of its indicators by assessing
three areas: the design of the indicators’ system and how this compares to other similar labels; the alignment
of the indicators with the national strategy; and the performance of a municipality against certain
Energiestadt indicators. The results suggest that the label’s indicators are well-aligned with the direction of
the national energy strategy. However, improvements can be made with respect to the number of qualitative
indicators, as well as the way the label assesses municipalities which are more advanced with regard to their
energy and climate policy.
Diese Thesis hatte zum Ziel, eine PV-Anlage und den Anschluss an eine Tauchwasserpumpe für einen Wasserbrunnen zu entwickeln, damit die erforderliche Leistung geliefert werden kann. Dies beinhaltete die Evaluation möglicher Speicher- und Absicherungsoptionen unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen des Standorts. Die Energy Systems Assessment Methodologie wurde angewendet. Sie beinhaltete die Analyse der aktuellen Situation, die Entwicklung alternativer Lösungskonzepte und die Auswahl der Bewertungskriterien. Basierend auf den Bewertungskriterien, wurden die Lösungskonzepte mit einer Lebenszykluskostenrechnung und einer Gefahrenanalyse bewertet. Die Zwischenergebnisse wurden dann in einer Multikriterien-Entscheidungsanalyse verwendet, um die beste Lösung zu ermitteln. Die Ergebnisse der Analyse sprachen für eine 5,28-kW-Photovoltaikanlage mit einer 4-kW-Tauchwasserpumpe und einem 5-kW-Benzingenerator als Absicherungsoption. Nach der Auswahl des geeignetsten Systems für einen zuverlässigen Betrieb der Pumpe wurde eine Bewertung möglicher Beschaffungsstrategien nach lokalen Möglichkeiten vorgenommen. Den Ergebnissen zufolge sollte das System in Deutschland bezogen und dann in die Mongolei transportiert werden.
The purpose of this thesis was to design a PV system and connection to a submersible water pump for a water well so that the required power can be provided. This included evaluating possible storage and back-up options, considering the environmental conditions of the location. Using the energy system assessment methodology, the current situation was analysed, alternative solution concepts were developed, and the assessment criteria were chosen. The alternative solution concepts were assessed with a lifecycle cost analysis and a hazard analysis based on the assessment criteria. Then the results were used in a multi-criteria decision analysis that revealed the best alternative. The developed solution was a 5.28-kW photovoltaic system with a 4-kW submersible water pump and a 5-kW power gasoline generator as a back-up option. After selecting the most suitable system to operate the pump reliably, an evaluation of possible sourcing strategies according to local possibilities was made. According to the results, the system should be sourced in Germany and then transported to Mongolia.
Das Gasthaus Göscheneralp, ein Familienbetrieb im Göscheneralptal bei Göschenen, Uri, ist als
Testumgebung für die Anwendung von verbesserten Heizsystemtechnologien analysiert worden. Das Ziel ist
eine vergleichbare Analyse verschiedener Heizsysteme als mögliche klimaneutrale Lösungen zu entwicklen,
um den Elektrizitätsverbrauch und die Energiekosten zu reduzieren.
Die aktuelle Situation des Gasthauses Göscheneralp wurde analysiert und drei Technologien wurden als
mögliche Varianten gewählt: eine Sole/Wasser- Wärmepumpe, ein Vakuum Rohr Kollektor System, und eine
verbesserte Wärmedämmung in der Gebäudehülle. Diese drei Technologien wurden auf der ersten Ebene in
Bezug auf die Nachhaltigkeit im wirtschaftlichen, ökologischen und gesellschaftlichen Umfeld bewertet. Auf
der zweiten Ebene wurde der Nettobuchwert im wirtschaftlichen Bereich, das Potential der globalen
Erwärmung sowie die Ästhetik und der Komfort im sozialen Bereich als endgültige Werte bestimmt. Die
Technologien und die definierten Kriterien sind mittels einer Kosten-Nutzen Analyse, einer Ökobilanz, und
einer Multikriterien-Entscheidungsanalysemulti-Kriterien auswertet worden.
Auf Grund der ausgewerteten Ergebnisse der verschiedenen Methoden wird die Anwendung einen Vakuum
Rohr Systems vorgeschlagen. Diese Variante hat bezüglich ökologischer und wirtschaftlicher Nachhaltigkeit
die höchste und bezüglich gesellschaftlichem Umfeld die zweithöchste Gesamtpunktzahl erreicht. Eine
zusätzliche Verbesserung könnte mit der Verstärkung der Wärmedämmung in der Gebäudehülle erzielt
werden. Zu Erwähnen ist noch, dass die Variante Sole/Wasser-Wärmepumpe wohl die nachhaltigste aber
auch teuerste Lösung darstellt. Der derzeitige tiefe Strompreis in der Göscheneralp sprechen gegen diese
Variante. Sollte der Strompreis jedoch stark steigen, könnte die Installation einer Sole/WasserWärmepumpe
eine plausible Lösung werden.
Gasthaus Göscheneralp, a family-run hotel/restaurant business in central Switzerland, was analysed as a
testbed for the application of improved heating system technologies. The aim of this report is to develop a
comparative analysis of various heating systems as a possible climate-neutral solution to reduce electricity
consumption and cut energy costs.
The current situation of the Gasthaus Göscheneralp was evaluated, then three technologies were considered
as possible heating alternatives: a ground-sourced heat pump, an evacuated tube collector solar system, and improved building insulation. The technologies were evaluated using the first level criteria of economic, environmental, and social sustainability. Then, the second level criteria of net present value (economic), global warming potential (environmental), and aesthetics and comfort (social) were established as final indicator values. The technologies and the established criteria were evaluated using the techniques of a cost/benefit analysis, a life cycle assessment, and a multi-criteria decision analysis.
Given the results of these evaluation techniques, it is recommended to implement the evacuated tube collector solar system. This technology scored highest in environmental and economic sustainability categories and second in the social category. Additional improvement could be made with stepwise measures to increase the thermal resistance of the building envelope with improved building insulation. It is also notable that although the ground source heat pump is the most cost effective solution during the operating phase, it is not recommended given the current energy tariffs of the Gasthaus Göscheneralp. However, if energy prices increase significantly, the low energy demand of the ground-sourced heat pump could prove to be a feasible option.