Short description
(German)
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Das übergeordnete Ziel von EDGE ist es, den Anteil dezentraler erneuerbarer Energien in der Schweiz markant zu erhöhen und somit ihr Wachstum zu beschleunigen. Dazu muss sichergestellt werden, dass das Schweizer Energiesystem bis 2035 und 2050, wenn hohe Anteile erneuerbarer Energien erreicht sein sollen, technisch und wirtschaftlich optimal und sicher gestaltet und betrieben wird. Zudem muss das Schweizer Energiesystem dann auf den europäischen Märkten gut positioniert sein. Konkret zielt das EDGE-Konsortium darauf ab, über generische Modelle dezentraler erneuerbarer Systeme und Märkte hinauszugehen und eine regionalisierte Analyse durchzuführen, die auf die Schweizer Städte, das Mittelland und die Alpen zugeschnitten ist. Die Wege zu weitgehend elektrifizierten, und auf verschiedene Energieträger ausgerichtete Energiesystemen werden durch die Analyse der Strom-, Mobilitäts- und Wärmesektoren erforscht. Das Konsortium plant, Forschung und Innovation aus drei Clustern von Pilot- und Demonstrationsprojekten (P&Ds) in Städten (Kantone Bern, Luzern und Aargau), im Mittelland (Waldkirch, St. Gallen) und in den Alpen (Davos und Bagnes-Verbier, Graubünden und Wallis) zu kombinieren. Das gegenseitige Lernen aus der Einrichtung der P&Ds wird Rückkopplungsschleifen zwischen Theorie und Praxis sicherstellen und die Ergebnisse für die Beschreibung realistischer nationaler Pfade für die erfolgreiche Umsetzung einer nahezu oder vollständig erneuerbaren Schweiz bis 2050 nutzen. Da das Energiesystem ein soziotechnisches System ist, bietet das EDGE-Konsortium das notwendige inter- und transdisziplinäre Fachwissen, das von der Technologieentwicklung über die Systemmodellierung, die Politikwissenschaft, das Management, die Ökonomie, die Nachhaltigkeitswissenschaft und die Energiepraxis reicht, um die effizientesten Maßnahmen zur Erschließung des vollen Potenzials dezentraler erneuerbarer Energien zu identifizieren.
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Short description
(English)
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The overall EDGE objective is to fast-track the growth of locally-sourced decentralized renewable energy in Switzerland and to ensure that by 2035 and 2050, when ambitious shares of renewable energy are reached, the Swiss energy system is designed and operated in a technically and economically optimal as well as secure way, and that it is well positioned in the European markets. Specifically, the EDGE consortium aims to move beyond generic designs of decentralized renewable systems and markets to a regionalized analysis that is tailored to the Swiss cities, midlands, and the Alps. The pathways towards largely electrified and multi-carrier energy systems will be examined by analyzing electricity, mobility, and heating sectors. The consortium plans to combine research with innovation from three clusters of Pilot and Demonstration project (P&Ds) in the field in urban settings (the cantons of Bern, Luzern, and Aargau), midlands (Waldkirch, St. Gallen), and the Alps (Davos and Bagnes-Verbier, Graubünden and Wallis). The mutual learning from setting up the P&Ds will ensure feedback loops between theory and practice, and ability to use the outcomes for delineating realistic national-level pathways for successful implementation of nearly or fully renewable Switzerland by 2050. As the energy system is a socio-technical system, the EDGE consortium will deliver the essential interdisciplinary and transdisciplinary expertise, ranging from technology development to systems modeling, political science, management, economics, sustainability science, and energy practice, in order to identify the most efficient measures to unlock the full potential of decentralized renewable energy. In sum, the EDGE consortium aims to become the point of reference in Switzerland for integrating very high shares of renewable generation, based on solid scientific work and science-practice collaboration taking the specific settings in cities, midlands and the Alps into consideration.
