«Der Umbau des Energiesystems steht und fällt mit der Verfügbarkeit eines zukunftsfähigen Stromnetzes»

Gerhard Salge entwickelt mit seinem Team Technologien, die die Transformation unseres Energiesystems ermöglichen. Im Interview erklärt der CTO von Hitachi Energy, warum eine elektrifizierte Energieversorgung viel effizienter ist und was die Schweiz tun sollte, um die Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte bewältigen zu können.

Luc Descombes
19. März 2023
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Foto: zVg - Dr. Gerhard Salge, Chief Technology Officer bei Hitachi Energy

Über Dr. Gerhard Salge

Gerhard Salge trat bereits 1999 der Vorgängerorganisation von Hitachi Energy bei und arbeitete dort lange in der Unternehmensforschung. Von 2005 bis 2007 wirkte er als Global Technology Manager in der Geschäftseinheit Medium Voltage Products. Von 2007 bis 2014 zeichnete er verantwortlich für die globalen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten innerhalb der Geschäftseinheit. Im Jahr 2015 wurde er zum Global Head of Technology für Power Products und 2016 zum Business Chief Technology Officer - CTO für Power Grids ernannt. Dr. Salge verfügt über einen Master of Science sowie einen Doktortitel in Elektrotechnik von der RWTH Aachen.

Gerhard Salge trat bereits 1999 der Vorgängerorganisation von Hitachi Energy bei und arbeitete dort lange in der Unternehmensforschung. Von 2005 bis 2007 wirkte er als Global Technology Manager in der Geschäftseinheit Medium Voltage Products. Von 2007 bis 2014 zeichnete er verantwortlich für die globalen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten innerhalb der Geschäftseinheit. Im Jahr 2015 wurde er zum Global Head of Technology für Power Products und 2016 zum Business Chief Technology Officer - CTO für Power Grids ernannt. Dr. Salge verfügt über einen Master of Science sowie einen Doktortitel in Elektrotechnik von der RWTH Aachen.

Herr Salge, wie beurteilen Sie persönlich den Fortschritt der Schweiz in Richtung einer erneuerbaren Energiezukunft?

Die Schweiz hat heute schon den guten Ausgangspunkt eines emissionsarmen Stromversorgungssystems. Trotzdem muss eine erhebliche Umstellung des Energie-Gesamtsystems erfolgen, da aktuell der grösste Anteil des Energieverbrauchs in den Sektoren Transport, Industrie und Gebäuden noch auf fossilen Energieträgern beruht. Diese müssen schrittweise auf Elektrifizierung aus erneuerbaren Quellen umgebaut werden. Erste Schritte sind gemacht, aber aus meiner Sicht muss die Schweiz hierzu ihre wirtschaftliche Kraft und die vorhandenen finanziellen Möglichkeiten einsetzen, um einen solchen Umbau signifikant zu beschleunigen.

Die Schweiz wird nicht in der Lage sein, alleine zu einem nachhaltigen Energiesystem zu kommen

Worin besteht diesbezüglich ihrer Meinung nach der grösste Handlungsbedarf?

Der Umbau des Energiesystems in Richtung nachhaltiger Elektrifizierung steht und fällt mit der Verfügbarbeit eines entsprechend erweiterten, zukunftsfähigen und permanent auszubauenden Stromnetzes (Übertragungs- und Verteilnetz). Dieser Umbau muss innerhalb der Schweiz stattfinden, aber gerade auch im Europäischen Verbundnetz. Die Schweiz wird nicht in der Lage sein, alleine zu einem nachhaltigen Energiesystem zu kommen. Dazu braucht es die Zusammenarbeit und konsequente Einbettung in den europäsichen Verbund, technisch und auch ökonomisch.

Als CTO bei Hitachi Energy sind Sie entscheidend an der Entwicklung jener Technologien beteiligt, die die Energiewende mit ermöglichen sollen. Welche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten beschäftigen Sie zurzeit am intensivsten?

