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Rennfieber an der Hochschule

Parallel zum Studium an einem E-Rennauto tüfteln – das ist nicht nur kognitiv eine schwierige Aufgabe. Um Teil der internationalen Vereinigung Formula Students sein zu können, braucht es ein fachübergreifendes Team, zahlreiche Sponsoren und ein gutes Netzwerk. «Es ist natürlich zeitintensiv und herausfordernd», sagt Kim Hürlimann, Präsidentin des Zurich UAS Racing Teams, wie sich das Team der ZHAW nennt: «Doch es ist eben auch unglaublich vielfältig und bereichernd.» Das Zurich UAS Racing Team besteht mittlerweile aus über 70 motivierten Studierenden aus verschiedenen Studiengängen. Alle mit demselben Ziel: Optimierung des Rennboliden und eine stetige Weiterentwicklung des Studierendenvereins. Die angehende Wirtschaftsjuristin Kim Hürlimann sieht im Racing Team eine Art Spielwiese, in der sich die Studierenden austoben und Erfahrungen sammeln können. «Wir arbeiten sehr praxisnah, übernehmen Verantwortung und kommen mit fremden Fachgebieten in Berührung. Diese Erfahrungen werden uns später im Berufsleben zugutekommen.» Vor vier Jahren haben Studierende das Zurich UAS Racing Team an der ZHAW gegründet. Das Ziel: an der Formula Student, dem mit 600 vertretenen Hochschulen grössten Studierendenrennen der Welt, teilzunehmen. Der erste Anlauf hat dann zwar noch nicht einwandfrei geklappt. Wegen der Pandemie und aufgrund eines technischen Defekts ist das Rennauto nicht zum Einsatz gekommen. Da viele andere Faktoren wie eine solide Konstruktion oder eine sorgfältige Finanzplanung in die Beurteilung mit einfliessen, konnte das Racing Team aus Winterthur trotzdem teilnehmen. Ein zweites E-Auto hat das Team im vergangenen Jahr fertiggestellt und ist damit an drei Rennen an den Start gegangen. «Wir lagen in der Rangliste jeweils im Mittelfeld. Da wir ein sehr junges Team sind und erst zwei Wagen gebaut haben, war das für uns ein grosser Erfolg», bilanziert Kim Hürlimann. Auch 2023 stehen jeweils ein Rennen in der Schweiz, in Spanien und in Kroatien auf dem Programm (siehe Box). Die ZHAW steht dem Team als Hauptsponsorin und Vermittlungsplattform zur Seite. Durch Projekt- und Bachelorarbeiten kommen immer wieder neue Teammitglieder hinzu, während andere ihren Abschluss machen und aussteigen. Kim Hürlimann: «Wir legen Wert darauf, Interessierte schon zu Beginn des Studiums zu rekrutieren und mit einfacheren Aufgaben ins Boot zu holen, damit sie mit der Thematik vertraut werden.» Die nötige Konstanz ermöglicht eine Kerngruppe. Damit bietet das Zurich UAS Racing Team ein interdisziplinäres und praxisorientiertes Lernfeld, wie es kein Lehrbuch schafft. Das Resultat an den Rennen ist dabei nur zweitrangig. Rahel Lüönd