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Short description
(French)
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L'objectif global d'EDGE est d'accélérer la croissance des énergies renouvelables décentralisées en Suisse. Pour cela, il est nécessaire de faire en sorte que d'ici 2035 et 2050, lorsque les parts ambitieuses d'énergies renouvelables seront atteintes, le système énergétique suisse soit conçu et exploité de manière optimale sur le plan technique et économique et de manière sûre, et qu'il soit bien positionné sur les marchés européens. Plus précisément, le consortium EDGE vise à dépasser les conceptions génériques des systèmes et des marchés décentralisés d'énergies renouvelables pour procéder à une analyse régionalisée adaptée aux villes suisses, aux régions centrales et aux Alpes. Les voies vers des systèmes énergétiques largement électrifiés et multi-porteurs seront examinées en analysant les secteurs de l'électricité, de la mobilité et du chauffage. Le consortium prévoit de combiner la recherche et l'innovation à partir de trois groupes de projets pilotes et de démonstration (P&D) en milieu urbain (cantons de Berne, de Lucerne et d'Argovie), dans les régions centrales (Waldkirch, Saint-Gall) et dans les Alpes (Davos et Bagnes-Verbier, Grisons et Valais). L'apprentissage mutuel résultant de la mise en place des P&D garantira des boucles de rétroaction entre la théorie et la pratique, et la capacité d'utiliser les résultats pour définir des voies réalistes au niveau national pour la mise en oeuvre réussie d'une Suisse presque ou entièrement renouvelable d'ici 2050. Le système énergétique étant un système socio-technique, le consortium EDGE fournit l'expertise interdisciplinaire et transdisciplinaire essentielle, allant du développement technologique à la modélisation des systèmes, en passant par les sciences politiques, la gestion, l'économie, la science de la durabilité et la pratique énergétique, afin d'identifier les mesures les plus efficaces pour libérer tout le potentiel des énergies renouvelables décentralisées.
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Short description
(Italian)
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L'obiettivo generale di EDGE è quello di accelerare la crescita dell'energia rinnovabile decentralizzata di origine locale in Svizzera e di assicurare che entro il 2035 e il 2050, quando saranno raggiunte quote ambiziose di energia rinnovabile, il sistema energetico svizzero sia progettato e gestito in modo tecnicamente ed economicamente ottimale e sicuro, e che sia ben posizionato nei mercati europei. In particolare, il consorzio EDGE mira a superare un’architettura generica dei sistemi e dei mercati decentralizzati delle energie rinnovabili ed a sviluppare un'analisi regionalizzata fatta su misura per le città svizzere, le regioni centrali e le Alpi. La transizione verso sistemi energetici largamente elettrificati e caratterizzati da diversi vettori energetici (sistemi multi-energia) sarà studiata analizzando i settori dell'elettricità, della mobilità e del riscaldamento. Il consorzio prevede di combinare la ricerca con l'innovazione tramite tre cluster di progetti pilota e di dimostrazione (Programma P+D di UFE) in ambienti urbani (i cantoni di Berna, Lucerna e Argovia), nelle regioni centrali (Waldkirch, San Gallo) e nelle Alpi (Davos e Bagnes-Verbier, Grigioni e Vallese). L'apprendimento reciproco derivante dalla creazione dei progetti P+D assicurerà dei cicli di feedback tra la teoria e la pratica, e la capacità di usare i risultati per delineare dei percorsi realistici a livello nazionale, che consentano di avere una Svizzera quasi o completamente rinnovabile entro il 2050. Poiché il sistema energetico è un sistema socio-tecnico, il consorzio EDGE fornisce le competenze interdisciplinari e transdisciplinari essenziali, che vanno dallo sviluppo tecnologico alla modellazione dei sistemi, alle scienze politiche, al management, all'economia, alla scienza della sostenibilità e alla pratica energetica, al fine di identificare le misure più efficaci per sbloccare il pieno potenziale delle energie rinnovabili decentralizzate.