Unsere Technologieentwicklungen kann man in drei Hauptkategorien zusammenfassen: Nachhaltige Produkttechnologien, Leistungselektronik und Digitalisierung. Dabei orientieren sich unsere Prioritäten an den zukünftigen Bedürfnissen unserer Kunden aus der Energiewirtschaft und der Industrie, ein Energieversorgungssystem zu schaffen, welches in der Lage ist, einen viel grösseren Anteil des Gesamtenergiebedarfs über Elektrifizierung zu decken.

Herr Salge, wie beurteilen Sie persönlich den Fortschritt der Schweiz in Richtung einer erneuerbaren Energiezukunft?

Die Schweiz hat heute schon den guten Ausgangspunkt eines emissionsarmen Stromversorgungssystems. Trotzdem muss eine erhebliche Umstellung des Energie-Gesamtsystems erfolgen, da aktuell der grösste Anteil des Energieverbrauchs in den Sektoren Transport, Industrie und Gebäuden noch auf fossilen Energieträgern beruht. Diese müssen schrittweise auf Elektrifizierung aus erneuerbaren Quellen umgebaut werden. Erste Schritte sind gemacht, aber aus meiner Sicht muss die Schweiz hierzu ihre wirtschaftliche Kraft und die vorhandenen finanziellen Möglichkeiten einsetzen, um einen solchen Umbau signifikant zu beschleunigen.

Die Schweiz wird nicht in der Lage sein, alleine zu einem nachhaltigen Energiesystem zu kommen

Worin besteht diesbezüglich ihrer Meinung nach der grösste Handlungsbedarf?

Der Umbau des Energiesystems in Richtung nachhaltiger Elektrifizierung steht und fällt mit der Verfügbarbeit eines entsprechend erweiterten, zukunftsfähigen und permanent auszubauenden Stromnetzes (Übertragungs- und Verteilnetz). Dieser Umbau muss innerhalb der Schweiz stattfinden, aber gerade auch im Europäischen Verbundnetz. Die Schweiz wird nicht in der Lage sein, alleine zu einem nachhaltigen Energiesystem zu kommen. Dazu braucht es die Zusammenarbeit und konsequente Einbettung in den europäsichen Verbund, technisch und auch ökonomisch.

Als CTO bei Hitachi Energy sind Sie entscheidend an der Entwicklung jener Technologien beteiligt, die die Energiewende mit ermöglichen sollen. Welche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten beschäftigen Sie zurzeit am intensivsten?

Unsere Technologieentwicklungen kann man in drei Hauptkategorien zusammenfassen: Nachhaltige Produkttechnologien, Leistungselektronik und Digitalisierung. Dabei orientieren sich unsere Prioritäten an den zukünftigen Bedürfnissen unserer Kunden aus der Energiewirtschaft und der Industrie, ein Energieversorgungssystem zu schaffen, welches in der Lage ist, einen viel grösseren Anteil des Gesamtenergiebedarfs über Elektrifizierung zu decken.

Visualisierung des Ausbaus der Solarenergie in der Schweiz
Bild: Schaltanlage-Fabrik Oerlikon. Auf 10'000 Quadratmetern Fläche entwickelt Hitachi Energy gasisolierte Schaltanlagen für den Einsatz im Stromnetz. Hitachi Energy ist als Joint Venture ein führendes Unternehmen im Bereich der Stromnetze, das sich weltweit für die Transformation von Gesellschaft und Industrie in eine produktivere, sozialere und nachhaltigere Zukunft engagiert.
Hitachi Energy

Eine elektrifizierte Energieversorgung ist wesentlich effizienter, als jene auf der Basis fossiler Energieträger. Können Sie kurz die wichtigsten Gründe dafür erläutern? 

Grundsätzlich gilt, dass eine Umwandlung von Energieformen mit unerwünschten Verlusten verbunden ist. Deshalb sollten – wenn immer möglich – Umwandlungen und auch komplizierte Transportwege vermieden werden.

Es gibt zwei sehr anschauliche Beispiele, in denen die wesentlich bessere Energieeffizienz bei direkter Elektrifizierung von der Quelle bis zur Nutzung deutlich wird.

