Dürresommer 2018 als Mahnmal der Klimaänderung

Der diesjährige Sommer präsentiert sich in weiten Teilen Europas sonnig, staubtrocken und heiss. In Mittel- und Nordeuropa gehört der Juli 2018 zu den heissesten und trockensten Monaten in der gesamten Messhistorie. In Zürich war er zusammen mit dem Juli 1994 der viertwärmste Juli und der sechstheisseste Monat überhaupt seit 1864.

Innerhalb eines Monats hat die Trockenheit aus dem grünen Europa eine braune Steppenlandschaft gemacht. Der Dürresommer 2018 wird dank Satellitenbilder eindrücklich sichtbar (contains modified Copernicus Sentinel data, 2018, processed by ESA.

Staubtrocken

Die aussergewöhnliche Wetterlage dauert nicht erst seit Juli. Bereits seit April liegt Europa unter dem Einfluss des subtropischen Hochdruckgürtels. Regenfronten schaffen es seit Monaten nicht mehr bis aufs europäische Festland. Mit der Dürre mutierte das saftig grüne Europa innert Monatsfrist zur braunen Steppenlandschaft, wie aus Satellitenbildern eindrücklich zu erkennen ist. In Zürich war es die trockenste April-Juli-Periode seit über 100 Jahren. Über die vier Monate ist im Raum Zürich nur die Hälfte des langjährigen Durchschnitts (1981‒2010) gefallen. Mit der Trockenheit stieg die Waldbrandgefahr stetig an. Ende Juli wurde im ganzen Land ein Feuerverbot im Wald und Waldesnähe verhängt. In den trockensten Alpentälern wurde Feuer im Freien allgemein untersagt.

So trocken wie 2018 war es in Zürich in der Periode April bis Juli noch nie seit 1901. Ein langfristiger Trend in Richtung mehr Trockenheit ist aber (noch) nicht zu erkennen.

Rekordwarm

Zur Trockenheit gesellten sich rekordhohe Temperaturen. Die Viermonatsperiode April‒Juli war in Zürich mit durchschnittlich über 17 Grad knapp drei Grad wärmer als im langjährigen Durchschnitt. Der bisherige Rekordwert aus dem Hitzejahr 2003 erreichte in Zürich 16,5 Grad. Wärme und Trockenheit stehen in einem positiven Rückkoppelungseffekt zueinander. Je höher die Temperaturen, desto kräftiger die Verdunstung, wodurch sich das Wasserdefizit im Boden massiv akzentuiert. Andererseits wird es bei sonnigen Tagen während Dürrephasen immer heisser, da die Sonnenstrahlen nicht zuerst für die energieaufwändige Verdunstung der Bodenfeuchte aufgewendet werden muss (mit kühlendem Effekt auf die Lufttemperatur) sondern direkt in Wärme umgewandelt werden können. Das zeigt sich eindrücklich an der Anzahl Hitzetage. Obwohl die grosse Wärme seit April andauerte, wurde der erste Hitzetag mit Temperaturen über 30 Grad erst am 24. Juli beobachtet. Seither steigen die Tageshöchstwerte aber fast täglich über die Hitzemarke von 30 Grad und praktisch in der ganzen Schweiz wurden Hitzewarnungen ausgesprochen.

So warm wie 2018 war es in Zürich in der Periode April bis Juli noch nie seit 1901. Das aktuelle Jahr setzt dabei den Trend hin zu mehr Frühlings- und Sommerwärme fort.

Zahlreiche Hitzetage und Trockenheit im Sommer. Das aktuelle Wettergeschehen offenbart einen Blick auf den Schweizer Sommer der Zukunft, denn die Klimaszenarien für die Schweiz rechnen mit einer deutlichen Zunahme der Sommertemperaturen sowie mit einer Abnahme der sommerlichen Niederschläge. In den nächsten Jahrzehnten ist entsprechend häufiger mit Sommertrockenheit zu rechnen. Die Frage, ob der Dürresommer 2018 bereits ein Zeichen der Klimaänderung ist, lässt sich allerdings nicht so einfach beantworten.