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Publications / Results
(German)
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EDGE war im zweiten Jahr umfassend aktiv, mit verschiedenen kollaborativen und individuellen Forschungsaktivitäten:
• Das erste EDGE White Paper zeigt einen sehr hohen Grad an Fragmentierung und eher schwache Ambitionen der Schweizer Politik im Bereich der Photovoltaik für Haushalte. Die Fragmentierung der Strategien und Massnahmen der Politik führt zu massiven Unterschieden in der Rentabilität der Photovoltaik. Das EDGE White Paper schlägt eine Strategie vor, um diese Fragmentierung zu verringern und gleichzeitig die Zielvorgaben zu erhöhen, z.B. durch die Harmonisierung der Besteuerung von Gewinnen aus der Photovoltaik auf kantonaler Ebene. Gemeinden und Kantone, die als Eigentümer von Unternehmen der Elektrizitätsversorgung fungieren, sollten auch darauf hinarbeiten, die starken geografischen Unterschiede bei den Einspeisetarifen und Strompreisen zu verringern. Das EDGE Policy White Paper fand mit über 130 Presseartikeln ein grosses Medienecho.
• Eine repräsentative Bevölkerungsumfrage mit über 4'900 Teilnehmenden wurde durchgeführt. Die Umfrage enthielt Fragen zu politischen Zielen und Präferenzen, zur Einführung von Photovoltaik, zu Freiflächen-PV, zu soziodemografischen Merkmalen usw. Die Umfrage bildet eine wichtige Datenbasis für viele nachfolgende EDGE-Aktivitäten und gibt Aufschluss darüber, was die Öffentlichkeit über die verschiedenen Elemente der Energiestrategie 2050 denkt.
• Im ersten EDGE-Modellvergleich wurden die drei Modelle Expanse, Nexus-e und OREES miteinander verglichen, um räumlich explizite Stromszenarien für die Schweiz zu erstellen. Alle drei Modelle gingen von hohen PV-Kapazitäten im Jahr 2035 aus, aber es bestand Flexibilität, ob die Photovoltaik auf Dächern und Fassaden in dicht besiedelten Gebieten oder auch in den alpinen Gebieten installiert werden sollte. Andere Technologien wie Windkraft oder Biomasse könnten die Photovoltaik ergänzen und die Stromimporte massiv reduzieren. Der Stromverbund mit Europa ist nach wie vor von zentraler Bedeutung, da jeder Anstieg der Stromnachfrage und jeder geringere Einsatz erneuerbarer Energien durch Stromimporte kompensiert werden muss.
Durch die Zusammenarbeit zwischen den einzelnen EDGE-Teams wurden viele andere Forschungs- und Umsetzungsmöglichkeiten vorangetrieben, so zum Beispiel die Entwicklung eines Empfehlungstools für die Schweizer Gemeinden (Recommender Tool), die Abschätzung des Finanzbedarfs für die wichtigsten erneuerbaren Technologien, der Aufbau neuer Modellierungskapazitäten, insbesondere für die Elektromobilität und die Versorgungssicherheit, sowie die Überarbeitung der Schätzungen der hochalpinen Wind- und Solarressourcen. Während des WEF 2022 konnte das Potenzial der hochalpinen Photovoltaik den Schweizer Politikern des Bundesrats erfolgreich demonstriert werden. Diese Demonstration zeigte Lösungswege für eine hohe Produktion erneuerbarer Energie im Winter, ein Thema, das auch in der Form von der Schweizer Gesetzgebung aufgegriffen wurde (Solarexpress).
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Publications / Results
(English)
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EDGE was fully running in year 2, including various collaborative and individual research activities:
• The first EDGE White Paper showed a very high degree of fragmentation and a rather low ambition level in Swiss policy on household PV. This policy fragmentation creates massive variance in PV profitability. The White Paper proposed a strategy to reduce this policy fragmentation while increasing ambition by means, such as harmonizing the taxation of profits from solar PV on the cantonal level. Through their ownership of electricity utilities, municipalities and cantons should also work toward reducing the stark geographical differences in feed-in tariffs and electricity prices. The EDGE Policy White paper received substantial media visibility with over 130 press articles.