Nachhaltigkeit lehren – bei Produktdesign und Green IT ansetzen

Wussten Sie, dass die Informatik mehr CO 2 verbraucht als die Luftfahrt? Wissenschaftler der englischen Universität Lancaster sind zu diesem Ergebnis gekommen. Oder dass nur 5 Prozent der Kosten eines Produkts auf dessen Entwicklung fallen – aber 80 Prozent der CO 2 -Emissionen hier bestimmt werden? Das steht in einer Publikation der Vereinten Nationen. Fakt ist: Es gibt in diesen Bereichen bezüglich Nachhaltigkeit noch viel zu tun. Zwei Lehrprojekte, die vom Sustainable Impact Program (SIP) unterstützt werden, arbeiten an vielversprechenden Lösungsansätzen. Im ersten Projekt geht es darum, einen Leitfaden zu erarbeiten, wie das Thema nachhaltige Kreislaufwirtschaft in allen studentischen Arbeiten des Institute of Product Development and Production Technologies (IPP) berücksichtigt werden kann. Es wird von Salome Berger und Jens Baier vom IPP und von Corinna Baumgartner vom Institut für Nachhaltige Entwicklung (INE) umgesetzt. Das Ziel der ergänzenden Aufgabenstellung ist eine bewusste Auseinandersetzung mit dem Thema. Aus dieser können neue Ideen und Lösungsansätze generiert werden, welche wiederum einen kontinuierlichen Wissensaufbau am IPP mit sich bringen. Dass Nachhaltigkeit und im Speziellen das Thema Kreislaufwirtschaft im Bereich Produktentwicklung nicht nur die Reduktion von Rohstoffen und Energie bedeuten, sondern einer Vielzahl weiterer Massnahmen bedürfen, davon ist das Projektteam rund um Jens Baier überzeugt. «Unsere Vision ist es, dass Industriedesignerinnen oder Produktentwickler in ihrem Entwicklungsprozess neben Funktionalität und Kosten auch Aspekte rund um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft automatisch mitdenken.» Salome Berger, wissensschaftliche Mitarbeiterin, Institute of Product Development and Production Technologies Salome Berger sagt dazu: «Unsere Vision ist es, dass Industriedesignerinnen oder Produktentwickler in ihrem Entwicklungsprozess neben Funktionalität und Kosten auch Aspekte rund um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft automatisch mitdenken.» So kann man viel bewirken: beispielsweise die Lebensdauer verlängern, Produkte modular aufbauen und damit besser reparierbar machen oder Rohstoffe wiederverwenden beziehungsweise gar zur Erde zurückführen. Um das komplexe Thema anwendbar zu machen, wurde ein Leitfaden entwickelt, der die Studierenden und Betreuenden bei der Berücksichtigung des Themas unterstützen soll. Als Arbeitstool dient hierbei ein Miro Board. Dort gibt es verschiedene Möglichkeiten, den für sich passenden Aspekt im Bereich nachhaltiger Kreislaufwirtschaft herauszufinden. So führen beispielsweise unterschiedliche Fragestellungen direkt zu den inhaltlichen Modulen. «Diesen Leitfaden möchten wir fortlaufend mit den Erkenntnissen aus den abgeschlossenen Arbeiten füttern», sagt Corinna Baumgartner. «Die Antworten auf viele Fragen müssen nämlich erst noch gefunden werden.» Das zweite Projekt, das an der School of Engineering gefördert wird, widmet sich der Nachhaltigkeit im Informatikstudium. In seinem Lehrprojekt thematisiert Josef Spillner den CO 2 -Ausstoss von cloudbasierten Onlinediensten. Wir verfügen in Echtzeit über immer mehr Daten – doch das kostet die Rechenzentren entsprechend viel Strom. Josef Spillner hat sich also überlegt, wie ÖV-Verbindungsauskünfte ökologischer werden könnten. Er erklärt: «Die Anbieter versorgen uns bei einer Anfrage mit Infos zu Verspätungen, Anschlussverbindungen, freien Plätzen und so weiter. Eine einzelne Anfrage braucht eine winzige Einheit Energie. In der Rush Hour multipliziert sich das aber um das Hunderttausendfache. So geht es plötzlich um viel.» «Es sind wunderbare, innovative Lösungen herausgekommen. Teils bereits besser als das, was auf dem Markt derzeit verfügbar ist.» Josef Spillner, Dozent, Forschungsschwerpunkt Distributed Systems Die Informatikstudierenden setzen sich deshalb in dem Wahlmodul jeweils mit einem Thema dieser Art auseinander. Im vergangenen Herbstsemester haben neun Teams das Problem der ÖV-Verbindungsauskünfte untersucht. «Dabei sind wunderbare, innovative Lösungen herausgekommen», bilanziert Josef Spillner. Teils bis zuletzt fertiggedacht und damit bereits besser als das, was auf dem Markt derzeit verfügbar ist. Ein Ansatz, der Josef Spillner besonders gefiel, arbeitete mit dem Prinzip der Adaptivität. «Die Studierenden sahen vor, Berechnungen nur dann anzustellen, wenn sie gebraucht werden. Sind die Züge tagsüber oder nachts fast leer, braucht es etwa die Info zur Waggonbelegung nicht. Am Feierabend hingegen schon.» Viele Berechnungen basieren zudem auf einer riesigen historischen Datenmenge und müssen nicht zwingend topaktuell sein. «Solche Auswertungen könnte man in regelmässigen Abständen dann machen, wenn viel Ökostrom vorhanden ist, beispielsweise an Sonnentagen.» Beide Lehrprojekte verbindet, dass sie kein Nischenphänomen bleiben möchten. Nachhaltigkeit soll bald ein integraler Bestandteil sein, wenn innovative Lösungen gesucht werden. Von den Studierenden von heute – oder eben den Berufsleuten von morgen. Rahel Lüönd

