UZH-Spin-off

Präzisere Prognosen für Wasserkraftwerke

Das UZH-Spin-off «ExoLabs» hat ein Modell entwickelt, das die Schneewasser-Menge berechnet und Wasserkraftwerken hilft, rentabler Strom zu produzieren. Nun wird die innovative Geschäftsidee von einem EU-Förderprogramm unterstützt.

Nathalie Huber

Grimselstausee
Grimselstausee
Mithilfe des Schneeüberwachungsmodells von ExoLabs können Kraftwerke die Wasserverfügbarkeit in ihren Stauseen genau abschätzen. (Bild: Grimselstausee / iStock / stefanschurr)


Das UZH-Spin-off «ExoLabs» gehört zu den 15 Gewinnern des «Parsec Accelerator». Das Förderprogramm der EU unterstützt neue Produkte oder Projekte, die ein grosses Potential in den Bereichen Nahrungsmittel, Energie oder Umwelt aufweisen.

Für das zweistufige Auswahlverfahren hat sich die UZH-Jungfirma mit dem norwegischen Start-up «Think Outside» und dem österreichischen Unternehmen «UBIMET» zusammengetan. Das Dreier-Konsortium liefert Wasserkraftwerken eine innovative Idee, wie sie gestützt auf Erdbeobachtungsdaten rentabler Strom produzieren können. 

Wasserzufluss planen

«Wir wollen den Betreibern von Wasserkraftwerken Prognosen für die Schneeschmelze und den Wasserzufluss liefern, um ihnen zu helfen, Energie rentabler zu erzeugen», bringt Reik Leiterer die mit 100'000 Euro geförderte Projektidee auf den Punkt. Leiterer ist Mitgründer von ExoLabs und arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Science Lab der UZH.

Für Wasserkraftwerke ist Schnee ein wichtiger Wasserspeicher: Schnee in höheren Lagen gibt über den Sommer hinweg Schmelzwasser ab, das in den Stauseen gespeichert wird. Wissen Wasserkraftwerke nun genau, wann, wie viel Schmelzwasser in ihre Stauseen fliesst, können sie die Wasserspeicherung – und damit auch ihre Stromproduktion – optimieren. Dies wirkt sich auch finanziell aus, betont Leiterer: «Ein 500-Megawatt-Wasserkraftwerk kann jährlich bis zu einer halben Million Franken sparen, wenn es die Wasserverfügbarkeit in seinen Stauseen genauer planen kann.» Zurzeit fehlen vielen Wasserkraftwerken jedoch diese wertvollen Informationen über die Schneeverteilung im Einzugsgebiet der Wasserspeicher.

Ideale Kollaboration

ExoLabs, Think Outside und UBIMET haben gemeinsam ein Berechnungsmodell entwickelt, das den Betreibern von Wasserkraftwerken mehr Planungssicherheit gibt. Das unterschiedliche Know-how der drei Firmen ergänzte sich dabei ideal.

So ist ExoLabs darauf spezialisiert, grosse Mengen an Satellitenbildern in verschiedenen räumlichen, zeitlichen und spektralen Dimensionen auszuwerten. Diese täglich aktualisierten digitalen Karten in hoher Auflösung erlauben es, Umweltveränderungen zu erkennen, zu bewerten und vorherzusagen.

Diese Umweltinformationen können auch die Wasserkraftwerke nutzen, denn sie zeigen unter anderem die Verteilung und die Höhe der Schneedecke sowie die darin enthaltene Wassermenge – und dies in einer räumlichen Auflösung von 20 Metern.  

 

Satellitendatenkarte mit der Verteilung von Schnee
Satellitendatenkarte mit der Verteilung von Schnee
Eine von ExoLabs erstellte digitale Karte, welche die Verteilung und Höhe der Schneedecke um den Aletsch-Gelscher angibt. (Bild: ExoLabs)


Messungen im Gelände 

Das norwegische Start-up Think Outside ergänzt diese Schneekarten. Die Firma kann anhand eines eigens entwickelten mobilen Sensors die Schnee-Eigenschaften im Gelände messen. «Indem wir diese präzisen Daten aus dem Gelände erhalten, können wir unsere Satellitendaten kalibrieren und validieren und somit unser Produkt verbessern», sagt Leiterer.

Die österreichische UBIMET wiederum liefert die Wettervorhersagen und berechnet die Menge an Niederschlag, die in Form von Schnee fällt. «Auch diese Komponente unterstützt unsere Berechnungen – zum Beispiel dann, wenn wir aufgrund starker Wolkenbedeckung auf unseren Satellitenbildern wenig sehen können», so Leiterer. Ausserdem prognostiziert UBIMET die jeweiligen Windstärken und -richtungen, was für die Verteilung des Schnees in der Fläche wichtig ist.

«Unsere Zusammenarbeit und unterschiedliche Expertise ermöglicht es uns, ein Schneeüberwachungsmodell zu erstellen, dank dem Wasserkraftwerken sehr genau abschätzen können, wann wie viel Schmelzwasser in ihre Stauseen fliesst», fasst Leiterer zusammen.

Vorzeigeprojekte aufgleisen

Um das Produkt auf den Markt zu bringen, will das Dreier-Konsortium bis Ende Jahr eine Marktstrategie erarbeiten. Ausserdem plant es, mit ausgewählten Firmen Vorzeigeprojekte zu entwickeln. «Unsere Dienstleistung ist neu, deshalb müssen wir erste Demonstrationsprojekte mit Wasserkraftwerken vorweisen, um weitere potentielle Kunden überzeugen zu können», sagt Leiterer. Angedacht ist eine erste Zusammenarbeit mit den Kraftwerken Oberhasli (KWO Grimselstrom). Mittelfristig wollen die Kollaborationspartner sich auf dem internationalen Markt etablieren. «Unser Berechnungsmodell ist sehr gut skalierbar, und wir können es für Wasserkraftwerke in der ganzen Welt nutzen, allerdings gibt es allein in Europa über 130 für uns relevante Wasserkraftwerke», so Leiterer. 

Hintergrund


ExoLabs

ExoLabs wurde 2017 gegründet und hat seinen Firmensitz in Zürich. Die beiden Mitgründer Reik Leiterer und Hendrik Wulf sind beide noch an der UZH tätig.

ExoLabs stellt bereits für andere Firmen Erdbeobachtungsdaten bereit: Zum Beispiel  nutzt Outdooractive die Schneekarten des UZH-Spin-offs, um Tourenskifahrerinnen und -fahrer über die Schneebedeckung in den Bergen zu informieren. Auch im Bereich Landnutzung werden Produkte und Dienstleistungen des Spin-offs genutzt, unter anderem von Swiss Re und dem Bundesamt für Statistik.

ExoLabs 


EU-Förderprogramm «Parsec Accelerator»

Parsec Accelerator wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm «Horizon 2020» der Europäischen Union finanziert. Parsec Accelerator unterstützt die Schaffung neuer Produkte und Dienstleistungen in den Bereichen Nahrungsmittel, Energie und Umwelt auf der Grundlage der Erdbeobachtung. Das Förderprogramm richtet sich an KMU, Start-ups, Unternehmerinnen und Unternehmer sowie Forschende. Die 15 Gewinner, die von einer Fachjury ausgewählt wurden, erhalten je 100'000 Euro sowie Coaching, Geschäftskontakte und Unterstützung bei der Entwicklung ihrer Produkte und Dienstleistungen für den internationalen Markt.   

Parsec Accelerator

Nathalie Huber, Redaktorin UZH News

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