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Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Date post: 30-Mar-2016
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Neugestaltung anhand bestehender Storys
30
Bulletin 8. Mai 8 mai 5/2009 CHF 12.– € 8,50 Informationstechnik Techniques de l’information Quantencomputer Vorschlag für ein neues Internetprotokoll Solarzellen aus Plastikfolie Messdatenaustausch für EVUs Fachzeitschrift und Verbandsinformationen von Revue spécialisée et informations des associations und et
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Page 1: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Bulletin8. Mai 8 mai 5/2009 CHF 12.– € 8,50

InformationstechnikTechniques de l’information

QuantencomputerVorschlag für ein neues Internetprotokoll

Solarzellen aus PlastikfolieMessdatenaustausch für EVUs

Fachzeitschrift und Verbandsinformationen vonRevue spécialisée et informations des associations

undet

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QuantencomputerWenn ein Bit gleichzeitig 0 und 1 ist

Je kleiner die Elektronik, desto grösser der Einfluss der Quantenphysik. Ein Bit ist dann nicht mehr nur eine 0 oder eine 1, sondern kann etwas dazwischen sein – eine Überlagerung der beiden Zustände. Einen klassischen Computer bringt dies durcheinander, die Forscher wollen die Quantengesetze nun aber gezielt nutzen, um leis-tungsfähige Quantencomputer zu entwickeln. Diese könnten Verschlüsselungen, die heute als sicher gelten, leicht knacken.

Die Computertechnologie ist in den letzten Jahren fast ungebremst gewach-sen. Durch den Einsatz von Mikrotech-nologie werden die Bauteile ständig ver-kleinert, sodass die Anzahl der Transistoren sich alle 18 Monate verdop-pelt, was als Mooresches Gesetz bekannt ist. Dabei stellt sich die Frage unweiger-lich, ob diese Entwicklung einfach so weitergehen kann. Spätestens wenn die Grösse eines Bauteils diejenige eines ein-zelnen Atoms erreicht hat, ist das Ende dieser Entwicklung erreicht.

Bei dieser rasanten Entwicklung und Begriffen wie «virtuelle Informationsver-arbeitung» könnte man den Eindruck erhalten, dass die Informatik keine phy-sikalischen Grenzen kennt. Indessen ist aber zu beachten, dass jeder Information ein physikalischer Zustand zugrunde liegt. Zum Beispiel entspricht die Infor-mation eines Bits in einem D-RAM-Spei-cher der Ladung auf einem Kondensator; oder auf einer Harddisk der Ausrichtung der Magnetisierung. Informationsverar-beitung ist daher immer ein physikali-scher Prozess, seien die beteiligten Ef-fekte noch so klein. Dieser Umstand wird sofort plausibel, wenn man die Abwärme beachtet, die durch ein modernes Re-chenzentrum produziert wird. Unser täg-liches Leben, aber auch die modernsten Computer werden bestimmt durch die Gesetze der klassischen Physik. Und die Grundlage der Physik bildet wiederum die Quantenmechanik. Daher stellt sich die Frage, ob es nicht möglich wäre, sich

diese Effekte zunutze zu machen und ei-nen qualitativ besseren Computer herzu-stellen, der auf den Gesetzen der Quan-tenmechanik basiert. Motiviert durch diese Perspektiven, sind grosse Aktivitä-ten in der Grundlagenforschung der Phy-sik und der Informatik entstanden.

QuantenbitsWie in der klassischen Informations-

verarbeitung ist die Grundeinheit ein Bit, hier ein Quantenbit oder kurz: Qubit. Für ein klassisches Bit sind nur zwei Zu-stände möglich, 0 oder 1. Da die Quan-tenmechanik Zustände durch Wellen beschreibt, sind für ein Qubit auch Über-lagerungen möglich. Das heisst, ein Qubit kann sowohl im Zustand 0 als auch im

Zustand 1 sein. Quantenmechanisch kann der Zustand eines Qubits als Punkt auf einer Kugeloberfläche, genannt Blochsphäre, dargestellt werden (siehe Bild 1). Dabei entspricht der Nordpol dem klassischen Zustand 0 und der Süd-pol dem Zustand 1. Alle anderen Positi-onen sind Überlagerungen dieser zwei Zustände.

Mehrere Qubits können nun zu einem Quantenregister zusammengefügt wer-den. Die Annahme, dass der Zustand von zwei Qubits einfach durch zwei Kugeln beschrieben wird, ist jedoch falsch. Der Raum, der diese zwei Qubits beschreibt, hat schon 6 Dimensionen und wächst exponentiell mit der Anzahl Qubits. Während ein klassisches Register mit N Bits nur in einem Zustand zur selben Zeit ist, kann ein Quantenregister eine Überlagerung von allen 2N Zuständen annehmen. Hätte man ein Register mit 500 Qubits, wäre die Zahl der Zustände grösser als die Zahl der Atome im Uni-versum. Dies illustriert das Potenzial ei-nes Quantenregisters – und das Ziel eines Quantencomputers ist, diese Leistungsfä-higkeit auszunutzen.

QuantenalgorithmenEin Quantencomputer führt einen Al-

gorithmus aus, indem er die Zustände eines Quantenregisters manipuliert. Da die Operationen der Quantenmechanik gehorchen, müssen sie unitär, das heisst reversibel sein. Wünschenswert wäre ein universeller Block, aus dem jede belie-bige unitäre Operation aufgebaut werden kann. In der klassischen Boolschen Lo-gik ist ein solcher Block bekannt, das NAND-Gatter (Bild 2). Jede beliebige Boolsche Operation lässt sich ausschliess-lich aus einzelnen NAND-Gattern auf-bauen. Leider ist das NAND-Gatter für einen Quantencomputer nicht geeignet, da es nicht reversibel ist, d.h., der Ein-gangszustand lässt sich nicht mehr aus dem Ausgangszustand herleiten. In der Quantenlogik ist bis jetzt noch kein ein-zelner universeller Block bekannt. Je-doch lässt sich jede unitäre Operation durch zwei universelle Blöcke bilden (Bild 2): Der erste sind einzelne Qubit-

Johannes Majer

0

1

z

x

y

Bild 1 Blochsphäre.Beschreibung des Zustands eines Qubits auf der Blochspäre. Nord- und Südpol stellen die klassischen Zustände 0 und 1 dar, während alle anderen Zustände durch Überlagerungen entstehen.

Politik unD WirtsChaFt QuantencomputerPolitiQuE Et éConomiE ordinateur de Quantité

BULLETIN

BULLETIN

Bulletin 5 / 2009 9

TU W

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_Quantencomputer_Entw3.indd 8-9 17.9.2009 15:20:34 Uhr

Page 3: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Kern- oder Atomenergie?Das ist hier die Frage …

Energie nucléaire ou atomique?C‘est ici la question …

Es gibt in der Energieindustrie kein anderes Wort, auf das selbst im Zwiege-spräch mit Kollegen so geachtet wird. Die Tage der höchsten Auf adung der se-mantischen Debatte gehören aber wohl der Vergangenheit an: So belegten etwa Umfrageergebnisse in den 70er-Jahren, dass die Bevölkerung Atomkraftwerke sicherheitstechnisch anders einstuft als Kernkraftwerke.

Seitdem ist in Europa viel Wasser durch Kühlturme verdampft: Während in der Schweiz die Vorteile von neuen Re-aktoren in jeweils Beznau, Gösgen oder Mühleberg diskutiert werden, werden anderorts Grundsatzentscheidungen zur Atomenergie getroffen. Beispielsweise seien genannt Schweden, wo die Regie-rung Anfang Jahr das Moratorium für Reaktorneubauten aufhob, oder Polen,

das bis spätestens 2020 ein eigenes KKW ans Netz bringen will. Und schliesslich Russland, wo vor ein paar Tagen eine neue «Miss Atom» gewählt wurde.

Selbst Walter Hohlefelder, Präsident des deutschen Atomforums, stellte fest, dass das neue Selbstverständnis der Branche nicht mehr vor dem Präfix «Atom» zu zucken brauche.

In dieser Ausgabe widmet sich das Bulletin besonders der Kern energie. Bei-träge über Atomenergie bringen wir selbstverständlich auch.

Dans l’industrie énergétique, il n’y a pas d’autre mot qui suscite autant l’attention, même au cours d’une discus-sion avec des collègues. Les journées des grands débats sémantiques font partie du passé: au cours des années 70, une en-quête a abouti à la conclusion que la po-pulation classait les centrales atomiques à un autre niveau de sécurité que les cen-trales nucléaires.

Depuis, beaucoup d’eau a coulé sous les ponts en Europe: pendant qu’en Su-isse, les avantages de nouveaux réacteurs à Beznau, Gösgen ou Mühleberg font l’objet de discussions, des décisions de principe sont prises sur l’énergie ato-mique à d’autres endroits. Comme par exemple en Suède où le gouvernement a levé le moratoire pour la construction de nouveaux réacteurs en début d’année, ou en Pologne où le gouvernement souhaite

mettre sa propre centrale nucléaire en service au plus tard en 2020. Et finale-ment en Russie où une nouvelle «Miss Atome» a été élue il y a quelques jours.

Même Walter Hohlefelder, président du forum atomique allemand,

a constaté que la branche n’a plus be-soin de frémir lorsqu’elle utilise l’adjectif «atomique».

Ce numéro du Bulletin est essentielle-ment dédié à l’énergie nucléaire. L’énergie atomique y est bien entendu aussi trai-tée.

Stephanie Berger, Chefredaktorin Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE)

Stephanie Berger, Rédactrice en chef Association des entreprises électriques suisses (AES)

EditoriAlÉditoriAl

BULLETIN

BULLETIN

Bulletin 5 / 2009 3

Page 4: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Sicherheit von Kernkraftwerken

Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindernAls 1979 im Kernkraftwerk von Three Mile Island eine Reihe von kleinen Problemen zu einer Kernschmelze führten, wurde die Sicherheit der Kernkraftwerke überdacht – und daraufhin die Anlagen weltweit nachgerüstet. Heute ist die Wahrscheinlichkeit einer Kern-schmelze wesentlich kleiner.

Radioaktivität

Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?Jeder Mensch und jeder Kubikmeter Erde enthält von Natur ergeerggq aus radioaktive Atome. Entscheidend ist die Dosis. Wobei sich die Experten streiten, wo qwqerfgb der untere Schwellwert liegt, qergqergqwerg unter dem die radioaktive qergqerfg ergb Strahlung ungefähr-lich ergwerg wergwerg wqergg ist ertrwtbh.

Abstimmung über Kernkraftwerke

Die mediale Auseinandersetzung um die AtomkraftDie Debatte um die Energieversorgung ist voll im Gang, und Bewilligungsgesuche für neue Kernkraftwerke sind eingereicht. In wenigen Jahren werden die Schweizer darüber abstim-men. Der Artikel analysiert die aktuelle Kommunikation über Kernkraftwerke und untersucht, welche Reputation die Atomkraft.

Guido Santner

9 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

Walter Rüegg

15 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

David Tréfás

21 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

Klaus Wortmann

27 (Wie) aus Viel weniger Viel mehr machen?

63 Technologie

Erwin Schärer

33 Linthal 2015 – Meilenstein für die Schweizer Wasserkraft

Guido Santner

36 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

Walter Rüegg

39 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

Guido Santner

45 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

Walter Rüegg

52 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

David Tréfás

55 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

David Tréfás

64 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

Erwin Schärer

68 Linthal 2015 – Meilenstein für die Schweizer Wasserkraft

Guido Santner

58 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

68 Rückblick – Rétrospective

Walter Rüegg

59 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

75 120. (ordentliche Generalversammlung des VSE

82 125. (ordentliche) Generalversammlung von Electrosuisse

David Tréfás

61 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

45 Branche

60 Energiepolitik – Politique énergétique

63 Technologie

71 Veranstaltungen – Manifestations

92 Veranstaltungskalener – Calendrier des manifestations

94 Produkte – Produits

96 Normung – Normalisation

13 26 58TitelbildWenn über Kernkraftwerke gesprochen wird, vermischen sich Technik, Wirtschaft und Politik. Wer also ein Neues bauen will, muss alle drei Bereiche beherrschen (siehe auch Beitrag auf Seite 9).

Photo de couvertureDès que l’on parle de centrales nucléaires, technique, écono-mie et politique se mélangent. Qui donc veut en construire une nouvelle doit maîtriser les trois domaines (voir également l’article en page 9).

Bild

/ Illu

stra

tion:

Pia

Thür

Politik und Wirtschaft Technologie

Verbände und Organisationen

InhaltsverzeIchnIstable des matIères

BULLETIN

BULLETIN

bulletin 5 / 20094

InhaltsverzeIchnIstable des matIères

BULLETIN

BULLETIN

bulletin 5 / 2009 5

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Sicherheit von Kernkraftwerken

Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindernAls 1979 im Kernkraftwerk von Three Mile Island eine Reihe von kleinen Problemen zu einer Kernschmelze führten, wurde die Sicherheit der Kernkraftwerke überdacht – und daraufhin die Anlagen weltweit nachgerüstet. Heute ist die Wahrscheinlichkeit einer Kern-schmelze wesentlich kleiner.

Radioaktivität

Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?Jeder Mensch und jeder Kubikmeter Erde enthält von Natur ergeerggq aus radioaktive Atome. Entscheidend ist die Dosis. Wobei sich die Experten streiten, wo qwqerfgb der untere Schwellwert liegt, qergqergqwerg unter dem die radioaktive qergqerfg ergb Strahlung ungefähr-lich ergwerg wergwerg wqergg ist ertrwtbh.

Abstimmung über Kernkraftwerke

Die mediale Auseinandersetzung um die AtomkraftDie Debatte um die Energieversorgung ist voll im Gang, und Bewilligungsgesuche für neue Kernkraftwerke sind eingereicht. In wenigen Jahren werden die Schweizer darüber abstim-men. Der Artikel analysiert die aktuelle Kommunikation über Kernkraftwerke und untersucht, welche Reputation die Atomkraft.

Guido Santner

9 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

Walter Rüegg

15 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

David Tréfás

21 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

Klaus Wortmann

27 (Wie) aus Viel weniger Viel mehr machen?

63 Technologie

Erwin Schärer

33 Linthal 2015 – Meilenstein für die Schweizer Wasserkraft

Guido Santner

36 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

Walter Rüegg

39 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

Guido Santner

45 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

Walter Rüegg

52 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

David Tréfás

55 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

David Tréfás

64 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

Erwin Schärer

68 Linthal 2015 – Meilenstein für die Schweizer Wasserkraft

Guido Santner

58 Wie Notkühlsysteme eine Kernschmelze verhindern

68 Rückblick – Rétrospective

Walter Rüegg

59 Wie gefährlich sind radioaktive Strahlen?

75 120. (ordentliche Generalversammlung des VSE

82 125. (ordentliche) Generalversammlung von Electrosuisse

David Tréfás

61 Die mediale Auseinandersetzung um die Atomkraft

45 Branche

60 Energiepolitik – Politique énergétique

63 Technologie

71 Veranstaltungen – Manifestations

92 Veranstaltungskalener – Calendrier des manifestations

94 Produkte – Produits

96 Normung – Normalisation

13 26 58TitelbildWenn über Kernkraftwerke gesprochen wird, vermischen sich Technik, Wirtschaft und Politik. Wer also ein Neues bauen will, muss alle drei Bereiche beherrschen (siehe auch Beitrag auf Seite 9).

Photo de couvertureDès que l’on parle de centrales nucléaires, technique, écono-mie et politique se mélangent. Qui donc veut en construire une nouvelle doit maîtriser les trois domaines (voir également l’article en page 9).

Bild

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Pia

Thür

Politik und Wirtschaft Technologie

Verbände und Organisationen

InhaltsverzeIchnIstable des matIères

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bulletin 5 / 20094

InhaltsverzeIchnIstable des matIères

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Page 6: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Pour se perpétuer, les guêpes de la fa-mille des braconides doivent pondre leurs œufs dans des chenilles qui servent à l’alimentation des larves de la guêpe. Mais ces chenilles constituent un milieu hostile: elles sont pourvues d’un système de défense efficace qui forme une capsule de cellules immunitaires autour d’un corps étranger. Pour contourner ces dé-fenses, au moment de la ponte dans la chenille, les guêpes injectent des particu-les fabriquées dans leurs ovaires. Ces par-ticules pénètrent dans les cellules de la chenille. Elles induisent une immunosup-pression et le contrôle du développement de la chenille, permettant la survie des larves de guêpe et so la la.

La composition de ces particules res-tait hypothétique et de récents travaux avaient suggéré rtrtgwr thwrtehpuis re-mis en question une nature virale. Car en effet, le séquençage de leur ADN srtgwrg démontrait l’absence du dispositif néces-saire à leur erthwrth erthrth réplication, commun à tous les virus.

Désormais des scientifiques viennent decouvrir la composition de ces particu-les. Ces particules contiennent des gènes issus d’un virus dont le génome a ét Au cours de ces millions d’années d’évolution, l’ancêtre de l’insecte a donc intégré dans son propre génome celui d’un nudivirus. Il lui a enlevé la partie nuisible, dont celle assurant sa réplication, ne lui permettant plus que de produire des particules vira-les ne contenant que des gènes de viru-lence. Introduits dans le corps de l’hôte parasité, ceux-ci en détournent les mo-yens de défense qui oublient alors de s’attaquer aux œufs.

Ces résultats sont particulièrement in-téressants pour concevoir de nouveaux vecteurs de thérapie génique. Cette tech-nique thérapeutique rthertg ertghertgh-consiste à introduire des gènes dans des cellules ou des tissus d’un individu pour traiter une maladie. Ce ertghertg ertg transfert de gènes est possible grâce à un virus inactivé utilisé comme vecteur.

(CNRS/Université François-Rabelais Tours/jvb)

Auf den ersten Blick wirkt das Rotor-blatt einer Windmühle makellos. Doch der Experte weiss, dass auf äussere Schönheit kein Verlass ist: Er klopft die Oberfläche ab, lauscht. Ein satter, tiefer Ton lässt ihn wissen, dass das Laminat homogen ist, ein eher flacher, hohler Ton deutet auf Unstetigkeiten im Material hin. Oberflächennahe Delaminationen und Hohlstellen ab einer gewissen Grösse kann der Sachverständige auch erken-nen, indem er mit der Hand über die Oberfläche streicht. Aber selbst ein erfah-rener Prüfer findet auf diese Weise nicht alle versteckten Fehler.

Rotorblätter bestehen aus Glasfasern, die als Matten verarbeitet werden: Um ein 60 m langes Rotorblatt zu formen, werden Hunderte solcher Matten plan in eine Form gelegt und im Vakuum mit Harzen imprägniert. Kleine Unregelmäs-sigkeiten bilden Luftblasen oder andere Fehler. Forscher vom Fraun hofer-Wilhelm-Klauditz-Institut machen diese sichtbar: «Die Oberfläche wird kurz mit einem Infrarotstrahler erwärmt. Eine Spezialkamera zeigt, wie sich die Wärme-

front im Material ausbreitet. Stösst sie auf Lufteinschlüsse oder Delaminatio-nen, staut sie sich, weil sich Wärme in Luft schlechter ausbreitet», erklärt Hilt-rud Brocke, Projektleiterin am Institut. Einige cm tief blicken die Forscher auf diese Weise in das Material hinein.

(Fraunhofer-WKI/gus)

Vor 20 Jahren wurden die ersten Hochtemperatursupraleiter entdeckt: kompliziert aufgebaute Substanzen auf Kupferbasis. Seit Anfang 2009 ist nun eine neue Klasse von Hochtemperatursu-praleitern auf Eisenbasis bekannt, die den bisher bekannten ähnelt. So haben alle Substanzen gemeinsam, dass ihre Kristallstruktur in Schichten aufgebaut ist und der Strom in diesen Schichten fliesst. Gemeinsam ist auch, dass sie aus einer nicht supraleitenden Ausgangssub-substanz entstehen, wenn man bestimmte Atome ersetzt und so gezielt die Menge an elektrischen Ladungen verändert.

Der Ausgangsstoff für die Kupfersup-raleiter ist ein magnetischer Isolator, der bei wachsendem Gehalt an Fremdato-men zunächst allmählich seinen Magne-tismus verliert und schliesslich supralei-tend wird. Dieser Ablauf galt bislang als Standard für die Vorgänge in Hochtem-peratursupraleitern und war die Basis. Die Forscher am Paul-Scherrer-Institut zeigten nun, dass es auch anders geht: Der Ausgangsstoff der neuen Eisensupra-leiter ist ein Metall, das bei einer be-stimmten Menge Fremdatomen schlagar-tig vom ma gnetischen zum supraleitenden Zustand wechselt. Das heisst, dass der magnetische Zustand die Supraleitung unterdrückt. Diese kann sich dann sofort

Das winzige Hirn einer Honigbiene ist zu erstaunlichen Leistungen fähig, denn es erkennt menschliche Gesichter auch dann, wenn die Biene diese aus einem neuen Blickwinkel sieht. Die einzige Vo-raussetzung ist, dass der neue Blickpunkt zwischen zwei zuvor trainierten Punkten liegt. Denn es zeigte sich, dass die Bienen zwar interpolieren können, nicht aber extrapolieren. Wurden die Tiere beispiels-weise nur mit einer Frontalansicht des Gesichts trainiert, erkennen sie eine An-sicht von schräg vorne nicht. Wurden sie aber zusätzlich mit einer Seitenansicht trainiert, erkennen sie häufig auch die Schrägansicht. Offenbar ist die Interpo-lation eine bewährte Lösung für schwie-

La guêpe qui a domestiqué un virus

Die Infrarotkamera zeigt Lufteinschlüsse in Rotorblättern

Entsteht Supraleitung doch ganz anders?Physiker Hubertus Luetkens über die Konsequenzen seiner Forschung

Gesichtserkennung nach dem Vorbild der Bienen

Une guêpe Cotesia congregata en train de pondre ses œufs dans une chenille.

Alex

Wild

, myr

mec

os.n

et

Thermografische Aufnahme von Lufteinschlüssen (hell) in einem Rotorblatt.

Gesichtserkennung bei verschiedenen Blickwinkeln.

Frau

nhof

er-W

KI

Mon

ash

Univ

ersit

yKristallstruktur des eisenbasierten Supraleiters. Die magnetischen und supraleitenden Eigenschaften der Schicht aus Eisenatomen (goldene Kugeln) werden mithilfe von Myonen (weisser Pfeil) untersucht.

rige Probleme. Wenn nämlich ein und dasselbe Objekt aus ver schiedenen Rich-tungen betrachtet wird, können sich die Lagebeziehungen zwischen seinen Kom-ponenten stark ändern – beispielsweise zwischen Stängel und Blütenkrone einer Pflanze, die von einer Biene umflogen wird, oder zwischen Nase und Ohren ei-ner Person, die sich vor einer Kamera dreht. Das Bienenhirn ist mit nicht ein-mal eine Million Nervenzellen bemer-kenswert gut darin, komplexe Aufgaben zu lösen. Daher könnte es als Vorbild für Erkennungssysteme dienen, für die ver-schiedene Blickwinkel qerggv derzeit noch eine ernsthafte Herausforderung.

(Monash University, Newcastle University/jvb)

Flash-Message

Nanotransistor aus oxidierten Metallen

Die Schaltkreise aus Metalloxid sind etwa 10-mal winziger als die kleinsten Sili ziumtransistoren. Sie bestehen aus 2 – 4 nm dicken Schichten aus den Oxiden von Lan thanaluminat und Strontium-titanat, deren Leitfähigkeit sich durch Spannungspulse gezielt schalten lässt. Dabei können sie Informationen nicht flüchtig speichern – der Wert geht also nicht verloren, wenn die Versorgungsspan-nung ausgeschaltet wird. Mit positiven und negativen Spannungspulsen, die aus einer Spitze eines Atomkraftmikroskops auf die Metalloxidstrukturen wirken, kann zwischen isolierenden und leitfähigen Zuständen hin- und hergeschaltet werden. Der Unterschied in der Leitfähigkeit ist dabei gross genug, um zwischen den digitalen Werten 0 und 1 unterscheiden zu können. Der Grund für diese schaltbaren elektronischen Eigenschaften könnte in einer durch die Spannungspulse verur-sachten Umordnung der enthaltenen Sauerstoffatome liegen, doch endgültig geklärt ist dieses Phänomen noch nicht. (Universität Augsburg/jvb)

entfalten, sobald der magnetische Zu-stand zerstört wird. Dabei verschwindet gleichzeitig eine Verzerrung des Kristall-gitters.

«Wenn man diese Verzerrung und den damit gekoppelten Magnetismus gezielt unterdrücken könnte, wäre es wahr-

scheinlich möglich, die Supraleitung bei höheren Temperaturen zu erzeugen.» er-läutert der Physiker Hubertus Luetkens die Konsequenzen seiner Forschung. «Die erwähnte strukturelle Dresden.

Vor 20 Jahren wurden die ersten Hochtemperatursupraleiter entdeckt: kompliziert aufgebaute Substanzen auf Kupferbasis. Seit Anfang 2009 ist nun eine neue Klasse von Hochtemperatursu-praleitern auf Eisenbasis bekannt, die den bisher bekannten ähnelt. So haben alle Substanzen gemeinsam, dass ihre Kristallstruktur in Schichten aufgebaut ist und der Strom in diesen Schichten fliesst. Gemeinsam ist auch, dass sie aus einer nicht supraleitenden Ausgangssub-substanz entstehen, wenn man bestimmte Atome ersetzt und so gezielt die Menge an elektrischen Ladungen verändert.

Der Ausgangsstoff für die Kupfersup-raleiter ist ein magnetischer Isolator, der bei wachsendem Gehalt an Fremdato-men zunächst allmählich seinen Magne-tismus verliert und schliesslich supralei-tend wird. Dieser Ablauf galt bislang als Standard für die Vorgänge in Hochtem-peratursupraleitern und war die Basis. Die Forscher am Paul-Scherrer-Institut zeigten nun, dass es auch a rtbgegrb erbg-tergt erbgerwg erberbg erbgerg ertbertb erhtertbh ehtertbhergb. (PSI/gus)

InSpIratIonInSpIratIon

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Bulletin 5 / 20096

InSpIratIonInSpIratIon

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Pour se perpétuer, les guêpes de la fa-mille des braconides doivent pondre leurs œufs dans des chenilles qui servent à l’alimentation des larves de la guêpe. Mais ces chenilles constituent un milieu hostile: elles sont pourvues d’un système de défense efficace qui forme une capsule de cellules immunitaires autour d’un corps étranger. Pour contourner ces dé-fenses, au moment de la ponte dans la chenille, les guêpes injectent des particu-les fabriquées dans leurs ovaires. Ces par-ticules pénètrent dans les cellules de la chenille. Elles induisent une immunosup-pression et le contrôle du développement de la chenille, permettant la survie des larves de guêpe et so la la.

La composition de ces particules res-tait hypothétique et de récents travaux avaient suggéré rtrtgwr thwrtehpuis re-mis en question une nature virale. Car en effet, le séquençage de leur ADN srtgwrg démontrait l’absence du dispositif néces-saire à leur erthwrth erthrth réplication, commun à tous les virus.

Désormais des scientifiques viennent decouvrir la composition de ces particu-les. Ces particules contiennent des gènes issus d’un virus dont le génome a ét Au cours de ces millions d’années d’évolution, l’ancêtre de l’insecte a donc intégré dans son propre génome celui d’un nudivirus. Il lui a enlevé la partie nuisible, dont celle assurant sa réplication, ne lui permettant plus que de produire des particules vira-les ne contenant que des gènes de viru-lence. Introduits dans le corps de l’hôte parasité, ceux-ci en détournent les mo-yens de défense qui oublient alors de s’attaquer aux œufs.

Ces résultats sont particulièrement in-téressants pour concevoir de nouveaux vecteurs de thérapie génique. Cette tech-nique thérapeutique rthertg ertghertgh-consiste à introduire des gènes dans des cellules ou des tissus d’un individu pour traiter une maladie. Ce ertghertg ertg transfert de gènes est possible grâce à un virus inactivé utilisé comme vecteur.

(CNRS/Université François-Rabelais Tours/jvb)

Auf den ersten Blick wirkt das Rotor-blatt einer Windmühle makellos. Doch der Experte weiss, dass auf äussere Schönheit kein Verlass ist: Er klopft die Oberfläche ab, lauscht. Ein satter, tiefer Ton lässt ihn wissen, dass das Laminat homogen ist, ein eher flacher, hohler Ton deutet auf Unstetigkeiten im Material hin. Oberflächennahe Delaminationen und Hohlstellen ab einer gewissen Grösse kann der Sachverständige auch erken-nen, indem er mit der Hand über die Oberfläche streicht. Aber selbst ein erfah-rener Prüfer findet auf diese Weise nicht alle versteckten Fehler.

Rotorblätter bestehen aus Glasfasern, die als Matten verarbeitet werden: Um ein 60 m langes Rotorblatt zu formen, werden Hunderte solcher Matten plan in eine Form gelegt und im Vakuum mit Harzen imprägniert. Kleine Unregelmäs-sigkeiten bilden Luftblasen oder andere Fehler. Forscher vom Fraun hofer-Wilhelm-Klauditz-Institut machen diese sichtbar: «Die Oberfläche wird kurz mit einem Infrarotstrahler erwärmt. Eine Spezialkamera zeigt, wie sich die Wärme-

front im Material ausbreitet. Stösst sie auf Lufteinschlüsse oder Delaminatio-nen, staut sie sich, weil sich Wärme in Luft schlechter ausbreitet», erklärt Hilt-rud Brocke, Projektleiterin am Institut. Einige cm tief blicken die Forscher auf diese Weise in das Material hinein.

(Fraunhofer-WKI/gus)

Vor 20 Jahren wurden die ersten Hochtemperatursupraleiter entdeckt: kompliziert aufgebaute Substanzen auf Kupferbasis. Seit Anfang 2009 ist nun eine neue Klasse von Hochtemperatursu-praleitern auf Eisenbasis bekannt, die den bisher bekannten ähnelt. So haben alle Substanzen gemeinsam, dass ihre Kristallstruktur in Schichten aufgebaut ist und der Strom in diesen Schichten fliesst. Gemeinsam ist auch, dass sie aus einer nicht supraleitenden Ausgangssub-substanz entstehen, wenn man bestimmte Atome ersetzt und so gezielt die Menge an elektrischen Ladungen verändert.

