Wenn 17 Terawattstunden fehlen

Angenommen, wir würden die «Energieperspektiven 2050+» erreichen, sind riesige Winterstromlöcher zu erwarten. Die eigene Mehrproduktion ist die einzige Lösung.

Die von uns beschlossene Energiewende hat verschiedene Mängel. Der gravierendste ist, dass wir mit dieser Strategie unseren Strombedarf im Winter 2050 nur noch knapp zur Hälfte decken können: Das stellt für die Versorgungssicherheit unseres alltäglichen Lebens ein völlig unakzeptables Risiko dar.

Unakzeptables Risiko: Stromausfall in Zürich.
© KEYSTONE / WALTER BIERI

Die Rahmenbedingungen unserer Energiewende sind in den «Energieperspektiven 2050+» festgehalten. Dort wird gesagt, dass wir bis 2050 vollständig aus den fossilen Energien aussteigen, alle Kernkraftwerke abstellen und die gesamte Energieproduktion elektrifizieren werden. Der Strom soll dann ausschliesslich mit Erneuerbaren Energien erzeugt werden, hauptsächlich mit Photovoltaik (PV). Weil Solar- und Windstrom aber unregelmässig anfallen und weil wir im Winter generell mehr Strom benötigen, ist es nutzlos, mit Jahreszahlen zu rechnen. Wir müssen uns auf den Winter konzentrieren. Dabei zeigt sich, dass die für die Stromversorgung besonders kritische Zeit nur die vier Monate von November bis Februar umfasst: In dieser Zeit liegt der Stromverbrauch am höchsten und die PV-Anlagen liefern am wenigsten. Wenn ich im Folgenden von Winter spreche, meine ich immer diesen viermonatigen Kernwinter.

 

Stromverbrauchszunahme

Als Erstes müssen wir bestimmen, wie viel Strom in einem solchen Wintermonat im Jahr 2050 benötigt wird. Klar ist, dass die geplante Elektrifizierung unseres Energiesystems den bisherigen Stromverbrauch steigen lässt. Dies wird in vier Bereichen geschehen: bei der Gebäudewärme, bei der Mobilität, bei industriellen Anwendungen und generell beim Wachstum. Die Grafik links oben auf zur Story zeigt die Stromverbrauchszunahme für einen typischen Schweizer Wintermonat im Jahr 2050 verglichen mit dem heutigen Stand. Als Ausgangspunkt wähle ich den zehnjährigen Schnitt des Strombedarfs in einem Wintermonat, der laut Statistiken des Bundesamts für Energie 5,8 Terawattstunden (TWh) beträgt – im Sommer werden monatlich nur 4,5 TWh benötigt.

Im Wärmebereich treffe ich die optimistische Annahme, dass sich der bisherige mehrheitlich fossil gedeckte Wärmebedarf pro Jahr durch Renovationen von Gebäuden bis 2050 auf 32 TWh halbiert. Für die 2050 ausschliesslich eingesetzten Wärmepumpen rechne ich wiederum optimistisch mit einem Wirkungsgrad (COP) von 3,5. Damit sinkt der gesamte jährliche Wärmebedarf auf 9 TWh, das entspricht den gezeigten 1,5 TWh pro Wintermonat.

Bei der Mobilität gehe ich davon aus, dass der heutige Bestand von 6,5 Millionen motorisierte Strassenfahrzeuge bis 2050 auf fünf Millionen sinkt, wobei dann alle elektrisch angetrieben werden. Bei einer Fahrleistung von 12 000 Kilometern pro Jahr und einem Stromverbrauch von 20 kWh pro hundert Kilometer ergibt sich ein jährlicher Mehrverbrauch von 12 TWh. Weil ein Elektroauto im Winter aber etwas mehr Strom verbraucht (Heizung des Innenraums, veränderte Batteriechemie, veränderte Ladebedingungen), schlage ich hier 20 Prozent dazu, was zu einem Monatsverbrauch von 1,2 TWh führt.

 

Wachsende Digitalisierung

Wie sich eine vollständige Umstellung heutiger energieintensiver Industrieprozesse auf fossiler Basis zu CO2-freien Energieträgern auf das Stromsystem auswirken wird, kann heute nicht realistisch abgeschätzt werden. Ich lasse diesen Treiber deshalb weg und mache eine letzte Annahme bezüglich des allgemeinen Wachstums. Darunter verstehe ich neben dem Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum auch den Mehrverbrauch an Strom wegen wachsender Digitalisierung (Datencenter, Roboterisierung). Mit einem angenommenen durchschnittlichen Wachstum von gut 0,5 Prozent pro Jahr liege ich deutlich tiefer, als was bei den offiziellen Prognosen für das Wachstum der Bevölkerung (0,6 Prozent) und der Wirtschaft (1 Prozent) angegeben wird. Aus einer Wachstumsrate von 0,55 Prozent ergibt sich der zusätzliche Stromverbrauch von 0,75 TWh pro Monat.