 

Trend zu mehr Hitze

Fakt ist: Seit der vorindustriellen Periode um 1900 ist die April-Juli-Temperatur in Zürich um 2 Grad angestiegen. Markant war der Temperaturanstieg vor allem seit 1980, wie Messwerte von MeteoSchweiz eindrücklich zeigen. Hintergrund ist die Häufung von ausgesprochen warmen Frühlings- und Sommermonaten in den letzten Jahren. Neun der zehn heissesten Monate in Zürich wurden nach 1980 beobachtet, sechs davon nach der Jahrtausendwende. In diesen Top 10 sind neben dem diesjährigen Juli auch jene aus den Sommern 2013 und 2015. Dieser Temperaturanstieg weist eindrücklich auf die laufende Klimaänderung hin. Diese Entwicklung kann nicht nur in der Schweiz, sondern in ganz Europa beobachtet werden. Und auch auf dem amerikanischen Kontinent und in Asien traten Hitzewellen in den letzten Jahren immer häufiger auf. Die heissen und trockenen Sommer in Europa in den Jahren 1947 und 1976 brachten anderswo auf der Nordhalbkugel kühle Sommer. Heutzutage ist es nichts Aussergewöhnliches mehr, wenn weltweit mehrere Hitzewellen auf einmal und dann auch noch langanhaltend auftreten. Auch im Sommer 2018 erlebt die Nordhalbkugel mit Europa, Nordamerika und Japan gleich drei grossflächige Hitzewellen. Die drei Hitzewellen haben zwar nichts direkt miteinander zu tun. Was aber die drei Ereignisse verbindet, ist der grössere Kontext, in dem sie stehen: der Klimawandel. Die neue Normalität bei der Temperatur hat also bereits angefangen. Ein Vergleich der letzten zwanzig Jahre zeigt, dass fast überall auf der Welt die Durchschnittstemperaturen gestiegen sind. Besonders eindeutig ist dabei die Entwicklung auf der Nordhalbkugel. Gleichzeitig werden aber auch die Ausreisser nach oben in diesen Regionen immer heftiger. Hitzemonate wie der Juli 2018 treten mit dem Klimawandel folglich häufiger auf.

 

Kein Trend zu Trockenheit

Fakt ist aber auch, dass die Sommerniederschläge in den letzten Jahrzehnten keine eindeutige Richtung kennen. Auf einen nassen Sommer folgt ein trockener. Ein staubtrockener Sommer 2018 steht alleine nicht für eine langfristige Veränderungen beim Niederschlag. Erst 2016 war die April-Juli-Periode die niederschlagsreichste seit über 100 Jahren. Die letzten Jahre haben vor allem die grosse Jahr-zu-Jahr-Schwankung aufgezeigt, nicht aber einen Trend eingeläutet. Während sich die Schweiz bei den Temperaturen schon mitten in der Klimaänderung befindet und folglich die kommenden Sommer der nächsten Jahrzehnte weiter an Wärme zulegen werden, ist bei den Niederschlägen erst in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts mit einem eindeutigen Klimawandel-Signal zu rechnen. Dann dürften die Sommerniederschläge in der Schweiz deutlich abnehmen. Mit fortschreitendem Klimawandel zeigen die Klimamodelle ein Muster mit Niederschlagszunahmen im Norden und -abnahmen im Süden Europas. Dieses Muster verschiebt sich mit dem Gang der Jahreszeiten. Im Sommer liegt die Schweiz im Einfluss der wachsenden Niederschlagsabnahme im Mittelmeerraum. Ausgelöst wird diese Veränderung durch die grossräumige Änderung der Zirkulation über Europa, wodurch die subtropische Zone sich weiter nach Norden (Süd- bis Zentraleuropa) verschiebt.