Der Ausgangsstoff für die Kupfersup-raleiter ist ein magnetischer Isolator, der bei wachsendem Gehalt an Fremdato-men zunächst allmählich seinen Magne-tismus verliert und schliesslich supralei-tend wird. Dieser Ablauf galt bislang als Standard für die Vorgänge in Hochtem-peratursupraleitern und war die Basis. Die Forscher am Paul-Scherrer-Institut zeigten nun, dass es auch anders geht: Der Ausgangsstoff der neuen Eisensupra-leiter ist ein Metall, das bei einer be-stimmten Menge Fremdatomen schlagar-tig vom ma gnetischen zum supraleitenden Zustand wechselt. Das heisst, dass der magnetische Zustand die Supraleitung unterdrückt. Diese kann sich dann sofort

Das winzige Hirn einer Honigbiene ist zu erstaunlichen Leistungen fähig, denn es erkennt menschliche Gesichter auch dann, wenn die Biene diese aus einem neuen Blickwinkel sieht. Die einzige Vo-raussetzung ist, dass der neue Blickpunkt zwischen zwei zuvor trainierten Punkten liegt. Denn es zeigte sich, dass die Bienen zwar interpolieren können, nicht aber extrapolieren. Wurden die Tiere beispiels-weise nur mit einer Frontalansicht des Gesichts trainiert, erkennen sie eine An-sicht von schräg vorne nicht. Wurden sie aber zusätzlich mit einer Seitenansicht trainiert, erkennen sie häufig auch die Schrägansicht. Offenbar ist die Interpo-lation eine bewährte Lösung für schwie-

La guêpe qui a domestiqué un virus

Die Infrarotkamera zeigt Lufteinschlüsse in Rotorblättern

Entsteht Supraleitung doch ganz anders?Physiker Hubertus Luetkens über die Konsequenzen seiner Forschung

Gesichtserkennung nach dem Vorbild der Bienen

Une guêpe Cotesia congregata en train de pondre ses œufs dans une chenille.

Alex

Wild

, myr

mec

os.n

et

Thermografische Aufnahme von Lufteinschlüssen (hell) in einem Rotorblatt.

Gesichtserkennung bei verschiedenen Blickwinkeln.

Frau

nhof

er-W

KI

Mon

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Univ

ersit

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Kristallstruktur des eisenbasierten Supraleiters. Die magnetischen und supraleitenden Eigenschaften der Schicht aus Eisenatomen (goldene Kugeln) werden mithilfe von Myonen (weisser Pfeil) untersucht.

rige Probleme. Wenn nämlich ein und dasselbe Objekt aus ver schiedenen Rich-tungen betrachtet wird, können sich die Lagebeziehungen zwischen seinen Kom-ponenten stark ändern – beispielsweise zwischen Stängel und Blütenkrone einer Pflanze, die von einer Biene umflogen wird, oder zwischen Nase und Ohren ei-ner Person, die sich vor einer Kamera dreht. Das Bienenhirn ist mit nicht ein-mal eine Million Nervenzellen bemer-kenswert gut darin, komplexe Aufgaben zu lösen. Daher könnte es als Vorbild für Erkennungssysteme dienen, für die ver-schiedene Blickwinkel qerggv derzeit noch eine ernsthafte Herausforderung.

(Monash University, Newcastle University/jvb)

Flash-Message

Nanotransistor aus oxidierten Metallen

Die Schaltkreise aus Metalloxid sind etwa 10-mal winziger als die kleinsten Sili ziumtransistoren. Sie bestehen aus 2 – 4 nm dicken Schichten aus den Oxiden von Lan thanaluminat und Strontium-titanat, deren Leitfähigkeit sich durch Spannungspulse gezielt schalten lässt. Dabei können sie Informationen nicht flüchtig speichern – der Wert geht also nicht verloren, wenn die Versorgungsspan-nung ausgeschaltet wird. Mit positiven und negativen Spannungspulsen, die aus einer Spitze eines Atomkraftmikroskops auf die Metalloxidstrukturen wirken, kann zwischen isolierenden und leitfähigen Zuständen hin- und hergeschaltet werden. Der Unterschied in der Leitfähigkeit ist dabei gross genug, um zwischen den digitalen Werten 0 und 1 unterscheiden zu können. Der Grund für diese schaltbaren elektronischen Eigenschaften könnte in einer durch die Spannungspulse verur-sachten Umordnung der enthaltenen Sauerstoffatome liegen, doch endgültig geklärt ist dieses Phänomen noch nicht. (Universität Augsburg/jvb)

entfalten, sobald der magnetische Zu-stand zerstört wird. Dabei verschwindet gleichzeitig eine Verzerrung des Kristall-gitters.

«Wenn man diese Verzerrung und den damit gekoppelten Magnetismus gezielt unterdrücken könnte, wäre es wahr-

scheinlich möglich, die Supraleitung bei höheren Temperaturen zu erzeugen.» er-läutert der Physiker Hubertus Luetkens die Konsequenzen seiner Forschung. «Die erwähnte strukturelle Dresden.

Vor 20 Jahren wurden die ersten Hochtemperatursupraleiter entdeckt: kompliziert aufgebaute Substanzen auf Kupferbasis. Seit Anfang 2009 ist nun eine neue Klasse von Hochtemperatursu-praleitern auf Eisenbasis bekannt, die den bisher bekannten ähnelt. So haben alle Substanzen gemeinsam, dass ihre Kristallstruktur in Schichten aufgebaut ist und der Strom in diesen Schichten fliesst. Gemeinsam ist auch, dass sie aus einer nicht supraleitenden Ausgangssub-substanz entstehen, wenn man bestimmte Atome ersetzt und so gezielt die Menge an elektrischen Ladungen verändert.

Der Ausgangsstoff für die Kupfersup-raleiter ist ein magnetischer Isolator, der bei wachsendem Gehalt an Fremdato-men zunächst allmählich seinen Magne-tismus verliert und schliesslich supralei-tend wird. Dieser Ablauf galt bislang als Standard für die Vorgänge in Hochtem-peratursupraleitern und war die Basis. Die Forscher am Paul-Scherrer-Institut zeigten nun, dass es auch a rtbgegrb erbg-tergt erbgerwg erberbg erbgerg ertbertb erhtertbh ehtertbhergb. (PSI/gus)

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QuantencomputerWenn ein Bit gleichzeitig 0 und 1 ist

Je kleiner die Elektronik, desto grösser der Einfluss der Quantenphysik. Ein Bit ist dann nicht mehr nur eine 0 oder eine 1, sondern kann etwas dazwischen sein – eine Überlagerung der beiden Zustände. Einen klassischen Computer bringt dies durcheinander, die Forscher wollen die Quantengesetze nun aber gezielt nutzen, um leis-tungsfähige Quantencomputer zu entwickeln. Diese könnten Verschlüsselungen, die heute als sicher gelten, leicht knacken.

Die Computertechnologie ist in den letzten Jahren fast ungebremst gewach-sen. Durch den Einsatz von Mikrotech-nologie werden die Bauteile ständig ver-kleinert, sodass die Anzahl der Transistoren sich alle 18 Monate verdop-pelt, was als Mooresches Gesetz bekannt ist. Dabei stellt sich die Frage unweiger-lich, ob diese Entwicklung einfach so weitergehen kann. Spätestens wenn die Grösse eines Bauteils diejenige eines ein-zelnen Atoms erreicht hat, ist das Ende dieser Entwicklung erreicht.

Bei dieser rasanten Entwicklung und Begriffen wie «virtuelle Informationsver-arbeitung» könnte man den Eindruck erhalten, dass die Informatik keine phy-sikalischen Grenzen kennt. Indessen ist aber zu beachten, dass jeder Information ein physikalischer Zustand zugrunde liegt. Zum Beispiel entspricht die Infor-mation eines Bits in einem D-RAM-Spei-cher der Ladung auf einem Kondensator; oder auf einer Harddisk der Ausrichtung der Magnetisierung. Informationsverar-beitung ist daher immer ein physikali-scher Prozess, seien die beteiligten Ef-fekte noch so klein. Dieser Umstand wird sofort plausibel, wenn man die Abwärme beachtet, die durch ein modernes Re-chenzentrum produziert wird. Unser täg-liches Leben, aber auch die modernsten Computer werden bestimmt durch die Gesetze der klassischen Physik. Und die Grundlage der Physik bildet wiederum die Quantenmechanik. Daher stellt sich die Frage, ob es nicht möglich wäre, sich

diese Effekte zunutze zu machen und ei-nen qualitativ besseren Computer herzu-stellen, der auf den Gesetzen der Quan-tenmechanik basiert. Motiviert durch diese Perspektiven, sind grosse Aktivitä-ten in der Grundlagenforschung der Phy-sik und der Informatik entstanden.

QuantenbitsWie in der klassischen Informations-

verarbeitung ist die Grundeinheit ein Bit, hier ein Quantenbit oder kurz: Qubit. Für ein klassisches Bit sind nur zwei Zu-stände möglich, 0 oder 1. Da die Quan-tenmechanik Zustände durch Wellen beschreibt, sind für ein Qubit auch Über-lagerungen möglich. Das heisst, ein Qubit kann sowohl im Zustand 0 als auch im

Zustand 1 sein. Quantenmechanisch kann der Zustand eines Qubits als Punkt auf einer Kugeloberfläche, genannt Blochsphäre, dargestellt werden (siehe Bild 1). Dabei entspricht der Nordpol dem klassischen Zustand 0 und der Süd-pol dem Zustand 1. Alle anderen Positi-onen sind Überlagerungen dieser zwei Zustände.

Mehrere Qubits können nun zu einem Quantenregister zusammengefügt wer-den. Die Annahme, dass der Zustand von zwei Qubits einfach durch zwei Kugeln beschrieben wird, ist jedoch falsch. Der Raum, der diese zwei Qubits beschreibt, hat schon 6 Dimensionen und wächst exponentiell mit der Anzahl Qubits. Während ein klassisches Register mit N Bits nur in einem Zustand zur selben Zeit ist, kann ein Quantenregister eine Überlagerung von allen 2N Zuständen annehmen. Hätte man ein Register mit 500 Qubits, wäre die Zahl der Zustände grösser als die Zahl der Atome im Uni-versum. Dies illustriert das Potenzial ei-nes Quantenregisters – und das Ziel eines Quantencomputers ist, diese Leistungsfä-higkeit auszunutzen.

QuantenalgorithmenEin Quantencomputer führt einen Al-

gorithmus aus, indem er die Zustände eines Quantenregisters manipuliert. Da die Operationen der Quantenmechanik gehorchen, müssen sie unitär, das heisst reversibel sein. Wünschenswert wäre ein universeller Block, aus dem jede belie-bige unitäre Operation aufgebaut werden kann. In der klassischen Boolschen Lo-gik ist ein solcher Block bekannt, das NAND-Gatter (Bild 2). Jede beliebige Boolsche Operation lässt sich ausschliess-lich aus einzelnen NAND-Gattern auf-bauen. Leider ist das NAND-Gatter für einen Quantencomputer nicht geeignet, da es nicht reversibel ist, d.h., der Ein-gangszustand lässt sich nicht mehr aus dem Ausgangszustand herleiten. In der Quantenlogik ist bis jetzt noch kein ein-zelner universeller Block bekannt. Je-doch lässt sich jede unitäre Operation durch zwei universelle Blöcke bilden (Bild 2): Der erste sind einzelne Qubit-

Johannes Majer

0

1

z

x

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Bild 1 Blochsphäre.Beschreibung des Zustands eines Qubits auf der Blochspäre. Nord- und Südpol stellen die klassischen Zustände 0 und 1 dar, während alle anderen Zustände durch Überlagerungen entstehen.

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QuantencomputerWenn ein Bit gleichzeitig 0 und 1 ist

Je kleiner die Elektronik, desto grösser der Einfluss der Quantenphysik. Ein Bit ist dann nicht mehr nur eine 0 oder eine 1, sondern kann etwas dazwischen sein – eine Überlagerung der beiden Zustände. Einen klassischen Computer bringt dies durcheinander, die Forscher wollen die Quantengesetze nun aber gezielt nutzen, um leis-tungsfähige Quantencomputer zu entwickeln. Diese könnten Verschlüsselungen, die heute als sicher gelten, leicht knacken.

Die Computertechnologie ist in den letzten Jahren fast ungebremst gewach-sen. Durch den Einsatz von Mikrotech-nologie werden die Bauteile ständig ver-kleinert, sodass die Anzahl der Transistoren sich alle 18 Monate verdop-pelt, was als Mooresches Gesetz bekannt ist. Dabei stellt sich die Frage unweiger-lich, ob diese Entwicklung einfach so weitergehen kann. Spätestens wenn die Grösse eines Bauteils diejenige eines ein-zelnen Atoms erreicht hat, ist das Ende dieser Entwicklung erreicht.

Bei dieser rasanten Entwicklung und Begriffen wie «virtuelle Informationsver-arbeitung» könnte man den Eindruck erhalten, dass die Informatik keine phy-sikalischen Grenzen kennt. Indessen ist aber zu beachten, dass jeder Information ein physikalischer Zustand zugrunde liegt. Zum Beispiel entspricht die Infor-mation eines Bits in einem D-RAM-Spei-cher der Ladung auf einem Kondensator; oder auf einer Harddisk der Ausrichtung der Magnetisierung. Informationsverar-beitung ist daher immer ein physikali-scher Prozess, seien die beteiligten Ef-fekte noch so klein. Dieser Umstand wird sofort plausibel, wenn man die Abwärme beachtet, die durch ein modernes Re-chenzentrum produziert wird. Unser täg-liches Leben, aber auch die modernsten Computer werden bestimmt durch die Gesetze der klassischen Physik. Und die Grundlage der Physik bildet wiederum die Quantenmechanik. Daher stellt sich die Frage, ob es nicht möglich wäre, sich

diese Effekte zunutze zu machen und ei-nen qualitativ besseren Computer herzu-stellen, der auf den Gesetzen der Quan-tenmechanik basiert. Motiviert durch diese Perspektiven, sind grosse Aktivitä-ten in der Grundlagenforschung der Phy-sik und der Informatik entstanden.

QuantenbitsWie in der klassischen Informations-

verarbeitung ist die Grundeinheit ein Bit, hier ein Quantenbit oder kurz: Qubit. Für ein klassisches Bit sind nur zwei Zu-stände möglich, 0 oder 1. Da die Quan-tenmechanik Zustände durch Wellen beschreibt, sind für ein Qubit auch Über-lagerungen möglich. Das heisst, ein Qubit kann sowohl im Zustand 0 als auch im

Zustand 1 sein. Quantenmechanisch kann der Zustand eines Qubits als Punkt auf einer Kugeloberfläche, genannt Blochsphäre, dargestellt werden (siehe Bild 1). Dabei entspricht der Nordpol dem klassischen Zustand 0 und der Süd-pol dem Zustand 1. Alle anderen Positi-onen sind Überlagerungen dieser zwei Zustände.

Mehrere Qubits können nun zu einem Quantenregister zusammengefügt wer-den. Die Annahme, dass der Zustand von zwei Qubits einfach durch zwei Kugeln beschrieben wird, ist jedoch falsch. Der Raum, der diese zwei Qubits beschreibt, hat schon 6 Dimensionen und wächst exponentiell mit der Anzahl Qubits. Während ein klassisches Register mit N Bits nur in einem Zustand zur selben Zeit ist, kann ein Quantenregister eine Überlagerung von allen 2N Zuständen annehmen. Hätte man ein Register mit 500 Qubits, wäre die Zahl der Zustände grösser als die Zahl der Atome im Uni-versum. Dies illustriert das Potenzial ei-nes Quantenregisters – und das Ziel eines Quantencomputers ist, diese Leistungsfä-higkeit auszunutzen.

QuantenalgorithmenEin Quantencomputer führt einen Al-

gorithmus aus, indem er die Zustände eines Quantenregisters manipuliert. Da die Operationen der Quantenmechanik gehorchen, müssen sie unitär, das heisst reversibel sein. Wünschenswert wäre ein universeller Block, aus dem jede belie-bige unitäre Operation aufgebaut werden kann. In der klassischen Boolschen Lo-gik ist ein solcher Block bekannt, das NAND-Gatter (Bild 2). Jede beliebige Boolsche Operation lässt sich ausschliess-lich aus einzelnen NAND-Gattern auf-bauen. Leider ist das NAND-Gatter für einen Quantencomputer nicht geeignet, da es nicht reversibel ist, d.h., der Ein-gangszustand lässt sich nicht mehr aus dem Ausgangszustand herleiten. In der Quantenlogik ist bis jetzt noch kein ein-zelner universeller Block bekannt. Je-doch lässt sich jede unitäre Operation durch zwei universelle Blöcke bilden (Bild 2): Der erste sind einzelne Qubit-

Johannes Majer

0

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Bild 1 Blochsphäre.Beschreibung des Zustands eines Qubits auf der Blochspäre. Nord- und Südpol stellen die klassischen Zustände 0 und 1 dar, während alle anderen Zustände durch Überlagerungen entstehen.

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Rotationen, d.h. beliebige Bewegungen auf der Kugeloberfläche. Der zweite Block besteht aus zwei Qubit-Operatio-nen, wobei das Ziel-Qubit invertiert wird, falls das Kontroll-Qubit im Zustand 1 ist – und nur dann. Diese Operation wird Controlled Not (CNOT) genannt. In der Boolschen Logik ist eine solche Opera-tion als XOR bekannt. Diese zwei Blöcke erlauben es, jede beliebige Quantenope-ration auszuführen.

Ein Quantenalgorithmus versucht nun, mit diesen universellen Blöcken ein Problem schneller zu lösen als ein klassi-scher Computer, indem Gebrauch ge-macht wird vom Überlagerungsprinzip. Ein einfaches Beispiel ist der Deutsch-Josza-Algorithmus (Bild 3). Leider ist das Problem nicht sehr relevant und nur von akademischem Interesse, illustriert aber gut die Funktion eines Quantencompu-ters: Die Problemstellung lautet, festzu-stellen, ob eine Münze fair ist, sprich: ob sich auf einer Seite Kopf und auf der an-deren eine Zahl befindet oder ob es sich um eine gefälschte Münze mit zwei Köp-fen (resp. Zahlen) handelt. Während man klassisch alle Möglichkeiten prüfen, d.h.

beide Seiten anschauen muss, nutzt ein Quantencomputer das Überlagerungs-prinzip. Die Münze wird in eine Überla-gerung der zwei Seiten gebracht und vom Quantencomputer überprüft, womit sie nur einmal angeschaut werden muss.

Ein viel relevanteres Problem versucht der Grover-Algorithmus zu lösen, näm-lich die Suche in einer unstrukturierten Datenbank. Da die Daten nicht sortiert sind, bleibt einem klassischen Computer nichts anderes übrig, als alle Datensätze anzuschauen, bis der gewünschte Eintrag gefunden ist. Ein Quantencomputer nimmt das Überlagerungsprinzip zu Hilfe und kann massiv parallel suchen. Der Grover-Algorithmus findet den gesuch-ten Eintrag quadratisch schneller als ein klassischer Computer.

Der wohl berühmteste und interessan-teste Quantenalgorithmus ist der Shors-Algorithmus zur Suche von Primfakto-ren. Das Problem, das der Algorithmus zu lösen versucht, ist, zu einer grossen Zahl die Zerlegung in Primzahlen zu fin-den. Auf einem klassischen Computer steigt der Aufwand dazu exponentiell an. Das bedeutet, dass es zwar nicht unmög-

lich ist, die Primzahlen zu finden, dass man aber leicht die Zahl so gross machen kann, dass sämtliche Computer zusam-men Jahre brauchen würden, um das Pro-blem zu lösen. Auf diesem mathemati-schen Umstand basieren moderne Kryptografiealgorithmen wie der RSA-Algorithmus, der die sichere Kommuni-kation zwischen Banken und auf dem Internet garantiert. Peter Shor hat ge-zeigt, dass sein Algorithmus auf einem Quantencomputer das Problem in poly-nomialer Zeit lösen kann und somit ein Brechen der Codes möglich wäre.

Die Frage stellt sich natürlich, ob je-des Problem viel schneller mit einem Quantencomputer gelöst werden könnte. Diese Frage wurde noch nicht beantwor-tet und ist ein aktives Forschungsgebiet der Mathematik. Zur Charakterisierung werden die verschiedenen Probleme in Komplexitätsklassen eingeteilt (Bild 4). Die allgemeinste Klasse ist PSPACE, die alle Probleme umfasst, die polynomiale Grösse im Speicher beanspruchen. Das bedeutet, sie sind effektiv auf einem Computer programmierbar; es kann aber durchaus sein, dass die Lösung sehr lange dauert. Eine weitere Klasse ist NP, die Probleme beinhaltet, die effektiv, d.h. in polynomialer Zeit, überprüfbar sind. Die Primfaktorisierung ist genau ein solches Problem: Man kann sehr schnell über-prüfen, ob die Primfaktoren in der Tat die Zahl ergeben, das Suchen der Primfakto-ren ist hingegen eine sehr aufwendige Aufgabe. Eine weitere Klasse ist P, die Klasse der Probleme, die effektiv auf ei-nem klassischen Computer gelöst werden können. Dazu gehört die Multiplikation von zwei Zahlen.

Die Klasse der Probleme, die effektiv auf einem Quantencomputer gelöst wer-

den können, wird BQP genannt. Bis jetzt ist nur bekannt, dass P sicher ein Teil von BQP ist, d.h., was ein klassischer Compu-ter schnell löst, kann auch ein Quanten-computer schnell bearbeiten. Zudem kann ein Problem, das nicht zu PSPACE gehört, auch nicht von einem Quanten-computer gelöst werden: Ein Problem, das exponentiell viele Bits braucht, wird auch exponentiell viele Qubits brauchen. Wo aber BQP sich zwischen den Klassen befindet und welche Probleme zu wel-chen Klassen gehören, sind Fragen der aktuellen Forschung.

Technologische RealisierungenMotiviert durch die theoretischen

Möglichkeiten, versuchen heute experi-mentelle Forscher, den Quantencompu-ter zu realisieren; sie untersuchen die verschiedensten Systeme auf ihre Eig-nung als Qubit. Leider sind aber quanten-mechanische Effekte extrem fragil. Zum Beispiel reicht für ein Qubit im optischen Bereich eine Energie von 10–19 Joule aus, um den Zustand zu zerstören. Der Prozess der Zerstörung des Quantenzu-stands wird als Dekohärenz bezeichnet, und die Kohärenzzeit misst die mittlere Zeit, in der ein Quantenzustand zerstört wird. Bei der Suche nach einem geeigne-ten Qubit ergeben sich leider wider-sprüchliche Anforderungen: Einerseits möchte man Qubits, die möglichst vom Rest der Welt entkoppelt sind und damit eine möglichst lange Kohärenzzeit auf-weisen. Andererseits muss man die Qubits auch von aussen kontrollieren, um einen gewünschten Algorithmus aus-zuführen. Vor allem muss zum Schluss der Zustand der Qubits mit möglichst hoher Präzision gemessen werden.

Ein natürlicher Kandidat für ein Qubit ist der Kernspin eines Atoms. Im Magnet-feld hängt die Energie des Atomkerns davon ab, ob der Spin parallel oder anti-parallel ausgerichtet ist. Diese zwei Zu-stände bilden jetzt die 0 oder die 1 eines Qubits. Durch Anlegen von Radiofre-quenzfeldern kann der Zustand des Kerns kontrolliert werden. Diese Techno-logie wird auch in der Medizin benutzt und ist bekannt unter dem Namen Mag-netic Resonance Imaging (MRI). Die ver-schiedenen Atomkerne eines Moleküls werden als Qubits verwendet und formen ein Quantenregister. Diese Technologie erzielt schon einige Erfolge; so wurde zum Beispiel der Shors-Algorithmus auf einem 7-Qubit-Register demonstriert. Leider stösst diese Technologie an ihre Grenzen bei der Ausdehnung auf mehr Qubits.

Eine vielversprechende Technologie sind die Ionenfallen. Ein Ion, d.h. ein ge-ladenes Atom, kann durch elektromagne-tische Felder im Vakuum gefangen wer-den und ist daher fast ganz entkoppelt von seiner Umgebung. Die Qubits wer-den in den elektronischen Zuständen der einzelnen Ionen gespeichert und können mit Laserstrahlen kontrolliert und ge-messen werden. Durch die elektrostati-sche Wechselwirkung können die Qubits wiederum kontrolliert gekoppelt werden.

Mit dieser Technologie wurde ein 8-Bit-Quantenregister demonstriert, und die Entwicklung spezieller Mikrofallen er-laubt den Ausbau zu mehr Qubits. Diese Ionenfallen-Technologie wird auch be-nutzt zum Bau von ultrapräzisen Atom-uhren und sorgt damit für die Referenz-zeit.

Eine ganz andere Technologie bilden supraleitende Schaltungen. Dabei wer-den mit lithografischen Methoden Schalt-kreise auf einem Chip hergestellt (Bild 5) und bei tiefen Temperaturen (< 4 Kelvin) gemessen. Die Supraleitung, d.h. das Ver-schwinden des ohmschen Widerstands bei diesen Temperaturen, ist ein wichti-ger Aspekt dieser Schaltkreise. Ohmsche Verluste und damit Dissipation bedeutet für die Qubits Dekohärenz und muss ab-solut vermieden werden. Der Vorteil die-ser Technologie ist, dass mit Mikrotech-nologie viele Qubits in einem Schritt gebaut werden können. Zudem werden die supraleitenden Qubits mit Mikrowel-lensignalen kontrolliert, was einfacher ist als mit Laserpulsen. Andererseits hat diese Technologie den Nachteil, dass die Kohärenzzeiten kurz sind, da die Schalt-kreise aus einem Festkörper bestehen und an viele Freiheitsgrade koppeln.

Neben diesen Technologien werden weitere auf ihre Eignung als Qubits un-tersucht, wie Elektronenspins in Quan-tenpunkten, Fehlstellen in Diamanten, Atome in optischen Gittern und viele mehr. Einen vielversprechenden Ansatz bilden auch hybride Systeme, die versu-chen, die Vorteile verschiedener Techno-logien zu kombinieren. Die aktuelle und die zukünftige Forschung werden zeigen, ob und mit welcher Technologie ein Quantencomputer gebaut werden kann.

Angaben zum AutorDr. Johannes Majer hat an der ETH Zürich Physik s zach Forschungsaufenthalten in Holland (TU Delft) und USA (Yale University) ist er jetzt wissenschaftli-cher Assistent am Atominstitut der TU Wien. TU Wien, A-1020 Wien, [email protected], www.majer.ch/johannes

TuneInNet pourrait simplifier le transfert de données sur internet

Les données sont envoyées à tous, le destinataire fait la sélection. Les différents services à base IP (inter net protocol) sur internet ont maintenant atteint une telle variété que l’effort de transfert de données augmente considérablement. TuneInNet est une idée destinée à simplifier radicalement le travail nécessaire sur le réseau. L’idée est basée sur l’hypothèse que les bandes passantes disponibles augmentent beaucoup plus fortement sur le réseau de base que le besoin hypothétiquement accumulé aux points terminaux d’un réseau.

résumé

Bild 2 Universelle Gatter.Aus einem NAND-Gatter kann jede Boolsche Logik eines klassischen Computers aufgebaut werden. Jeder Quantenalgorithmus kann gebildet werden durch einzelne Qubit-Rotationen und einen Controlled Not (CNOT).

Bild 3 Quantenlogik zur Implementierung des Deutsch-Josza-Algorithmus.Zu beachten ist, dass im Gegensatz zu einem klassischen Computer die Linien nicht elektrische Leitungen sind, sondern die zeitliche Evolution eines Qubits darstellen.

klassisch

NAND

quantum

CNOT

R

f(x)

f(x)yy

xxR /2R /2

R /2

P

NP

PSPACE

BQP?

Bild 4 Komplexitätsklassen.Verhältnis zwischen klassischen und Quantum-Klassen. Ein Quantencomputer BQP löst sicher alle Probleme von P, und sicher keines, das sich nicht in PSPACE befindet. Wo sich aber BQP zwischen P, NP und PSPACE befindet, ist noch nicht bekannt.

Bild 5 Supraleitender Chip.Zwei supraleitende Qubits (roter und grüner Rahmen) koppeln durch einen supraleitenden Resonator. Die Qubits (blaue Flächen) bestehen aus Aluminium und der Resonator (grau glänzend) aus Niob. Sie werden auf einen Siliziumchip (7 × 2 mm) aufgedampft. (Quelle: Yale University)

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Rotationen, d.h. beliebige Bewegungen auf der Kugeloberfläche. Der zweite Block besteht aus zwei Qubit-Operatio-nen, wobei das Ziel-Qubit invertiert wird, falls das Kontroll-Qubit im Zustand 1 ist – und nur dann. Diese Operation wird Controlled Not (CNOT) genannt. In der Boolschen Logik ist eine solche Opera-tion als XOR bekannt. Diese zwei Blöcke erlauben es, jede beliebige Quantenope-ration auszuführen.

Ein Quantenalgorithmus versucht nun, mit diesen universellen Blöcken ein Problem schneller zu lösen als ein klassi-scher Computer, indem Gebrauch ge-macht wird vom Überlagerungsprinzip. Ein einfaches Beispiel ist der Deutsch-Josza-Algorithmus (Bild 3). Leider ist das Problem nicht sehr relevant und nur von akademischem Interesse, illustriert aber gut die Funktion eines Quantencompu-ters: Die Problemstellung lautet, festzu-stellen, ob eine Münze fair ist, sprich: ob sich auf einer Seite Kopf und auf der an-deren eine Zahl befindet oder ob es sich um eine gefälschte Münze mit zwei Köp-fen (resp. Zahlen) handelt. Während man klassisch alle Möglichkeiten prüfen, d.h.

beide Seiten anschauen muss, nutzt ein Quantencomputer das Überlagerungs-prinzip. Die Münze wird in eine Überla-gerung der zwei Seiten gebracht und vom Quantencomputer überprüft, womit sie nur einmal angeschaut werden muss.