Strommarkt: Die Rohstoffe Wind und Sonne sind gratis

Im europäischen Binnenstrommarkt, zu dem die Schweiz gehört, bestimmen Angebot und Nachfrage den Strompreis. Um die Nachfrage hierzulande zu decken, liefern Schweizer Wasser- und Kernkraftwerke sowie Gas- und Kohlekraftwerke aus anderen Ländern Strom. Zunehmend wichtig werden weitere erneuerbare Energiequellen wie Photovoltaik und Wind. Diese Produktionstechnologien haben unterschiedliche variable Kosten, um die benötigte Energie bereitzustellen. Die variablen Kosten der teuersten Produktionsform, die zur Deckung der Nachfrage gebraucht wird, bestimmen den aktuellen Strompreis. Man nennt dies das Merit-Order-Prinzip. Aufgrund des hohen Gaspreises hat Strom, der in einem Gaskraftwerk gewonnen wird, beispielsweise zurzeit hohe variable Kosten. Ist die Nachfrage so gross, dass auch Strom aus Gaskraftwerken benötigt wird, können Marktteilnehmende mit tieferen variablen Kosten Deckungsbeiträge für ihre Kraftwerke erwirtschaften. In Bezug auf die Wasserspeicherkraftwerke in der Schweiz, die rund die Hälfte der installierten Produktionskapazität ausmachen, hat dies folgende Auswirkungen: Ist die Nachfrage niedrig und der Marktpreis tief, wird das Wasser in den Speicherseen gelagert. Bei hoher Nachfrage und steigenden Preisen kann das gespeicherte Wasser zur Stromerzeugung verwendet werden. Der Marktpreis bestimmt somit, wann die Kraftwerke Strom produzieren und wann es günstiger ist, aus dem Ausland zu importieren. Christian Winzer vom Center for Energy and Environment an der School of Management and Law findet diesen Mechanismus grundsätzlich gut: «Wir haben damit einen unverzerrten Markt, und spätestens, wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt, können alle beteiligten Unternehmen kostendeckend Strom produzieren.» «Der Preis an den Strommärkten schwankt stark – für Investitionen ist das eine schlechte Ausgangslage.» Christian Winzer, Center for Energy and the Environment, School of Management and Law Bei erneuerbaren Energien fallen ausschliesslich Investitionskosten und keine variablen Kosten an, schliesslich sind Wasser, Sonne oder Wind als Rohstoff gratis. Der Strommarkt ist für sie allerdings mit grossen Risiken verbunden. Würde das Angebot an erneuerbaren Energien einmal grösser als die Nachfrage, verdienten die Produzierenden von Ökostrom in diesem System nichts, weil das Prinzip vorsieht, dass nur die variablen Kosten den Preis setzen. «Dazu kommt, dass der Preis an den Strommärkten stark schwankt», sagt Winzer, «für die nötigen Investitionen ist das eine schlechte Ausgangslage.» Er plädiert deshalb dafür, dass der Staat neuen Anlagen für erneuerbare Energien langfristige Zusatzverträge anbietet. Das soll die nötige Sicherheit geben, ohne die ursprüngliche Preisbildung zu untergraben. Es würde bedeuten, dass der Preis im Grosshandel immer noch unverzerrt nach dem Merit-Order-Prinzip berechnet würde – Anbieter von erneuerbaren Energien jedoch in Tiefpreisphasen aus den Langfristverträgen eine zusätzliche Zahlung erhalten würden. Je nach Lösung könnte diese beispielsweise der Staat oder die Endkundschaft leisten. Während Hochpreisphasen könnten sie dafür allfällige Mehreinnahmen aus dem Markt zurückerstatten. Durch dieses Modell würden das Investitionsrisiko und damit die Kosten des Ausbaus von Erneuerbaren sowohl auf der Produzenten- als auch auf der Verbraucherseite sinken. Die politischen Bestrebungen, lokal erneuerbaren Strom günstig zu produzieren, könnten damit erfüllt und die Abhängigkeiten von fossilen Energieträgern gesenkt werden. Gleichzeitig würden die unverzerrten Grosshandelspreise weiterhin die richtigen Anreize für den optimalen Einsatz von Speicherkraftwerken und flexiblen Lasten liefern. Der neben den langfristigen Zusatzverträgen zweite Hebel, den man gemäss Winzer für einen gut funktionierenden Strommarkt einsetzen müsste, ist die Einbindung eben dieser flexiblen Lasten. Will heissen: Wenn der Strompreis ins Unermessliche steigt, erreicht jede und jeder Einzelne irgendwann die Schmerzgrenze des Tragbaren. Heute wissen aber die Endverbraucherinnen und -verbraucher kaum, was sie der Strom zum aktuellen Zeitpunkt kostet. Entsprechend verpufft die Wirkung, die steigende Preise normalerweise haben. Es bräuchte hier also zugängliche Informationen. «Serviceverträge der Energieanbietenden könnten unterschiedliche Qualitätsstufen beinhalten. Wer mehr bezahlt, erhält mehr Versorgungssicherheit, und umgekehrt.» Christian Winzer, Center for Energy and the Environment Darüber hinaus müssten flexible Lasten – also Geräte, die nicht permanent ans Stromnetz angeschlossen sein müssen – automatisch auf Strompreise reagieren. Dann könnten ausgewählte Geräte wie etwa Tiefkühler, die die Kälte eine Zeit lang speichern können, bei steigenden Preisen vorübergehend vom Stromnetz getrennt werden. «Serviceverträge der Energieanbietenden könnten unterschiedliche Qualitätsstufen beinhalten. Wer mehr bezahlt, erhält mehr Versorgungssicherheit, und umgekehrt», schlägt Winzer vor. Ähnlich wie bei der Franchise der Krankenkasse würden die Nutzerinnen und Nutzer das Risiko bestimmen, das sie einzugehen bereit sind. Bei steigenden Preisen und damit einhergehenden Kapazitätsengpässen würden dann zunächst diejenigen Lasten vom Netz getrennt, für die ein tieferes Qualitätsniveau gewählt wurde. Dies wäre deutlich effizienter als das heutige Vorgehen, bei dem Netzbetreiber im Ernstfall ohne Informationen über die tatsächliche Wichtigkeit einzelner Lasten rein zufällig oder gemäss den Vorgaben des Bundes entscheiden, welche Lasten sie abwerfen. Aus dieser Perspektive hat der hohe Strompreis sogar einen positiven Effekt: Wie bei allen teurer werdenden Alltagsgütern wird die Nachfrage automatisch etwas reduziert. Gleichzeitig steigt der Anreiz, mit weiterem Strom aus erneuerbaren Energiequellen den teuren Strom aus Gaskraftwerken zu ersetzen. Für Christian Winzer ist klar: Statt den Strommarkt mit unnötigen Regulierungen zu verzerren, sollten wir ihn mit wenigen Begleitmassnahmen in die gewünschten Bahnen lenken. Rahel Lüönd