Dürresommer 2018 als Mahnmal der Klimaänderung

Wohlfühlsommer 2018 ohne Hitzestress und Tropennächte

Hochsommerliche Temperaturen, viel Sonnenschein und Trockenheit. Der diesjährige Sommer gehört in Zürich bisher zu den viertwärmsten seit mehr als 100 Jahren. Die grosse Wärme in der Schweiz ist aber nicht erst seit Sommerbeginn am 1. Juni ein Thema, denn gefühlt hat der Sommer in diesem Jahr bereits im April eingesetzt. Seit April dominieren Schönwetterlagen und die Temperaturen bewegen sich deutlich über den Erwartungen. Das widerspiegelt sich auch in der Statistik. Noch nie seit Messbeginn 1864 war die 3-Monatsperiode April bis Juni in Zürich so warm wie in diesem Jahr. Mit durchschnittlich 15,8 Grad am Zürichberg wurde der bisherige Rekord aus dem Jahr 2003 um vier Zehntelgrad überboten. Über die gesamte Periode gesehen lagen die Temperaturen drei bis vier Grad über dem Normwert. Dieser Wärmeüberschuss zeigt sich auch in der Statistik des ersten Halbjahrs 2018. Trotz des sehr kalten Februars resultierte in Zürich das viertwärmste erste Halbjahr seit 1901. Nur die Jahre 2007, 2011 und 2014 brachten bisher in Zürich einen noch grösseren Wärmeüberschuss in den ersten sechs Monaten. Im Rekordjahr 2007 war das erste Halbjahr noch gut ein Grad wärmer als heuer.

 

Überzählig: Sommertage

Der meteorologische Sommer dauert vom 1. Juni bis zum 31. August. Die erste Sommerhalbzeit (1. Juni bis 15. Juli) war in Zürich wie eingangs erwähnt die viertwärmste seit Messbeginn. Am Zürichberg erreichte die Durchschnittstemperatur rund 19 Grad. Wärmer war es lediglich in den beiden Hitzesommern 2003 und 2015 sowie im letztjährigen Sommer 2017. Obwohl der bisherige Sommer sehr warm ist, blieb er in der ersten Halbzeit aber weit hinter dem Rekordwert von 21 Grad aus 2003 zurück. Erstaunlich am bisherigen Sommerverlauf ist die hohe Konstanz. Die Tageshöchsttemperaturen liegen im Durchschnitt bei über 25 Grad und damit ähnlich hoch wie in den ersten Hälften der Rekordsommer 2015 und 2017. Nur der Hitzesommer 2003 weist mit knapp 28 Grad deutlich höhere Tageshöchstwerte vor. In der ersten Sommerhalbzeit stieg das Thermometer am Zürichberg an 25 von 45 Tagen über die Sommermarke von 25 Grad. Mehr Sommertage in der ersten Sommerhälfte gab es lediglich in den Jahren 1976, 2006 und 2003. In all diesen Kategorien spielt der diesjährige Sommer bisher ganz vorne mit. Doch etwas blieb bisher fast komplett aus: die Hitze.

 

Überfällig: Hitzetage

In der ersten Sommerhälfte wurde die Hitzemarke von 30 Grad am Zürichberg nie überschritten. Das gab es letztmals vor 15 Jahren. Damals, im Jahr 2004, gab es dann während des ganzen Sommers am Zürichberg keinen einzigen Hitzetag. Über eine deutlich längere Zeitperiode betrachtet kommt es allerdings alle zwei Jahre vor, dass in der ersten Sommerhälfte noch keine Hitzetage registriert werden. Fehlende Hitzetage sind also keine Seltenheit, aufgrund des grossen Wärmeüberschusses des laufenden Sommers waren die ersten Hitzetage aber eigentlich längst überfällig. Am 24.7.2018 war es dann auch am Zürichberg soweit und der erste Hitzetag mit über 30 Grad wurde Tatsache. Auch in den Folgetagen stieg das Quecksilber jeweils über die 30-Grad-Marke. Das der Sommer 2018 mit bisher nur wenigen Hitzetage zu den wärmsten gehört, liegt daran, dass Kälterückfälle bisher komplett ausblieben. In Zürich fielt das Quecksilber im laufenden Sommer noch nie unter 10 Grad. Im Durchschnitt waren die bisherigen Sommernächte in Zürich mit 13,8 Grad sehr mild. Wie bei den Hitzetagen blieben auch Tropennächte mit nächtlichen Temperaturen über 20 Grad bisher aus. Wärmere Sommernächte in der ersten Sommerhalbzeit gab es bisher nur in den Sommern 2003, 2017 und 2015, wo jeweils Tropennächte zu ertragen waren.