Insgesamt steigt der gesamte durchschnittliche Stromverbrauch pro Wintermonat also – unter sehr optimistischen Bedingungen – bis ins Jahr 2050 von 5,8 auf 9,25 TWh, das entspricht einem Plus von 60 Prozent. Hochgerechnet auf die gesamte Winterperiode von November bis Februar werden dann also total 37 TWh Strom benötigt. Die Grafik oben rechts zeigt, wie weit dieser Bedarf im Jahr 2050 durch unsere inländische Stromproduktion gedeckt ist, immer unter der Annahme, dass wir die «Energieperspektiven 2050+» realisiert haben.

Der wichtigste Stromlieferant in der Schweiz ist die Wasserkraft. Diese setzt sich zusammen aus Laufwasserkraftwerken (an Flüssen) und aus Speicherkraftwerken (Speicherseen in den Bergen). Laut Statistiken des Bundesamts für Energie ergeben sich für die gesamte Produktion von Winterstrom aus Wasserkraft im zehnjährigen Schnitt folgende Werte: Laufwasser liefert 3,87 TWh, und aus Speicherwasser kommen 7,45 TWh. Zudem habe ich angenommen, dass wir bis 2050 das Ausbauziel des «Runden Tisches Wasserkraft» von jährlich 2 TWh aus neuen Speicherseen erreichen werden. Für unseren viermonatigen Winter kommen also beim Speicherwasser neben den bisherigen 7,5 TWh neu noch 1,5 TWh dazu. Die hier insgesamt angenommenen 9 TWh Winterstrom aus Wasserkraft sind jedoch sehr optimistisch, denn Fachleute nehmen an, dass wegen Verlandung der Speicherseen und wegen neuer Gesetzgebung bezüglich Restwassermengen die Stromerträge sowohl beim Speicherwasser als auch beim Laufwasser zurückgehen werden.

Beim Solarstrom gehe ich von den 33,6 TWh aus, die im mittleren Szenario der «Energieperspektiven» für das Jahr 2050 angegeben sind. Bei einer jährlichen Arbeitsauslastung der Schweizer PV-Anlagen von 10 Prozent müssen dafür Solaranlagen mit einer Leistung von 38 Gigawatt installiert sein. Weil die Arbeitsauslastung im Winter bei PV aber auf rund 4 Prozent fällt, liegt der gesamte Winterstromertrag aus Solaranlagen bei mageren 5 TWh. Die in den «Energieperspektiven» projektierte Strommenge aus Windkraftanlagen beträgt 4,3 TWh pro Jahr. Mit den durchschnittlichen Auslastungszahlen der Schweizer Windräder ergibt sich daraus eine Winterstromausbeute von 1,8 TWh. Zusammen mit etwas Kehrichtverbrennung kommen so noch 2 TWh dazu.

 

Abhängig von Stromimporten

Unter der Voraussetzung einer realisierten Energiewende à la «Energieperspektiven 2050+», also insbesondere ohne Einsatz unserer Kernkraftwerke, kann das Schweizer Stromsystem in den vier Wintermonaten November bis Februar 2050 nur 20 TWh Strom erzeugen: 13 TWh aus Wasserkraft sowie 7 TWh aus den neuen Erneuerbaren. Und dies wohlverstanden bei einem Leistungsausbau der PV-Anlagen um gut das Vierfache gegenüber heute – und der Windräder um das 25-Fache.

Trotzdem wäre der Stromverbrauch im Winter 2050 nur gut zur Hälfte gedeckt: Wie die Grafik oben rechts zeigt, hätten wir ein riesiges Winterstromloch von 17 TWh! Das übertrifft alle bisherigen Winterdefizite der Schweiz um ein Mehrfaches. Und ohne eigene Mehrproduktion wären wir gänzlich von Stromimporten aus den Nachbarländern abhängig – eine unakzeptable Situation. Welche Möglichkeiten wir hätten, um ein Stromloch von 17 TWh im Winter zu decken, zeige ich in meinen nächsten Beiträgen.

Zunahme – unter optimistischen Annahmen

 

Ein riesiges Loch im Winter

 

Martin Schlumpf ist Musiker und Publizist (Nebelspalter, schlumpf-argumente.ch).