Für die Revolution auf dem Teller

Wie wir essen und wie wir unsere Lebensmittel produzieren, stellt uns vor grosse Herausforderungen. Die Agro-Food-Branche trägt massgeblich zur Umweltproblematik bei, kann Erkrankungen begünstigen und führt in unseren Breitengraden zu Foodwaste, während es in anderen Teilen der Erde den Menschen an Lebensmitteln mangelt oder immer mehr Menschen hungern müssen. Es braucht eine radikale Transformation, welche die ZHAW am Departement Life Sciences und Facility Management in Wädenswil in Angriff genommen hat. «Nur so ist es möglich, die Probleme an der Wurzel zu packen und die für einen effektiven Wandel notwendigen andersartigen Lösungen zu kreieren.» Maya Wiestner Bei der Entwicklung eines neuen Bachelor- und eines neuen Masterstudiengangs mit Fokus auf ein nachhaltiges und starkes (resilientes) Agro-Food-Business hat das Kernteam ungewohnte Wege ausprobiert: Es wurden alle, die ein Interesse an der Branche und deren Veränderungen haben, zur Mitwirkung eingeladen. Auf einen Kick-off Workshop 2018 folgten eine Online-Umfrage, zwei Dutzend Experteninterviews und noch einmal zwei Co-Creation Workshops im vergangenen Jahr. Insgesamt haben über 400 Leute beim Kreieren der neuen Studiengänge mitgeholfen. Projektmanagerin Maya Wiestner erklärt: «Wir haben bestehende Strukturen bewusst vorerst nicht miteinbezogen. Nur so ist es möglich, die Probleme an der Wurzel zu packen und die für einen effektiven Wandel notwendigen andersartigen Lösungen zu kreieren.» Zentrale Ausgangslage war, dass die herkömmliche Wertschöpfungskette der involvierten Akteure der Lebensmittelherstellung nicht zukunftsfähig ist. «Die Kette bewirkt, dass für den einzelnen Akteur nur die vor- oder nachgelagerte Partei von Bedeutung ist», sagt Maya Wiestner, «aber eigentlich beeinflussen sich alle gegenseitig.» Stattdessen braucht es ein globales Netzwerk, bei dem alle Mitglieder zusammenarbeiten, ist Maya Wiestner überzeugt. Oder anders ausgedrückt: «Wenn wir in der Schweiz einen Kaffee trinken, müssen wir auch für die Kaffeeproduzierenden und die Plantagen in Südamerika Verantwortung übernehmen.» Die künftigen Studierenden sollen lernen, wie so ein Netzwerk funktioniert und welche Auswirkungen gezielte Eingriffe an einer Stelle auf das ganze System haben. Aufbauend auf diesem fachlichen, ganzheitlichen Verständnis, können Menschen mit Wissen bezüglich Wirtschaft und Unternehmertum ausgebildet werden. Sie sollen Freude an der Gestaltung des Wandels entwickeln. Im Kern geht es darum, die Agro-Food-Branche in ökologischer, sozialer wie auch wirtschaftlicher Hinsicht zu gestalten. «Wir möchten die Studierenden zu einem Systemwechsel befähigen und es ihnen ermöglichen, die dazu notwendigen Kompetenzen zu entwickeln.» Der geplante Bachelor- und Masterstudiengang ist deshalb so ausgerichtet, dass die Studierenden Erfahrungen machen, scheitern dürfen und mit Dozierenden auf Augenhöhe nach Lösungen suchen können. Es gibt nicht die eine Antwort auf die Frage nach einer perfekten Agro-Food-Branche, die an einer Prüfung abgefragt werden könnte. Vielmehr sind die Inhalte und das Ergebnis auch während des Studiums offen; die Studierenden sind ein Teil des Lösungswegs, der in enger Kooperation mit Organisationen aus der Praxis erst erarbeitet werden muss. Open Curriculum nennt man diese Art des Lernens, wenn nicht das Wissen an sich, sondern die zu erwerbenden Kompetenzen im Zentrum stehen. Nun gilt es, die entstandenen Ideen in ein für die ZHAW passendes Konzept umzuformulieren. An diesem Balanceakt arbeitet das institutsübergreifende Kernteam im Moment, weiterhin breit abgestützt durch den Einbezug der interessierten Community. Wenn alles rund läuft, soll der erste Studiengang innerhalb der nächsten zwei Jahre starten. Rahel Lüönd