Der Sommer 2018 kann deshalb als Wohlfühlsommer bezeichnet werden. Er brachte bisher konstant sehr warmes Wetter – schwüle Hitzewellen und Tropennächte blieben aber aus. Wie kommt das und woran unterscheidet sich der diesjährige Sommer von den Hitzesommern aus 2003 und 2015?

 

Übergrösse: Azorenhoch

Überdurchschnittliche Sommertemperaturen in Mitteleuropa gehen immer einher mit einer grossräumigen Ausdehnung des Azorenhochs bis in den europäischen Kontinent. So unterbindet das Hochdruckgebiet die Zufuhr kühler Atlantikluft und die Luftmassen über dem Kontinent können sich gut aufheizen. Ausschlaggebend ist die genaue Lage des Azorenhochs, denn sie entscheidet über Wohlfühl- oder Hitzesommer. Im Hitzesommer 2015 dehnte sich das Azorenhoch in östlicher Richtung bis Polen und in nördlicher Richtung über Grossbritannien bis nach Island aus, wobei der Kern des Hochs bis zur Bretagne reichte. Gestützt wurde das Azorenhoch durch eine Blockierung der Höhenströmung über Ostgrönland, was tiefen Luftdruck über dem Nordatlantik und tiefen Luftdruck im hohen Norden über dem Lappland auslöste. So konnte sich eine Art Omegawetterlage einstellen, welche als sehr konstant und langlebig gilt. Deutlich ausgeprägter war dieses Muster im Hitzesommer 2003. Damals war die Blockierung der Höhenströmung im hohen Norden deutlicher ausgeprägt und erstreckte sich von Ostgrönland bis über die Barentssee nördlich von Norwegen. Die Ausdehnung des Azorenhochs wurde so durch zwei standhafte Tiefdruckgebiete südlich von Island und Russland gefestigt und es konnte sich eine bilderbuchartige Omegawetterlage ausgestalten. Im laufenden Sommer hat sich das Azorenhoch vor allem weit in den Norden, aber weniger stark in östliche Richtung ausgedehnt. Das widerspiegelt sich auch in der langanhaltenden Trockenheit in Grossbritannien und Norwegen in diesem Frühling und Sommer. Die Blockierung der Wetterlage liegt dabei direkt über den britischen Inseln, während im Mittelmeerraum eher tiefer Luftdruck herrscht. Eine Omegawetterlage kann so nicht entstehen, wodurch auch die Zufuhr heisser Luft aus dem Süden fehlt. Vielmehr herrscht über dem Alpenraum häufig Bisenströmung. Diese ist trockener aber auch weniger heiss als die feuchtwarmen Luftmassen aus dem Mittelmeerraum. Entsprechend gab es in der ersten Sommerhälfte in Zürich lediglich an zehn Tagen Regen. Weniger Regentage gab es nur im Jahr 1949 mit acht Regentagen. Vom 14. Juni bis zum 2. Juli fiel kein Regen in Zürich. Mit 19 zusammenhängenden Trockentagen war es eine der zehntlängsten Trockenphasen in Zürich seit 1864. Einzig die Sommer 1865 und 1947 brachten mit 42 und 33 zusammenhängenden Trockentagen noch deutlich ausgeprägtere Dürren. Der Sommer 2018 gehört auch insgesamt zu den zehn trockensten seit 1901. Wo Regen fehlt kommt häufig die Sonne zum Zug. Diese zeigte sich in der ersten Sommerhälfte bereits an über 400 Stunden. Seit der Jahrtausendwende brachten nur die Hitzesommer 2003 und 2015 ebenfalls mehr als 400 Sonnenstunden in der ersten Sommerhalbzeit aufs Messband.