  • Das erste Beispiel kommt aus dem Transportwesen. Ein klassischer Verbrennungsmotor in einem Auto bringt ungefähr ein Viertel der ursprünglich im Kraftstoff an der Quelle (vor Verarbeitung und Transport) enthaltenen Energie wirklich in Form von Bewegungsenergie «auf die Strasse». Ein Elektroauto, welches von elektrischer Energie aus Wind oder Solarstrom gespeist wird, hat eine etwa dreimal bessere Effizienz über die gesamte Kette von der Solarzelle/Windturbine bis zur Fortbewegung des Autos.
     
  • Noch gravierender ist der Unterschied bei einer Heizung in einer Wohnung oder einem Haus, wenn dort eine fossile Heizung (z.B. Gasheizung) mit einer elektrisch betriebenen Wärmepumpe verglichen wird. Die Ursache für die exzellente Effizienz der Wärmepumpe beruht darauf, dass diese den Hauptteil der Energie aus der Umgebungsluft bezieht und durch Verdichtung zu höheren Temperaturen nutzbar macht. Dadurch sind Effizienzen möglich, die ein mehrfaches der eingesetzten elektrischen Energie betragen (mehr als Faktor 3).

Die Technologien, die wir für die Elektrifizierung unserer Energieversorgung benötigen, sind vorhanden

Die Schweizer Energieversorgung soll bis 2050 elektrifiziert werden. Gleichzeitig muss die Stromversorgung jederzeit gesichert bleiben, was das Stromnetz zukünftig herausfordern wird. Werden die Technologien, die es dazu braucht, rechtzeitig verfügbar sein?

Die Technologien, um den zukunftsfähigen Ausbau massiver Elektrifizierung voranzutreiben sind vorhanden. Wir müssen auf keine Technologieentwicklung warten, die Investitionen und damit der Ausbau der Infrastruktur können heute starten. Zusätzlich müssen wir aber weiterhin umfassend und breit angelegt weiter forschen und entwickeln, um die Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte zu bewältigen. Die Energiewende ist keine Kurzstrecke. Die Forschungen und Entwicklungen müssen technologieübergreifend in allen Bereichen stattfinden (z.B. Materialien, Recycling, Elektronik, Energiespeicher, Digitalisierung, und vieles mehr). Die Herausforderung ist riesig, und nur wenn wir alle technologischen Möglichkeiten weiter vorantreiben und ergänzend einsetzen, werden wir das Ziel eines wirklich nachhaltigen Energiesystems erreichen.

Wo erwarten Sie im Bereich des Power Grids den grössten Bedarf für innovative Technologien und wieso?

Wir erwarten in allen drei Technologiebereichen die wir für unsere Entwicklungen identifiziert haben - nachhaltige Produkte, Leistungselektronik und Digitalisierung - grossen Bedarf und grosse Fortschritte. Darüber hinaus brauchen wir viel mehr und auch neue Energiespeichertechnologien. Das zukünftige Energiesystem braucht Flexibilität, und die kann nur erreicht werden, wenn die Erzeugung, der Verbrauch, die Speicherung und eine flexible elektrische Übertragungs- und Verteilungssystemtechnologie gemeinsam skaliert und aufeinander abgestimmt werden.

Eine erneuerbare Energiezukunft hängt auch massgeblich davon ab, ob es uns gelingt, Solarenergie vom Sommer in den Winter zu speichern. Darf man in diesem Bereich mittel- bis langfristig Lösungen von Hitachi Energy erwarten? Welche?

Solarenergie ist nicht auf den Sommer beschränkt, auch im Winter kann mit Solarzellen viel Strom erzeugt werden. Aber die Frage zielt auf einen ganz wichtigen Punkt: Für das zukünftige Energieversorgungssystem ist es viel wichtiger als bisher, dass sich Erzeugung und Verbrauch, Speicherung und regionaler elektrischer Energieaustausch ergänzen, wir sprechen hier von Komplementarität. Hitachi Energy stellt schon heute Lösungen bereit, mit denen man elektrische Energie über beliebige Distanzen und zwischen elektrisch vernetzten Systemen flexibel und mit geringen Verlusten transportieren kann. Darüber hinaus integrieren wir jegliche Form von Energiespeichertechnologie in die Netze und sind führend darin, zukunftsorientierte Digitaltechnik in den Netzleitstellen des Stromversorgungsnetzes weltweit zu installieren.