Konsumenten entsorgen am meisten

Wie viel Lebensmittel werfen wir weg, wo passiert am meis­ten Food Waste? Das Bundes­amt für Umwelt (BAFU) hat sich zum Ziel gesetzt, die anfallenden Lebensmittelabfälle in der gesamten Wertschöpfungskette – vom Feld bis auf den Teller – abbilden zu können. Bestehende Datenlücken bei der Landwirtschaft sowie auf Stufe der Konsumentinnen und Konsumenten halfen Forschende des Departements Life Sciences und Facility Management der ZHAW zu schliessen. Sie trugen einerseits bestehende Zahlen zur Landwirtschaft zusammen und erhoben andererseits Primärdaten zum Verhalten der Konsumenten. In der Studie zum Konsumentenverhalten hat Ragini Hüsch von der Fachstelle Umweltbiotechnologie der ZHAW in sechs Gemeinden jeweils zweimal Grüngutproben untersucht. Das Material – insgesamt rund fünf Tonnen Frischsubstanz – wurde nach der kommunalen Grüngutsammeltour bei einer Biogasanlage sortiert und analysiert. Hüsch hat ihr Vorgehen an die Schweizer Kehrichtsackstudie angelehnt, welche alle zehn Jahre den Inhalt der Abfallsäcke unter die Lupe nimmt. Unterstützt wurde sie dabei von Forschenden und Hilfskräften des Instituts für Ecopreneurship der Fachhochschule Nordwestschweiz. «Man muss sich vorstellen, dass man einen Monat lang einkauft – diese Lebensmittel dann aber nicht essen darf, sondern wegwerfen muss.» Urs Baier Die Ergebnisse waren in vielerlei Hinsicht überraschend: Auf der Stufe der Konsumenten werden, in absoluten Zahlen, am meisten Lebensmittel weggeworfen. Professor Urs Baier, Leiter der Fachstelle Umweltbiotechnologie, macht die Dimensionen deutlich: «Man muss sich vorstellen, dass man einen Monat lang einkauft – diese Lebensmittel dann aber nicht essen darf, sondern wegwerfen muss.» Weiter zeigte die Studie, dass die Schweizerinnen und Schweizer nur ein Viertel der Lebensmittelabfälle übers Grüngut entsorgen, drei Viertel landen nach wie vor im Kehrichtsack. Ragini Hüsch und ihr Team wollten jedoch nicht nur wissen, was auf welche Art entsorgt wird, sondern auch, was im Grüngut vermeidbare oder unvermeidbare Abfälle sind. Als vermeidbar gilt alles, was hätte konsumiert werden können, zum Beispiel ganze Früchte, Nudeln oder Brot. Hüsch fand im Grüngut denn auch ganze Brotlaibe und Käsestücke sowie Früchte. Fleisch und Fisch wurden weniger entsorgt. Den Grossteil der Lebensmittelabfälle im Grüngut machten Rüstabfälle aus, die als unvermeidbar eingestuft wurden. Auffallend war auch, dass im Kehricht doppelt so viele vermeidbare Abfälle zu finden waren als im Grüngut. Die Landwirtschaftsstudie hat hingegen ergeben, dass auf dieser Stufe vergleichsweise wenig Abfälle entstehen. Dazu gehören Gemüse oder Obst, die den Marktvorgaben nicht genügen, oder Ernten, bei denen aus Gründen der Effizienz nicht zwischen verwertbaren und verdorbenen Lebensmitteln unterschieden wird. Urs Baier gibt zudem zu bedenken, dass die Landwirtschaft als erstes Glied in der gesamten Wertschöpfungskette aus energetischer Sicht viel weniger kritisch ist als Konsumenten: «Wenn der Bauer ein Rüebli wegwirft, kommt dieses direkt aus der Erde. Tut dies der Konsument, hat es schon Transportwege zurückgelegt und Verarbeitungsmaschinen passiert.» «Konsumenten müssen mehr Verantwortung übernehmen, damit weniger Lebensmittelabfälle entstehen.» Urs Baier Die Lebensmittelindustrie produziert ähnlich viel Abfall wie Konsumenten, dieser sei aber in den Produktionsprozessen oft unvermeidbar, so Baier. Denn die Produzenten stünden so stark unter Kostendruck, dass sie niemals leichtfertig für den Abfalleimer produzierten. Die grosse Frage, die sich aus den neuen Erkenntnissen ergibt, lautet: Wie kann das Verhalten der Konsumenten beeinflusst werden? Die Studienautoren sehen erste mögliche Ansätze. Damit erst gar nicht so viel Lebensmittel weggeworfen werden, müssten die Konsumenten mehr Verantwortung übernehmen, wie Urs Baier betont. Er ist überzeugt, dass Gastronomie und Detailhandel als Drehscheiben eine Vorbildfunktion wahrnehmen können. Sie können zur Lösung beitragen, indem sie Konsumenten zu mäs­sigem Konsum anregen und mit geschicktem Marketing die Produzenten in den Vordergrund rücken: «Den Käse von Heidi Schöchlin werfen wir nicht so leichtfertig weg wie irgendein Produkt ohne Identität», sagt er. «Die Menschen müssen sich bewusst werden, dass Grüngut, welches in einer Biogasanlage verwertet wird, einen grossen Mehrwert bringt.» Ragini Hüsch Ragini Hüsch sieht zudem Sensibilisierungsbedarf für die richtige Entsorgung und dafür, dass Grüngut dann zur wertvollen Ressource werden kann: «Die Menschen müssen sich bewusst werden, dass Grüngut, welches in einer Biogasanlage verwertet wird, einen grossen Mehrwert bringt. Wird es hingegen im Kehricht verbrannt, können die Nährstoffe daraus und das eigentliche Energiepotenzial nicht genutzt werden.» Die beiden ZHAW-Forschenden sind der Ansicht, dass sich bezüglich Food Waste in den nächsten Jahren viel bewegen wird. In der Industrie sind bereits Bestrebungen in Gang, bei der Herstellung punktuell anfallende Überbleibsel in andere Lebensmittel zu verarbeiten. «Wir glauben aber auch, dass die Gesamtmenge der Lebensmittelab­fälle zurückgehen und das Bewusstsein der Konsumenten für Food Waste steigen wird», sagt Baier. Um die tatsächlichen Entwicklungen in diesen Bereichen weiterhin verfolgen zu können, soll es auch künftig Studien geben, welche die Datenlage über die ganze Wertschöpfungskette hinweg laufend aktualisieren werden. • Clever einkaufen: Planen Sie Ihren Wochenbedarf und kaufen Sie nur das ein, was Sie benötigen. Besser kleine oder unverpackte Portionen anstelle von grossen Aktionspackungen. • Menü anpassen: Gestalten Sie den Menüplan nach den vorhandenen Lebensmitteln, die aufgebraucht werden müssen. Rezepte lassen sich anpassen. • Richtig portionieren: Kleinere Mengen kochen und schöpfen, damit nichts übrig bleibt, was im Abfall landet. • Reste verwerten: Bereits gekochte Lebensmittel wie Nudeln, Gemüse oder Saucen lassen sich in neue Menüs verwandeln. • Eigenen Sinnen trauen: Die Haltbarkeitsangaben auf den Verpackungen haben verschiedene Bedeutungen. Lediglich die Angabe «zu verbrauchen bis» bedeutet, dass ein Produkt nach Ablauf des Datums nicht mehr konsumiert werden sollte. Bei den übrigen Angaben riecht, sieht und schmeckt man, ob die Lebensmittel noch geniessbar sind. Optisch unpassendes und nicht normgerechtes Obst und Gemüse landen oft im Abfall. Eine Gruppe von Studierenden vom Departement Life Sciences und Facility Management der ZHAW hat reagiert. Die Studierenden retten nicht nur Gemüse vor dem sicheren «Tod», sondern wollen auch den Dialog zwischen Konsumenten, Grosshändlern, Bauern und Landwirten mit ihrem Verein Grassrooted ermöglichen. An der ZHAW wurde ein Planungs­tool entwickelt, welches die komplexe Frage nach der richtigen Einkaufsmenge beantwortet. «Prognosix Demand» ist ein Produkt, das am Institut für Angewandte Simulation (IAS) für den Handel entwickelt und mit einem Startup-Unternehmen in den Markt überführt wurde. Kern der Software sind zahlreiche Algorithmen, die Faktoren wie Wetter, Verkaufszahlen oder Aktionen einbeziehen. «Diese Daten helfen dem Planer, eine fundierte Entscheidung über seinen Einkauf zu fällen», sagt Professor Thomas Ott, der die neue Software an der ZHAW mitentwickelt hat. Die Algorithmen helfen laut eigenen Untersuchungen, die Prognosen von namhaften Beschaffungs-Systemanbietern um 30 Prozent zu verbessern. Das führt zu Kostensenkungen von bis zu fünf Prozent des Umsatzes. Ein Detailhändler mit einem Umsatz von einer Million Franken kann also durch die verbesserte Planung jedes Jahr 50'000 Franken einsparen, davon etwa die Hälfte durch die Reduktion von Lebensmittelabfällen. Anders als bei anderen Planungs­tools bleibt bei Prognosix der Mensch ein wichtiger Faktor: Nur das Zusammenspiel zwischen der menschlichen Intelligenz und Erfahrung sowie der Auswertung einer riesigen Datenmenge bringt optimale Ergebnisse, ist Thomas Ott überzeugt. Deshalb lässt sich das System immer wieder anpassen und lernt von den Erfahrungen in der Praxis. Rahel Lüönd