Das Azorenhoch hat sich auch im laufenden Sommer bis nach Mitteleuropa ausgebreitet, hat heuer aber eine nordwestlichere Lage eingenommen. So erlebt die Schweiz bisher anstatt Hitzestress und Tropennächte einen Wohlfühlsommer.

Die Lage des Azorenhochs entscheidet über Hitze- oder Wohlfühlsommer. Abgebildet ist jeweils der durchschnittliche Luftdruck über Europa in der ersten Sommerhälfte (1. Juni bis 15. Juli).

> NOAA Earth System Research Laboratory

Wohlfühlsommer 2018 ohne Hitzestress und Tropennächte

Die Schweiz produzierte 2017 weniger Strom als sie verbrauchte

Die Schweizer Wirtschaft ist im letzten Jahr gewachsen. So auch der Gesamtwohnungsbestand und die Schweizer Bevölkerung. Trotzdem nahm der Stromverbrauch der Schweiz im Jahr 2017 gegenüber dem Vorjahr „nur“ um 0,4% zu. Dies entspricht einer Steigerung in der Höhe des Jahresverbrauchs von rund 48‘800 Haushalten. Insgesamt wurden in der Schweiz 58,5 Milliarden Kilowattstunden (kWh) Strom im Wert von über 10 Milliarden Franken abgesetzt, wie aus der schweizerischen Elektrizitätsstatistik 2017 hervorgeht.

Ausfuhr- (positiv; dunkelblau) oder Einfuhr¸berschuss (negativ; hellblau) jeweils f¸r das Winterhalbjahr in der Schweiz. So viel Strom wie im Winterhalbjahr 2016/17 musste die Schweiz zur Aufrechterhaltung der Versorgungslage bisher noch nie importieren.

Effizienz senkt Stromverbrauch pro Kopf

Rund zwei Drittel des Stroms fliesst in die Wirtschaft. Dabei ist die Stromnachfrage des Industriesektors etwas höher als jene des Dienstleistungssektors. Rund ein Drittel des Stroms wird von Haushalten nachgefragt. In allen Bereichen nahm die Stromnachfrage gegenüber dem Vorjahr leicht zu. Die höchste Zunahme ergab sich bei den Haushalten und in der Industrie. Vor allem in den Haushalten ist der Stromverbrauch im Winterhalbjahr höher als im Sommerhalbjahr. Im Mittel über die ganze Schweiz beträgt der Winteranteil am gesamten Stromverbrauch erfahrungsgemäss rund 55%.

Der Elektrizitätskonsum je Einwohner hat im Jahr 2017 trotz Wirtschaftswachstum um 0,5% abgenommen. Hauptgrund dafür sind Steigerungen der Energieeffizienz. Der Stromverbrauch pro Kopf lag 2017 bei 6‘920 kWh, so tief wie seit 1997 nicht mehr. Im europäischen Vergleich ist das eher hoch, wobei vor allem die skandinavischen Länder noch deutlich mehr Strom pro Kopf nachfragen. So verbraucht jeder Norweger mehr als 20‘000 kWh Strom pro Jahr und damit fast dreimal soviel wie ein Schweizer. Das ist aber nicht zwingend problematisch. Entscheidend ist der Anteil der elektrischen Energie am gesamten Energiekonsum eines Landes. In der Schweiz liegt dieser Wert etwa bei einem Fünftel, in Norwegen bei fast bei 50%, in Holland bei nur 15%. Die Norweger brauchen also rund dreimal so viel Strom pro Einwohner wie die Schweizer, dafür sind sie weniger von anderen Energieträgern wie Öl und Gas abhängig.