Ein viel relevanteres Problem versucht der Grover-Algorithmus zu lösen, näm-lich die Suche in einer unstrukturierten Datenbank. Da die Daten nicht sortiert sind, bleibt einem klassischen Computer nichts anderes übrig, als alle Datensätze anzuschauen, bis der gewünschte Eintrag gefunden ist. Ein Quantencomputer nimmt das Überlagerungsprinzip zu Hilfe und kann massiv parallel suchen. Der Grover-Algorithmus findet den gesuch-ten Eintrag quadratisch schneller als ein klassischer Computer.

Der wohl berühmteste und interessan-teste Quantenalgorithmus ist der Shors-Algorithmus zur Suche von Primfakto-ren. Das Problem, das der Algorithmus zu lösen versucht, ist, zu einer grossen Zahl die Zerlegung in Primzahlen zu fin-den. Auf einem klassischen Computer steigt der Aufwand dazu exponentiell an. Das bedeutet, dass es zwar nicht unmög-

lich ist, die Primzahlen zu finden, dass man aber leicht die Zahl so gross machen kann, dass sämtliche Computer zusam-men Jahre brauchen würden, um das Pro-blem zu lösen. Auf diesem mathemati-schen Umstand basieren moderne Kryptografiealgorithmen wie der RSA-Algorithmus, der die sichere Kommuni-kation zwischen Banken und auf dem Internet garantiert. Peter Shor hat ge-zeigt, dass sein Algorithmus auf einem Quantencomputer das Problem in poly-nomialer Zeit lösen kann und somit ein Brechen der Codes möglich wäre.

Die Frage stellt sich natürlich, ob je-des Problem viel schneller mit einem Quantencomputer gelöst werden könnte. Diese Frage wurde noch nicht beantwor-tet und ist ein aktives Forschungsgebiet der Mathematik. Zur Charakterisierung werden die verschiedenen Probleme in Komplexitätsklassen eingeteilt (Bild 4). Die allgemeinste Klasse ist PSPACE, die alle Probleme umfasst, die polynomiale Grösse im Speicher beanspruchen. Das bedeutet, sie sind effektiv auf einem Computer programmierbar; es kann aber durchaus sein, dass die Lösung sehr lange dauert. Eine weitere Klasse ist NP, die Probleme beinhaltet, die effektiv, d.h. in polynomialer Zeit, überprüfbar sind. Die Primfaktorisierung ist genau ein solches Problem: Man kann sehr schnell über-prüfen, ob die Primfaktoren in der Tat die Zahl ergeben, das Suchen der Primfakto-ren ist hingegen eine sehr aufwendige Aufgabe. Eine weitere Klasse ist P, die Klasse der Probleme, die effektiv auf ei-nem klassischen Computer gelöst werden können. Dazu gehört die Multiplikation von zwei Zahlen.

Die Klasse der Probleme, die effektiv auf einem Quantencomputer gelöst wer-

den können, wird BQP genannt. Bis jetzt ist nur bekannt, dass P sicher ein Teil von BQP ist, d.h., was ein klassischer Compu-ter schnell löst, kann auch ein Quanten-computer schnell bearbeiten. Zudem kann ein Problem, das nicht zu PSPACE gehört, auch nicht von einem Quanten-computer gelöst werden: Ein Problem, das exponentiell viele Bits braucht, wird auch exponentiell viele Qubits brauchen. Wo aber BQP sich zwischen den Klassen befindet und welche Probleme zu wel-chen Klassen gehören, sind Fragen der aktuellen Forschung.

Technologische RealisierungenMotiviert durch die theoretischen

Möglichkeiten, versuchen heute experi-mentelle Forscher, den Quantencompu-ter zu realisieren; sie untersuchen die verschiedensten Systeme auf ihre Eig-nung als Qubit. Leider sind aber quanten-mechanische Effekte extrem fragil. Zum Beispiel reicht für ein Qubit im optischen Bereich eine Energie von 10–19 Joule aus, um den Zustand zu zerstören. Der Prozess der Zerstörung des Quantenzu-stands wird als Dekohärenz bezeichnet, und die Kohärenzzeit misst die mittlere Zeit, in der ein Quantenzustand zerstört wird. Bei der Suche nach einem geeigne-ten Qubit ergeben sich leider wider-sprüchliche Anforderungen: Einerseits möchte man Qubits, die möglichst vom Rest der Welt entkoppelt sind und damit eine möglichst lange Kohärenzzeit auf-weisen. Andererseits muss man die Qubits auch von aussen kontrollieren, um einen gewünschten Algorithmus aus-zuführen. Vor allem muss zum Schluss der Zustand der Qubits mit möglichst hoher Präzision gemessen werden.

Ein natürlicher Kandidat für ein Qubit ist der Kernspin eines Atoms. Im Magnet-feld hängt die Energie des Atomkerns davon ab, ob der Spin parallel oder anti-parallel ausgerichtet ist. Diese zwei Zu-stände bilden jetzt die 0 oder die 1 eines Qubits. Durch Anlegen von Radiofre-quenzfeldern kann der Zustand des Kerns kontrolliert werden. Diese Techno-logie wird auch in der Medizin benutzt und ist bekannt unter dem Namen Mag-netic Resonance Imaging (MRI). Die ver-schiedenen Atomkerne eines Moleküls werden als Qubits verwendet und formen ein Quantenregister. Diese Technologie erzielt schon einige Erfolge; so wurde zum Beispiel der Shors-Algorithmus auf einem 7-Qubit-Register demonstriert. Leider stösst diese Technologie an ihre Grenzen bei der Ausdehnung auf mehr Qubits.

Eine vielversprechende Technologie sind die Ionenfallen. Ein Ion, d.h. ein ge-ladenes Atom, kann durch elektromagne-tische Felder im Vakuum gefangen wer-den und ist daher fast ganz entkoppelt von seiner Umgebung. Die Qubits wer-den in den elektronischen Zuständen der einzelnen Ionen gespeichert und können mit Laserstrahlen kontrolliert und ge-messen werden. Durch die elektrostati-sche Wechselwirkung können die Qubits wiederum kontrolliert gekoppelt werden.

Mit dieser Technologie wurde ein 8-Bit-Quantenregister demonstriert, und die Entwicklung spezieller Mikrofallen er-laubt den Ausbau zu mehr Qubits. Diese Ionenfallen-Technologie wird auch be-nutzt zum Bau von ultrapräzisen Atom-uhren und sorgt damit für die Referenz-zeit.

Eine ganz andere Technologie bilden supraleitende Schaltungen. Dabei wer-den mit lithografischen Methoden Schalt-kreise auf einem Chip hergestellt (Bild 5) und bei tiefen Temperaturen (< 4 Kelvin) gemessen. Die Supraleitung, d.h. das Ver-schwinden des ohmschen Widerstands bei diesen Temperaturen, ist ein wichti-ger Aspekt dieser Schaltkreise. Ohmsche Verluste und damit Dissipation bedeutet für die Qubits Dekohärenz und muss ab-solut vermieden werden. Der Vorteil die-ser Technologie ist, dass mit Mikrotech-nologie viele Qubits in einem Schritt gebaut werden können. Zudem werden die supraleitenden Qubits mit Mikrowel-lensignalen kontrolliert, was einfacher ist als mit Laserpulsen. Andererseits hat diese Technologie den Nachteil, dass die Kohärenzzeiten kurz sind, da die Schalt-kreise aus einem Festkörper bestehen und an viele Freiheitsgrade koppeln.

Neben diesen Technologien werden weitere auf ihre Eignung als Qubits un-tersucht, wie Elektronenspins in Quan-tenpunkten, Fehlstellen in Diamanten, Atome in optischen Gittern und viele mehr. Einen vielversprechenden Ansatz bilden auch hybride Systeme, die versu-chen, die Vorteile verschiedener Techno-logien zu kombinieren. Die aktuelle und die zukünftige Forschung werden zeigen, ob und mit welcher Technologie ein Quantencomputer gebaut werden kann.

Angaben zum AutorDr. Johannes Majer hat an der ETH Zürich Physik s zach Forschungsaufenthalten in Holland (TU Delft) und USA (Yale University) ist er jetzt wissenschaftli-cher Assistent am Atominstitut der TU Wien. TU Wien, A-1020 Wien, [email protected], www.majer.ch/johannes

TuneInNet pourrait simplifier le transfert de données sur internet

Les données sont envoyées à tous, le destinataire fait la sélection. Les différents services à base IP (inter net protocol) sur internet ont maintenant atteint une telle variété que l’effort de transfert de données augmente considérablement. TuneInNet est une idée destinée à simplifier radicalement le travail nécessaire sur le réseau. L’idée est basée sur l’hypothèse que les bandes passantes disponibles augmentent beaucoup plus fortement sur le réseau de base que le besoin hypothétiquement accumulé aux points terminaux d’un réseau.

résumé

Bild 2 Universelle Gatter.Aus einem NAND-Gatter kann jede Boolsche Logik eines klassischen Computers aufgebaut werden. Jeder Quantenalgorithmus kann gebildet werden durch einzelne Qubit-Rotationen und einen Controlled Not (CNOT).

Bild 3 Quantenlogik zur Implementierung des Deutsch-Josza-Algorithmus.Zu beachten ist, dass im Gegensatz zu einem klassischen Computer die Linien nicht elektrische Leitungen sind, sondern die zeitliche Evolution eines Qubits darstellen.

klassisch

NAND

quantum

CNOT

R

f(x)

f(x)yy

xxR /2R /2

R /2

P

NP

PSPACE

BQP?

Bild 4 Komplexitätsklassen.Verhältnis zwischen klassischen und Quantum-Klassen. Ein Quantencomputer BQP löst sicher alle Probleme von P, und sicher keines, das sich nicht in PSPACE befindet. Wo sich aber BQP zwischen P, NP und PSPACE befindet, ist noch nicht bekannt.

Bild 5 Supraleitender Chip.Zwei supraleitende Qubits (roter und grüner Rahmen) koppeln durch einen supraleitenden Resonator. Die Qubits (blaue Flächen) bestehen aus Aluminium und der Resonator (grau glänzend) aus Niob. Sie werden auf einen Siliziumchip (7 × 2 mm) aufgedampft. (Quelle: Yale University)

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Bulletin 5 / 200910

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_Quantencomputer_Entw3.indd 10-11 17.9.2009 15:20:35 Uhr

Page 12: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

TuneInNet könnte den Datentransfer im Internet vereinfachenGesendet werden die Daten an alle, der Empfänger selektiert

Die verschiedenen Dienste im Internet auf der Basis von IP (Inter netprotokoll) erreichen heute eine Vielfalt, die den Aufwand für den Datentransfer stark anwachsen lässt. TuneInNet ist eine Idee, diesen Aufwand im Netz-werk drastisch zu verein fachen. Sie basiert auf der Annahme, dass die verfügbaren Bandbreiten im Back-bone deutlich stärker wachsen als der hypothetisch aggregierte Bedarf an allen Endpunkten eines Netzes zusammen.

Das ursprüngliche Internet auf der Ba-sis von IP der 70er-Jahre war als wissen-schaftliches Netzwerk von Universitäten geplant und gebaut worden. Erst die Kommerzialisierung zu Beginn der 90er-Jahre – unter anderem getrieben durch das World Wide Web (WWW) im Jahr 1990 – hat das Internet zu einem allum-fassenden Medium für den Datentrans-port gemacht. Dieses muss im neuen Jahrtausend dann auch sehr verschiede-nen Anforderungen diverser multimedia-ler Applikationen und anderer Geschäfts-anwendungen standhalten.

Als technische Grundlage dieses Da-tenaustauschs ist es essenziell, dass die

im Internet als Datengramme bezeichne-ten Daten – im Folgenden der Einfach-heit halber «Pakete» genannt – den Weg vom Sender zum Empfänger finden. Wo-bei Sender wie auch Empfänger je ein Endpunkt im Netz darstellen. Da das In-ternet als robustes und ausfallsicheres Netzwerk konzipiert wurde, sind die ein-zelnen Router im Netz autonom darum besorgt, die den Paketen inhärenten Ziel- und Absenderadressen zu analysieren und anhand dieser Angaben den Weg vom Sender zum Empfänger zu finden. Dies geschieht heute typischerweise nur auf der Grundlage möglicher Wege, aber keiner weiterer Parameter, wie zum Bei-

spiel der verfügbaren Bandbeite oder gar der erreichbaren Verzögerungszeiten. Damit sind die Aufgaben der Router im Kern des wissenschaftlichen Problems auf die Wegewahl (Routing) und die Wei-terleitung (Forwarding) beschränkt – na-türlich neben den im produktiven Betrieb notwendigen Überwachungs- und Kont-rollaufgaben.

Die Idee: TuneInNetAn dieser Stelle setzt TuneInNet an

und schlägt einen einfacheren Mechanis-mus zum Datenaustausch in einem zukünftigen Internet vor: Die Pakete werden nicht mehr anhand der Wege-wahlfunktion der Router dezidiert durch das Netz geleitet, sondern im Netzwerk breit verteilt (Bild 1). Dies macht die di-rekte Wegewahl überflüssig. Der Ansatz ähnelt dem «Wasserfluss auf offenem Ge-lände» oder dem «Directed Diffusion»-Ansatz. In gewisser Weise kann diese Verteilung (eben die Weiterleitung) der Pakete als ein Fluten angesehen werden, da jeder Knoten im Netz die Pakete er-hält.

Diese Pakete beinhalten nur wenige, verschlüsselte Zusatzinformationen (Eti-kette), die nur vom Empfänger korrekt interpretiert werden können – und nicht von anderen Knoten. Ferner werden Weiterleitungsentscheidungen in Netz-knoten im Zusammenspiel mit Regeln (Policies) angewendet, um den Verkehr klein bzw. domänenspezifisch lokalisiert zu halten. Jedes Paket kann somit vom Empfänger an einem beliebigen Ort aus dem Netz herausgezogen werden, was ferner den Vorteil hat, dass der Mobilität der Benutzer keine Grenzen gesetzt sind und keine besonderen Protokolle für mo-bile Dienste notwendig sind. Um dies zu erreichen, können Pakete in Caches zwi-schengespeichert werden, wofür eine implizite Adressierung zwischen zwei vertrauenswürdigen Kommunikations-partnern notwendig ist. Daher verhindert dieser Ansatz auch traditionelle Denial-of-Service-(DoS)-Attacken, da der Emp-fänger aktiv auf ein Paket zugreifen muss. Weitere Sicherheitsanforderungen, bei-spielsweise die Vertraulichkeit, können

Burkhard Stiller

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S

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Netz ANetz B

Netz CNetz D

Bild 1 Funktionsweise des senderbasierten Flutens von Daten in Kommunikationsnetzen mit der Möglichkeit einer hierarchischen Filterung, basierend auf Download Clearing Codes (DCCs).

PolITIk uND WIrTSchAfT NEtzwErkPolITIquE ET écoNomIE résEaux

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Bulletin 5 / 2009 13

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TuneInNet könnte den Datentransfer im Internet vereinfachenGesendet werden die Daten an alle, der Empfänger selektiert

Die verschiedenen Dienste im Internet auf der Basis von IP (Inter netprotokoll) erreichen heute eine Vielfalt, die den Aufwand für den Datentransfer stark anwachsen lässt. TuneInNet ist eine Idee, diesen Aufwand im Netz-werk drastisch zu verein fachen. Sie basiert auf der Annahme, dass die verfügbaren Bandbreiten im Back-bone deutlich stärker wachsen als der hypothetisch aggregierte Bedarf an allen Endpunkten eines Netzes zusammen.

Das ursprüngliche Internet auf der Ba-sis von IP der 70er-Jahre war als wissen-schaftliches Netzwerk von Universitäten geplant und gebaut worden. Erst die Kommerzialisierung zu Beginn der 90er-Jahre – unter anderem getrieben durch das World Wide Web (WWW) im Jahr 1990 – hat das Internet zu einem allum-fassenden Medium für den Datentrans-port gemacht. Dieses muss im neuen Jahrtausend dann auch sehr verschiede-nen Anforderungen diverser multimedia-ler Applikationen und anderer Geschäfts-anwendungen standhalten.

Als technische Grundlage dieses Da-tenaustauschs ist es essenziell, dass die

im Internet als Datengramme bezeichne-ten Daten – im Folgenden der Einfach-heit halber «Pakete» genannt – den Weg vom Sender zum Empfänger finden. Wo-bei Sender wie auch Empfänger je ein Endpunkt im Netz darstellen. Da das In-ternet als robustes und ausfallsicheres Netzwerk konzipiert wurde, sind die ein-zelnen Router im Netz autonom darum besorgt, die den Paketen inhärenten Ziel- und Absenderadressen zu analysieren und anhand dieser Angaben den Weg vom Sender zum Empfänger zu finden. Dies geschieht heute typischerweise nur auf der Grundlage möglicher Wege, aber keiner weiterer Parameter, wie zum Bei-

spiel der verfügbaren Bandbeite oder gar der erreichbaren Verzögerungszeiten. Damit sind die Aufgaben der Router im Kern des wissenschaftlichen Problems auf die Wegewahl (Routing) und die Wei-terleitung (Forwarding) beschränkt – na-türlich neben den im produktiven Betrieb notwendigen Überwachungs- und Kont-rollaufgaben.

Die Idee: TuneInNetAn dieser Stelle setzt TuneInNet an

und schlägt einen einfacheren Mechanis-mus zum Datenaustausch in einem zukünftigen Internet vor: Die Pakete werden nicht mehr anhand der Wege-wahlfunktion der Router dezidiert durch das Netz geleitet, sondern im Netzwerk breit verteilt (Bild 1). Dies macht die di-rekte Wegewahl überflüssig. Der Ansatz ähnelt dem «Wasserfluss auf offenem Ge-lände» oder dem «Directed Diffusion»-Ansatz. In gewisser Weise kann diese Verteilung (eben die Weiterleitung) der Pakete als ein Fluten angesehen werden, da jeder Knoten im Netz die Pakete er-hält.

Diese Pakete beinhalten nur wenige, verschlüsselte Zusatzinformationen (Eti-kette), die nur vom Empfänger korrekt interpretiert werden können – und nicht von anderen Knoten. Ferner werden Weiterleitungsentscheidungen in Netz-knoten im Zusammenspiel mit Regeln (Policies) angewendet, um den Verkehr klein bzw. domänenspezifisch lokalisiert zu halten. Jedes Paket kann somit vom Empfänger an einem beliebigen Ort aus dem Netz herausgezogen werden, was ferner den Vorteil hat, dass der Mobilität der Benutzer keine Grenzen gesetzt sind und keine besonderen Protokolle für mo-bile Dienste notwendig sind. Um dies zu erreichen, können Pakete in Caches zwi-schengespeichert werden, wofür eine implizite Adressierung zwischen zwei vertrauenswürdigen Kommunikations-partnern notwendig ist. Daher verhindert dieser Ansatz auch traditionelle Denial-of-Service-(DoS)-Attacken, da der Emp-fänger aktiv auf ein Paket zugreifen muss. Weitere Sicherheitsanforderungen, bei-spielsweise die Vertraulichkeit, können

Burkhard Stiller

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Netz ANetz B

Netz CNetz D

Bild 1 Funktionsweise des senderbasierten Flutens von Daten in Kommunikationsnetzen mit der Möglichkeit einer hierarchischen Filterung, basierend auf Download Clearing Codes (DCCs).

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integral in TuneInNet erreicht werden, wenn die gesamten Paketinhalte – neben der obligatorischen Zusatzinformation – verschlüsselt werden. Dieses hat nur einen Zusatzaufwand zur Berechnung der Verschlüsselung in den beteiligten Endpunkten zur Folge.

Um grundsätzlich sicherzustellen, dass tatsächlich kein falscher Empfänger die Daten empfängt, müssen die Pakete in TuneInNet etikettiert werden. Diese Etiketten sind die verschlüsselten Zu-satzinformationen (Download Clearing Code), die im Allgemeinen bei Kommu-nikationsprotokollen als Kontrollinfor-mation bezeichnet werden und den Ziel- und Quelladressen zugeordnet sind. Als Grundlage dieser Verschlüsselungen und der sie ausführenden Algorithmen wird eine Schlüsselverwaltungsinfrastruktur (PKI, Public Key Infrastructure) [6] ver-wendet.

Natürlich ist bei TuneInNet und den soeben skizzierten Vorzügen auch ein Nachteil zu finden, der je nach Situation einmal stärker und einmal schwächer ge-wichtet werden kann. Die Datenvolu-mina werden im Netz steigen – speziell in einer aggregierten Form über das ge-samte Netz und die Endpunkte hinweg betrachtet. Dieser Nachteil stellt jedoch in Zukunft kein unlösbares Problem dar, da (a) eine begründete Annahme der ständig wachsenden Backbone-Kapazität zukünftiger Netzwerke im Internet be-steht [5] und (b) TuneInNet Massnahmen vorsieht, die Pakete in einem Netzknoten zwischen gekoppelten Netzwerken zu filtern. Die Konfiguration dieser Filter erlaubt es, ein unnötiges Weiterleiten zwischen zwei Netzdomänen zu vermei-den, oder schränkt dieses explizit ein. In einem solchen Fall können beide Netz-werkanbieter angepasste Filterregeln lo-kal aus ihrer Sicht heraus etablieren, was dem möglicherweise fehlenden Vertrauen zwischen den Providern untereinander Rechnung trägt.

ArchitekturTuneInNet verändert somit auch die

zugrundeliegende Architektur der Netz-werke positiv – sei es das Department- of-Defence-Model des Internets oder das ISO/OSI-Basisreferenzmodell (Bild 2). Diese Veränderung ist als Vereinfachung erkennbar, da einige der bis anhin be-kannten Schichten aufgelöst und fast er-satzlos gestrichen werden können. Wäh-rend im heutigen Netzwerk ebenso wie in einem Tune- InNet die Schicht 1 für die Übertragung über das physikalische

Medium verantwortlich (drahtgebunden oder drahtlos) und die Schicht 2a für den Netzwerkzugang und deren Verteilung zuständig ist, braucht es für TuneInNet keine Schichten 2b bis 3 mehr. Die Netz-werktopologie besteht einzig aus End-punkten und Netzknoten, wobei Letztere als Non-Forwarding Engines (NFE) be-zeichnet werden, die die oben erwähnte Filterfunktion zwischen den traditionel-len Subnetzen oder zwischen administra-tiven Domänen übernehmen.

Diese NFEs ersetzen die heutigen Router vollständig und fungieren damit als «brückenartige» Firewall, da neben dem Filterungsvorgang – basierend auf den Zusatzinformationen sowie den Ad-ressen – nur noch bei Auswertung der vorliegenden Filterregeln eine einfache Paketweiterleitung oder eben keine Wei-terleitung ermittelt wird. Diese Auswer-tungen erleichtern damit in der Folge die Aufgaben des Netzwerk managements [2], da einfachere Informa tionsmodelle, keine Routingtabellen und -protokolle sowie eine reduzierte Anzahl von Schich-ten erreicht werden.

Weiterleitungs- und FiltermechanismusAlle Endpunkte sind innerhalb einer

Domäne angesiedelt, die selber über min-destens einen NFE an das weltweite Netz angeschlossen sind. Die Endpunkte gene-rieren dann beispielsweise einen Paket-strom wie bis anhin auch. Zu jedem dieser Pakete wird die Empfängerindivi-dualisierung mindestens in Form des Download Clearing Codes hinzugestellt, und dann wird beides in konkatenierter Form in das Netz versandt.1) Der erste NFE empfängt dieses Paket und ent-scheidet, ob das Paket an alle oder nur

einige weitere interkonnektierte NFEs weitergeleitet wird, jeweils auf der Basis der vorab definierten Filterregeln (Poli-cies) des Anbieters. Diese Entscheidun-gen werden an jedem weiteren NFE

für jedes Paket in gleicher Form wie-derholt, jeweils aufgrund der lokal vorlie-genden Regeln.

Der Look-up-Mechanismus des End-punktes erlaubt dann einem beliebigen Empfänger, die Pakete, die für ihn vorge-sehen sind (anhand des im Paket enthal-tenen Download Clearing Codes eindeu-tig erkennbar), aufzunehmen – entweder im laufenden Verkehr oder aber aus ei-nem Cache, falls der Empfänger gerade beim Vorbeiziehen des Pakets nicht aktiv gewesen sein sollte. Dieser Look-up-Me-chanismus ist somit als eine am Empfän-ger angewendete Filterregel anzusehen.

Nach dem gleichen Prinzip können NFEs diverse weitere Filterregeln anwen-den, um das vollständige Fluten von Do-mänen oder von deren Teilbereichen einzuschränken bzw. gänzlich zu unter-binden. Dieses wird technologisch auf Basis von heute bekannten Policy-basier-ten Netzwerk-Management-Methoden und -Systemen geschehen. Hierbei kön-nen ferner die Filterregeln für alle NFEs einer Domäne identisch, topologiespezi-fisch oder gemäss vorliegender Interkon-nektionsvereinbarungen und benötigter Anbietervorgaben individuell konfigu-riert werden.

In Bezug auf eine Anwendung von Tune- InNet und seinen Mechanismen ist anzuführen, dass es in einer Migration eingesetzt werden kann, da es Teildomä-nen geben wird, die voneinander unab-hängig, aber parallel laufend traditionell oder Tune- InNet-basiert arbeiten kön-nen. NFE-zu-Router-Gateways sorgen

dann für ein einfaches Ab- oder Über-streifen der Etiketten, welches im Kern einem MPLS-Border-Router (Multi-Pro-tocol Label Switching) ähnelt, der MPLS-Label für den Transport von IP-Daten hinzufügt bzw. abstreift.

AnnahmenTuneInNet ist aufgrund der obigen

Beschreibung algorithmisch und proto-kolltechnisch realisierbar, da die notwen-dige Architektur, die angepassten Proto-kolle und die Paketformate bekannt sind. Damit ist TuneInNet auch praktisch an-wendbar, wenn vier Annahmen zutref-fen, die im Folgenden diskutiert werden. Diese Diskussion zeigt im Besonderen auch, dass die Annahmen in einem über-schaubaren Zeithorizont erreicht werden können.

Erste Annahme: Grosse Bandbreiten sind verfügbar, weiter wachsende Band-breiten sind angekündigt und technologisch praktikabel. Die Bandbreiten in den Back-bone-Netzen der Anbieter übersteigen

um ein Vielfaches die aggregierten Kapazitäten der Endpunkte. Durch die optischen Übertragungsmedien auf Schicht 1 stehen Broad caster und Repea-ter im Tbit/s-Bereich vor der Einführung. Generell unterliegen die Bandbreitenent-wicklungen einer ungefähren Verdoppe-lung alle 9 Monate [5]. Basierend auf diesen Technologien sind ferner die Kos-ten für die Kanäle auf der Schicht 1 sehr günstig, während die Kosten von Rou-tern auf Schicht 3 stetig aufgrund deren Komplexität steigen und zusätzliche, bei günstigeren Modellen potenzielle Fla-schenhälse für die Paketweiterleitung darstellen können.

Zweite Annahme: In wenigen Zwi-schenknoten sind grosse Caches ebenso wie höhere Verarbeitungsleistungen mög-lich. Zwischenpuffer für Kontroll- und Steuerdaten sind im Bereich von mindes-tens einigen Gigabit pro Knoten verfüg-bar, noch wachsend und kostengünstig [4]. D.h., verbunden mit wenigen NFEs in einer Topologie gekoppelter Teilnetze, sind die Aufgaben dieser NFEs selber auch auf einfache Berechnungsaufgaben (Filter) reduziert. Weiterhin sind damit auch ausreichend hohe Verarbeitungs-leistungen (CPU) – im Speziellen für die Verschlüsselungen, mindestens jedoch der Etikette – zu erreichen.

Dritte Annahme: Schlüsselverwaltun-gen auf der Basis einer PKI sind reali-siert. Diese Art der Infrastruktur einer Sicherheitsunterstützung hat deutlich an Bedeutung und in der Anzahl existieren-

der Installationen und deren Anwendung zugenommen [6]. Auch ist der Einsatz in anderen kommerziellen Bereichen stark, d.h., ein Synergieeffekt aus dem Einsatz mittels TuneInNet im Netzwerkbereich ist zu erwarten. Allerdings müssen in die-ser Situation Gruppenschlüssel ebenso verwaltbar sein, und das Vorhandensein von Gruppenadressen muss sichergestellt werden können.

Vierte Annahme: Extensive Applikati-onsanzahlen und Overlay-Netzwerke sind für die nahe Zukunft sicher zu er-warten. Wenn davon ausgegangen wird, dass alle der weltweit ca. 10 000 TV-Sta-tionen und ca. 100 000 Radiostationen kontinuierlich das Netzwerk mit ihren Datenströmen füllen, dann ist mit einem grossen Datenvolumen zu rechnen. Zu-sätzlich ist der Verkehr aus Overlay-Netzwerken signifikant und im Steigen begriffen [1]. Dieses steigende Volumen wird aber ungleich weniger drama tische Auswirkungen in einem TuneInNet ha-ben, da die Empfänger sich einfach in

die weitergeleiteten Paketflüsse ein-klinken können und Multicast-Eigen-schaften vorhanden sein werden. Hier ergeben sich

für Sender wie auch Empfänger sowie Netzwerkanbieter ökonomisch positive Anreize [7].

Simulation des NetzesAuf der Basis dieser technischen

Grundlagen für TuneInNet ist ein kleines Simulationsmodell untersucht worden,

welches die Validierung der Konsequen-zen dieses Ansatzes auf der Basis obiger Annahmen in einem Worst-Case-Szena-rio – also einer Abschätzung einer oberen Schranke für den Gesamtaufwand – er-laubt.

