Empa
Klimaatneutrale onderzoekscampus in 2030
26 gebouwen verdeeld over 12 hubs — op weg naar Empa's klimaatneutrale doelstelling voor 2030.
In de huidige situatie is al een CO₂-reductie van 10% gerealiseerd, met nog eens 25% gemodelleerd in de geplande situatie op weg naar klimaatneutraliteit in 2030.
- Klant
- Empa
- Sector
- Campus
- Locatie
- Dübendorf, Zwitserland
- Projecttype
- Campus-decarbonisering
- CO₂
- −35% richting doelstelling 2030
- Tools
- Sympheny · MILP-optimalisatie · Modellering multi-temperatuurnetwerk · Drie-situatievergelijking
Plan Empa's Dubendorf campus toward climate neutrality by 2030 while keeping the model useful as the site evolves.
Created a living campus model covering up to 26 buildings across 12 energy hubs and compared initial, current, and planned states.
Showed a 35% CO2 reduction pathway and delivered a model Empa can re-run as buildings and assumptions change.
De uitdaging
Empa, het Zwitserse federale laboratorium voor materiaalwetenschap en technologie, heeft als doel gesteld om haar hoofdcampus in Dübendorf in 2030 klimaatneutraal te maken. De campus groeit bovendien: nieuwe gebouwen, een uitbreiding van het middentemperatuurnetwerk en extra onderzoekscapaciteit dankzij eigen innovaties van Empa en Eawag op het gebied van energieopwekking, opslag en afvalwaterzuivering.
Het energiesysteem was al complex vóór de uitbreiding. Een hoge warmte-, koelings- en elektriciteitsvraag bestaat naast eigen productie, meerdere thermische netwerken en opslagcomponenten — en die complexiteit neemt toe naarmate het terrein zich ontwikkelt. Empa had een holistisch beeld van het huidige systeem nodig voordat het de volgende fase kon plannen. Twee vragen moesten samen worden beantwoord: is de huidige bedrijfsvoering al optimaal voor het terrein, en hoe moet de geplande uitbreiding worden ingericht om de doelstelling voor 2030 daadwerkelijk te halen, zonder de institutionele kennis te verliezen die al in de data van het team verankerd zit.
Hoe Sympheny werd gebruikt
Sympheny en Empa begonnen met een gezamenlijke workshop om de randvoorwaarden af te bakenen en de bestaande data te beoordelen, en bouwden vervolgens één hub-en-netwerkmodel dat drie gedefinieerde situaties omvat: initieel, huidig en gepland. De campus werd opgedeeld in 12 hubs met een tijdsresolutie van één uur, waarbij elektriciteit, warmte op meerdere temperatuurniveaus en koeling allemaal werden weergegeven. Elke situatie had zijn eigen technologie- en netwerkconfiguratie — de initiële en huidige situatie waren strak ingekaderd om weer te geven wat er daadwerkelijk geïnstalleerd is, terwijl de geplande situatie de technologiekeuze openstelde voor het optimalisatie-algoritme.
- Multi-temperatuurnetwerkmodel — Bracht het hogetemperatuur-, middentemperatuur- en koelnetwerk samen in beeld op uurbasis, zodat de bidirectionele MT-uitwisselingen goed konden worden geanalyseerd.
- Drie-situatievergelijking — Modelleerde de initiële, huidige en geplande situatie naast elkaar, zodat de klimaatneutrale roadmap werd verankerd in geverifieerde historische bedrijfsvoering.
- Levend energieplan — Leverde het model rechtstreeks op in Empa’s Sympheny-account, zodat het team scenario’s opnieuw kan doorrekenen naarmate randvoorwaarden zoals prijzen en vraag veranderen.
De drie situaties die in Sympheny zijn gemodelleerd: initieel (22 gebouwen, 172 kWp PV, gasketels en koelmachines), huidig (+3 gebouwen, +274 kWp, plus WKK, warmtepomp en geothermische sondes) en gepland (+3 extra gebouwen, +542 kWp).
Empa’s campus in Dübendorf opgedeeld in 12 hubs in het Sympheny-model, waarbij elke hub als een afzonderlijk subsysteem in de optimalisatie wordt behandeld.
Resultaat
Een uurgewijze vergelijking van de drie gemodelleerde situaties laat zien dat een CO₂-reductie van 10% haalbaar is in de huidige situatie ten opzichte van de initiële situatie, en nog eens 25% reductie in de geplande situatie — een richtinggevende roadmap die aansluit op de klimaatneutrale doelstelling voor 2030. Het presenteren van de initiële en huidige modellen bracht bovendien onnauwkeurigheden in de monitoring van de bestaande data aan het licht, die Empa vervolgens in een tweede ronde in het model kon corrigeren.
De analyse van het middentemperatuurnetwerk — koelmachines met warmteterugwinning, proceswarmte uit hogetemperatuurkoeling, lagetemperatuurbronnen voor de warmtepomp en seizoensopslag via boorgaten — bevestigde de integratie van boorgattechnologie in het toekomstige concept. Het bracht ook potentieel voor energie-uitwisseling tussen gebouwen aan het licht dat het team voorheen niet in beeld had kunnen brengen. Empa’s model leeft nu voort in hun Sympheny-account als een ‘levend energieplan’ dat het team opnieuw kan doorrekenen wanneer de randvoorwaarden veranderen.
Het bidirectionele middentemperatuurnetwerk zoals geanalyseerd in Sympheny — dat potentieel voor energie-uitwisseling blootlegt en de integratie van boorgattechnologie in het toekomstige concept valideert.
Een uurgewijze vergelijking van drie situaties (initieel, huidig, gepland) bevestigde een richtinggevende roadmap die aansluit op Empa's klimaatneutrale doelstelling voor 2030 — 10% CO₂ is al haalbaar, 25% extra is bereikbaar in de geplande situatie. Het model leeft voort in Empa's account als een levend energieplan.