Das Potenzial von Spezialkulturen nutzen

Der Klimawandel, das weltweite Bevölkerungswachstum, die Verknappung der Böden oder das Insektensterben sind nur einige Beispiele der Herausforderungen, mit denen die Land- und Ernährungswirtschaft konfrontiert ist – sei es als Mitverursacherin oder Betroffene. Die Ende 2019 in Wädenswil gegründete Müller-Thurgau Stiftung will sich dieser Krisen annehmen und sich aktiv an der Lösungsfindung beteiligen. «Die dringend nötige Transformation der Ernährungssysteme hin zu mehr Nachhaltigkeit war der Haupttreiber für die Gründung der Stiftung», sagt Stiftungsratspräsident Lukas Bertschinger . Die Stiftung fördert praxisnahe Projekte aus Forschung und Entwicklung, um nachhaltigere Wertschöpfungsketten mit Spezialkulturen zu erreichen. Das betrifft beispielsweise den Anbau und die Verarbeitung von Früchten, Beeren, Gemüsen, Trauben, Nüssen oder auch Kräutern. Sie arbeitet auch mit dem ZHAW-Departement Life Sciences und Facility Management zusammen. Dessen Direktor Urs Hilber sitzt im Stiftungsrat als Delegierter der ZHAW. Unter den sechs Projekten, die in der kurzen Zeit seit der Gründung schon gefördert wurden, sind auch zwei in Federführung der ZHAW. Zum einen ist dies ein neuer Ansatz im Umgang mit der Kirschessigfliege. Der hier heimisch gewordene Schädling befällt bekanntlich Obstkulturen, weshalb Bäuerinnen und Bauern auf Pestizide zurückgreifen müssen. Das 2020 und 2021 durchgeführte Projekt «Alternatives Monitoring der Kirschessigfliege» von Johannes Fahrentrapp hatte zum Ziel, eine Falle zu entwickeln, welche die Lokalisierung von Populationen vereinfacht. Mit dem gewonnenen Wissen könnten die Obstbauern Pflanzenschutzmittel viel gezielter einsetzen. Das Forscherteam hat am Institut für Umwelt und natürliche Ressourcen verschiedene Prototypen entwickelt und im Labor mit einer Kirschessigfliegenpopulation getestet. Die Feldversuche in diesem Herbst haben aber gezeigt, dass noch nicht genügend Fliegen in der entwickelten Falle landen, damit das Monitoring flächendeckend einsetzbar wäre. Das zweite ZHAW-Projekt, das die Müller-Thurgau Stiftung mitfinanziert, ist im Weinbau angesiedelt und startet im Januar 2022. Dabei geht es um eine praktikable Lösung, wie der Einsatz von Fungiziden massiv reduziert werden kann. Das Ziel ist, die pilzwiderstandsfähige Rebsorte (PIWI-Sorte) Souvignier gris in Co-Kreation mit der Branche nutzbarer zu machen. Im Rahmen einer Co-Kreation mit Weinbaubetrieben entwickeln die am Projekt Beteiligten die besten Weinbereitungspraktiken für diese Sorte. Im Rahmen ihrer Masterarbeit hat Monika Baumann festgestellt, dass PIWI-Weine bei den Winzern noch wenig Akzeptanz finden – bezüglich Qualität haftet ihnen ein schlechtes Image an. Das daraus entstandene Projekt «Best of Souvignier gris» sieht deshalb einen Wettbewerb vor, bei dem rund 20 Teilnehmende den ökologischen Weisswein herstellen. Weil sein Qualitätspotenzial als sehr hoch eingeschätzt wird und der Souvignier gris als wandlungsfähig gilt, hat das Projektteam um Peter Schumacher diese Rebsorte ausgewählt. Die sechs besten Weine werden an den Wädenswiler Weintagen 2023 gekürt und anschliessend vermarktet. Projektleiter Peter Schumacher sagt: «Mit Best-Practice-Beispielen möchten wir Schwellen abbauen und Erfolgserlebnisse erzielen. Unsere Hoffnung ist, dass einige Produzenten die Berührungsängste mit PIWI-Rebsorten verlieren und erkennen, dass diese eine echte Alternative sind.» Heute machen sie erst rund 2,6 Prozent der Weinbaufläche in der Schweiz aus. «Spezialkulturen haben eine hohe Wertschöpfung und können der Ressourcenverknappung entgegenwirken. Gleichzeitig fördern sie eine gesunde Ernährung und sind als pflanzliche Lebensmittel klimafreundlich.» Lukas Bertschinger, Stiftungsratspräsident Die Projekte wählt die Müller-Thurgau Stiftung nach transparenten Kriterien mithilfe von themenspezifischen Ausschreibungen aus. Sie müssen interdisziplinär geführt und zu 50 Prozent mit Eigenmitteln finanziert sein. Lukas Bertschinger bezeichnet Spezialkulturen als Schlüssel, um die eingangs erwähnten und weitere aktuelle Krisen zu überwinden. «Sie haben eine hohe Wertschöpfung und können der Ressourcenverknappung entgegenwirken. Gleichzeitig fördern sie eine gesunde Ernährung und sind als pflanzliche Lebensmittel klimafreundlich.» Bertschinger ist überzeugt, dass Spezialkulturen eine bedeutende Rolle bei der Transformation der Agro-Food-Systeme einnehmen werden. «Aber es gibt auch hohen Innovationsbedarf, deshalb braucht es die Stiftung», sagt er. «Wir wollen Türen zu einer wertschöpfenden, vielfältigen Land- und Ernährungswirtschaft öffnen sowie zu praxistauglichen Problemlösungen beitragen. Dafür benötigen wir aber noch sehr viel mehr Fördermittel.» Die angestrebte Praxistauglichkeit zeichnet sich dadurch aus, dass Fortschritte in einem Bereich, z. B. der Biodiversität, nicht zu einem Rückschritt in einem anderen Bereich der Nachhaltigkeit führen. «Denn wenn ökologische Methoden unrentabel sind, können sie keine breite Wirkung erzielen», sagt Lukas Bertschinger. Die möglichen Themenfelder für Projektausschreibungen reichen von Ernährungssicherheit, Bodenqualität und Biodiversität über neuere Ansätze wie Vertical Farming bis hin zur Schaffung von natürlichen, intakten Erholungsräumen. «Wir brechen die Prinzipien der Agrarökologie mit den ausgewählten Projekten auf machbare Schritte herunter», so Lukas Bertschinger. Ganz im Sinne des Namenspatrons der Stiftung, Hermann Müller-Thurgau, der sich als vielfältig begabter Pflanzenbauwissenschaftler bereits im 19. und 20. Jahrhundert durch Mut und Innovationsgeist auszeichnete. Rahel Lüönd