Es ist absolut essenziell, dass die Schweiz technisch und ökonomisch in das europäische Verbundsystem eingebunden bleibt

Welches sind für Sie aktuell die vielversprechendsten Projekte im Bereich der erneuerbaren Energien in der Schweiz?

Die aktuelle Diskussion und auch immer mehr umgesetzte Projekte in der Schweiz zeigen einen guten Ansatz bezüglich Komplementarität zwischen den einzelnen Flexibilitätsparametern. So ist es beispielsweise sehr gut und hilfreich, dass die Pumpspeicherkapazitäten in der Schweiz gezielt ausgebaut werden. Beim beschleunigten Ausbau von Solar- und Windenergie muss sicherlich im Tempo und Ausmass noch deutlich zugelegt werden. Bei allen nationalen Bemühungen ist es jedoch absolut essenziell, dass die Schweiz technisch und ökonomisch so stark wie möglich in das europäische Verbundsystem eingebunden bleibt, und den aktiven, komplementären elektrischen Energieaustausch mit allen Nachbarstaaten und ganz Europa systematisch verstärkt.

Die Energiewende bedeutet für mich…

..., möglichst schnell ein dauerhaft nachhaltiges Energieversorgungssystem aufzubauen. Der einzig realistische Weg in eine solche Zunkuft führt über eine massiv ausgebaute Elektrifizierung, die aus nicht-fossilen Energieträgern gespeist wird.

Eine elektrifizierte Energieversorgung ist wesentlich effizienter, als jene auf der Basis fossiler Energieträger. Können Sie kurz die wichtigsten Gründe dafür erläutern? 

Grundsätzlich gilt, dass eine Umwandlung von Energieformen mit unerwünschten Verlusten verbunden ist. Deshalb sollten – wenn immer möglich – Umwandlungen und auch komplizierte Transportwege vermieden werden.

Es gibt zwei sehr anschauliche Beispiele, in denen die wesentlich bessere Energieeffizienz bei direkter Elektrifizierung von der Quelle bis zur Nutzung deutlich wird.

  • Das erste Beispiel kommt aus dem Transportwesen. Ein klassischer Verbrennungsmotor in einem Auto bringt ungefähr ein Viertel der ursprünglich im Kraftstoff an der Quelle (vor Verarbeitung und Transport) enthaltenen Energie wirklich in Form von Bewegungsenergie «auf die Strasse». Ein Elektroauto, welches von elektrischer Energie aus Wind oder Solarstrom gespeist wird, hat eine etwa dreimal bessere Effizienz über die gesamte Kette von der Solarzelle/Windturbine bis zur Fortbewegung des Autos.
     
  • Noch gravierender ist der Unterschied bei einer Heizung in einer Wohnung oder einem Haus, wenn dort eine fossile Heizung (z.B. Gasheizung) mit einer elektrisch betriebenen Wärmepumpe verglichen wird. Die Ursache für die exzellente Effizienz der Wärmepumpe beruht darauf, dass diese den Hauptteil der Energie aus der Umgebungsluft bezieht und durch Verdichtung zu höheren Temperaturen nutzbar macht. Dadurch sind Effizienzen möglich, die ein mehrfaches der eingesetzten elektrischen Energie betragen (mehr als Faktor 3).

Die Technologien, die wir für die Elektrifizierung unserer Energieversorgung benötigen, sind vorhanden

Die Schweizer Energieversorgung soll bis 2050 elektrifiziert werden. Gleichzeitig muss die Stromversorgung jederzeit gesichert bleiben, was das Stromnetz zukünftig herausfordern wird. Werden die Technologien, die es dazu braucht, rechtzeitig verfügbar sein?