Die Verwendung eines Topologiegene-rators scheint wegen der vielfältigen Netzwerktopologien in heutigen Netzen angebracht, um keine «vorbelastete» To-pologie zu verwenden. Ferner können die Anzahl der Transitdomänen, die den Backbone definieren, ebenso wie die mittlere Anzahl von Zugriffsnetzwerken und die mittlere Anzahl von Endpunkten in diesen parametrisiert werden. Die Ver-kehrsflussdaten wurden (a) in einem konventionellen Routing-Modus sowie (b) mittels eines einfachen Tune-in- Net-Modus behandelt. Schliesslich sind die Paketgrösse, die Ankunftsraten auf der Basis einer Zipf-Verteilung und die Sen-derate pro Endpunkt in dieser Topologie parametrisierbar.

Für eine zufällig generierte Topologie mit 3 Transitdomänen, einer mittleren Anzahl von 3 Hops in jeder von dieser und einer mittleren Anzahl von 6 Zu-griffsnetzen je Transitdomäne wurden im Mittel 7 Endpunkte je Zugriffsnetz gene-riert. Dieses resultierte in einem Gesamt-netz mit 645 Knoten. Auf diese Topologie wurden 150 Byte grosse Pakete in einer zufälligen Gleichverteilung pro Knoten und pro Sekunde aufgeprägt.

Nach einer Simulationszeit von 60 s wurde das Resultat im Fall (a) des tradi-

Bild 3 Ethernet-basierte Netzwerkinfrastruktur.

OSI-Modell der Kommunikationsschichten

Schicht

Anwendung(Application Layer)

www.mypage.com FTP, HTTP, DNS7

Darstellung(Presentation Layer)

Zeichencodierung,komprimieren

6

Kommunikationssteuerung(Session Layer)

Verbindungsaufbau5

Transport(Transport Layer)

TCP, UCP Error correctionper File (Reihenfolge)

4

Sicherung / Verbindung(Data Link)

HDLC Error correctionper Paket

2

Bitübertragung(Physical Layer)

Strom/Spannung/Licht

1

Vermittlung(Network Layer)

IP Routing3

Protokoll

Bild 2 OSI-Schichtenmodell.

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integral in TuneInNet erreicht werden, wenn die gesamten Paketinhalte – neben der obligatorischen Zusatzinformation – verschlüsselt werden. Dieses hat nur einen Zusatzaufwand zur Berechnung der Verschlüsselung in den beteiligten Endpunkten zur Folge.

Um grundsätzlich sicherzustellen, dass tatsächlich kein falscher Empfänger die Daten empfängt, müssen die Pakete in TuneInNet etikettiert werden. Diese Etiketten sind die verschlüsselten Zu-satzinformationen (Download Clearing Code), die im Allgemeinen bei Kommu-nikationsprotokollen als Kontrollinfor-mation bezeichnet werden und den Ziel- und Quelladressen zugeordnet sind. Als Grundlage dieser Verschlüsselungen und der sie ausführenden Algorithmen wird eine Schlüsselverwaltungsinfrastruktur (PKI, Public Key Infrastructure) [6] ver-wendet.

Natürlich ist bei TuneInNet und den soeben skizzierten Vorzügen auch ein Nachteil zu finden, der je nach Situation einmal stärker und einmal schwächer ge-wichtet werden kann. Die Datenvolu-mina werden im Netz steigen – speziell in einer aggregierten Form über das ge-samte Netz und die Endpunkte hinweg betrachtet. Dieser Nachteil stellt jedoch in Zukunft kein unlösbares Problem dar, da (a) eine begründete Annahme der ständig wachsenden Backbone-Kapazität zukünftiger Netzwerke im Internet be-steht [5] und (b) TuneInNet Massnahmen vorsieht, die Pakete in einem Netzknoten zwischen gekoppelten Netzwerken zu filtern. Die Konfiguration dieser Filter erlaubt es, ein unnötiges Weiterleiten zwischen zwei Netzdomänen zu vermei-den, oder schränkt dieses explizit ein. In einem solchen Fall können beide Netz-werkanbieter angepasste Filterregeln lo-kal aus ihrer Sicht heraus etablieren, was dem möglicherweise fehlenden Vertrauen zwischen den Providern untereinander Rechnung trägt.

ArchitekturTuneInNet verändert somit auch die

zugrundeliegende Architektur der Netz-werke positiv – sei es das Department- of-Defence-Model des Internets oder das ISO/OSI-Basisreferenzmodell (Bild 2). Diese Veränderung ist als Vereinfachung erkennbar, da einige der bis anhin be-kannten Schichten aufgelöst und fast er-satzlos gestrichen werden können. Wäh-rend im heutigen Netzwerk ebenso wie in einem Tune- InNet die Schicht 1 für die Übertragung über das physikalische

Medium verantwortlich (drahtgebunden oder drahtlos) und die Schicht 2a für den Netzwerkzugang und deren Verteilung zuständig ist, braucht es für TuneInNet keine Schichten 2b bis 3 mehr. Die Netz-werktopologie besteht einzig aus End-punkten und Netzknoten, wobei Letztere als Non-Forwarding Engines (NFE) be-zeichnet werden, die die oben erwähnte Filterfunktion zwischen den traditionel-len Subnetzen oder zwischen administra-tiven Domänen übernehmen.

Diese NFEs ersetzen die heutigen Router vollständig und fungieren damit als «brückenartige» Firewall, da neben dem Filterungsvorgang – basierend auf den Zusatzinformationen sowie den Ad-ressen – nur noch bei Auswertung der vorliegenden Filterregeln eine einfache Paketweiterleitung oder eben keine Wei-terleitung ermittelt wird. Diese Auswer-tungen erleichtern damit in der Folge die Aufgaben des Netzwerk managements [2], da einfachere Informa tionsmodelle, keine Routingtabellen und -protokolle sowie eine reduzierte Anzahl von Schich-ten erreicht werden.

Weiterleitungs- und FiltermechanismusAlle Endpunkte sind innerhalb einer

Domäne angesiedelt, die selber über min-destens einen NFE an das weltweite Netz angeschlossen sind. Die Endpunkte gene-rieren dann beispielsweise einen Paket-strom wie bis anhin auch. Zu jedem dieser Pakete wird die Empfängerindivi-dualisierung mindestens in Form des Download Clearing Codes hinzugestellt, und dann wird beides in konkatenierter Form in das Netz versandt.1) Der erste NFE empfängt dieses Paket und ent-scheidet, ob das Paket an alle oder nur

einige weitere interkonnektierte NFEs weitergeleitet wird, jeweils auf der Basis der vorab definierten Filterregeln (Poli-cies) des Anbieters. Diese Entscheidun-gen werden an jedem weiteren NFE

für jedes Paket in gleicher Form wie-derholt, jeweils aufgrund der lokal vorlie-genden Regeln.

Der Look-up-Mechanismus des End-punktes erlaubt dann einem beliebigen Empfänger, die Pakete, die für ihn vorge-sehen sind (anhand des im Paket enthal-tenen Download Clearing Codes eindeu-tig erkennbar), aufzunehmen – entweder im laufenden Verkehr oder aber aus ei-nem Cache, falls der Empfänger gerade beim Vorbeiziehen des Pakets nicht aktiv gewesen sein sollte. Dieser Look-up-Me-chanismus ist somit als eine am Empfän-ger angewendete Filterregel anzusehen.

Nach dem gleichen Prinzip können NFEs diverse weitere Filterregeln anwen-den, um das vollständige Fluten von Do-mänen oder von deren Teilbereichen einzuschränken bzw. gänzlich zu unter-binden. Dieses wird technologisch auf Basis von heute bekannten Policy-basier-ten Netzwerk-Management-Methoden und -Systemen geschehen. Hierbei kön-nen ferner die Filterregeln für alle NFEs einer Domäne identisch, topologiespezi-fisch oder gemäss vorliegender Interkon-nektionsvereinbarungen und benötigter Anbietervorgaben individuell konfigu-riert werden.

In Bezug auf eine Anwendung von Tune- InNet und seinen Mechanismen ist anzuführen, dass es in einer Migration eingesetzt werden kann, da es Teildomä-nen geben wird, die voneinander unab-hängig, aber parallel laufend traditionell oder Tune- InNet-basiert arbeiten kön-nen. NFE-zu-Router-Gateways sorgen

dann für ein einfaches Ab- oder Über-streifen der Etiketten, welches im Kern einem MPLS-Border-Router (Multi-Pro-tocol Label Switching) ähnelt, der MPLS-Label für den Transport von IP-Daten hinzufügt bzw. abstreift.

AnnahmenTuneInNet ist aufgrund der obigen

Beschreibung algorithmisch und proto-kolltechnisch realisierbar, da die notwen-dige Architektur, die angepassten Proto-kolle und die Paketformate bekannt sind. Damit ist TuneInNet auch praktisch an-wendbar, wenn vier Annahmen zutref-fen, die im Folgenden diskutiert werden. Diese Diskussion zeigt im Besonderen auch, dass die Annahmen in einem über-schaubaren Zeithorizont erreicht werden können.

Erste Annahme: Grosse Bandbreiten sind verfügbar, weiter wachsende Band-breiten sind angekündigt und technologisch praktikabel. Die Bandbreiten in den Back-bone-Netzen der Anbieter übersteigen

um ein Vielfaches die aggregierten Kapazitäten der Endpunkte. Durch die optischen Übertragungsmedien auf Schicht 1 stehen Broad caster und Repea-ter im Tbit/s-Bereich vor der Einführung. Generell unterliegen die Bandbreitenent-wicklungen einer ungefähren Verdoppe-lung alle 9 Monate [5]. Basierend auf diesen Technologien sind ferner die Kos-ten für die Kanäle auf der Schicht 1 sehr günstig, während die Kosten von Rou-tern auf Schicht 3 stetig aufgrund deren Komplexität steigen und zusätzliche, bei günstigeren Modellen potenzielle Fla-schenhälse für die Paketweiterleitung darstellen können.

Zweite Annahme: In wenigen Zwi-schenknoten sind grosse Caches ebenso wie höhere Verarbeitungsleistungen mög-lich. Zwischenpuffer für Kontroll- und Steuerdaten sind im Bereich von mindes-tens einigen Gigabit pro Knoten verfüg-bar, noch wachsend und kostengünstig [4]. D.h., verbunden mit wenigen NFEs in einer Topologie gekoppelter Teilnetze, sind die Aufgaben dieser NFEs selber auch auf einfache Berechnungsaufgaben (Filter) reduziert. Weiterhin sind damit auch ausreichend hohe Verarbeitungs-leistungen (CPU) – im Speziellen für die Verschlüsselungen, mindestens jedoch der Etikette – zu erreichen.

Dritte Annahme: Schlüsselverwaltun-gen auf der Basis einer PKI sind reali-siert. Diese Art der Infrastruktur einer Sicherheitsunterstützung hat deutlich an Bedeutung und in der Anzahl existieren-

der Installationen und deren Anwendung zugenommen [6]. Auch ist der Einsatz in anderen kommerziellen Bereichen stark, d.h., ein Synergieeffekt aus dem Einsatz mittels TuneInNet im Netzwerkbereich ist zu erwarten. Allerdings müssen in die-ser Situation Gruppenschlüssel ebenso verwaltbar sein, und das Vorhandensein von Gruppenadressen muss sichergestellt werden können.

Vierte Annahme: Extensive Applikati-onsanzahlen und Overlay-Netzwerke sind für die nahe Zukunft sicher zu er-warten. Wenn davon ausgegangen wird, dass alle der weltweit ca. 10 000 TV-Sta-tionen und ca. 100 000 Radiostationen kontinuierlich das Netzwerk mit ihren Datenströmen füllen, dann ist mit einem grossen Datenvolumen zu rechnen. Zu-sätzlich ist der Verkehr aus Overlay-Netzwerken signifikant und im Steigen begriffen [1]. Dieses steigende Volumen wird aber ungleich weniger drama tische Auswirkungen in einem TuneInNet ha-ben, da die Empfänger sich einfach in

die weitergeleiteten Paketflüsse ein-klinken können und Multicast-Eigen-schaften vorhanden sein werden. Hier ergeben sich

für Sender wie auch Empfänger sowie Netzwerkanbieter ökonomisch positive Anreize [7].

Simulation des NetzesAuf der Basis dieser technischen

Grundlagen für TuneInNet ist ein kleines Simulationsmodell untersucht worden,

welches die Validierung der Konsequen-zen dieses Ansatzes auf der Basis obiger Annahmen in einem Worst-Case-Szena-rio – also einer Abschätzung einer oberen Schranke für den Gesamtaufwand – er-laubt.

Die Verwendung eines Topologiegene-rators scheint wegen der vielfältigen Netzwerktopologien in heutigen Netzen angebracht, um keine «vorbelastete» To-pologie zu verwenden. Ferner können die Anzahl der Transitdomänen, die den Backbone definieren, ebenso wie die mittlere Anzahl von Zugriffsnetzwerken und die mittlere Anzahl von Endpunkten in diesen parametrisiert werden. Die Ver-kehrsflussdaten wurden (a) in einem konventionellen Routing-Modus sowie (b) mittels eines einfachen Tune-in- Net-Modus behandelt. Schliesslich sind die Paketgrösse, die Ankunftsraten auf der Basis einer Zipf-Verteilung und die Sen-derate pro Endpunkt in dieser Topologie parametrisierbar.

Für eine zufällig generierte Topologie mit 3 Transitdomänen, einer mittleren Anzahl von 3 Hops in jeder von dieser und einer mittleren Anzahl von 6 Zu-griffsnetzen je Transitdomäne wurden im Mittel 7 Endpunkte je Zugriffsnetz gene-riert. Dieses resultierte in einem Gesamt-netz mit 645 Knoten. Auf diese Topologie wurden 150 Byte grosse Pakete in einer zufälligen Gleichverteilung pro Knoten und pro Sekunde aufgeprägt.

Nach einer Simulationszeit von 60 s wurde das Resultat im Fall (a) des tradi-

Bild 3 Ethernet-basierte Netzwerkinfrastruktur.

OSI-Modell der Kommunikationsschichten

Schicht

Anwendung(Application Layer)

www.mypage.com FTP, HTTP, DNS7

Darstellung(Presentation Layer)

Zeichencodierung,komprimieren

6

Kommunikationssteuerung(Session Layer)

Verbindungsaufbau5

Transport(Transport Layer)

TCP, UCP Error correctionper File (Reihenfolge)

4

Sicherung / Verbindung(Data Link)

HDLC Error correctionper Paket

2

Bitübertragung(Physical Layer)

Strom/Spannung/Licht

1

Vermittlung(Network Layer)

IP Routing3

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Bild 2 OSI-Schichtenmodell.

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tionellen Routings mit (b), dem Resultat des einfachsten TuneInNet-basierten Ver-fahrens (Fluten ohne Beschränkungen), ver glichen. In beiden Fällen sind 38 634 Look-ups (also Lesevorgänge der Emp-fänger) durchgeführt worden, von wel-chen in (a) 37 901 Look-ups (98%) und in (b) 38 352 Look-ups (99%) erfolgreich waren. Diese Zahlen zeigen, dass beide Verfahren – Routing und NFE-Paketwei-terleitung – in Bezug auf die Zuverlässig-keit des Erreichens des Empfängers ver-gleichbar sind. Wie erwartet, sieht es hingegen in Bezug auf die ausgetausch-ten Daten anders aus. Während im Fall von (a) 301 404 Pakete verschickt wur-den (oder 45 ⋅ 106 Byte), sind es im Falle von (b) 58 988 526 Pakete oder 8,8 ⋅ 109 Byte, jeweils in dem über das gesamte Netzwerk hinweg aggregierten Volu-men.

Damit benötigt TuneInNet in diesem einfachen, aber den Worst Case beschrei-benden Umfeld ca. den 100-fachen Band-breitenbedarf, wobei in diesem Fall kei-nerlei NFEs mit Filtern eingesetzt worden sind, die das Datenvolumen deutlich re-duzieren würden – natürlich abhängig von den expliziten Kommunikationsbe-ziehungen im Netz. Dennoch liegt dieses Resultat keinesfalls um Grössenordnun-gen neben den initial erwartbaren Ergeb-nissen! Eben aufgrund der oben erwähn-ten Annahme, dass sich die Bandbreite im Backbone alle 9 Monate verdoppelt, wird in gut 5 Jahren der Faktor von 100 erreicht sein. Ferner hat die Einführung von WDM (Wavelength Division Multi-plexing) gezeigt, dass mit einem einzigen Technologieschritt auf einem Lichtwel-lenleiter die 100-fache Kapazität erzielt werden kann. Damit ist das Risiko in Be-zug auf nicht bearbeitbar grosse Daten-volumina in Backbone-Netzen klein. Ferner sind von den heute gut 40 000 re-gistrierten Autonomous Systems (AS) [3] nur wenige reine Transitdomänen, d.h., dass die Verwendung eines einfachen Time-to-Live-(TTL)-Feldes in den Zusatz-informationen der Pakete und deren Tes-ten an Domänengrenzen durch die NFEs möglicherweise zirkulierende Pakete ab-fangen kann. Dieses führt zu einer Re-duktion des aggregierten Verkehrs, was in den oben skizzierten Ergebnissen ebenfalls noch nicht einbezogen wurde.

Zusätzlich ist ein Vergleich der Rou-tingkosten zwischen traditionellen Net-zen und einem TuneInNet angebracht: Während heute ein Backbone-Router-Port zwischen 25 000 und 180 000 CHF kostet, werden je nach Grösse des Netzes

davon Dutzende bis viele Hundert benö-tigt – zusätzlich zu den Betriebs- und Wartungskosten. Für TuneInNet fallen mindestens diese Portkosten vollständig weg.

Schliesslich ist es angebracht, auf die zu erwartenden Verzögerungszeiten im Ende-zu-Ende-Fall zu achten, die neben den Laufzeiten an sich unter anderem durch die Verschlüsselung auftreten kön-nen. Diese Zeiten sind in traditionellen Netzen natürlich vom Routingverfahren unabhängig, da die Routingtabellen vorab bzw. dynamisch erstellt werden (den Fehlerfall einmal ausser Acht las-send). Der Zeitbedarf für die reinen Wei-terleitungen eines sehr guten Backbone-Routers liegen bei ca. 10 ns je Paket, die in einem NFE auf der Schicht 1 auch er-reicht werden. Da die Schicht 3 nicht mehr im Protokollturm enthalten sein muss, bleibt zum Ver- und Entschlüsseln genügend Zeit. Damit stellt ein TuneIn-Net-Knoten keinen Engpass in dieser Situation dar.

SchlussfolgerungenSchlussfolgerungenSchlussfolgerungenDie Bedeutung des Datentransfers im

Internet hat in der Gesellschaft heute eine derart grosse Bedeutung erlangt, wie es das Wasser für Pflanzen hat: Ohne das Internet kann die Wirtschaft faktisch nicht mehr überleben. Dieses heisst im Umkehrschluss, dass die Robustheit, die Sicherheit, die Dienstgüte (QoS) und die Fehlertoleranz eines zukünftigen Netzes ebenso behutsam wie deutlich verbessert werden müssen, wie ein Anwender die Optimierung der reinen Nutzdatenüber-tragung erwartet. Wenn im gleichen Zug einer Evolution – oder einer Weiterent-wicklung mit revolutionären Zügen – auch die Komplexität der netzwerkinhä-renten Netzknoten verkleinert werden kann bzw. ganz wegfällt, wie im TuneIn-Net-Ansatz vorgeschlagen, dann gewin-nen die Benutzer durch verbesserte Dienstleistungen (zumindest in Form ei-ner kostengünstigeren Alternative) und die Netzwerkdienstanbieter durch redu-

zierte Betriebskosten sowie reduzierten Wartungsaufwand. Damit ist TuneInNet auch technologisch effizienter als heutige Wegewahlverfahren in und für IP, ein-fach anwendbar, migrierbar und ökono-misch effizienter durch eben diesen ver-einfachenden Technologieeinsatz.

Natürlich ist es noch ein weiter Weg, bis ein Internet der Zukunft in dieser Form vom TuneInNet-Ansatz im Gros-sen realisiert werden wird, aber die ers-ten Simulationen des Worst Case.

Referenzen[1] Cisco Systems: Cisco Visual Networking Index

– Forecast and Methodology, 2007–2012, June 2008.

[2] Emanics (European Network of Excellence for the Management of Internet Technologies and Complex Services), EU Projekt Nr. FP6-2004-IST-026854; http://www.emanics.org, März 2009.

[3] G. Huston: Exploring Autonomous System Numbers, The Internet Protocol Journal, Vol. 9, Nr. 1, März 2006.

[4] G. E. Moore: Cramming More Components onto Integrated Circuits, Electronics, Vol. 38, Nr. 8, April 1965.

[5] J. Nielsen: Nielsen’s Law of Internet Bandwidth; http://www.useit.com/alertbox/980405.html, April 1998.

[6] Schweizerische Akkreditierungsstelle (SAS): Public Key Infrastructure (PKI); http://www.seco.admin.ch/sas/00229/00251/index.html?lang=de, September 2008.

[7] SmoothIT (Simple Economic Management Approaches of Overlay Traffic in Heterogeneous Internet Topologies), EU Projekt Nr. FP7-2008-ICT-216259; http://www.smoothit.org, März 2009.

Angaben zum AutorProf. Dr. Burkhard Stiller ist seit September 2004 an der Universität Zürich in der Lehre und Forschung über Kommunikationssysteme, ihre Technologien und ihre ökonomischen Eigenschaften sowie Perspektiven tätig. Sein wissenschaftlicher Hintergrund liegt in der Informatik und die früheren Orte seiner Tätigkeiten umfassten die Universität Karlsruhe, die University of Cambridge, U.K., die ETH Zürich und die Universität der Bundeswehr München. Der Ansatz TuneInNet entstand aus gemeinsamen Überlegungen und Arbeiten mit den Professoren Georg Carle, jetzt Technische Universität München, Jochen Schiller, Freie Universität Berlin, und Andreas Schrader, Universität Lübeck. Der Autor dankt auch den FP7-EU-Projekten Smooth-IT sowie Emanics für die Unterstützung. Universität Zürich, Institut für Informatik, 8050 Zürich, [email protected]

1) Konkateniert bedeutet hier, dass die Informationen an der richtigen Stelle an das Paket angehängt werden.

TuneInNet pourrait simplifier le transfert de données sur internet

Les données sont envoyées à tous, le destinataire fait la sélection. Les différents services à base IP (inter net protocol) sur internet ont maintenant atteint une telle variété que l’effort de transfert de données augmente considérablement. TuneInNet est une idée destinée à simplifier radicalement le travail nécessaire sur le réseau. L’idée est basée sur l’hypothèse que les bandes passantes disponibles augmentent beaucoup plus fortement sur le réseau de base que le besoin hypothétiquement accumulé aux points terminaux d’un réseau.

résumé

PolITIk uND WIrTSchAfT NEtzwErkPolITIquE ET écoNomIE résEaux

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Bulletin 5 / 200916

_TuneInNet_Entw3.indd 16-17 17.9.2009 15:27:20 Uhr

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Investitionsstau bei der Wasserkraft

Engorgement des investissements en faveur de l’énergie hydraulique

Das Berner Verwaltungsgericht hat im April 2008 das von der Regierung bewilligte Verfah-ren zur Vergrösserung des Grimselsees aufgeho-ben. Das Gericht befasste sich eingehend mit der Frage nach dem anzuwendenden Bewilli-gungsverfahren (Konzession oder Baubewilli-gung) und kam zum Schluss, dass das Vorhaben im Konzessionsverfahren statt im gewählten Baubewilligungsverfahren zu behandeln sei. Da-bei legte das Gericht die Bestimmungen des Wassernutzungsgesetzes (WNG) derart eng aus, dass Vorhaben zur Optimierung von Wasser-

kraftwerken fortan in fast jedem Fall ein Konzessionsver-fahren durchlaufen müssen. Diese sind zeit- und kosten-intensiv und stellen dadurch wirtschaftlich interessante Projekte infrage. Die durch den Gerichtsentscheid ent-standene Rechtsunsicherheit blockiert nebst der Vergrös-serung des Grimselsees auch weitere Optimierungspro-jekte der Kraftwerke Oberhasli.

Diese Auslegung des WNG entspricht nicht der ur-sprünglichen Absicht des Gesetzgebers und verunmög-

licht dem Kanton Bern, die ehrgeizigen Ziele seiner Ener-giestrategie umzusetzen. Diese sieht vor, Strom aus erneuerbaren Quellen bis ins Jahr 2035 von heute 60 auf 80% zu steigern. Die Wasserkraft spielt dabei eine zentrale Rolle, und die Optimierung.

Die Berner Politiker sind nun aktiv geworden und ver-langen eine Revision des WNG. Sie wollen, dass Moder-nisierungs- und Ersatzinvestitionen in bestehende Wasser-kraftwerke ohne Änderung der Konzession – d.h. mittels Baubewilligungsverfahren – abgewickelt werden können. Darunter sollen Wirkungsgradverbesserungen, Leistungs-steigerungen durch Sanierung, Aus- oder Zubau von Ma-schinen sowie Er hö hun gen von Wasserspeichern fallen. Nimmt das neu ausgestaltete WNG alle politischen Hür-den, wird es ab 2010 in Kraft treten.

Dieses Tempo ist notwendig, denn in der sich auswei-tenden Wirtschaftskrise wird auf breiter Front nach ra-scher Realisierung von essenziellen Infrastrukturprojek-ten gerufen. Hierzu würden besonders auch Optimierungen von Wasserkraftanlagen zählen, entsprechen sie doch den breit abgestützten energiewirtschaftlichen Zielen.

En avril 2008, le Tribunal administratif bernois a abrogé la procédure approuvée par le gouver-nement en vue d’agrandir le lac du Grimsel. Le Tribunal a traité en détail la question de la pro-

cédure d’autorisation à appliquer (concession ou autori-sation de construction) et a abouti à la conclusion qu’il fallait traiter le projet en recourant à la procédure de con-cession plutôt que par la procédure d’autorisation de con-struction. Le Tribunal a défini les dispositions de la loi sur l’utilisation des eaux (LUE) de manière si restreinte que les projets visant à optimiser les centrales hydrauliques doivent presque dans tous les cas faire l’objet d’une pro-cédure de concession. Ces dernières sont coûteuses, exi-gent beaucoup de temps et remettent de ce fait les projets économiquement intéressants en question. L’insécurité juridique qui découle de la décision du Tribunal bloque non seulement l’agrandissement du lac du Grimsel, mais aussi d’autres projets d’optimisation des Centrales.

L’interprétation de la LUE ne correspond pas à l’intention d’origine du législateur et empêche le canton de Berne d’atteindre les objectifs ambitieux de sa stratégie énergétique. Cette dernière prévoit d’augmenter la part

d’électricité produite à partir de sources renouvelables de 60% aujourd’hui à 80% jusqu’en 2035. L’énergie hydrau-lique y joue un rôle central et l’optimisation.

Les politiciens bernois sont dorénavant actifs et exigent une révision de la LUE. Ils demandent de pouvoir effec-tuer des investissements dans les centrales hydrauliques existantes pour les moderniser et les compléter sans chan-ger la concession (c’est-à-dire au moyen de la procédure d’autorisation),

ce qui devrait permettre une amélioration du rende-ment, une augmentation de la puissance grâce à l’assainissement, l’extension et l’installation de machines, ainsi que l’élévation de la cote d’accumulation d’eau. Si la nouvelle LUE franchit tous les obstacles politiques, elle entrera en vigueur à partir de 2010.

Il est nécessaire de procéder aussi rapidement, car du-rant la crise économique qui se propage, les projets d’infrastructure essentiels doivent être réalisés rapide-ment. L’optimisation des installations hydrauliques en ferait aussi partie puisqu’elle correspond aux objectifs d’économie énergétique et peut être financée par des fonds privés. La force hydraulique est la seule source.

Ernst Baumberger ist Leiter PR/

Kommunikation Kraftwerke Oberhasli

Ernst Baumberger est responsable RP/Communication de

Centrales d’Oberhasli

MEInung Politische Feder aus BernOpInIOn Plume Politique de Berne

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Bulletin 5 / 2009 35

Page 18: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

«Die Kunden schauen vermehrt nach links und rechts»Stefano Garbin, neuer CEO der SAK über die Strompreise

Regionale Versorgungsunternehmen wie die St. Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke AG (SAK) setzen mit der Strommarktöffnung vermehrt auf Kooperationen mit lokalen Endversorgern und erweitern gleichzeitig ihre Dienstleistungen und Geschäftsbereiche. Stefano Garbin, neuer CEO der SAK, erklärt im Interview, warum der Zeitpunkt der Konsolidierung (noch) nicht absehbar ist und wie Grösse auf einem freien Markt Risiken minimiert.

Bulletin SEV/VSE: Herr Garbin, die Wirtschaftkrise schlägt sich beson-ders in der Industrie hart nieder. In der Ostschweiz etwa haben viele Unternehmen Kurzarbeit einge-führt. Was spüren die SAK davon?

Stefano Garbin: Wir sehen, dass etliche Industriefirmen Kurzarbeit ein­führen. Das bedeutet einerseits einen niedrigeren Stromkonsum in unserem Versorgungsgebiet. Andererseits wurde die sinkende Industrienachfrage durch den erhöhten Stromverbrauch der Pri­vatkunden kompensiert. Aufgrund der hohen Bautätigkeit im Privatsektor, oft verbunden mit dem Einsatz neuer Wär­mepumpen, und des eher harten Win­ters haben die SAK im ersten Halbjahr (Oktober bis März) mehr Strom ver­kauft. Fürs gesamte Geschäftsjahr er­warten wir aber parallel zum Wirt­schaftswachstum einen leichten Rückgang.

Sie haben die Liberalisierung in Deutschland bei Ihrer früheren Tä-tigkeit bei der Elek trizitätswerk des Kantons Schaffhausen AG (EKS) hautnah miterlebt. Wie beurteilen Sie die Entwicklung angesichts der Marktöffnung in der Schweiz?