«Normen als gemeinsame Sprache»

Seit 20 Jahren hat Corinne Gantenbein-Demarchi den Vorsitz des Komitees «INB/NK 172 Lebensmittel» bei der Schweizerischen Normen-Vereinigung (SNV) inne. Sie hat erlebt, wie Normen an Bedeutung gewonnen haben. «Normen sind messbar, vergleichbar und verbindlich», sagt die Professorin. Dieses Bewusstsein für den Wert einer Norm habe sie den Studierenden in der Schweiz wie auch in Afrika immer wieder mit auf den Weg gegeben. Corinne Gantenbein-Demarchi hat das Institut für Lebensmittel- und Getränkeinnovation in Wädenswil 35 Jahre lang geprägt, zuletzt als stellvertretende Leiterin. Parallel dazu lehrt sie im Rahmen des Stiftungsprojekts «B360 – education partnerships» ehrenamtlich an der Namibia University of Science and Technology. Im Bereich der Lebensmittelsicherheit und -qualität geht es vor allem um methodische Normen. Standardisierte Prozesse (z. B. bei der Herstellung) helfen, Keime wie Salmonellen oder Listerien zu verhindern oder im Rahmen der Qualitätsüberprüfung nachzuweisen. Wenn sich die Industrie, Labors oder andere Organisationen genau an die Normen halten, hat das grosse Vorteile: «Die produzierende Industrie kann dadurch ihre Qualitätssicherungsprozesse unterstützen, womit teure Rückrufe oder unter Umständen auch Erkrankungen von Personen verhindert werden können», führt Corinne Gantenbein-Demarchi aus. Ein wesentlicher Punkt sei aber auch die internationale Anerkennung. Das hat auch eine ihrer früheren Studentinnen in Namibia erfahren, die Qualitätssicherungsverantwortliche in einem fleischverarbeitenden Betrieb wurde. Zu diesem Zeitpunkt weigerte sich ein wichtiger Abnehmer in Südafrika, die Produkte zu importieren. In Rekordzeit schaffte es die junge Frau dank ihrer an der Universität erworbenen Kenntnisse, die nötigen international anerkannten Prozesse einzuführen, damit der Betrieb wieder exportieren konnte. Auch die Schweiz musste sich einst international fit machen. Arbeitete man früher mit den sehr gut erprobten methodischen Normen des Schweizerischen Lebensmittelbuches, musste man vor rund 15 Jahren einen grossen Effort leisten, um die Kompatibilität mit dem Ausland zu erreichen. Das Ziel war die Annäherung an die in Europa gebräuchlichen ISO-Normen. «Wir haben deshalb sämtliche Methoden minutiös verglichen und in einem Konsensverfahren schrittweise übernommen.» Damit die Lebensmittelsicherheit und -qualität in der Schweiz in Zukunft weiter erhöht werden kann, braucht es für die Lebensmittelmikrobiologin auch einen stärkeren Austausch mit der Politik und den Behörden. «Wir dürfen wertvolle wissenschaftliche Erkenntnisse nicht im Elfenbeinturm behalten. Vielmehr sollten sie in die Gesetzgebung einfliessen können, damit sich in der Wechselwirkung auch die Normen weiterentwickeln können.» Das voranzutreiben, wird allerdings nicht mehr ihr Werk sein. Bald will Corinne Gantenbein-Demarchi kürzertreten: Für ihre Lehrtätigkeit hat sie bereits einen Nachfolger und auch ihr Engagement im SNV wird sie weitergeben. In ihrem Abschlussprojekt an der ZHAW beschäftigt sie sich aber noch einmal mit Normen, allerdings einer anderen Art. Als Vertreterin des Instituts für Lebensmittel- und Getränkeinnovation engagiert sie sich im Projekt «Neubau Laborgebäude» in Wädenswil. Wenn das Institut im Sommer 2023 dieses «Future House of Food» beziehen wird, ist für sie die Normenarbeit – zumindest die berufliche – ein für alle mal abgeschlossen. B360 – education partnerships fördert den Austausch von Fachwissen zwischen europäischen Experten und afrikanischen Studierenden. Rahel Lüönd