Die Technologien, um den zukunftsfähigen Ausbau massiver Elektrifizierung voranzutreiben sind vorhanden. Wir müssen auf keine Technologieentwicklung warten, die Investitionen und damit der Ausbau der Infrastruktur können heute starten. Zusätzlich müssen wir aber weiterhin umfassend und breit angelegt weiter forschen und entwickeln, um die Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte zu bewältigen. Die Energiewende ist keine Kurzstrecke. Die Forschungen und Entwicklungen müssen technologieübergreifend in allen Bereichen stattfinden (z.B. Materialien, Recycling, Elektronik, Energiespeicher, Digitalisierung, und vieles mehr). Die Herausforderung ist riesig, und nur wenn wir alle technologischen Möglichkeiten weiter vorantreiben und ergänzend einsetzen, werden wir das Ziel eines wirklich nachhaltigen Energiesystems erreichen.

Wo erwarten Sie im Bereich des Power Grids den grössten Bedarf für innovative Technologien und wieso?

Wir erwarten in allen drei Technologiebereichen die wir für unsere Entwicklungen identifiziert haben - nachhaltige Produkte, Leistungselektronik und Digitalisierung - grossen Bedarf und grosse Fortschritte. Darüber hinaus brauchen wir viel mehr und auch neue Energiespeichertechnologien. Das zukünftige Energiesystem braucht Flexibilität, und die kann nur erreicht werden, wenn die Erzeugung, der Verbrauch, die Speicherung und eine flexible elektrische Übertragungs- und Verteilungssystemtechnologie gemeinsam skaliert und aufeinander abgestimmt werden.

Eine erneuerbare Energiezukunft hängt auch massgeblich davon ab, ob es uns gelingt, Solarenergie vom Sommer in den Winter zu speichern. Darf man in diesem Bereich mittel- bis langfristig Lösungen von Hitachi Energy erwarten? Welche?

Solarenergie ist nicht auf den Sommer beschränkt, auch im Winter kann mit Solarzellen viel Strom erzeugt werden. Aber die Frage zielt auf einen ganz wichtigen Punkt: Für das zukünftige Energieversorgungssystem ist es viel wichtiger als bisher, dass sich Erzeugung und Verbrauch, Speicherung und regionaler elektrischer Energieaustausch ergänzen, wir sprechen hier von Komplementarität. Hitachi Energy stellt schon heute Lösungen bereit, mit denen man elektrische Energie über beliebige Distanzen und zwischen elektrisch vernetzten Systemen flexibel und mit geringen Verlusten transportieren kann. Darüber hinaus integrieren wir jegliche Form von Energiespeichertechnologie in die Netze und sind führend darin, zukunftsorientierte Digitaltechnik in den Netzleitstellen des Stromversorgungsnetzes weltweit zu installieren.

Es ist absolut essenziell, dass die Schweiz technisch und ökonomisch in das europäische Verbundsystem eingebunden bleibt

Welches sind für Sie aktuell die vielversprechendsten Projekte im Bereich der erneuerbaren Energien in der Schweiz?

Die aktuelle Diskussion und auch immer mehr umgesetzte Projekte in der Schweiz zeigen einen guten Ansatz bezüglich Komplementarität zwischen den einzelnen Flexibilitätsparametern. So ist es beispielsweise sehr gut und hilfreich, dass die Pumpspeicherkapazitäten in der Schweiz gezielt ausgebaut werden. Beim beschleunigten Ausbau von Solar- und Windenergie muss sicherlich im Tempo und Ausmass noch deutlich zugelegt werden. Bei allen nationalen Bemühungen ist es jedoch absolut essenziell, dass die Schweiz technisch und ökonomisch so stark wie möglich in das europäische Verbundsystem eingebunden bleibt, und den aktiven, komplementären elektrischen Energieaustausch mit allen Nachbarstaaten und ganz Europa systematisch verstärkt.

Die Energiewende bedeutet für mich…

..., möglichst schnell ein dauerhaft nachhaltiges Energieversorgungssystem aufzubauen. Der einzig realistische Weg in eine solche Zunkuft führt über eine massiv ausgebaute Elektrifizierung, die aus nicht-fossilen Energieträgern gespeist wird.

Hitachi Energy