Als der Strommarkt 1998 in Deutsch­land geöffnet wurde, hat sich das Preis­niveau dort schlagartig um rund 20% und mehr gesenkt, seither aber wieder erhöht und liegt heute über dem Schweizer Niveau. In der Schweiz hat der Preisrückgang unter anderem

durch das auf 2003 geplante Elektrizi­tätsmarktgesetz (EMG) bereits vor der Marktöffnung stattgefunden, und das StromVG führte 2009 infolge zusätzli­cher Abgaben (KEV) und der neuen Berechnung der Systemdienstleistun­gen zu einem leichten Anstieg. Aller­dings ist der Anstieg der Preise infolge der momentanen Wirtschaftskrise noch nicht gross genug, als dass die Marktöffnung schon heute grosse Um­wälzungen hervorrufen würde.

Sie kommen gerade von einem betriebswirtschaftlichen Nachdip-lomstudium in Amerika zurück, sind aber studierter Elektroingenieur ETH. Sind bei den Elektrizitätswer-ken vermehrt betriebswirtschaftli-che Kenntnisse nötig?

Früher wurden die Unternehmen oft von Ingenieuren geführt, ich meine aber, dass betriebswirtschaftliche As­pekte in der Stromversorgung immer zentraler werden. Ein hoher techni­scher Stand und die Zuverlässigkeit der Netzanlagen sind zwar immer noch notwendig, werden aber vorausgesetzt. Doch ich bin froh, dass ich ein Stromer bin und auch die physikalischen Zu­sammenhänge der Elektrizitätswirt­schaft kenne.

Die SAK (St. Gallisch-Appenzelli-sche Kraft werke AG) sind seit Früh-jahr 2009 Teil einer Holding, der SAK Holding AG. Was ist die Absicht dahinter?

Die SAK müssen der neuen Gesetz­gebung rund um die Stromversorgung genügen. Mit der Bildung einer Hol­ding können wir die notwenig wer­dende klare Trennung von Produktion, Verteilung und Stromhandel von wei­teren Unternehmensaktivitäten am besten gewährleisten. Die Holding ist im hundertprozentigem Besitz der Kantone und Eigentümerin der SAK (Betriebsgesellschaft). Zur Holding ge­hört die Beteiligung an der Axpo.

Die SAK möchten mittelfristig ihre Eigenproduktion von rund zwei Prozent (50 GWh) auf vier Prozent er höhen. Welche Investitionen sind vorgesehen?

Die Stromimportquote steigt konti­nuierlich an, und verschiedene Studien zeigen eine auf uns zukommende Stromlücke auf. Die SAK haben sich deshalb zum Ziel gesetzt, die eigene Stromproduktion mittels erneuerbaren Energiequellen zu verdoppeln. So kön­nen wir Synergien nutzen und die Kompetenzen unserer Mitarbeitenden vertiefen. Wir investieren erfolgreich in

Stefano Garbin ist seit März Geschäftsführer der SAK.

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«Die Kunden schauen vermehrt nach links und rechts»Stefano Garbin, neuer CEO der SAK über die Strompreise

Regionale Versorgungsunternehmen wie die St. Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke AG (SAK) setzen mit der Strommarktöffnung vermehrt auf Kooperationen mit lokalen Endversorgern und erweitern gleichzeitig ihre Dienstleistungen und Geschäftsbereiche. Stefano Garbin, neuer CEO der SAK, erklärt im Interview, warum der Zeitpunkt der Konsolidierung (noch) nicht absehbar ist und wie Grösse auf einem freien Markt Risiken minimiert.

Bulletin SEV/VSE: Herr Garbin, die Wirtschaftkrise schlägt sich beson-ders in der Industrie hart nieder. In der Ostschweiz etwa haben viele Unternehmen Kurzarbeit einge-führt. Was spüren die SAK davon?

Stefano Garbin: Wir sehen, dass etliche Industriefirmen Kurzarbeit ein­führen. Das bedeutet einerseits einen niedrigeren Stromkonsum in unserem Versorgungsgebiet. Andererseits wurde die sinkende Industrienachfrage durch den erhöhten Stromverbrauch der Pri­vatkunden kompensiert. Aufgrund der hohen Bautätigkeit im Privatsektor, oft verbunden mit dem Einsatz neuer Wär­mepumpen, und des eher harten Win­ters haben die SAK im ersten Halbjahr (Oktober bis März) mehr Strom ver­kauft. Fürs gesamte Geschäftsjahr er­warten wir aber parallel zum Wirt­schaftswachstum einen leichten Rückgang.

Sie haben die Liberalisierung in Deutschland bei Ihrer früheren Tä-tigkeit bei der Elek trizitätswerk des Kantons Schaffhausen AG (EKS) hautnah miterlebt. Wie beurteilen Sie die Entwicklung angesichts der Marktöffnung in der Schweiz?

Als der Strommarkt 1998 in Deutsch­land geöffnet wurde, hat sich das Preis­niveau dort schlagartig um rund 20% und mehr gesenkt, seither aber wieder erhöht und liegt heute über dem Schweizer Niveau. In der Schweiz hat der Preisrückgang unter anderem

durch das auf 2003 geplante Elektrizi­tätsmarktgesetz (EMG) bereits vor der Marktöffnung stattgefunden, und das StromVG führte 2009 infolge zusätzli­cher Abgaben (KEV) und der neuen Berechnung der Systemdienstleistun­gen zu einem leichten Anstieg. Aller­dings ist der Anstieg der Preise infolge der momentanen Wirtschaftskrise noch nicht gross genug, als dass die Marktöffnung schon heute grosse Um­wälzungen hervorrufen würde.

Sie kommen gerade von einem betriebswirtschaftlichen Nachdip-lomstudium in Amerika zurück, sind aber studierter Elektroingenieur ETH. Sind bei den Elektrizitätswer-ken vermehrt betriebswirtschaftli-che Kenntnisse nötig?

Früher wurden die Unternehmen oft von Ingenieuren geführt, ich meine aber, dass betriebswirtschaftliche As­pekte in der Stromversorgung immer zentraler werden. Ein hoher techni­scher Stand und die Zuverlässigkeit der Netzanlagen sind zwar immer noch notwendig, werden aber vorausgesetzt. Doch ich bin froh, dass ich ein Stromer bin und auch die physikalischen Zu­sammenhänge der Elektrizitätswirt­schaft kenne.

Die SAK (St. Gallisch-Appenzelli-sche Kraft werke AG) sind seit Früh-jahr 2009 Teil einer Holding, der SAK Holding AG. Was ist die Absicht dahinter?

Die SAK müssen der neuen Gesetz­gebung rund um die Stromversorgung genügen. Mit der Bildung einer Hol­ding können wir die notwenig wer­dende klare Trennung von Produktion, Verteilung und Stromhandel von wei­teren Unternehmensaktivitäten am besten gewährleisten. Die Holding ist im hundertprozentigem Besitz der Kantone und Eigentümerin der SAK (Betriebsgesellschaft). Zur Holding ge­hört die Beteiligung an der Axpo.

Die SAK möchten mittelfristig ihre Eigenproduktion von rund zwei Prozent (50 GWh) auf vier Prozent er höhen. Welche Investitionen sind vorgesehen?

Die Stromimportquote steigt konti­nuierlich an, und verschiedene Studien zeigen eine auf uns zukommende Stromlücke auf. Die SAK haben sich deshalb zum Ziel gesetzt, die eigene Stromproduktion mittels erneuerbaren Energiequellen zu verdoppeln. So kön­nen wir Synergien nutzen und die Kompetenzen unserer Mitarbeitenden vertiefen. Wir investieren erfolgreich in

Stefano Garbin ist seit März Geschäftsführer der SAK.

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regionale Anlagen für Wasserkraft, Bio­masse und Fotovoltaik. Der Spaten­stich für das Holzenergiezentrum Ness­lau, mit dem wir mit einem ORC­Modul 2,4 GWh Strom produzieren werden, ist für Juni 2009 geplant. Wir engagie­ren uns bei kleinen Kraftwerken in der Region, grössere Werke bauen und be­treiben weiterhin die NOK.

Momentan wirbt die SAK mit re-gionalen Sujets – feiernden Fuss-ballfans und jassenden Appenzeller Bauern – für sich. Welche rolle spielt das regionale in einem sich öffnen-den Markt?

Die SAK ist eine Marke mit langer Tradition und tiefer Verbundenheit mit der Ostschweiz. Wir zeigen mit unserer Kampagne die Nähe zur Region und setzen, auch im Hinblick auf die zweite Marktöffnung für Privatkunden, SAK mit Strom gleich. Jeder, der in der Ost­schweiz an Strom denkt, soll sofort an seine SAK denken. Die SAK kennen die EVU und die Region, nehmen die regi­onalen Interessen wahr und sprechen die gleiche Sprache wie ihre Kunden.

Welche neuen Herausforderun-gen kommen auf die lokalen Ver-sorger zu, die heute rund 70 Prozent des Energieum satzes der SAK aus-machen?

Solange die Strompreise für die Wie­derverkäufer und Verbraucher nicht markant ansteigen, wird sich der Markt nur langsam verändern. Was sich über

Jahre bewährt hat und noch funktio­niert, wird mit der Marktöffnung nicht von einem auf den andern Tag über Bord geworfen. Heute, bei den nur mo­deraten Strompreiserhöhungen, kön­nen die lokalen Versorger weiterhin auf «Rundum­sorglos­Pakete» setzen. Das wird auch auf die Schweiz zukom­men, nur wissen wir nicht, wie schnell. Wenn die Preise steigen, schaut der Kunde nach links und rechts – das ist die grosse Herausforderung aller.

Gemäss einer PWC-Studie vom März 2008 wird sich der EVU-Markt konsolidieren – die EVU selbst sehen sich gemäss ihren Führungskräften aber selten davon betroffen. Welche Entwicklung erwarten Sie?

Ich erwarte vermehrt die Bildung von Kooperationen und Partnerschaf­ten, damit die steigenden Anforderun­gen gemeistert werden können. Die Kundenbedürfnisse werden die EVU fordern und dafür sorgen, dass die EVU kundenorientierter und marktfä­

higer werden. Wer diese Fähigkeiten nicht entwickeln will oder kann, muss nach Alternativen suchen. Der Markt zwingt die Branche zu Effizienz und dem Nutzen von Synergien.

Welche rolle will die SAK in Zu-kunft gegenüber lokalen Werken einnehmen? Ist die SAK selbst an Käufen interessiert?

Die SAK waren ursprünglich ein Kind des Kooperations­ und Subsidia­ritätsprinzips, sie haben also einen po­litischen Hintergrund. Gemeinden, die die Versorgung in ihrem Gebiet nicht wahrnehmen wollten oder konnten, konnten die SAK dafür engagieren. Das bleibt auch mit der Marktöffnung so. Wir unterstützen die lokalen EVU und sind offen für jegliche Art der Ko­operation. Wir konnten Verteilnetze in unserem Gebiet erwerben, bieten den EVU aber vermehrt Dienstleistungen an, die sie alleine nur mit grossem Auf­wand und viel Risiko erbringen kön­nen. (Freicom/bs)

+++ Kurzmeldungen aus der Branche +++

Swico will Konjunkturförderung im Telekombereich

+++ Communications brèves +++

La Swico veut promouvoir la conjoncture dans le domaine des télécommunications

Stefano Garbin CEO SAK AG

Stefano Garbin, 44, ist seit 2. März 2009 Vorsitzender der Geschäftsleitung der St. Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke AG (SAK). Er ist dipl. Elektroingenieur ETH und hat ein betriebs-wirtschaftliches Nachdiplomstudium an der Universität St. Gallen abgeschlossen. Stefano Garbin war von 2000 bis 2009 Bereichsleiter Energie und Services in der Geschäftsleitung der Elektrizitätswerk des Kantons Schaffhausen AG (EKS) und dort für die Vorbereitungen der Strommarktöffnung im Kanton Schaffhausen und die Umsetzung im angrenzenden süddeut-schen Raum verantwortlich.

Zur Person

Am 22. April 2009 fand die jähr­liche Generalversammlung des Swico statt. Dabei ging es vor allem um die Neuausrichtung des Verbands, der neu unter dem Slogan «Der Wirtschafts­verband für die digitale Schweiz» ope­riert. Der Swico konzentriert sich künftig auf die Themen, die für seine Mitglieder – über 400 Anbieter von Infor mations­, Kommunikations­ und Organisationstechnik – heute und in Zukunft relevant sind. Dabei geht es in erster Linie um eine selbstbewusste Interessenvertretung gegenüber sämt­lichen Anspruchsgruppen im Markt­umfeld und im Wettbewerb, bei Bund und Behörden sowie über die Schwei­zer Grenzen hinaus in Europa und den USA.

Der Swico hat auch seine Interes­sengruppen (IG) neu organisiert. Zu den bestehenden IG Consumer Elect­ronics und Imaging/Printing/Finishing kommen IT/Technology und Soft­ware, IT­Services und ­Consulting. Die

IG haben das Ziel, relevante Themen zu erkennen und bei gemeinsamen Problemen die Kräfte zu bündeln.

Swico­Mitglieder können dadurch von einem Know­how­Vorsprung profitieren. Der Vorstand wünscht sich aktive Unterstützung durch Fach­leute, die über Wissen und Erfahrung in den jeweiligen Themenbereichen verfügen.

An der Generalversammlung hat der Swico erstmals ein SMS­Voting mit vier Fragen zur ökonomischen Situa­tion seiner Mitglieder durchgeführt. Die Teilnehmer waren verhalten opti­mistisch, rechneten zwar mit einem leichten Auftragsrückgang, nahmen aber an, dass sie ihr Geschäft wie üb­lich weiterführen könnten. Die Um­frage ist ein erster Schritt in Richtung Trendbarometer, an dem der Swico derzeit arbeitet. Ab der zweiten Hälfte 2009 wird der Verband regelmässig seine Einschätzungen zur Branche ver­öffentlichen.

Beim Bund setzt sich der Swico dafür ein, dass Informations­ und Kommunika tionstechnologien (ICT) sowie Unterhaltungselektronik im kon junkturpolitischen Konzept des Eidgenössischen Volkswirtschaftsde­partements (EVD) aufgenommen wer­den. Zu diesem Zweck hat der Ver­band einen Vorstoss an Bundesrätin Doris Leuthard, Vorsteherin EVD, ge­richtet. Laut Swico­Präsident Andreas Knöpfli sind Investitionen in moderne Technologien und ICT­Lösungen un­abdingbar für den nächsten Auf­schwung. Im Vorstoss werden unter anderem kürzere Zahlungsfristen bei Bund und Kantonen verlangt, ein ge­zielter Ausbau der IT in Schulen und Universitäten sowie eine Schrottprä­mie für alte PCs im B2B­Bereich. Als längerfristige Massnahme will der Swico mit Unterstützung des Bundes eine Vision «Digitale Schweiz 2020» und ihre Umsetzung erarbeiten. (Swico/gus)

L’Assemblée générale annuelle de la Swico a eu lieu le 22 avril 2009. Il s’agis­sait avant tout de la réorientation de l’association qui opère maintenant sous le slogan «L’association économique pour la Suisse numérique». La Swico se concentrera désormais sur les sujets im­portants, actuellement et à l’avenir, pour ses membres, à savoir plus de 400 fournisseurs de technique d’informa­tion, de communication et d’organisa­tion. Il s’agit avant tout de représenter consciemment les intérêts vis­à­vis de tous les groupes d’exigences dans l’envi­ronnement de marché et la concur­rence, auprès de la Confédération et des autorités ainsi qu’au­delà des frontières suisses en Europe et aux USA.

La Swico a également réorganisé ses groupes d’intérêt. Aux groupes existants Consumer Electronics et Imaging/Prin­ting/Finishing s’ajoutent IT/Technology and Software, IT/Services and Consul­ting. Ces groupes ont pour but de recon­

naître les sujets intéressants et d’unir les forces pour les problèmes communs. Les membres de la Swico peuvent ainsi profiter d’une avance de savoir­faire. Le comité souhaite un appui actif de la part de spécialistes disposant de connaissan­ces et d’expérience dans les différents domaines concernés.

A l’Assemblée générale, la Swico a organisé pour la première fois une vota­tion SMS portant sur 4 questions relati­ves à la situation économique de ses membres. Les participants ont fait preuve d’un optimisme réservé, ils s’at­tendent bien à une légère baisse des commandes, mais pensent pouvoir poursuivre leurs affaires comme d’habi­tude. Cette enquête est une première étape vers un baromètre de tendance auquel la Swico travaille actuellement. A partir de la seconde moitié de l’année 2009, l’association a l’intention de pu­blier régulièrement ses évaluations sur la branche.

La Swico s’engage auprès de la Confé­dération pour que les techniques d’infor­mation et de communication (ICT) ainsi que l’électronique de loisirs soient inté­grées au concept de politique conjonc­turelle du Département fédéral de l’éco­nomie (DFE). Pour cela, l’association s’est adressée à la conseillère fédérale Doris Leuthard, cheffe du département. Selon le président de la Swico Andreas Knöpfli, des investissements dans les technologies modernes et les solutions ICT sont indispensables au prochain es­sor. Cette intervention demande entre autres des délais de paiement plus courts de la Confédération et des cantons, une extension ciblée de l’informatique dans les écoles et universités ainsi qu’une prime de ferraille pour les PC usagés dans le domaine B2B. A titre de mesure à plus long terme, la Swico veut élabo­rer, avec l’appui de la Confédération, une vision «Suisse numérique 2020» et la mettre en œuvre. (Swico/gus)

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Bulletin 5 / 200934

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regionale Anlagen für Wasserkraft, Bio­masse und Fotovoltaik. Der Spaten­stich für das Holzenergiezentrum Ness­lau, mit dem wir mit einem ORC­Modul 2,4 GWh Strom produzieren werden, ist für Juni 2009 geplant. Wir engagie­ren uns bei kleinen Kraftwerken in der Region, grössere Werke bauen und be­treiben weiterhin die NOK.

Momentan wirbt die SAK mit re-gionalen Sujets – feiernden Fuss-ballfans und jassenden Appenzeller Bauern – für sich. Welche rolle spielt das regionale in einem sich öffnen-den Markt?

Die SAK ist eine Marke mit langer Tradition und tiefer Verbundenheit mit der Ostschweiz. Wir zeigen mit unserer Kampagne die Nähe zur Region und setzen, auch im Hinblick auf die zweite Marktöffnung für Privatkunden, SAK mit Strom gleich. Jeder, der in der Ost­schweiz an Strom denkt, soll sofort an seine SAK denken. Die SAK kennen die EVU und die Region, nehmen die regi­onalen Interessen wahr und sprechen die gleiche Sprache wie ihre Kunden.

Welche neuen Herausforderun-gen kommen auf die lokalen Ver-sorger zu, die heute rund 70 Prozent des Energieum satzes der SAK aus-machen?

Solange die Strompreise für die Wie­derverkäufer und Verbraucher nicht markant ansteigen, wird sich der Markt nur langsam verändern. Was sich über

Jahre bewährt hat und noch funktio­niert, wird mit der Marktöffnung nicht von einem auf den andern Tag über Bord geworfen. Heute, bei den nur mo­deraten Strompreiserhöhungen, kön­nen die lokalen Versorger weiterhin auf «Rundum­sorglos­Pakete» setzen. Das wird auch auf die Schweiz zukom­men, nur wissen wir nicht, wie schnell. Wenn die Preise steigen, schaut der Kunde nach links und rechts – das ist die grosse Herausforderung aller.

Gemäss einer PWC-Studie vom März 2008 wird sich der EVU-Markt konsolidieren – die EVU selbst sehen sich gemäss ihren Führungskräften aber selten davon betroffen. Welche Entwicklung erwarten Sie?

Ich erwarte vermehrt die Bildung von Kooperationen und Partnerschaf­ten, damit die steigenden Anforderun­gen gemeistert werden können. Die Kundenbedürfnisse werden die EVU fordern und dafür sorgen, dass die EVU kundenorientierter und marktfä­

higer werden. Wer diese Fähigkeiten nicht entwickeln will oder kann, muss nach Alternativen suchen. Der Markt zwingt die Branche zu Effizienz und dem Nutzen von Synergien.

Welche rolle will die SAK in Zu-kunft gegenüber lokalen Werken einnehmen? Ist die SAK selbst an Käufen interessiert?

Die SAK waren ursprünglich ein Kind des Kooperations­ und Subsidia­ritätsprinzips, sie haben also einen po­litischen Hintergrund. Gemeinden, die die Versorgung in ihrem Gebiet nicht wahrnehmen wollten oder konnten, konnten die SAK dafür engagieren. Das bleibt auch mit der Marktöffnung so. Wir unterstützen die lokalen EVU und sind offen für jegliche Art der Ko­operation. Wir konnten Verteilnetze in unserem Gebiet erwerben, bieten den EVU aber vermehrt Dienstleistungen an, die sie alleine nur mit grossem Auf­wand und viel Risiko erbringen kön­nen. (Freicom/bs)

+++ Kurzmeldungen aus der Branche +++

Swico will Konjunkturförderung im Telekombereich

+++ Communications brèves +++

La Swico veut promouvoir la conjoncture dans le domaine des télécommunications

Stefano Garbin CEO SAK AG

Stefano Garbin, 44, ist seit 2. März 2009 Vorsitzender der Geschäftsleitung der St. Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke AG (SAK). Er ist dipl. Elektroingenieur ETH und hat ein betriebs-wirtschaftliches Nachdiplomstudium an der Universität St. Gallen abgeschlossen. Stefano Garbin war von 2000 bis 2009 Bereichsleiter Energie und Services in der Geschäftsleitung der Elektrizitätswerk des Kantons Schaffhausen AG (EKS) und dort für die Vorbereitungen der Strommarktöffnung im Kanton Schaffhausen und die Umsetzung im angrenzenden süddeut-schen Raum verantwortlich.

Zur Person

Am 22. April 2009 fand die jähr­liche Generalversammlung des Swico statt. Dabei ging es vor allem um die Neuausrichtung des Verbands, der neu unter dem Slogan «Der Wirtschafts­verband für die digitale Schweiz» ope­riert. Der Swico konzentriert sich künftig auf die Themen, die für seine Mitglieder – über 400 Anbieter von Infor mations­, Kommunikations­ und Organisationstechnik – heute und in Zukunft relevant sind. Dabei geht es in erster Linie um eine selbstbewusste Interessenvertretung gegenüber sämt­lichen Anspruchsgruppen im Markt­umfeld und im Wettbewerb, bei Bund und Behörden sowie über die Schwei­zer Grenzen hinaus in Europa und den USA.

Der Swico hat auch seine Interes­sengruppen (IG) neu organisiert. Zu den bestehenden IG Consumer Elect­ronics und Imaging/Printing/Finishing kommen IT/Technology und Soft­ware, IT­Services und ­Consulting. Die

IG haben das Ziel, relevante Themen zu erkennen und bei gemeinsamen Problemen die Kräfte zu bündeln.

Swico­Mitglieder können dadurch von einem Know­how­Vorsprung profitieren. Der Vorstand wünscht sich aktive Unterstützung durch Fach­leute, die über Wissen und Erfahrung in den jeweiligen Themenbereichen verfügen.

An der Generalversammlung hat der Swico erstmals ein SMS­Voting mit vier Fragen zur ökonomischen Situa­tion seiner Mitglieder durchgeführt. Die Teilnehmer waren verhalten opti­mistisch, rechneten zwar mit einem leichten Auftragsrückgang, nahmen aber an, dass sie ihr Geschäft wie üb­lich weiterführen könnten. Die Um­frage ist ein erster Schritt in Richtung Trendbarometer, an dem der Swico derzeit arbeitet. Ab der zweiten Hälfte 2009 wird der Verband regelmässig seine Einschätzungen zur Branche ver­öffentlichen.

Beim Bund setzt sich der Swico dafür ein, dass Informations­ und Kommunika tionstechnologien (ICT) sowie Unterhaltungselektronik im kon junkturpolitischen Konzept des Eidgenössischen Volkswirtschaftsde­partements (EVD) aufgenommen wer­den. Zu diesem Zweck hat der Ver­band einen Vorstoss an Bundesrätin Doris Leuthard, Vorsteherin EVD, ge­richtet. Laut Swico­Präsident Andreas Knöpfli sind Investitionen in moderne Technologien und ICT­Lösungen un­abdingbar für den nächsten Auf­schwung. Im Vorstoss werden unter anderem kürzere Zahlungsfristen bei Bund und Kantonen verlangt, ein ge­zielter Ausbau der IT in Schulen und Universitäten sowie eine Schrottprä­mie für alte PCs im B2B­Bereich. Als längerfristige Massnahme will der Swico mit Unterstützung des Bundes eine Vision «Digitale Schweiz 2020» und ihre Umsetzung erarbeiten. (Swico/gus)

L’Assemblée générale annuelle de la Swico a eu lieu le 22 avril 2009. Il s’agis­sait avant tout de la réorientation de l’association qui opère maintenant sous le slogan «L’association économique pour la Suisse numérique». La Swico se concentrera désormais sur les sujets im­portants, actuellement et à l’avenir, pour ses membres, à savoir plus de 400 fournisseurs de technique d’informa­tion, de communication et d’organisa­tion. Il s’agit avant tout de représenter consciemment les intérêts vis­à­vis de tous les groupes d’exigences dans l’envi­ronnement de marché et la concur­rence, auprès de la Confédération et des autorités ainsi qu’au­delà des frontières suisses en Europe et aux USA.

La Swico a également réorganisé ses groupes d’intérêt. Aux groupes existants Consumer Electronics et Imaging/Prin­ting/Finishing s’ajoutent IT/Technology and Software, IT/Services and Consul­ting. Ces groupes ont pour but de recon­

naître les sujets intéressants et d’unir les forces pour les problèmes communs. Les membres de la Swico peuvent ainsi profiter d’une avance de savoir­faire. Le comité souhaite un appui actif de la part de spécialistes disposant de connaissan­ces et d’expérience dans les différents domaines concernés.

A l’Assemblée générale, la Swico a organisé pour la première fois une vota­tion SMS portant sur 4 questions relati­ves à la situation économique de ses membres. Les participants ont fait preuve d’un optimisme réservé, ils s’at­tendent bien à une légère baisse des commandes, mais pensent pouvoir poursuivre leurs affaires comme d’habi­tude. Cette enquête est une première étape vers un baromètre de tendance auquel la Swico travaille actuellement. A partir de la seconde moitié de l’année 2009, l’association a l’intention de pu­blier régulièrement ses évaluations sur la branche.

La Swico s’engage auprès de la Confé­dération pour que les techniques d’infor­mation et de communication (ICT) ainsi que l’électronique de loisirs soient inté­grées au concept de politique conjonc­turelle du Département fédéral de l’éco­nomie (DFE). Pour cela, l’association s’est adressée à la conseillère fédérale Doris Leuthard, cheffe du département. Selon le président de la Swico Andreas Knöpfli, des investissements dans les technologies modernes et les solutions ICT sont indispensables au prochain es­sor. Cette intervention demande entre autres des délais de paiement plus courts de la Confédération et des cantons, une extension ciblée de l’informatique dans les écoles et universités ainsi qu’une prime de ferraille pour les PC usagés dans le domaine B2B. A titre de mesure à plus long terme, la Swico veut élabo­rer, avec l’appui de la Confédération, une vision «Suisse numérique 2020» et la mettre en œuvre. (Swico/gus)

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Bulletin 5 / 2009 35

Page 22: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Führungswechsel bei SchurterRalph Müller löst bei der Schurter

AG in Luzern den bisherigen Ge­schäftsführer Anton Lauber ab. Damit übernimmt ein Produktionsspezialist die Führung der Firma. Sein Vorgänger Anton Lauber übernimmt die welt­weite Führung der Division Kompo­nenten und agiert weiterhin als Dele­gierter des Verwaltungsrats. Dadurch erfolgt eine strukturelle Anpassung, ab­gestimmt auf die weltweite Ausrichtung der Schurter­Gruppe.Ralph Müller ist seit 2004 als P Produktionsführung und umfassende Kenntnisse in der Fer­tigung von elektronischen Komponen­ten. Die betriebswirtschaftliche Aus­ und Weiterbildung führte ihn an die HSLU (Höhere Wirtschafts­ und Ver­waltungsschule Luzern). (Swico/gus)

Shanmugaratnam Tharman im Gespräch mit Reichle & De Massari in Wetzikon.

Ralph Müller: umfassende Kenntnisse in der Fertigung von elektronischen Komponenten

Elektrische Sicherheit ist ihm wichtig: Roland Hodel.

Hans Schwarz ist nun im Verwaltungsrat der EBM.

Singapurs Finanzminister bei Reichle & De Massari

Anfang Mai besuchte Singapurs Fi­nanzminister, Shanmugaratnam Thar­man, Reichle & De Massari in Wetzi­kon. Die Delegation besuchte die Produktionsanlagen für Verkabelungs­komponenten und Glasfasersysteme. Zum Treffen mit dem Minister ist es gekommen, weil R & M im Sommer 2008 in Singapur einen Supply Chain Hub eröffnet hatte und so wirtschaftli­che Kontakte mit dem Land knüpfte. Bindtext Blindtext Blindtext Blindte

Anschliessend an den Rundgang durch die Produktion informierten Martin und Peter Reichle ationalisie­rung setzt. Die Singapurer Delegation berichtete ihrerseits über ihre Wirt­schaftsförderungsmassnahmen mit dem Ziel, international tätige Firmen

in der heutigen, schwierigen Zeit aktiv zu unterstützen.