Assistent Pepper fehlt der letzte Schliff

«Hallo Pepper», sagt Daniel von Felten, «how are you today?» Pepper guckt von Felten mit grossen Augen an, blinkt in Rot und Blau, bewegt Kopf und Finger und sagt – nichts. Der Forscher am Institut für Facility Management (IFM) bricht nach einer Weile ab und zuckt etwas enttäuscht mit den Schultern. «Das System ist noch nicht so stabil, wie wir es gerne hätten», erklärt er. Der rund 1,20 Meter grosse Pepper und sein Kollege Nao, der von den Massen her eher mit einer Puppe vergleichbar ist, haben an der ZHAW in Wädenswil ein neues Zuhause gefunden. Daniel von Felten hat mit seinem Team die «Cyber Physical Systems» erforscht – frei übersetzt: die vernetzten Systeme mit einem Körper. Das Team hat untersucht, wie ausgereift die beiden humanoiden Roboter sind und welchen Mehrwert sie im Arbeitsalltag der Facility Manager bieten können. Während Nao und Pepper im Innern – also in Bezug auf die Software – recht ähnlich aufgebaut sind, unterscheiden sich ihre Körper stark. Von Felten sieht eher im grösseren Pepper eine Zukunft im Facility Management. Dieser ist mit einem Sockel anstelle von beweglichen Beinen stabiler. Pepper könnte schon in fünf bis zehn Jahren als menschenähnlicher Assistent im Facility Management zum Einsatz kommen, wenn er zusätzlich mit Greifarmen und Raupensockel (um Schwellen zu überwinden) ausgestattet würde. Weil das System noch zu wenig stabil ist, hat man diese technischen Details aus Sicherheitsgründen noch nicht umgesetzt. Concierge-Service: Pepper könnte am Eingang stehen, Besuchern erste Informationen über ein Gebäude liefern und z.B. Sitzungszimmer buchen. Auch dass er den Besucher in Empfang nimmt und ihn zum gewünschten Ort führt, ist denkbar. Kleine Botengänge: Pepper könnte Kaffee oder ein Tablett mit dem Mittagsmenü bringen, in der Kantine Essen schöpfen oder abends den Müll wegbringen. Rundgänge zur Überwachung eines Gebäudes: Dank Gesichtserkennung wüsste der Roboter, welche Personen in einem Immobilienkomplex üblicherweise anzutreffen sind. Unbekannte Personen könnte er ansprechen, via Kamera und Mikrofon könnte auch eine Telefonverbindung zur Zentrale hergestellt werden. In Japan ist Pepper bereits vielerorts im Einsatz. Das liegt einerseits an der hohen Akzeptanz, andererseits aber auch am ausgereifteren «Service Eco System» für Pepper und Nao. In Japan werden die neuen Applikationen für Pepper ähnlich wie in einem App Store auf dem Smartphone für alle zum Download zur Verfügung gestellt. So gibt es sehr viele Apps für verschiedenste Anwendungen und es kommen laufend neue dazu. «In Europa ist man meist an einen Softwareentwickler gebunden und bezieht alle Anwendungen darüber. Es besteht noch kein offener Austausch», sagt von Felten. Die Forscher kamen zum Schluss, dass die humanoiden Roboter in Europa noch nicht weit genug sind, um in heute bestehende Arbeitsprozesse einbezogen zu werden. Der heutige Mehrwert im Vergleich zu anderen technischen Hilfsmitteln, welche auch in der Lage sind, Sprache zu verstehen und zu kommunizieren (Tablet, PC, Handy), ist, dass humanoide Roboter wie Pepper und Nao menschenähnlich sind und wir sie so sehr schnell ins Herz schliessen: «Pepper schaut einen beim Sprechen mit den grossen Augen an, macht Gesten dazu, das wirkt schon sehr herzlich und süss. So macht die Kommunikation mehr Spass als mit einem Tablet oder Handy», sagt Daniel von Felten. Aus der Forschung weiss man, dass solche emotionalen Erlebnisse wichtige Mehrwerte im Serviceprozess darstellen. «Aber wenn wir es aus der Perspektive der technischen Funktionalität betrachten, wäre es zurzeit zielführender, am Eingang ein Tablet zu platzieren.» Am IFM werden Nao und Pepper in der nächsten Zeit dennoch vor allem in den Seminaren und Vorlesungen eingesetzt: Die Studierenden sollen ein Gefühl dafür bekommen, wie die Zusammenarbeit mit Robotern funktionieren kann, das System im Roboter kennenlernen und versuchen, es nutzbringend einzusetzen. Daniel von Felten versucht derweil, noch einmal mit Pepper in Kontakt zu treten: «Hallo Pepper, how are you?» Jetzt blinken die Augen grün und Pepper sagt mit einer hellen, freundlichen Stimme: «I’m supergood, thank you. You look great today!» Rahel Lüönd

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