• A representative population survey with over 4’900 respondents was completed. The survey included questions on policy goals and preferences, solar PV adoption, open-space PV, socio-demographics etc. The survey will be a crucial database for many subsequent EDGE activities and for providing information on what the public thinks regarding various elements of the Energy Strategy 2050.
• The first EDGE model inter-comparison benchmarked three models (Expanse, Nexus-e, and OREES) to produce spatially-explicit electricity scenarios for Switzerland. All three models aligned on high capacities of solar PV in 2035, but there was flexibility whether PV is placed on roofs and facades in densely populated areas or also in the Alpine areas. Other technologies, such as wind power or biomass, could complement PV and massively reduce import. Electricity interconnection with Europe remained key because any increases in electricity demand or lower deployment of renewable generation were compensated by electricity import.
Many other research and implementation frontiers were pushed by collaboration between EDGE teams, for example, by building a recommender tool for the Swiss municipalities, by estimating the financial needs for key renewable technologies, by building new modelling capabilities, in particular for EV penetration and supply security, and by revising estimates of high-Alpine wind and solar resources. On the latter, during WEF 2022, a successful demonstration of the potential of high-Alpine PV to Swiss politicians from the Federal Council could be made. This demonstration showed a potential solution for a high share of winter energy production, a topic that was also picked up by the Swiss legislation (Solarexpress).
Related documents
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Publications / Results
(French)
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EDGE a fonctionné à plein régime au cours de la deuxième année, avec diverses activités de recherche collaboratives et individuelles :
• Le premier livre blanc d'EDGE a montré un degré très élevé de fragmentation et un niveau d'ambition plutôt faible dans la politique suisse en matière de photovoltaïque domestique. Cette fragmentation de la politique crée de larges variations dans la rentabilité de l'énergie photovoltaïque. Le livre blanc propose une stratégie visant à réduire cette fragmentation tout en augmentant l'ambition par des moyens tels que l'harmonisation de l'imposition des bénéfices provenant de l'énergie solaire photovoltaïque au niveau cantonal. De part leur propriété des services publics d’électricité, les municipalités et les cantons devraient également s'efforcer de réduire les différences géographiques flagrantes entre les tarifs de rachat et les prix de l'électricité. Le livre blanc sur la politique d'EDGE a bénéficié d'une grande visibilité dans les médias, avec plus de 130 articles.
• Une enquête représentative de la population a été réalisée auprès de plus de 4 900 personnes. L'enquête comprenait des questions sur les objectifs et les préférences politiques, l'adoption de l'énergie solaire photovoltaïque, les parcs photovoltaïques au sol, les données sociodémographiques, etc. L'enquête constituera une base de données essentielle pour de nombreuses activités EDGE ultérieures et pour fournir des informations sur ce que le public pense des différents éléments de la stratégie énergétique 2050.
• La première comparaison des modèles EDGE a évalué trois modèles (Expanse, Nexus-e et OREES) afin de produire des scénarios d'électricité spatialement explicites pour la Suisse. Les trois modèles s'alignent sur des capacités élevées d'énergie solaire photovoltaïque en 2035, mais proposent différentes réponses à la question de savoir si l'énergie solaire photovoltaïque est placée sur les toits et les façades dans les zones densément peuplées ou également dans les zones alpines. D'autres technologies, telles que l'énergie éolienne ou la biomasse, pourraient compléter l'énergie photovoltaïque et réduire massivement les importations. L'interconnexion électrique avec l'Europe est restée essentielle, car toute augmentation de la demande d'électricité ou tout ralentissement du déploiement de la production d'énergie renouvelable a été compensé par l'importation d'électricité.