Die R & M­Geschäftsleitung ent­schied sich 2007 für den Standort Singapur. Dabei standen hauptsächlich

die zentrale geografische Lage, die gute logistische Anbindunges übersichtliche Rechtssystem und die prowest liche Denkweise der Menschen im Vorder­grund. (R&M/gus)

EBM: Schwarz zum Vize direktor befördert

Hans Schwarz wurde per 20. April 2009 durch den Verwaltungsrat zum Vizedirektor der EBM (Genossenschaft Elektra Birseck) befördert. Er ist Ver­waltungsratspräsident der Schwarz + Partner AG, die er in den letzten 20 Jahren aufgebaut hat. Men Bereichen Planung, Elektroinstallation und Kom­munikation erfolgreich tätig. Die Ge­schäftsleitung der EBM besteht nun aus 11 Mitgliedern. Hans Schwarz wurde per 20. April 2009 durch den Verwaltungsrat zum Vizedirektor der EBM (Genossenschaft Elektra Birseck) befördert. Er ist Verwaltungsratspräsi­dent der Schwarz + Partner AG, die er in den letzten 20 Jahren aufgebaut hat. Men Bereichen Planung, Elektroinstal­lation und Kommunikation. (EBM/bs)

Endress + Hauser hat in den vergan­genen zwei Jahren insgesamt 13 Milli­onen Euro in Erweiterungen und Neubauten am Standort Maulburg in­vestiert. «Wir sind in den letzten Jahren stark gewachsen. Um dem gerecht zu werden, brauchten wir schlicht mehr Platz», sagt Matthias Altendorf, Ge­schäftsführer von Endress + Hauser Maulburg. «Zudem konnten wir mit den Erweiterungen die verschiedenen Standorte im Wiesental in Maulburg zusammenführen und damit sämtliche

Produktions­ und Logistikabläufe opti­mieren. Dass wir die wichtigsten Bau­arbeiten bis zum Winter 2008 ab­schliessen konnten, hat uns den Start ins wirtschaftlich schwierigere Jahr 2009 erleichtert.»

Wo einst das älteste Gebäude der Produktionsstätte stand, bietet heute ein dreigeschossiger Neubau Platz für ein attraktives Personalrestaurant, zeit­gemässe Büros, grosszügige Produkti­onsflächen, ein modernes Test­ und Anwendungscenter sowie ein zertifi­

Endress + hauser weiht in Maulburg neues Gebäude ein

Nach der Beschwerde der Überland­netzbetreiberin Swissgrid fechten drei weitere Stromproduzenten die Verfü­gung der Eidgenössischen Elektrizitäts­kommission (ElCom) an. Damit wollen sie Rechtssicherheit in der Tarifsetzung schaffen.

Beschwerde beim Bundesverwal­tungsgericht haben die Stromprodu­zentin Alpiq, die Elektrizitäts­Gesell­schaft Laufenburg (EGL) und das Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (EWZ) eingereicht.

Die Nordostschweizerischen Kraft­werke (NOK) verzichteten darauf.

Die Regulierungsbehörde ElCom hatte die Stromproduzenten Anfang März dazu angehalten, die Endver­brauchertarife für das laufende Jahr neu zu berechnen. Damit sollten die angekündigten Erhöhungen der Strom­preise um 40 gemildert werden.

Streitpunkt bei der Berechnung der Tarife waren die sogenannten System­dienstleistungen (SDL). Nach der Ver­fügung der ElCom müssten diese von Kraftwerken mit einer Produktion von über 50 MW übernommen werden.

Swissgrid, Alpiq, EWZ und EGL fechten ElCom-Verfügung anDie Stromproduzenten wollen vom

Bundesverwaltungsgericht nun klären, ob die SDL nicht den Stromempfän­gern auferlegt werden dürfen. Dabei geht es um hohe Summen. Im Falle der Alpiq entstehen gemäss der Strom­gesellschaft Mehrkosten in der Grös­senordnung eines «höheren zwei­stelligen Millionenbetrags».

Das EWZ und die EGL begründen ihre Beschwerde vor allem damit, dass ihre Übertragungsnetze nach der ElCom­Kürzung zu tief bewertet wür­den. Die Stromproduzenten wollen vom Bundesverwaltungsgericht nun klären, Beide Gesellschaften haben das Stromnetz in eine eigene Gesellschaft ausgelagert. (Swissgrid/bs)

Warum rekurriert die Swissgrid gegen die ElCom-Verfügung?

[1] ElCom schätzt die für das Jahr 2009 entstehenden Systemdienstleistungen auf 418 Millionen Franken Swissgrid muss diese Systemdienstleistungen jedoch am Markt beschaffen. Aus diesem Grund können die Kosten die von der ElCom geschätzten 418 Millionen Franken übersteigen. Die Verfügung lässt offen, ob höhere Kosten für Systemdienstleistungen überhaupt weiterverrechnet werden können.

[2] Im Weiteren sind die Kriterien für eine allfällige nachträgliche Genehmigung der Mehrkosten durch die ElCom unklar. Dies widerspricht der vom Bundesrat revidierten Strom-versorgungsverordnung vom Dezember 2008, wonach sämtliche Systemdienstleistungen primär den Netzbetreibern aufgrund des Endverbrauchs in ihrem Netz und ergänzend den Kraftwerken weiterverrechnet werden sollen.

[3] Die teilweise Nichtgenehmigung von tatsächlich entstandenen Kosten könnte bei Swissgrid zu einem Liquiditätsengpass oder im Extremfall gar zu einer Überschuldung führen. Deshalb beantragt Swissgrid in ihrer Beschwerde, dass die offenen Fragen zur Genehmigungspflicht durch die ElCom und der Modus einer allfälligen Weiterver- rechnung geklärt werden.

Im Fokus

+++ Personnelle Neuerungen Blindtext Blindtext +++

ziertes Prüflabor, um den wachsenden internationalen Anforderungen an die Produkte gerecht zu werden.

Die Fertigung der Füllstandmess­geräte befindet sich neu in einem zwei­geschossigen Anbau des benachbarten Produktionsgebäudes in der Schlage­termatt. Dass wir die wichtigsten Bau­arbeiten bis Dank der Füllstandfabrik konnten die Abläufe von Produktions­ und Logistikprozessen schlanker, effi­zienter und an einem Standort gestaltet werden. (Endress + Hauser/gus)

NOK verzichtet auf BeschwerdeDie NOK reicht trotz Unklarheiten

und rechtlichen Widersprüchen bei der Elcom­Verfügung keine Beschwerde ein, wie sie mitteilte. Streitpunkt bei der Berechnung der Tarife waren die sogenannten Systemdienstleist. Damit will die NOK nach eigenen Angaben einen Beitrag zur schnellen Einführung der Regulierung leisten. Die Schweizer Wirtschaft und die Konsumenten soll­ten Preissicherheit erhalten, hiess es bei der NOK weiter. (SDA/bs)

Vom Vorsprung Zürichs profitieren

St. Gallen profitiere durch die Ko­operation vom Vorsprung und der Erfahrung Zürichs, heisst es. In St. Gal­len sollen die Angebote über die schnel­len Leitungen für Telefon, Internet und TV rascher auf den Markt kommen.

Laut Communiqué prüfen auch Genf, Meilen ZH und Winterthur eine Beteiligung an der Kooperation. Diese Städte planen ebenfalls den Aufbau eigener Glasfasernetze.

Von der Vereinbarung zwischen Zürich und St. Gallen nicht betroffen sind die laufenden Gespräche beider Städte mit der Swisscom. Dabei geht es um eine Zusammenarbeit beim Bau und der Verlegung der Glasfasern.

Die Gespräche wurden auf Chef­Ebene zwischen Stadtrat Fredy der deshalb und darum Brunner und Swisscom­CEO Carsten Schloter ge­führt, wie Peter Stäger sagte. Das Ziel sei, bis Ende Mai einen Kooperations­vertrag auszuarbeiten. (SDA/bs)

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Bulletin 5 / 200936

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R&M

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EST

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Neu beim ESTI: Roland Hodel, Inspektor ESTI Zentralschweiz

Seit dem 1. Januar 2009 ist Roland Hodel beim ESTI in der Geschäftsein­heit Inspektionen zuständig für die Zentralschweiz.

Aufgewachsen ist Roland Hodel in Reussbühl im Kanton Luzern. Er absol­vierte die Lehre zum Elektromonteur und erwarb den eidg. Fachausweis Elektro­Kontrolleur/Chefmonteur. Als bauleitender Monteur war er zustän­dig für Erstellen und Überwachen der Installationen,deren Kontrollen nach NIV sowie für periodische Kontrollen von Industrie­, Gewerbegebäuden und Wohnbauten. 2003 schloss er erfolg­reich die Weiterbildung zumhrung einer elektrotechnischen Unterneh­mung in Luzern. Er war verantwortlich für 20 Mitarbeitende, den Verkauf.

Page 23: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Führungswechsel bei SchurterRalph Müller löst bei der Schurter

AG in Luzern den bisherigen Ge­schäftsführer Anton Lauber ab. Damit übernimmt ein Produktionsspezialist die Führung der Firma. Sein Vorgänger Anton Lauber übernimmt die welt­weite Führung der Division Kompo­nenten und agiert weiterhin als Dele­gierter des Verwaltungsrats. Dadurch erfolgt eine strukturelle Anpassung, ab­gestimmt auf die weltweite Ausrichtung der Schurter­Gruppe.Ralph Müller ist seit 2004 als P Produktionsführung und umfassende Kenntnisse in der Fer­tigung von elektronischen Komponen­ten. Die betriebswirtschaftliche Aus­ und Weiterbildung führte ihn an die HSLU (Höhere Wirtschafts­ und Ver­waltungsschule Luzern). (Swico/gus)

Shanmugaratnam Tharman im Gespräch mit Reichle & De Massari in Wetzikon.

Ralph Müller: umfassende Kenntnisse in der Fertigung von elektronischen Komponenten

Elektrische Sicherheit ist ihm wichtig: Roland Hodel.

Hans Schwarz ist nun im Verwaltungsrat der EBM.

Singapurs Finanzminister bei Reichle & De Massari

Anfang Mai besuchte Singapurs Fi­nanzminister, Shanmugaratnam Thar­man, Reichle & De Massari in Wetzi­kon. Die Delegation besuchte die Produktionsanlagen für Verkabelungs­komponenten und Glasfasersysteme. Zum Treffen mit dem Minister ist es gekommen, weil R & M im Sommer 2008 in Singapur einen Supply Chain Hub eröffnet hatte und so wirtschaftli­che Kontakte mit dem Land knüpfte. Bindtext Blindtext Blindtext Blindte

Anschliessend an den Rundgang durch die Produktion informierten Martin und Peter Reichle ationalisie­rung setzt. Die Singapurer Delegation berichtete ihrerseits über ihre Wirt­schaftsförderungsmassnahmen mit dem Ziel, international tätige Firmen

in der heutigen, schwierigen Zeit aktiv zu unterstützen.

Die R & M­Geschäftsleitung ent­schied sich 2007 für den Standort Singapur. Dabei standen hauptsächlich

die zentrale geografische Lage, die gute logistische Anbindunges übersichtliche Rechtssystem und die prowest liche Denkweise der Menschen im Vorder­grund. (R&M/gus)

EBM: Schwarz zum Vize direktor befördert

Hans Schwarz wurde per 20. April 2009 durch den Verwaltungsrat zum Vizedirektor der EBM (Genossenschaft Elektra Birseck) befördert. Er ist Ver­waltungsratspräsident der Schwarz + Partner AG, die er in den letzten 20 Jahren aufgebaut hat. Men Bereichen Planung, Elektroinstallation und Kom­munikation erfolgreich tätig. Die Ge­schäftsleitung der EBM besteht nun aus 11 Mitgliedern. Hans Schwarz wurde per 20. April 2009 durch den Verwaltungsrat zum Vizedirektor der EBM (Genossenschaft Elektra Birseck) befördert. Er ist Verwaltungsratspräsi­dent der Schwarz + Partner AG, die er in den letzten 20 Jahren aufgebaut hat. Men Bereichen Planung, Elektroinstal­lation und Kommunikation. (EBM/bs)

Endress + Hauser hat in den vergan­genen zwei Jahren insgesamt 13 Milli­onen Euro in Erweiterungen und Neubauten am Standort Maulburg in­vestiert. «Wir sind in den letzten Jahren stark gewachsen. Um dem gerecht zu werden, brauchten wir schlicht mehr Platz», sagt Matthias Altendorf, Ge­schäftsführer von Endress + Hauser Maulburg. «Zudem konnten wir mit den Erweiterungen die verschiedenen Standorte im Wiesental in Maulburg zusammenführen und damit sämtliche

Produktions­ und Logistikabläufe opti­mieren. Dass wir die wichtigsten Bau­arbeiten bis zum Winter 2008 ab­schliessen konnten, hat uns den Start ins wirtschaftlich schwierigere Jahr 2009 erleichtert.»

Wo einst das älteste Gebäude der Produktionsstätte stand, bietet heute ein dreigeschossiger Neubau Platz für ein attraktives Personalrestaurant, zeit­gemässe Büros, grosszügige Produkti­onsflächen, ein modernes Test­ und Anwendungscenter sowie ein zertifi­

Endress + hauser weiht in Maulburg neues Gebäude ein

Nach der Beschwerde der Überland­netzbetreiberin Swissgrid fechten drei weitere Stromproduzenten die Verfü­gung der Eidgenössischen Elektrizitäts­kommission (ElCom) an. Damit wollen sie Rechtssicherheit in der Tarifsetzung schaffen.

Beschwerde beim Bundesverwal­tungsgericht haben die Stromprodu­zentin Alpiq, die Elektrizitäts­Gesell­schaft Laufenburg (EGL) und das Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (EWZ) eingereicht.

Die Nordostschweizerischen Kraft­werke (NOK) verzichteten darauf.

Die Regulierungsbehörde ElCom hatte die Stromproduzenten Anfang März dazu angehalten, die Endver­brauchertarife für das laufende Jahr neu zu berechnen. Damit sollten die angekündigten Erhöhungen der Strom­preise um 40 gemildert werden.

Streitpunkt bei der Berechnung der Tarife waren die sogenannten System­dienstleistungen (SDL). Nach der Ver­fügung der ElCom müssten diese von Kraftwerken mit einer Produktion von über 50 MW übernommen werden.

Swissgrid, Alpiq, EWZ und EGL fechten ElCom-Verfügung anDie Stromproduzenten wollen vom

Bundesverwaltungsgericht nun klären, ob die SDL nicht den Stromempfän­gern auferlegt werden dürfen. Dabei geht es um hohe Summen. Im Falle der Alpiq entstehen gemäss der Strom­gesellschaft Mehrkosten in der Grös­senordnung eines «höheren zwei­stelligen Millionenbetrags».

Das EWZ und die EGL begründen ihre Beschwerde vor allem damit, dass ihre Übertragungsnetze nach der ElCom­Kürzung zu tief bewertet wür­den. Die Stromproduzenten wollen vom Bundesverwaltungsgericht nun klären, Beide Gesellschaften haben das Stromnetz in eine eigene Gesellschaft ausgelagert. (Swissgrid/bs)

Warum rekurriert die Swissgrid gegen die ElCom-Verfügung?

[1] ElCom schätzt die für das Jahr 2009 entstehenden Systemdienstleistungen auf 418 Millionen Franken Swissgrid muss diese Systemdienstleistungen jedoch am Markt beschaffen. Aus diesem Grund können die Kosten die von der ElCom geschätzten 418 Millionen Franken übersteigen. Die Verfügung lässt offen, ob höhere Kosten für Systemdienstleistungen überhaupt weiterverrechnet werden können.

[2] Im Weiteren sind die Kriterien für eine allfällige nachträgliche Genehmigung der Mehrkosten durch die ElCom unklar. Dies widerspricht der vom Bundesrat revidierten Strom-versorgungsverordnung vom Dezember 2008, wonach sämtliche Systemdienstleistungen primär den Netzbetreibern aufgrund des Endverbrauchs in ihrem Netz und ergänzend den Kraftwerken weiterverrechnet werden sollen.

[3] Die teilweise Nichtgenehmigung von tatsächlich entstandenen Kosten könnte bei Swissgrid zu einem Liquiditätsengpass oder im Extremfall gar zu einer Überschuldung führen. Deshalb beantragt Swissgrid in ihrer Beschwerde, dass die offenen Fragen zur Genehmigungspflicht durch die ElCom und der Modus einer allfälligen Weiterver- rechnung geklärt werden.

Im Fokus

+++ Personnelle Neuerungen Blindtext Blindtext +++

ziertes Prüflabor, um den wachsenden internationalen Anforderungen an die Produkte gerecht zu werden.

Die Fertigung der Füllstandmess­geräte befindet sich neu in einem zwei­geschossigen Anbau des benachbarten Produktionsgebäudes in der Schlage­termatt. Dass wir die wichtigsten Bau­arbeiten bis Dank der Füllstandfabrik konnten die Abläufe von Produktions­ und Logistikprozessen schlanker, effi­zienter und an einem Standort gestaltet werden. (Endress + Hauser/gus)

NOK verzichtet auf BeschwerdeDie NOK reicht trotz Unklarheiten

und rechtlichen Widersprüchen bei der Elcom­Verfügung keine Beschwerde ein, wie sie mitteilte. Streitpunkt bei der Berechnung der Tarife waren die sogenannten Systemdienstleist. Damit will die NOK nach eigenen Angaben einen Beitrag zur schnellen Einführung der Regulierung leisten. Die Schweizer Wirtschaft und die Konsumenten soll­ten Preissicherheit erhalten, hiess es bei der NOK weiter. (SDA/bs)

Vom Vorsprung Zürichs profitieren

St. Gallen profitiere durch die Ko­operation vom Vorsprung und der Erfahrung Zürichs, heisst es. In St. Gal­len sollen die Angebote über die schnel­len Leitungen für Telefon, Internet und TV rascher auf den Markt kommen.

Laut Communiqué prüfen auch Genf, Meilen ZH und Winterthur eine Beteiligung an der Kooperation. Diese Städte planen ebenfalls den Aufbau eigener Glasfasernetze.

Von der Vereinbarung zwischen Zürich und St. Gallen nicht betroffen sind die laufenden Gespräche beider Städte mit der Swisscom. Dabei geht es um eine Zusammenarbeit beim Bau und der Verlegung der Glasfasern.

Die Gespräche wurden auf Chef­Ebene zwischen Stadtrat Fredy der deshalb und darum Brunner und Swisscom­CEO Carsten Schloter ge­führt, wie Peter Stäger sagte. Das Ziel sei, bis Ende Mai einen Kooperations­vertrag auszuarbeiten. (SDA/bs)

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R&M

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EST

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Neu beim ESTI: Roland Hodel, Inspektor ESTI Zentralschweiz

Seit dem 1. Januar 2009 ist Roland Hodel beim ESTI in der Geschäftsein­heit Inspektionen zuständig für die Zentralschweiz.

Aufgewachsen ist Roland Hodel in Reussbühl im Kanton Luzern. Er absol­vierte die Lehre zum Elektromonteur und erwarb den eidg. Fachausweis Elektro­Kontrolleur/Chefmonteur. Als bauleitender Monteur war er zustän­dig für Erstellen und Überwachen der Installationen,deren Kontrollen nach NIV sowie für periodische Kontrollen von Industrie­, Gewerbegebäuden und Wohnbauten. 2003 schloss er erfolg­reich die Weiterbildung zumhrung einer elektrotechnischen Unterneh­mung in Luzern. Er war verantwortlich für 20 Mitarbeitende, den Verkauf.

Page 24: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Planvorlagepflicht von Schwachstromanlagen in EX-Zonen

Obligation d’approbation des plans d’installations à courant faible en zones EX

Obbligo di presentazione dei piani di impianti a corrente debole in zone EX

1. AusgangslageMit Änderung vom 8. Dezember 1997

wurde ein neuer Art. 8a in die Schwach-stromverordnung (SR 734.1) eingefügt, der am 1. Januar 1998 in Kraft trat. Es wurde eine Genehmigungspflicht für be-stimmte Schwachstromanlagen einge-führt. Die Planunterlagen müssen bei diesen Anlagen vor der Erstellung der Kontrollstelle zur Genehmigung vorge-legt werden. Nach Art. 8a Abs. 1 Bst. e Schwachstromverordnung gilt die Ge-nehmigungspflicht für Schwachstroman-lagen, die in explosionsgefährdeten Be-reichen erstellt werden. Diesbezüglich wurde bloss der Zustand fortgeschrieben, wie er vor der Liberalisierung im Fern-meldebereich galt, als die PTT-Betriebe noch Kontrollstelle für Schwachstroman-lagen waren. Das Genehmigungsverfah-ren richtet sich nach der Verordnung über das Plangenehmigungsverfahren für elektrische Anlagen (VPeA; SR 734.25).

In der Basler Chemischen Industrie (BCI) sowie in weiteren Betrieben in der ganzen Schweiz werden Schwachstrom-anlagen in explosionsgefährdeten Berei-chen errichtet. Bis heute wurde für sol-che Anlagen nie eine Planvorlage beim Eidgenössischen Stark strom inspektorat ESTI eingereicht. Dies deshalb, weil Schwachstromanlagen in explosionsge-fährdeten Bereichen überwiegend aus der Niederspannungsinstallation gespeist werden und daher den Vorschriften für diese Installationen unterstehen. Vor der Übergabe der Anlage an den Eigen tümer wird folglich eine Schlusskontrolle durch-geführt und ein Sicherheitsnachweis nach der Verordnung über elektrische Niederspannungsinstallationen (NIV; SR 734.27) erstellt. Innerhalb von 6 Mo-naten nach der Übernahme der Anlage durch den Eigentümer veranlasst dieser eine Abnahmekontrolle durch ein unab-hängiges Kontrollorgan (nur EX-Zonen 2 und 22) resp. eine akkreditierte Inspek-tionsstelle oder das ESTI (EX-Zonen 0

gefährdeten Bereichen brächte für die Anlage keine zusätzliche Sicherheit, son-dern bloss einen erheblichen administra-tiven, kostenintensiven Mehraufwand für die Betreiber. Dario Marty, Chefingenieur

1. Situation de départAvec la modification du 8 décembre

1997 a été introduit dans l’ordonnance sur le courant faible (RS 734.1) un nou-vel article 8a entré en vigueur le 1er jan-vier 1998. Une obligation d’approbation de certaines installations à courant faible a été instaurée. Les dossiers de projet re-latifs à ces installations doivent être pré-sentés à l’organe de contrôle pour appro-bation avant la mise en place. Selon l’art. 8a, al. 1, let. e de l’ordonnance sur le courant faible, l’obligation d’approbation s’applique aux installati-ons à courant faible posées en atmos-phères explosibles. A cet égard a simple-ment perduré la situation qui s’appliquait avant la libéralisation dans le domaine des télécommunications, lorsque les ent-reprises des PTT étaient encore organe de contrôle des installations à courant faible. La procédure d’approbation est régie par l’ordonnance sur la procédure d’approbation des plans des installations électriques (OPIE; RS 734.25).

Des installations à courant faible sont posées en atmosphères explosibles au sein de la Basler Chemische Industrie (BCI) ainsi que d’autres entreprises par-tout en Suisse. Pour ces installations, ja-mais un projet n’a jusqu’à présent été présenté à l’Inspection fédérale des ins-tallations à courant fort ESTI. Ceci parce que les installations à courant faible en atmosphères explosibles sont essentielle-ment alimentées par des installations à basse tension et donc dépendent des prescriptions relatives à ces installations. Avant la remise de l’installation au prop-riétaire, un contrôle final est par consé-quent effectué et un rapport de sécurité selon l’ordonnance sur les installations électriques à basse tension (OIBT; RS 734.27) est établi. Dans les 6 mois à compter de la réception de l’installation par le propriétaire, celui-ci fait procéder à un contrôle de réception par un organe de contrôle indépendant (zones EX 2 et 22 uniquement) ou un organisme d’inspection accrédité ou l’ESTI (zones EX 0 et 20 ainsi que 1 et 21, sauf stations-

entrato in vigore il 1° gennaio 1998. Per determinati impianti a corrente debole è stato introdotto un obbligo di approvazi-one. Prima della costruzione di tali im-pianti i documenti relativi al progetto devono essere presentati all’organo di controllo per approvazione. Ai sensi dell’art. 8a cpv. 1 lett. e dell’ordinanza sulla corrente debole l’obbligo di autoriz-zazione vige per gli impianti a corrente debole, che vengono costruiti in zone con pericolo di esplosione. A tale propo-sito si è semplicemente proseguito con lo stato in vigore prima della liberalizzazi-one nel settore delle telecomunicazioni, quando le imprese delle PTT erano an-cora l’organo di controllo per gli impianti a corrente debole. La procedura di auto-rizzazione si conforma all’ordinanza sulla procedura d’approvazione dei piani di impianti elettrici (OPIE; RS 734.25).

Nell’industria chimica basilese (ICB) come pure in altre aziende ubicate in tutta la Svizzera vengono costruiti impia-nti a corrente debole in zone con peri-colo di esplosione. Finora per tali impia-nti non si è mai dovuto presentare un progetto all’Ispettorato federale degli im-pianti a corrente forte ESTI. E ciò per il fatto che gli impianti a corrente debole situati in zone con pericolo di esplosione vengono in prevalenza alimentati da im-pianti elettrici a bassa tensione e sottos-tanno quindi alle prescrizioni vigenti per questi ultimi. Prima della consegna dell’impianto ai proprietari viene di con-seguenza eseguito un controllo finale e allestito un rapporto di sicurezza se-condo l’ordinanza concernente gli impia-nti elettrici a bassa tensione (OIBT; RS 734.27). Entro 6 mesi dalla presa in con-segna dell’impianto da parte del proprie-tario, quest’ultimo predispone un cont-rollo di collaudo da parte di un organo di controllo indipendente (solo zone EX 2 e 22) risp. di un organo d’ispezione accre-ditato o dell’ESTI (zone EX 0 e 20 come pure 1 e 21, esclusi i distributori di ben-zina e le officine per la riparazione di veicoli).

Viene in parte sostenuto che, in base al testo dell’art. 8a cpv. 1 lett. e dell’ordinanza sulla corrente debole per gli impianti a corrente debole situati in zone con pericolo di esplosione, soprat-tutto nella ICB, sia in ogni caso necessa-ria un’approvazione dei piani da parte dell’ESTI.

und 20 sowie 1 und 21, ausgenommen Tankstellen und Fahrzeugreparaturwerk-stätten).

Es wird teilweise die Meinung vertre-ten, für Schwachstromanlagen in explo-sionsgefährdeten Bereichen, namentlich in der BCI, sei aufgrund des Wortlauts von Art. 8a Abs. 1 Bst. e Schwach.

2. Verbindung zu einem öffentlichen Netz als Voraussetzung für die PlanvorlagepflichtDem ist nicht so. Der Anwendungsbe-

reich der fraglichen Bestimmung be-schränkt sich auf Telekommunikations-anlagen und Schwachstromanlagen in explosionsgefährdeten Bereichen mit Verbindung zu einem öffentlichen Netz (Ziff. 7.2 der Weisung des ESTI für die Installation der Anschlussleitungen von Schwachstromanlagen in besonders ge-fährdeten Bereichen, STI Nr. 902.0106). Zu denken ist etwa an den Fall, wo der Betreiber eines Kommunikationsnetzes in der Nähe einer Gasdruckreduziersta-tion eine Schwachstromleitung verlegen möchte. In den übrigen Fällen, insbeson-dere was die Anlagen in der BCI betrifft, genügen die unter Ziffer 1 beschriebenen Massnahmen gemäss NIV (Schlusskont-rolle, Sicherheitsnachweis, Abnahme-kontrolle durch ein unabhängiges Kont-rollorgan [nur EX-Zonen 2 und 22] resp. eine akkreditierte Inspektionsstelle oder das ESTI [EX-Zonen 0 und 20 sowie 1 und 21, ausgenommen Tankstellen und Fahrzeugreparaturwerkstätten]). Der Sinn und Zweck von Art. 8a Abs. 1 Bst. e Schwachstromverordnung wird so am besten verwirklicht. Es soll verhindert werden, dass einerseits in der EX-Zone selber eine elektrische Zündquelle ent-steht und andererseits nicht über Kopp-lungen und Induktionen hohe Spannun-gen in die EX-Zone eingeschleppt werden. Eine generelle Planvorlagepflicht für Schwachstromanlagen in explosions-

service et ateliers de réparation automo-bile).

Il circule parfois l’idée selon laquelle les installations à courant faible en at-mosphères explosibles, notamment au sein de la BCI, seraient, en vertu de la teneur de l’art. 8a, al. 1, let. e de l’ordonnance sur le courant faible, im-pérativement soumises à une approba-tion des plans de l’ESTI.

2. Raccordement à un réseau public comme condition à l’obligation d’approbation des plansIl n’en est rien. Le champ d’application

de la disposition en question se limite aux installations de télécommunications et aux installations à courant faible en atmosphères explosibles reliées à un ré-seau public (ch. 7.2 de la directive de l’ESTI pour l’établissement de lignes de raccordement d’installations à courant faible dans des zones particulièrement dangereuses, no STI 902.0106). On pense par exemple au cas de l’exploitant d’un réseau de communications qui souhaite poser une ligne à courant faible à proxi-mité d’une station de réduction de la pression du gaz. Dans les autres cas, en particulier en ce qui concerne les instal-lations au sein de la BCI, les mesures selon l’OIBT décrites au chiffre 1 (con-trôle final, rapport de sécurité, contrôle de réception par un organe de contrôle indépendant [zones EX 2 et 22 unique-ment] ou un organisme d’inspection ac-crédité ou l’ESTI [zones EX 0 et 20 ainsi que 1 et 21, sauf stations-service et ateli-ers de réparation automobile]) sont suffi-santes. L’objet et le but de l’art. 8a, al. 1, let. e de l’ordonnance sur le courant fai-ble sont ainsi remplis au mieux. Ils visent à empêcher que, d’une part, une source d’inflammation électrique naisse dans la zone EX elle-même et, d’autre part, que des tensions élevées ne s’introduisent pas dans la zone EX par des couplages et des inductions. Une obligation générale d’approbation des plans d’installations à courant faible en atmo sphères.