La collaboration entre les équipes EDGE a permis de repousser de nombreuses autres frontières en matière de recherche et de mise en oeuvre, par exemple en construisant un outil de recommandation pour les municipalités suisses, en estimant les besoins financiers pour les principales technologies renouvelables, en développant de nouvelles capacités de modélisation, en particulier pour la pénétration des VE et la sécurité de l'approvisionnement, et en révisant les estimations des ressources éoliennes et solaires dans les Alpes. Sur ce dernier point, au cours du Forum Économique Mondial 2022, une démonstration réussie du potentiel de l'énergie photovoltaïque dans les Alpes a pu être faite à des politiciens suisses du Conseil fédéral. Cette démonstration a montré une solution potentielle pour une part importante de la production d'énergie en hiver, un sujet qui a également été repris par la législation suisse (Solarexpress).
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Publications / Results
(Italian)
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Il consorzio EDGE è stato pienamente operativo nel secondo anno, includendo varie attività di ricerca sia collaborative che individuali. In particolare,
• Il primo Libro Bianco (White Paper) di EDGE ha evidenziato un elevato grado di frammentazione e un livello di ambizione piuttosto basso nelle politiche concernenti il fotovoltaico domestico in Svizzera. Questa frammentazione delle politiche crea una forte variazione nella redditività del fotovoltaico nazionale. Il Libro Bianco ha proposto una strategia per ridurre la frammentazione delle politiche e aumentare il loro livello di ambizione, ad esempio armonizzando la tassazione dei profitti del fotovoltaico a livello cantonale. Attraverso la proprietà delle aziende elettriche, i comuni e i cantoni dovrebbero inoltre adoperarsi per ridurre le forti differenze geografiche nelle tariffe onnicomprensive (Feed in Tariff) e nei prezzi dell'elettricità. Il Libro Bianco di EDGE concernente queste politiche ha ottenuto una notevole visibilità mediatica con oltre 130 articoli sui mezzi di comunicazione di massa.
• È stato completato un sondaggio rappresentativo della popolazione inclusivo di oltre 4.900 intervistati. L'indagine ha incluso domande relative agli obiettivi e alle preferenze concernenti le politiche energetiche, l'adozione del solare fotovoltaico, il fotovoltaico in spazi aperti, i dati socio-demografici, ecc. Il sondaggio costituisce una solida base di dati cruciale per molte attività EDGE successive e per fornire informazioni concernenti l'opinione pubblica in merito a vari elementi della Strategia Energetica 2050.
• La prima comparazione sistematica tra i modelli di EDGE ha messo a confronto tre modelli computazionali (Expanse, Nexus-e, e OREES) per produrre scenari elettrici con forte connotazione spaziale per la Svizzera. Tutti e tre i modelli si sono allineati sulle alte capacità del solare fotovoltaico nel 2035, ma c'è stata una certa flessibilità nel collocare il fotovoltaico su tetti e facciate nelle aree densamente popolate o anche nelle aree alpine. Altre tecnologie, come l'energia eolica o la biomassa, potrebbero integrare il fotovoltaico e ridurre in modo massiccio le importazioni elettriche. L'interconnessione elettrica con l'Europa si è rivelata fondamentale, perché questi modelli concordano che qualsiasi aumento della domanda di elettricità o il minore impiego di generazione rinnovabile sono necessariamente compensati dall'importazione di elettricità.
Molte altre frontiere della ricerca e dell'implementazione sono state spinte dalla collaborazione tra i team EDGE, ad esempio costruendo uno strumento di raccomandazione per i sistemi energetici utilizzabile dai comuni svizzeri, stimando il fabbisogno finanziario per le principali tecnologie rinnovabili, costruendo nuove capacità di modellazione teorica e computazionale, in particolare relative alla penetrazione dei veicoli elettrici e alla sicurezza delle reti di approvvigionamento e distribuzione elettrica, e rivedendo le stime delle risorse eoliche e solari presenti nelle Alpi. Per quanto riguarda quest'ultimo aspetto, durante il WEF 2022 è stato possibile dimostrare con successo il potenziale del fotovoltaico d'alta quota ai politici svizzeri del Consiglio federale. Questa dimostrazione ha rivelato una potenziale soluzione per garantire un elevato volume di produzione elettrica durante il periodo invernale, un tema che è stato ripreso anche dalla legislazione svizzera (Solarexpress).
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