Dario Marty, ingénieur en chef

1. Situazione inizialeCon la modifica dell’8 dicembre 1997

nell’ordinanza sulla corrente debole (RS 734.1) è stato inserito un nuovo art. 8a

2. Collegamento a una rete pubblica quale requisito per l’obbligo di presentare i pianiCiò non corrisponde al vero. Il campo

di applicazione della disposizione in questione si limita agli impianti di teleco-municazione e agli impianti a corrente debole situati in zone con pericolo di es-plosione collegati a una rete pubblica (comma 7.2 della direttiva dell’ESTI per l’installazione di linee di collegamento di impianti a corrente debole in zone parti-colarmente pericolose, STI no 902.0106). Si pensi, per esempio, al caso in cui il gestore di una rete di comunicazione vor-rebbe posare una linea a corrente debole in prossimità di una stazione per la ridu-zione della pressione del gas. Negli altri casi, in particolare per quanto riguarda gli impianti nella ICB, sono sufficienti le misure descritte al comma 1 conforme-mente alla OIBT (controllo finale, rap-porto di sicurezza, controllo di collaudo eseguito da un organo di controllo indi-pendente [solo zone EX 2 e 22] risp. da un organo d’ispezione accreditato o dall’ESTI [zone EX 0 e 20 come pure 1 e 21, esclusi i distributori di benzina e le officine per la riparazione di veicoli]). In tal modo il senso e lo scopo dell’art. 8a cpv. 1 lett. e dell’ordinanza sulla corrente debole vengono sdfbsdfb realizzati al me-glio. Da un lato sdfbsdfb si deve evitare che nella zona EX stessa si sviluppino fonti di scintille sdfb elettriche e sfbdfb dall’altro che mediante accoppiamenti e induzioni nella zona EX sdfbadfbv non vengano importate erbdafbv tensioni ele-vate. Un obbligo sdfbasdfb generale di presentazione dei piani dfsbdfb per gli impianti sdfbsdfbv a corrente.

Dario Marty, ingegnere capo

Kontakt / contact / contatto

Hauptsitz / siège / sede centraleEidgenössisches Starkstrominspektorat ESTILuppmenstrasse 1, 8320 FehraltorfTel. 044 956 12 12, Fax 044 956 12 [email protected], www.esti.admin.ch

Niederlassung / succursaleESTI RomandieChemin de Mornex 3, 1003 LausanneTél. 021 311 52 17, fax 021 323 54 [email protected], www.esti.admin.ch

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Planvorlagepflicht von Schwachstromanlagen in EX-Zonen

Obligation d’approbation des plans d’installations à courant faible en zones EX

Obbligo di presentazione dei piani di impianti a corrente debole in zone EX

1. AusgangslageMit Änderung vom 8. Dezember 1997

wurde ein neuer Art. 8a in die Schwach-stromverordnung (SR 734.1) eingefügt, der am 1. Januar 1998 in Kraft trat. Es wurde eine Genehmigungspflicht für be-stimmte Schwachstromanlagen einge-führt. Die Planunterlagen müssen bei diesen Anlagen vor der Erstellung der Kontrollstelle zur Genehmigung vorge-legt werden. Nach Art. 8a Abs. 1 Bst. e Schwachstromverordnung gilt die Ge-nehmigungspflicht für Schwachstroman-lagen, die in explosionsgefährdeten Be-reichen erstellt werden. Diesbezüglich wurde bloss der Zustand fortgeschrieben, wie er vor der Liberalisierung im Fern-meldebereich galt, als die PTT-Betriebe noch Kontrollstelle für Schwachstroman-lagen waren. Das Genehmigungsverfah-ren richtet sich nach der Verordnung über das Plangenehmigungsverfahren für elektrische Anlagen (VPeA; SR 734.25).

In der Basler Chemischen Industrie (BCI) sowie in weiteren Betrieben in der ganzen Schweiz werden Schwachstrom-anlagen in explosionsgefährdeten Berei-chen errichtet. Bis heute wurde für sol-che Anlagen nie eine Planvorlage beim Eidgenössischen Stark strom inspektorat ESTI eingereicht. Dies deshalb, weil Schwachstromanlagen in explosionsge-fährdeten Bereichen überwiegend aus der Niederspannungsinstallation gespeist werden und daher den Vorschriften für diese Installationen unterstehen. Vor der Übergabe der Anlage an den Eigen tümer wird folglich eine Schlusskontrolle durch-geführt und ein Sicherheitsnachweis nach der Verordnung über elektrische Niederspannungsinstallationen (NIV; SR 734.27) erstellt. Innerhalb von 6 Mo-naten nach der Übernahme der Anlage durch den Eigentümer veranlasst dieser eine Abnahmekontrolle durch ein unab-hängiges Kontrollorgan (nur EX-Zonen 2 und 22) resp. eine akkreditierte Inspek-tionsstelle oder das ESTI (EX-Zonen 0

gefährdeten Bereichen brächte für die Anlage keine zusätzliche Sicherheit, son-dern bloss einen erheblichen administra-tiven, kostenintensiven Mehraufwand für die Betreiber. Dario Marty, Chefingenieur

1. Situation de départAvec la modification du 8 décembre

1997 a été introduit dans l’ordonnance sur le courant faible (RS 734.1) un nou-vel article 8a entré en vigueur le 1er jan-vier 1998. Une obligation d’approbation de certaines installations à courant faible a été instaurée. Les dossiers de projet re-latifs à ces installations doivent être pré-sentés à l’organe de contrôle pour appro-bation avant la mise en place. Selon l’art. 8a, al. 1, let. e de l’ordonnance sur le courant faible, l’obligation d’approbation s’applique aux installati-ons à courant faible posées en atmos-phères explosibles. A cet égard a simple-ment perduré la situation qui s’appliquait avant la libéralisation dans le domaine des télécommunications, lorsque les ent-reprises des PTT étaient encore organe de contrôle des installations à courant faible. La procédure d’approbation est régie par l’ordonnance sur la procédure d’approbation des plans des installations électriques (OPIE; RS 734.25).

Des installations à courant faible sont posées en atmosphères explosibles au sein de la Basler Chemische Industrie (BCI) ainsi que d’autres entreprises par-tout en Suisse. Pour ces installations, ja-mais un projet n’a jusqu’à présent été présenté à l’Inspection fédérale des ins-tallations à courant fort ESTI. Ceci parce que les installations à courant faible en atmosphères explosibles sont essentielle-ment alimentées par des installations à basse tension et donc dépendent des prescriptions relatives à ces installations. Avant la remise de l’installation au prop-riétaire, un contrôle final est par consé-quent effectué et un rapport de sécurité selon l’ordonnance sur les installations électriques à basse tension (OIBT; RS 734.27) est établi. Dans les 6 mois à compter de la réception de l’installation par le propriétaire, celui-ci fait procéder à un contrôle de réception par un organe de contrôle indépendant (zones EX 2 et 22 uniquement) ou un organisme d’inspection accrédité ou l’ESTI (zones EX 0 et 20 ainsi que 1 et 21, sauf stations-

entrato in vigore il 1° gennaio 1998. Per determinati impianti a corrente debole è stato introdotto un obbligo di approvazi-one. Prima della costruzione di tali im-pianti i documenti relativi al progetto devono essere presentati all’organo di controllo per approvazione. Ai sensi dell’art. 8a cpv. 1 lett. e dell’ordinanza sulla corrente debole l’obbligo di autoriz-zazione vige per gli impianti a corrente debole, che vengono costruiti in zone con pericolo di esplosione. A tale propo-sito si è semplicemente proseguito con lo stato in vigore prima della liberalizzazi-one nel settore delle telecomunicazioni, quando le imprese delle PTT erano an-cora l’organo di controllo per gli impianti a corrente debole. La procedura di auto-rizzazione si conforma all’ordinanza sulla procedura d’approvazione dei piani di impianti elettrici (OPIE; RS 734.25).

Nell’industria chimica basilese (ICB) come pure in altre aziende ubicate in tutta la Svizzera vengono costruiti impia-nti a corrente debole in zone con peri-colo di esplosione. Finora per tali impia-nti non si è mai dovuto presentare un progetto all’Ispettorato federale degli im-pianti a corrente forte ESTI. E ciò per il fatto che gli impianti a corrente debole situati in zone con pericolo di esplosione vengono in prevalenza alimentati da im-pianti elettrici a bassa tensione e sottos-tanno quindi alle prescrizioni vigenti per questi ultimi. Prima della consegna dell’impianto ai proprietari viene di con-seguenza eseguito un controllo finale e allestito un rapporto di sicurezza se-condo l’ordinanza concernente gli impia-nti elettrici a bassa tensione (OIBT; RS 734.27). Entro 6 mesi dalla presa in con-segna dell’impianto da parte del proprie-tario, quest’ultimo predispone un cont-rollo di collaudo da parte di un organo di controllo indipendente (solo zone EX 2 e 22) risp. di un organo d’ispezione accre-ditato o dell’ESTI (zone EX 0 e 20 come pure 1 e 21, esclusi i distributori di ben-zina e le officine per la riparazione di veicoli).

Viene in parte sostenuto che, in base al testo dell’art. 8a cpv. 1 lett. e dell’ordinanza sulla corrente debole per gli impianti a corrente debole situati in zone con pericolo di esplosione, soprat-tutto nella ICB, sia in ogni caso necessa-ria un’approvazione dei piani da parte dell’ESTI.

und 20 sowie 1 und 21, ausgenommen Tankstellen und Fahrzeugreparaturwerk-stätten).

Es wird teilweise die Meinung vertre-ten, für Schwachstromanlagen in explo-sionsgefährdeten Bereichen, namentlich in der BCI, sei aufgrund des Wortlauts von Art. 8a Abs. 1 Bst. e Schwach.

2. Verbindung zu einem öffentlichen Netz als Voraussetzung für die PlanvorlagepflichtDem ist nicht so. Der Anwendungsbe-

reich der fraglichen Bestimmung be-schränkt sich auf Telekommunikations-anlagen und Schwachstromanlagen in explosionsgefährdeten Bereichen mit Verbindung zu einem öffentlichen Netz (Ziff. 7.2 der Weisung des ESTI für die Installation der Anschlussleitungen von Schwachstromanlagen in besonders ge-fährdeten Bereichen, STI Nr. 902.0106). Zu denken ist etwa an den Fall, wo der Betreiber eines Kommunikationsnetzes in der Nähe einer Gasdruckreduziersta-tion eine Schwachstromleitung verlegen möchte. In den übrigen Fällen, insbeson-dere was die Anlagen in der BCI betrifft, genügen die unter Ziffer 1 beschriebenen Massnahmen gemäss NIV (Schlusskont-rolle, Sicherheitsnachweis, Abnahme-kontrolle durch ein unabhängiges Kont-rollorgan [nur EX-Zonen 2 und 22] resp. eine akkreditierte Inspektionsstelle oder das ESTI [EX-Zonen 0 und 20 sowie 1 und 21, ausgenommen Tankstellen und Fahrzeugreparaturwerkstätten]). Der Sinn und Zweck von Art. 8a Abs. 1 Bst. e Schwachstromverordnung wird so am besten verwirklicht. Es soll verhindert werden, dass einerseits in der EX-Zone selber eine elektrische Zündquelle ent-steht und andererseits nicht über Kopp-lungen und Induktionen hohe Spannun-gen in die EX-Zone eingeschleppt werden. Eine generelle Planvorlagepflicht für Schwachstromanlagen in explosions-

service et ateliers de réparation automo-bile).

Il circule parfois l’idée selon laquelle les installations à courant faible en at-mosphères explosibles, notamment au sein de la BCI, seraient, en vertu de la teneur de l’art. 8a, al. 1, let. e de l’ordonnance sur le courant faible, im-pérativement soumises à une approba-tion des plans de l’ESTI.

2. Raccordement à un réseau public comme condition à l’obligation d’approbation des plansIl n’en est rien. Le champ d’application

de la disposition en question se limite aux installations de télécommunications et aux installations à courant faible en atmosphères explosibles reliées à un ré-seau public (ch. 7.2 de la directive de l’ESTI pour l’établissement de lignes de raccordement d’installations à courant faible dans des zones particulièrement dangereuses, no STI 902.0106). On pense par exemple au cas de l’exploitant d’un réseau de communications qui souhaite poser une ligne à courant faible à proxi-mité d’une station de réduction de la pression du gaz. Dans les autres cas, en particulier en ce qui concerne les instal-lations au sein de la BCI, les mesures selon l’OIBT décrites au chiffre 1 (con-trôle final, rapport de sécurité, contrôle de réception par un organe de contrôle indépendant [zones EX 2 et 22 unique-ment] ou un organisme d’inspection ac-crédité ou l’ESTI [zones EX 0 et 20 ainsi que 1 et 21, sauf stations-service et ateli-ers de réparation automobile]) sont suffi-santes. L’objet et le but de l’art. 8a, al. 1, let. e de l’ordonnance sur le courant fai-ble sont ainsi remplis au mieux. Ils visent à empêcher que, d’une part, une source d’inflammation électrique naisse dans la zone EX elle-même et, d’autre part, que des tensions élevées ne s’introduisent pas dans la zone EX par des couplages et des inductions. Une obligation générale d’approbation des plans d’installations à courant faible en atmo sphères.

Dario Marty, ingénieur en chef

1. Situazione inizialeCon la modifica dell’8 dicembre 1997

nell’ordinanza sulla corrente debole (RS 734.1) è stato inserito un nuovo art. 8a

2. Collegamento a una rete pubblica quale requisito per l’obbligo di presentare i pianiCiò non corrisponde al vero. Il campo

di applicazione della disposizione in questione si limita agli impianti di teleco-municazione e agli impianti a corrente debole situati in zone con pericolo di es-plosione collegati a una rete pubblica (comma 7.2 della direttiva dell’ESTI per l’installazione di linee di collegamento di impianti a corrente debole in zone parti-colarmente pericolose, STI no 902.0106). Si pensi, per esempio, al caso in cui il gestore di una rete di comunicazione vor-rebbe posare una linea a corrente debole in prossimità di una stazione per la ridu-zione della pressione del gas. Negli altri casi, in particolare per quanto riguarda gli impianti nella ICB, sono sufficienti le misure descritte al comma 1 conforme-mente alla OIBT (controllo finale, rap-porto di sicurezza, controllo di collaudo eseguito da un organo di controllo indi-pendente [solo zone EX 2 e 22] risp. da un organo d’ispezione accreditato o dall’ESTI [zone EX 0 e 20 come pure 1 e 21, esclusi i distributori di benzina e le officine per la riparazione di veicoli]). In tal modo il senso e lo scopo dell’art. 8a cpv. 1 lett. e dell’ordinanza sulla corrente debole vengono sdfbsdfb realizzati al me-glio. Da un lato sdfbsdfb si deve evitare che nella zona EX stessa si sviluppino fonti di scintille sdfb elettriche e sfbdfb dall’altro che mediante accoppiamenti e induzioni nella zona EX sdfbadfbv non vengano importate erbdafbv tensioni ele-vate. Un obbligo sdfbasdfb generale di presentazione dei piani dfsbdfb per gli impianti sdfbsdfbv a corrente.

Dario Marty, ingegnere capo

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Hauptsitz / siège / sede centraleEidgenössisches Starkstrominspektorat ESTILuppmenstrasse 1, 8320 FehraltorfTel. 044 956 12 12, Fax 044 956 12 [email protected], www.esti.admin.ch

Niederlassung / succursaleESTI RomandieChemin de Mornex 3, 1003 LausanneTél. 021 311 52 17, fax 021 323 54 [email protected], www.esti.admin.ch

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Die lebendige Podiumsdikussion mit grosser Besucherbeteiligung machte es deutlich: Es gibt keine einfache Antwort auf die Frage nach Freileitung oder Ka-bel. Jeder einzelne Anwendungsfall muss äusserst differenziert analysiert und mit allen Interessensgruppen diskutiert wer-den. Die Mannigfaltigkeit der Ausfüh-rungsmöglichkeiten und die Vielfalt an Anforderungen verunmöglicht eine ein-fache Entscheidungsfindung.

Die Tagungsbeiträge sind unter www.electrosuisse.ch via ETG und Tagungs-rückblicke zu finden.

Environ 170 personnes intéressées au

sujet s’étaient réunies ce jeudi matin à l’Auditorium Maximum pour une journée passionnante et animée de l’ETG. Le transfert à distance de l’énergie électrique joue un rôle de plus en plus important, ceci pour diverses raisons. D’abord, les grandes sources d’énergie renouvelable sont en majorité éloignées du lieu de con-sommation, ensuite, on exige une fiabilité d’approvisionnement de plus en plus poussée tandis que la consommation d’énergie augmente. Tout cela va aboutir à des changements fondamentaux des réseaux.

Klaus Fröhlich, professeur de trans-port d’énergie électrique à l’EPF Zurich,

a présenté à l’auditoire les 3 technologies fondamentales de transport à distance de l’énergie. Tant pour la ligne aérienne que pour le câble et la ligne isolée au gaz, il s’agit de tenir compte de la charge ther-mique limite, du besoin de puissance dé-wattée, de la puissance transmissible et des coûts. Sans oublier que les aspects environnementaux comme les champs électromagnétiques, les émissions tona-les et l’encombrement jouent également un rôle important. De même, il faut tenir compte de la réparabilité et des éventuels temps de réparation. Il est cependant sur-prenant que le mode d’exploitation (cou-rant alternatif ou continu) n’ait que des aspects techniques et ne joue guère de rôle dans le cadre des critères d’environnement.

Personne n’envie à la politique sa situ-ation dans le cadre du transport d’énergie électrique. Le conseiller national Hans Killer l’a dit tout net dans son exposé: «Tout le monde veut du courant élec-trique, mais personne ne veut des lignes nécessaires!» De nombreuses questions sont en suspens, concernant également les chances et risques d’une législation. Dans la discussion politique, les écono-miseurs de courant, qui ne voient aucune raison de construire de nouvelles instal-lations, se heurtent à ceux qui veulent assister la croissance économique avec suffisamment d’énergie électrique.

Alessandro Magri, Nexans Suisse SA, a expliqué comment on a pu réaliser, en un temps relativement court, un câble de 380 kW long de 9 km entre Mendrisio et Cagno. Il est arrivé à la conclusion que des analyses TCO permettaient dans de nombreux cas de démontrer que les in-vestissements supplémentaires pour ins-tallations partiellement câblées étaient économiquement acceptables.

D’autre part, s’il n’y a pas d’objectifs particuliers de protection à atteindre, les lignes aériennes sont la solution préféra-ble. C’est la conclusion du Dr Matthias Zwicky d’Atel Netz AG, qui a exposé qu’une comparaison coût/utilité ne justi-fiait les coûts élevés des câbles souter-rains que dans très peu de cas. Pour ap-puyer son argumentation, il a cité l’exemple du tronçon de ligne Chamo-son-Chippis. Herbert Lugschitz du Ver-bund Austrian Power Grid a signalé de son côté que tout moyen de transport (li-gne aérienne ou câble) avait son domaine d’application typique. Les câbles sont surtout utilisés dans les villes et fau-bourgs, aux aéroports et dans le franchis-sement des voies navigables où le mail-

lage est minime. En Autriche, on est arrivé à la conclusion que pour les longues distances de très haute impor-tance, comme le réseau 380 kV autri-chien, seule une ligne aérienne offrait la fiabilité et la disponibilité requises.

Le dernier exposé a été présenté par le professeur Jochen Kreusel d’ABB AG, Mannheim. Il a exposé les objectifs visés de politique énergétique et les potentiels en Europe. De nombreuses grandes sour-ces d’énergie renouvelable sont très éloig-nées des consommateurs. ABB a déve-loppé la transmission à courant continu haute tension et offre ainsi des.

La discussion très animée au podium, avec grande participation des visiteurs, a montré clairement qu’il n’y avait pas de réponse simple à la question de savoir s’il faut préférer les lignes aériennes ou les câbles. Chaque cas d’application doit être analysé de manière extrêmement diffé-renciée et discuté avec tous les groupes d’intérêts. La grande variété des possibi-lités d’exécution et des exigences rend impossible toute décision simple.

Les exposés peuvent être téléchargés sur www.electrosuisse.ch via ETG et les rétrospectives de la journée. (CKe)

Freileitung oder Kabel?ETG-Fachtagung vom 2. April 2009 in Zürich

Ligne aérienne ou câble?Journée technique ETG du 2 avril 2009 à Zurich

Am 2. April fand an der ETH Zürich die ETG-Fachtagung zum Transport von elektrischer Energie mit Frei leitungen und Kabeln statt. Welches von beiden zu bevorzugen ist, hängt von vielen Faktoren ab, und die Tagung zeigte, dass die Frage alles andere als einfach zu beantworten ist.

La journée technique ETG consacrée au transport d’énergie électrique par lignes aériennes et câbles a eu lieu le 2 avril à l’EPF Zurich. La question de savoir si l’on doit donner la préférence aux lignes aériennes ou aux câbles dépend de très nombreux facteurs et la journée a montré que la question était fort complexe.

Rund 170 am Thema Interessierte fan-den sich am Donnerstagmorgen im Au-ditorium Maximum zu einer spannenden und lebendigen Tagung der ETG ein. Der Fernübertragung von elektrischer Ener-gie kommt aus verschiedenen Gründen eine immer grössere Bedeutung zu. Zum einen kommen die grossen erneuerbaren Energiequellen überwiegend verbrauchs-fern vor, zum anderen wird eine immer höhere Versorgungssicherheit bei gleich-zeitig wachsendem Energieverbrauch gefordert. Dies alles wird zu grundlegen-den Veränderungen in den Netzen füh-ren.

Klaus Fröhlich, Professor für elektri-sche Energieübertragung an der ETH Zürich, stellte den Zuhörern die grundle-genden 3 Technologien der Energiefern-übertragung vor. Bei der Freileitung, beim Kabel und auch bei der gasisolier-ten Leitung (GIL) gilt es, die thermische Grenzlast, den Blindleistungsbedarf, die übertragbare Leistung, und die Kosten gegeneinander abzuwägen. Dabei spielen die Umweltaspekte wie elektromagneti-sche Felder, tonale Emissionen und der Platzbedarf auch eine wichtige Rolle. Ebenfalls müssen die Reparierbarkeit und allfällige Reparaturzeiten beachtet werden. Erstaunlicherweise hat jedoch die Betriebsart (AC oder DC) rein tech-nische Aspekte und spielt im Zusammen-

hang mit den Umweltkriterien kaum eine Rolle.

Niemand beneidet die Politik um ihre Situation im Zusammenhang mit der elektrischen Energieübertragung. Natio-nalrat Hans Killer brachte es in seinem Vortrag auf den Punkt: «Alle wollen Strom, doch keiner will die dazu erfor-derlichen Leitungen!» Viele offene Fra-gen sowie die Chancen und Gefahren einer Rechtssetzung prägen das Bild. In der politischen Diskussion prallen die Stromsparer, die keinen Grund für neue Anlagen sehen, auf die, welche das wirt-schaftliche Wachstum mit genügend Strom unterstützen wollen.

Alessandro Magri, Nexans Suisse SA, erläuterte den Zuhörern, wie in relativ kurzer Zeit ein 9 km langes 380-kV-Kabel zwischen Mendrisio und Cagno realisiert werden konnte. Er kommt zum Schluss, dass mit TCO-Analysen in vielen Fällen gezeigt werden kann, dass die Mehrin-vestitionen bei teilverkabelten Anlagen wirtschaftlich vertretbar sind.

Wenn andererseits keine besonderen Schutzziele erreicht werden müssen, sind Freileitungen die bessere Lösung. Zu die-sem Schluss kommt Dr. Matthias Zwicky von der Atel Netz AG. Er legte dar, dass ein Kosten-Nutzen-Vergleich die hohen Kosten einer Erdverlegung in den we-nigsten Fällen rechtfertige. Er stützte

seine Argumentation auf das Beispiel des Leitungsabschnitts Chamoson-Chippis. Herbert Lugschitz vom Verbund-Austrian Power Grid wies seinerseits darauf hin, dass jedes Übertragungsmedium (Freilei-tung oder Kabel) seinen typischen An-wendungsbereich hat. Kabel kommen vor allem in Städten und Vorstädten, bei Flughäfen oder der Querung von Wasser-strassen zum Einsatz, wo auch eine mini-male Vermaschung vorhanden ist. In Österreich kam man zum Schluss, dass für lange Verbindungen von höchster Be-deutung, wie sie der österreichische 380-kV-Ring darstellt, nur eine Freilei-tung die ausreichende Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit habe.

Den letzten Vortrag hielt Prof. Jochen Kreusel von der ABB AG, Mannheim. Er erläuterte die ambitionierten energiepo-litischen Ziele und die Potenziale in Eu-ropa. Viele grosse Quellen erneuerbarer Energie liegen fern von den Verbrau-chern. ABB hat die Hochspannungs-Gleichstromübertragung adfb weiterent-wickelt und dfbadfbv adfvfv bietet damit effiziente Möglichkeiten der Energie-übertragung über lange Strecken. Mit einer beachtlichen Liste von real ausge-führten aedfvadfv Kabelverbindungen bis zu 160 km Länge überzeugte er die Zu-hörer von der adfvadfvadv ds Leistungs-fähigkeit dieser Technologie.

Die ETG-Fachtagung zum Thema Freileitungen oder Kabel lockte rund 170 Besucher an.

La journée ETG sur les lignes aériennes ou câbles a attiré environ 170 visiteurs.

«Alle wollen Strom, niemand will die dazu erforderlichen Leitungen», NR Hans Killer.«Tout le monde veut du courant électrique, mais personne ne veut des lignes nécessaires!»

Prof. Göran Andersson von der ETH Zürich führte souverän durch die Tagung.Le Prof. Göran Andersson de l’EPF Zurich a souverainement guidé les participants durant.

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Bulletin 5 / 200976

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Bulletin 5 / 2009 77

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Die lebendige Podiumsdikussion mit grosser Besucherbeteiligung machte es deutlich: Es gibt keine einfache Antwort auf die Frage nach Freileitung oder Ka-bel. Jeder einzelne Anwendungsfall muss äusserst differenziert analysiert und mit allen Interessensgruppen diskutiert wer-den. Die Mannigfaltigkeit der Ausfüh-rungsmöglichkeiten und die Vielfalt an Anforderungen verunmöglicht eine ein-fache Entscheidungsfindung.

Die Tagungsbeiträge sind unter www.electrosuisse.ch via ETG und Tagungs-rückblicke zu finden.

Environ 170 personnes intéressées au

sujet s’étaient réunies ce jeudi matin à l’Auditorium Maximum pour une journée passionnante et animée de l’ETG. Le transfert à distance de l’énergie électrique joue un rôle de plus en plus important, ceci pour diverses raisons. D’abord, les grandes sources d’énergie renouvelable sont en majorité éloignées du lieu de con-sommation, ensuite, on exige une fiabilité d’approvisionnement de plus en plus poussée tandis que la consommation d’énergie augmente. Tout cela va aboutir à des changements fondamentaux des réseaux.

Klaus Fröhlich, professeur de trans-port d’énergie électrique à l’EPF Zurich,

a présenté à l’auditoire les 3 technologies fondamentales de transport à distance de l’énergie. Tant pour la ligne aérienne que pour le câble et la ligne isolée au gaz, il s’agit de tenir compte de la charge ther-mique limite, du besoin de puissance dé-wattée, de la puissance transmissible et des coûts. Sans oublier que les aspects environnementaux comme les champs électromagnétiques, les émissions tona-les et l’encombrement jouent également un rôle important. De même, il faut tenir compte de la réparabilité et des éventuels temps de réparation. Il est cependant sur-prenant que le mode d’exploitation (cou-rant alternatif ou continu) n’ait que des aspects techniques et ne joue guère de rôle dans le cadre des critères d’environnement.

Personne n’envie à la politique sa situ-ation dans le cadre du transport d’énergie électrique. Le conseiller national Hans Killer l’a dit tout net dans son exposé: «Tout le monde veut du courant élec-trique, mais personne ne veut des lignes nécessaires!» De nombreuses questions sont en suspens, concernant également les chances et risques d’une législation. Dans la discussion politique, les écono-miseurs de courant, qui ne voient aucune raison de construire de nouvelles instal-lations, se heurtent à ceux qui veulent assister la croissance économique avec suffisamment d’énergie électrique.

Alessandro Magri, Nexans Suisse SA, a expliqué comment on a pu réaliser, en un temps relativement court, un câble de 380 kW long de 9 km entre Mendrisio et Cagno. Il est arrivé à la conclusion que des analyses TCO permettaient dans de nombreux cas de démontrer que les in-vestissements supplémentaires pour ins-tallations partiellement câblées étaient économiquement acceptables.

D’autre part, s’il n’y a pas d’objectifs particuliers de protection à atteindre, les lignes aériennes sont la solution préféra-ble. C’est la conclusion du Dr Matthias Zwicky d’Atel Netz AG, qui a exposé qu’une comparaison coût/utilité ne justi-fiait les coûts élevés des câbles souter-rains que dans très peu de cas. Pour ap-puyer son argumentation, il a cité l’exemple du tronçon de ligne Chamo-son-Chippis. Herbert Lugschitz du Ver-bund Austrian Power Grid a signalé de son côté que tout moyen de transport (li-gne aérienne ou câble) avait son domaine d’application typique. Les câbles sont surtout utilisés dans les villes et fau-bourgs, aux aéroports et dans le franchis-sement des voies navigables où le mail-

lage est minime. En Autriche, on est arrivé à la conclusion que pour les longues distances de très haute impor-tance, comme le réseau 380 kV autri-chien, seule une ligne aérienne offrait la fiabilité et la disponibilité requises.

Le dernier exposé a été présenté par le professeur Jochen Kreusel d’ABB AG, Mannheim. Il a exposé les objectifs visés de politique énergétique et les potentiels en Europe. De nombreuses grandes sour-ces d’énergie renouvelable sont très éloig-nées des consommateurs. ABB a déve-loppé la transmission à courant continu haute tension et offre ainsi des.

La discussion très animée au podium, avec grande participation des visiteurs, a montré clairement qu’il n’y avait pas de réponse simple à la question de savoir s’il faut préférer les lignes aériennes ou les câbles. Chaque cas d’application doit être analysé de manière extrêmement diffé-renciée et discuté avec tous les groupes d’intérêts. La grande variété des possibi-lités d’exécution et des exigences rend impossible toute décision simple.

Les exposés peuvent être téléchargés sur www.electrosuisse.ch via ETG et les rétrospectives de la journée. (CKe)

Freileitung oder Kabel?ETG-Fachtagung vom 2. April 2009 in Zürich

Ligne aérienne ou câble?Journée technique ETG du 2 avril 2009 à Zurich

Am 2. April fand an der ETH Zürich die ETG-Fachtagung zum Transport von elektrischer Energie mit Frei leitungen und Kabeln statt. Welches von beiden zu bevorzugen ist, hängt von vielen Faktoren ab, und die Tagung zeigte, dass die Frage alles andere als einfach zu beantworten ist.

La journée technique ETG consacrée au transport d’énergie électrique par lignes aériennes et câbles a eu lieu le 2 avril à l’EPF Zurich. La question de savoir si l’on doit donner la préférence aux lignes aériennes ou aux câbles dépend de très nombreux facteurs et la journée a montré que la question était fort complexe.

Rund 170 am Thema Interessierte fan-den sich am Donnerstagmorgen im Au-ditorium Maximum zu einer spannenden und lebendigen Tagung der ETG ein. Der Fernübertragung von elektrischer Ener-gie kommt aus verschiedenen Gründen eine immer grössere Bedeutung zu. Zum einen kommen die grossen erneuerbaren Energiequellen überwiegend verbrauchs-fern vor, zum anderen wird eine immer höhere Versorgungssicherheit bei gleich-zeitig wachsendem Energieverbrauch gefordert. Dies alles wird zu grundlegen-den Veränderungen in den Netzen füh-ren.

Klaus Fröhlich, Professor für elektri-sche Energieübertragung an der ETH Zürich, stellte den Zuhörern die grundle-genden 3 Technologien der Energiefern-übertragung vor. Bei der Freileitung, beim Kabel und auch bei der gasisolier-ten Leitung (GIL) gilt es, die thermische Grenzlast, den Blindleistungsbedarf, die übertragbare Leistung, und die Kosten gegeneinander abzuwägen. Dabei spielen die Umweltaspekte wie elektromagneti-sche Felder, tonale Emissionen und der Platzbedarf auch eine wichtige Rolle. Ebenfalls müssen die Reparierbarkeit und allfällige Reparaturzeiten beachtet werden. Erstaunlicherweise hat jedoch die Betriebsart (AC oder DC) rein tech-nische Aspekte und spielt im Zusammen-

hang mit den Umweltkriterien kaum eine Rolle.

Niemand beneidet die Politik um ihre Situation im Zusammenhang mit der elektrischen Energieübertragung. Natio-nalrat Hans Killer brachte es in seinem Vortrag auf den Punkt: «Alle wollen Strom, doch keiner will die dazu erfor-derlichen Leitungen!» Viele offene Fra-gen sowie die Chancen und Gefahren einer Rechtssetzung prägen das Bild. In der politischen Diskussion prallen die Stromsparer, die keinen Grund für neue Anlagen sehen, auf die, welche das wirt-schaftliche Wachstum mit genügend Strom unterstützen wollen.

Alessandro Magri, Nexans Suisse SA, erläuterte den Zuhörern, wie in relativ kurzer Zeit ein 9 km langes 380-kV-Kabel zwischen Mendrisio und Cagno realisiert werden konnte. Er kommt zum Schluss, dass mit TCO-Analysen in vielen Fällen gezeigt werden kann, dass die Mehrin-vestitionen bei teilverkabelten Anlagen wirtschaftlich vertretbar sind.

Wenn andererseits keine besonderen Schutzziele erreicht werden müssen, sind Freileitungen die bessere Lösung. Zu die-sem Schluss kommt Dr. Matthias Zwicky von der Atel Netz AG. Er legte dar, dass ein Kosten-Nutzen-Vergleich die hohen Kosten einer Erdverlegung in den we-nigsten Fällen rechtfertige. Er stützte

seine Argumentation auf das Beispiel des Leitungsabschnitts Chamoson-Chippis. Herbert Lugschitz vom Verbund-Austrian Power Grid wies seinerseits darauf hin, dass jedes Übertragungsmedium (Freilei-tung oder Kabel) seinen typischen An-wendungsbereich hat. Kabel kommen vor allem in Städten und Vorstädten, bei Flughäfen oder der Querung von Wasser-strassen zum Einsatz, wo auch eine mini-male Vermaschung vorhanden ist. In Österreich kam man zum Schluss, dass für lange Verbindungen von höchster Be-deutung, wie sie der österreichische 380-kV-Ring darstellt, nur eine Freilei-tung die ausreichende Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit habe.

Den letzten Vortrag hielt Prof. Jochen Kreusel von der ABB AG, Mannheim. Er erläuterte die ambitionierten energiepo-litischen Ziele und die Potenziale in Eu-ropa. Viele grosse Quellen erneuerbarer Energie liegen fern von den Verbrau-chern. ABB hat die Hochspannungs-Gleichstromübertragung adfb weiterent-wickelt und dfbadfbv adfvfv bietet damit effiziente Möglichkeiten der Energie-übertragung über lange Strecken. Mit einer beachtlichen Liste von real ausge-führten aedfvadfv Kabelverbindungen bis zu 160 km Länge überzeugte er die Zu-hörer von der adfvadfvadv ds Leistungs-fähigkeit dieser Technologie.

Die ETG-Fachtagung zum Thema Freileitungen oder Kabel lockte rund 170 Besucher an.

La journée ETG sur les lignes aériennes ou câbles a attiré environ 170 visiteurs.

«Alle wollen Strom, niemand will die dazu erforderlichen Leitungen», NR Hans Killer.«Tout le monde veut du courant électrique, mais personne ne veut des lignes nécessaires!»

Prof. Göran Andersson von der ETH Zürich führte souverän durch die Tagung.Le Prof. Göran Andersson de l’EPF Zurich a souverainement guidé les participants durant.

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Kraftwerk WaldBlindtext Blindtext Blindtext Blindtext

Im Wald wächst Wärme – fast ausschliesslich! Rund 98% des Energieholzes aus dem Schweizer Wald werden zur Erzeugung von Heiz- oder allenfalls von Prozesswärme eingesetzt. Bis jetzt sind nicht einmal ein Dutzend Anlagen in Betrieb, welche nebst Wärme auch Strom erzeugen (Wärme-Kraft-Kopplung, WKK). Das dürfte sich aber wohl bald ändern.

Grundsätzlich (und vereinfacht!) stehen 2 Technologien für die Strom-erzeugung aus Holz zur Verfügung, der Dampf- und der Gasprozess. Deren wichtigste Charakteristiken sind in der oberen Tabelle auf der folgenden Seite zusammengefasst.

Beispiel HolzvergasungDie Holzvergasung ist ein thermo-

chemischer Prozess, bei dem das Holz in ein brennbares Gas – das soge-nannte Synthesegas – umgewandelt wird. Bei der Vergasung wird dem Holz eine unterstöchiometrische Menge an Oxidationsmittel (Luft, Sau-erstoff, Dampf) zugeführt, wobei die freigesetzte Wärme zur thermischen Zersetzung des übrigen Holzes dient.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen dem Festbett- und dem Wir-belschichtverfahren. Ersteres gelangt

für tiefere thermische Leistungen (100 bis ca. 5000 kWth) zum Einsatz, Letz-teres für einen thermischen Leistungs-bereich von 10 bis 20 MWth. In einem ersten Schritt wird das Holz für den Vergasungsprozess aufbereitet. Da-nach folgt die Vergasungsinsel, wo die Umwandlung des Holzes in ein brenn-bares Gasgemisch erfolgt. Dieser Pro-zess erfordert eine Gaswäsche, um

das Gas auf eine genügende Quali-tät für einen Verbrennungsmotor zu bringen. Diese Gaswäsche erfordert wiederum eine nachträgliche Behand-lung des Waschwassers. Neben dem Hauptprodukt der Vergasung, dem Synthesegas, fallen auch Asche, Kohle und Wärme als Nebenprodukte wäh-rend der Vergasung an. Während die Kohle dem Vergasungsreaktor noch-mals zugeführt werden kann, muss die Asche gesammelt und entsorgt wer-

den. Nach der Vergasungsinsel wird das gereinigte Synthesegas einem Gas-motor zugeführt. Dieser ist in ein soge-nanntes Blockheizkraftwerk (BHKW) integriert, das die mechanische Leis-tung des Motors mittels eines Genera-tors in Strom umwandelt und die an-fallende Abwärme des Motors mithilfe von Wärmetauschern in einen Wärme-verbund einspeist.

Geplante GrosskraftwerkeIm Oktober 2008 wurde die neue

Heizzen trale des Holzkraftwerks Ba-sel auf dem Gelände der KVA Basel in Betrieb genommen. Die Anlage wird zusätzlich zur bisher aus Kehricht, Öl und Gas erzeugten Wärme auch Holz-wärme ins bestehende Fernwärmenetz der Stadt Basel einspeisen. Als will-kommenes «Nebenprodukt» fällt Ökostrom an.

Das benötigte Holz stammt aus den Wäldern der ganzen Nordwestschweiz. Der jährliche Holzverbrauch dieser Anlage beläuft sich auf rund 300 000 Sm3 (Schütt kubikmeter). Das Holzkraftwerk Basel ist damit die zweitgrösste Anlage dieser Art in der Schweiz – hinter dem Werk der Tegra AG im bündnerischen Domat/Ems. Dieses benötigt im Endausbau jährlich rund 800 000 Sm3 Energieholz und liefert heute einen Teil der bei der Strom erzeugung anfallenden Wärme in Form von Dampf an die benach-barte Ems Chemie. Zur besseren Nut-zung der Abwärme und damit zur Er-höhung des gesamten Wirkungsgrads existieren Pläne, Fernleitungen zu-nächst bis ins Dorf Domat/Ems, später sogar bis nach Chur zu legen. Bereits heute lässt sich der Brennstoffbedarf für die WKK-Anlage der Tegra AG nicht allein auf regionaler Ebene de-Holzenergie in der Schweiz dürfte durch die KEV einen weiteren Schub erhalten.

Wichtigste Charakteristiken von Dampf- und Gasprozess.

Übersicht über neun Holz-Wärme-Kraft-Kopplung-Anlagen (WKK), die in der Schweiz in Betrieb sind.

System Medium Technik Leistungsbereich Elektrischer Wirkungsgrad

Stand

der Technik

(elektrisch) (thermisch) (theoretisch)

Dampfprozess Wasser Dampfturbine > 400 > 3000 15 % praxistauglich

Dampfmotor > 150 > 2000 15 % praxistauglich

ORC (Thermoöl) Dampfturbine > 250 > 2000 17 % praxistauglich

Gasprozess Gas Gasturbine > 300 > 1000 30 % Pilotphase

Gasmotor > 50 > 200 30 % Pilotphase

Stirlingmotor > 5 > 40 10 % Entwicklung

Anlage Baujahr Typ Brennstoff Leistung elektrisch (kw)

Leistung

thermisch (kW)

Crissier VD 2001 ORC-Turbine Altholz 600 2 740

Bière VD 1997 ORC-Turbine Waldschnitzel 335 1 440

Meiringen BE 2001 Dampfturbine Wald-/Restholz 700 3 500

Otelfingen ZH 2001 Dampfturbine Altholz/Biomüll 2 500 8 500

Tegra Domat/Ems 2006 Dampfturbine Altholz/Waldholz/

Restholz

16 000 81 500

Kleindöttingen AG Dampfturbine Altholz 1 600 5 280

Basel BS 2008 Dampfturbine Waldholz 4 000 21 000

Wila ZH 2007 Gasmotor Waldholz 350 350

Stand NW 2007 Gasmotor Altholz/Waldholz 1 380 5 700

cken, und es erfolgen zum Teil Holzlie-ferungen aus dem Berner Seeland ins Bündnerland hinauf.

Mit der Anlage der Tegra AG ist auf dem Energieholzmarkt ein grundsätz-licher Paradigmenwechsel eingetreten – weg vom bis herigen «Angebots-markt» hin zu einem «Nachfrage-markt». Nichts verdeutlicht diese grundsätzliche Veränderung besser als jener Förster aus einer Zürcher Unter-länder Gemeinde, welcher sich noch vor 4 Jahren mit grossem Engagement für die Realisierung eines Holzwärme-verbunds in seiner Gemeinde einge-setzt hat, um eine Absatzmöglichkeit für seine Schwachholzsortimente zu schaffen. Heute hat er diese Absatz-möglichkeit in Domat/Ems. Oder bald schon ganz in der Nähe. Denn auch in Zürich Nord (Aubrugg) ist ein ähnli-ches Holzkraftwerk wie in Basel in der Planung bereits sehr weit fortgeschrit-ten. Bereits gefallen ist der Entscheid in der KVA der Stadt Bern: Hier be-ginnt EWL Bern mit dem Bau ihres Holzkraftwerks mit einem jährlichen Brennstoffbedarf von 300 000 Sm3.

AusblickZusätzlich zu den bereits erwähn-

ten Vorhaben gibt es mindestens ein Dutzend weiterer, mehr oder weniger konkreter Ideen für grosse Holzkraft-werke. Die meisten dieser Ideen sind mittlerweile beim Brennstoff Altholz angelangt – nachdem sich gezeigt hat, dass derart grosse Mengen mit reinem Waldholz nicht oder nur sehr aufwen-dig bereitzustellen wären. Die rückwir-kend auf den 1. Januar 2008 in Kraft getretene kostendeckende Einspeise-vergütung wird der Stromerzeugung aus Holz zweifellos nochmals einen gewissen Schub verleihen.

Gesamtschweizerisch gesehen, be-steht noch ein beträchtliches Potenzial an zusätzlich nutzbarem Energieholz, denn die aktuelle Nutzung erreicht den Gesamtzuwachs bei Weitem nicht. Allerdings gibt es sehr starke regionale Unterschiede, und ein ansehnlicher Teil des freien Potenzials konzentriert sich auf topografisch schwieriges Ge-lände und auf den Privatwald. Umso wichtiger ist deshalb ein haushälteri-scher Umgang mit der Ressource Ener-gieholz. Für die Stromerzeugung mit theoretischen elektrischen Wirkungs-graden von bestenfalls 30% heisst dies in jedem Fall, dass die Anlagen wärme-geführt sein müssen.

Was das heisst, lässt sich wiederum anhand eines Beispiels einleuchtend zeigen: Eine der grössten bestehenden Holzheizungen der Schweiz ist dieje-nige der Avari AG in Wilderswil, wel-che über ein Nahwärmenetz zahlrei-che öffentliche und private Liegenschaften in Wilderswil und In-terlaken mit Wärme versorgt. Die An-lage mit insgesamt 6,4 MW Leistung ist während des ganzen Jahres in Be-trieb. Im unwirtschaftlichen Sommer-betrieb wird jedoch sehr wenig Wär-meenergie verkauft. Dies ist auch der

Grund, weshalb bisher auf die Strom-erzeugung verzichtet wurde. Nun gibt es eine Idee, auf dem in unmittelbarer Nähe gelegenen, stillgelegten Militär-flugplatz Interlaken ein Pelletwerk zu realisieren. Dieses würde auch im Sommer sehr viel Prozesswärme für die Trocknung des Rohstoffs benöti-gen. Die Stromerzeugung ist also erst dann ins Auge zu fassen, wenn Absatz-möglichkeiten für die dabei anfallende Abwärme vorhanden sind.

(Holzenergie Schweiz/bs)

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Page 29: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Kraftwerk WaldBlindtext Blindtext Blindtext Blindtext

Im Wald wächst Wärme – fast ausschliesslich! Rund 98% des Energieholzes aus dem Schweizer Wald werden zur Erzeugung von Heiz- oder allenfalls von Prozesswärme eingesetzt. Bis jetzt sind nicht einmal ein Dutzend Anlagen in Betrieb, welche nebst Wärme auch Strom erzeugen (Wärme-Kraft-Kopplung, WKK). Das dürfte sich aber wohl bald ändern.

Grundsätzlich (und vereinfacht!) stehen 2 Technologien für die Strom-erzeugung aus Holz zur Verfügung, der Dampf- und der Gasprozess. Deren wichtigste Charakteristiken sind in der oberen Tabelle auf der folgenden Seite zusammengefasst.

Beispiel HolzvergasungDie Holzvergasung ist ein thermo-

chemischer Prozess, bei dem das Holz in ein brennbares Gas – das soge-nannte Synthesegas – umgewandelt wird. Bei der Vergasung wird dem Holz eine unterstöchiometrische Menge an Oxidationsmittel (Luft, Sau-erstoff, Dampf) zugeführt, wobei die freigesetzte Wärme zur thermischen Zersetzung des übrigen Holzes dient.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen dem Festbett- und dem Wir-belschichtverfahren. Ersteres gelangt

für tiefere thermische Leistungen (100 bis ca. 5000 kWth) zum Einsatz, Letz-teres für einen thermischen Leistungs-bereich von 10 bis 20 MWth. In einem ersten Schritt wird das Holz für den Vergasungsprozess aufbereitet. Da-nach folgt die Vergasungsinsel, wo die Umwandlung des Holzes in ein brenn-bares Gasgemisch erfolgt. Dieser Pro-zess erfordert eine Gaswäsche, um

das Gas auf eine genügende Quali-tät für einen Verbrennungsmotor zu bringen. Diese Gaswäsche erfordert wiederum eine nachträgliche Behand-lung des Waschwassers. Neben dem Hauptprodukt der Vergasung, dem Synthesegas, fallen auch Asche, Kohle und Wärme als Nebenprodukte wäh-rend der Vergasung an. Während die Kohle dem Vergasungsreaktor noch-mals zugeführt werden kann, muss die Asche gesammelt und entsorgt wer-

den. Nach der Vergasungsinsel wird das gereinigte Synthesegas einem Gas-motor zugeführt. Dieser ist in ein soge-nanntes Blockheizkraftwerk (BHKW) integriert, das die mechanische Leis-tung des Motors mittels eines Genera-tors in Strom umwandelt und die an-fallende Abwärme des Motors mithilfe von Wärmetauschern in einen Wärme-verbund einspeist.

Geplante GrosskraftwerkeIm Oktober 2008 wurde die neue

Heizzen trale des Holzkraftwerks Ba-sel auf dem Gelände der KVA Basel in Betrieb genommen. Die Anlage wird zusätzlich zur bisher aus Kehricht, Öl und Gas erzeugten Wärme auch Holz-wärme ins bestehende Fernwärmenetz der Stadt Basel einspeisen. Als will-kommenes «Nebenprodukt» fällt Ökostrom an.

Das benötigte Holz stammt aus den Wäldern der ganzen Nordwestschweiz. Der jährliche Holzverbrauch dieser Anlage beläuft sich auf rund 300 000 Sm3 (Schütt kubikmeter). Das Holzkraftwerk Basel ist damit die zweitgrösste Anlage dieser Art in der Schweiz – hinter dem Werk der Tegra AG im bündnerischen Domat/Ems. Dieses benötigt im Endausbau jährlich rund 800 000 Sm3 Energieholz und liefert heute einen Teil der bei der Strom erzeugung anfallenden Wärme in Form von Dampf an die benach-barte Ems Chemie. Zur besseren Nut-zung der Abwärme und damit zur Er-höhung des gesamten Wirkungsgrads existieren Pläne, Fernleitungen zu-nächst bis ins Dorf Domat/Ems, später sogar bis nach Chur zu legen. Bereits heute lässt sich der Brennstoffbedarf für die WKK-Anlage der Tegra AG nicht allein auf regionaler Ebene de-Holzenergie in der Schweiz dürfte durch die KEV einen weiteren Schub erhalten.

Wichtigste Charakteristiken von Dampf- und Gasprozess.

Übersicht über neun Holz-Wärme-Kraft-Kopplung-Anlagen (WKK), die in der Schweiz in Betrieb sind.

System Medium Technik Leistungsbereich Elektrischer Wirkungsgrad

Stand

der Technik

(elektrisch) (thermisch) (theoretisch)

Dampfprozess Wasser Dampfturbine > 400 > 3000 15 % praxistauglich

Dampfmotor > 150 > 2000 15 % praxistauglich

ORC (Thermoöl) Dampfturbine > 250 > 2000 17 % praxistauglich

Gasprozess Gas Gasturbine > 300 > 1000 30 % Pilotphase

Gasmotor > 50 > 200 30 % Pilotphase

Stirlingmotor > 5 > 40 10 % Entwicklung

Anlage Baujahr Typ Brennstoff Leistung elektrisch (kw)

Leistung

thermisch (kW)

Crissier VD 2001 ORC-Turbine Altholz 600 2 740

Bière VD 1997 ORC-Turbine Waldschnitzel 335 1 440

Meiringen BE 2001 Dampfturbine Wald-/Restholz 700 3 500

Otelfingen ZH 2001 Dampfturbine Altholz/Biomüll 2 500 8 500

Tegra Domat/Ems 2006 Dampfturbine Altholz/Waldholz/

Restholz

16 000 81 500

Kleindöttingen AG Dampfturbine Altholz 1 600 5 280

Basel BS 2008 Dampfturbine Waldholz 4 000 21 000

Wila ZH 2007 Gasmotor Waldholz 350 350

Stand NW 2007 Gasmotor Altholz/Waldholz 1 380 5 700

cken, und es erfolgen zum Teil Holzlie-ferungen aus dem Berner Seeland ins Bündnerland hinauf.

Mit der Anlage der Tegra AG ist auf dem Energieholzmarkt ein grundsätz-licher Paradigmenwechsel eingetreten – weg vom bis herigen «Angebots-markt» hin zu einem «Nachfrage-markt». Nichts verdeutlicht diese grundsätzliche Veränderung besser als jener Förster aus einer Zürcher Unter-länder Gemeinde, welcher sich noch vor 4 Jahren mit grossem Engagement für die Realisierung eines Holzwärme-verbunds in seiner Gemeinde einge-setzt hat, um eine Absatzmöglichkeit für seine Schwachholzsortimente zu schaffen. Heute hat er diese Absatz-möglichkeit in Domat/Ems. Oder bald schon ganz in der Nähe. Denn auch in Zürich Nord (Aubrugg) ist ein ähnli-ches Holzkraftwerk wie in Basel in der Planung bereits sehr weit fortgeschrit-ten. Bereits gefallen ist der Entscheid in der KVA der Stadt Bern: Hier be-ginnt EWL Bern mit dem Bau ihres Holzkraftwerks mit einem jährlichen Brennstoffbedarf von 300 000 Sm3.

AusblickZusätzlich zu den bereits erwähn-

ten Vorhaben gibt es mindestens ein Dutzend weiterer, mehr oder weniger konkreter Ideen für grosse Holzkraft-werke. Die meisten dieser Ideen sind mittlerweile beim Brennstoff Altholz angelangt – nachdem sich gezeigt hat, dass derart grosse Mengen mit reinem Waldholz nicht oder nur sehr aufwen-dig bereitzustellen wären. Die rückwir-kend auf den 1. Januar 2008 in Kraft getretene kostendeckende Einspeise-vergütung wird der Stromerzeugung aus Holz zweifellos nochmals einen gewissen Schub verleihen.

Gesamtschweizerisch gesehen, be-steht noch ein beträchtliches Potenzial an zusätzlich nutzbarem Energieholz, denn die aktuelle Nutzung erreicht den Gesamtzuwachs bei Weitem nicht. Allerdings gibt es sehr starke regionale Unterschiede, und ein ansehnlicher Teil des freien Potenzials konzentriert sich auf topografisch schwieriges Ge-lände und auf den Privatwald. Umso wichtiger ist deshalb ein haushälteri-scher Umgang mit der Ressource Ener-gieholz. Für die Stromerzeugung mit theoretischen elektrischen Wirkungs-graden von bestenfalls 30% heisst dies in jedem Fall, dass die Anlagen wärme-geführt sein müssen.

Was das heisst, lässt sich wiederum anhand eines Beispiels einleuchtend zeigen: Eine der grössten bestehenden Holzheizungen der Schweiz ist dieje-nige der Avari AG in Wilderswil, wel-che über ein Nahwärmenetz zahlrei-che öffentliche und private Liegenschaften in Wilderswil und In-terlaken mit Wärme versorgt. Die An-lage mit insgesamt 6,4 MW Leistung ist während des ganzen Jahres in Be-trieb. Im unwirtschaftlichen Sommer-betrieb wird jedoch sehr wenig Wär-meenergie verkauft. Dies ist auch der

Grund, weshalb bisher auf die Strom-erzeugung verzichtet wurde. Nun gibt es eine Idee, auf dem in unmittelbarer Nähe gelegenen, stillgelegten Militär-flugplatz Interlaken ein Pelletwerk zu realisieren. Dieses würde auch im Sommer sehr viel Prozesswärme für die Trocknung des Rohstoffs benöti-gen. Die Stromerzeugung ist also erst dann ins Auge zu fassen, wenn Absatz-möglichkeiten für die dabei anfallende Abwärme vorhanden sind.

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Page 30: Bulletin SEV/VSE (Redesign)

Frage: Wie wichtig ist eine Kaffeemaschine im Büro?

Question: Comment un appareil de café est-il important dans le bureau?

Das Berner Verwaltungsgericht hat im April 2008 das von der Regierung bewilligte Verfah-ren zur Vergrösserung des Grimselsees aufgeho-ben. Das Gericht befasste sich eingehend mit der Frage nach dem anzuwendenden Bewilli-gungsverfahren (Konzession oder Baubewilli-gung) und kam zum Schluss, dass das Vorhaben im Konzessionsverfahren statt im gewählten Baubewilligungsverfahren zu behandeln sei. Da-bei legte das Gericht die Bestimmungen des Wassernutzungsgesetzes (WNG) derart eng aus, dass Vorhaben zur Optimierung von Wasser-

kraftwerken fortan in fast jedem Fall ein Konzessionsver-fahren durchlaufen müssen. Diese sind zeit- und kosten-intensiv und stellen dadurch wirtschaftlich interessante Projekte infrage. Die durch den Gerichtsentscheid ent-standene Rechtsunsicherheit blockiert nebst der Vergrös-serung des Grimselsees auch weitere Optimierungspro-jekte der Kraftwerke Oberhasli.

Diese Auslegung des WNG entspricht nicht der ur-sprünglichen Absicht des Gesetzgebers und verunmög-

licht dem Kanton Bern, die ehrgeizigen Ziele seiner Ener-giestrategie umzusetzen. Diese sieht vor, Strom aus erneuerbaren Quellen bis ins Jahr 2035 von heute 60 auf 80% zu steigern. Die Wasserkraft spielt dabei eine zentrale Rolle, und die Optimierung.

Die Berner Politiker sind nun aktiv geworden und ver-langen eine Revision des WNG. Sie wollen, dass Moder-nisierungs- und Ersatzinvestitionen in bestehende Wasser-kraftwerke ohne Änderung der Konzession – d.h. mittels Baubewilligungsverfahren – abgewickelt werden können. Darunter sollen Wirkungsgradverbesserungen, Leistungs-steigerungen durch Sanierung, Aus- oder Zubau von Ma-schinen sowie Er hö hun gen von Wasserspeichern fallen. Nimmt das neu ausgestaltete WNG alle politischen Hür-den, wird es ab 2010 in Kraft treten.

Dieses Tempo ist notwendig, denn in der sich auswei-tenden Wirtschaftskrise wird auf breiter Front nach ra-scher Realisierung von essenziellen Infrastrukturprojek-ten gerufen. Hierzu würden besonders auch Optimierungen von Wasserkraftanlagen zählen, entsprechen sie doch den breit abgestützten energiewirtschaftlichen Zielen.

En avril 2008, le Tribunal administratif bernois a abrogé la procédure approuvée par le gouver-nement en vue d’agrandir le lac du Grimsel. Le Tribunal a traité en détail la question de la pro-

cédure d’autorisation à appliquer (concession ou autori-sation de construction) et a abouti à la conclusion qu’il fallait traiter le projet en recourant à la procédure de con-cession plutôt que par la procédure d’autorisation de con-struction. Le Tribunal a défini les dispositions de la loi sur l’utilisation des eaux (LUE) de manière si restreinte que les projets visant à optimiser les centrales hydrauliques doivent presque dans tous les cas faire l’objet d’une pro-cédure de concession. Ces dernières sont coûteuses, exi-gent beaucoup de temps et remettent de ce fait les projets économiquement intéressants en question. L’insécurité juridique qui découle de la décision du Tribunal bloque non seulement l’agrandissement du lac du Grimsel, mais aussi d’autres projets d’optimisation des Centrales.

L’interprétation de la LUE ne correspond pas à l’intention d’origine du législateur et empêche le canton de Berne d’atteindre les objectifs ambitieux de sa stratégie énergétique. Cette dernière prévoit d’augmenter la part

d’électricité produite à partir de sources renouvelables de 60% aujourd’hui à 80% jusqu’en 2035. L’énergie hydrau-lique y joue un rôle central et l’optimisation.

Les politiciens bernois sont dorénavant actifs et exigent une révision de la LUE. Ils demandent de pouvoir effec-tuer des investissements dans les centrales hydrauliques existantes pour les moderniser et les compléter sans chan-ger la concession (c’est-à-dire au moyen de la procédure d’autorisation),

ce qui devrait permettre une amélioration du rende-ment, une augmentation de la puissance grâce à l’assainissement, l’extension et l’installation de machines, ainsi que l’élévation de la cote d’accumulation d’eau. Si la nouvelle LUE franchit tous les obstacles politiques, elle entrera en vigueur à partir de 2010.

Il est nécessaire de procéder aussi rapidement, car du-rant la crise économique qui se propage, les projets d’infrastructure essentiels doivent être réalisés rapide-ment. L’optimisation des installations hydrauliques en ferait aussi partie puisqu’elle correspond aux objectifs d’économie énergétique et peut être financée par des fonds privés. La force hydraulique est la seule source.

Ernst Baumberger ist Leiter PR/

Kommunikation Kraftwerke Oberhasli

Ernst Baumberger est responsable RP/Communication de

Centrales d’Oberhasli

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