Im Jahr 2016 resultierte erstmals ein negativer Aussenhandelssaldo. Dieser hat sich 2017 sogar noch erhöht. Die Schweiz gibt also mehr Geld aus für den importierten Strom als sie mit Exporten verdient.

Produktion aus Kernkraft auf 30-Jahrestief

Wo Strom verbraucht wird, muss auch Strom produziert werden. Der schweizerische Kraftwerkpark erzielte 2017 mit 61,5 Milliarden Kilowattstunden eine gegenüber dem Vorjahr leicht verringerte Produktion. Das grösste Produktionsvolumen realisierten die Speicherkraftwerke (34%) gefolgt von Kraftwerken in Flüssen (26%). An der gesamten Elektrizitätsproduktion waren die Wasserkraftwerke somit zu 60% beteiligt. Etwas mehr als 30% der Schweizer Stromproduktion stammen aus Kernkraftwerken. Im vergangenen Jahr produzierten die Schweizer Kernkraftwerke so wenig Strom wie seit 30 Jahren nicht mehr. Grund dafür war die geringe Arbeitsausnutzung der Kernkraftwerke Beznau I und Leibstadt. Beide Kraftwerke mussten aufgrund von Unregelmässigkeiten für längere Zeit vom Netz genommen werden. So kam das grösste Kernkraftwerk der Schweiz (Leibstadt) im Jahr 2017 nur auf 53% Arbeitsausnutzung. Auch im Vorjahr waren es lediglich 57%. In den Jahren 2008-2014 waren es jeweils 86-92% Ausnutzung. Das Kernkraftwerk Beznau I produzierte wie bereits im Vorjahr keine einzige Kilowattstunde Strom. Die neuen erneuerbaren Energien wie Biomasse und Solarkraft konnten 6% an die Gesamtproduktion beisteuern, Tendenz steigend.

Trotz höherer Produktion aus Wasserkraft gegenüber dem Vorjahr blieb die Gesamtstromerzeugung unter dem Landesstromverbrauch (inkl. Verluste). Seit 1950 produzierte die Schweiz damit erst zum zweiten Mal innerhalb eines Jahres weniger als sie verbrauchte.

 

Importierte Versorgungssicherheit

Seit vielen Jahren ist die Schweiz eine Drehscheibe des europäischen Stromhandels. Mit den Nachbarländern wird rege Strom ausgetauscht. Im Jahr 2017 war vor allem der Netto-Import aus Deutschland und der Netto-Export nach Italien stark ausgeprägt. Besonders prägnant waren die winterlichen Importe aus Deutschland. Über das ganze Kalenderjahr betrachtet, konnte die Schweiz seit 1998 häufig einen Ausfuhrüberschuss vorweisen – exportierte also mehr Strom als sie importierte. Bereits zum zweiten Mal resultierte für die Schweiz nun aber ein Einfuhrüberschuss. Die Importabhängigkeit zeigt sich vor allem im Winter. Für die Bedarfsdeckung sind Importe in den kalten Monaten von zentraler Bedeutung. In allen der letzten 14 Winter reichte die inländische Produktion nicht aus, um den Strombedarf zu decken. Im Winter 2016/17 resultierte sogar ein neuer Einfuhrüberschussrekord. So wurde im Winterhalbjahr rund doppelt so viel Strom importiert als noch im Vorjahr. Ein anderes Bild zeigt sich im Sommerhalbjahr. Von Mai bis August ist die Elektrizitätsproduktion dank gutem Wasserangebot erfahrungsgemäss hoch und erlaubt Stromexporte in grossen Mengen. Der Aussenhandel mit Strom war für die Schweiz traditionellerweise gewinnbringend. So konnte Strom zu günstigen Konditionen importiert werden, gleichzeitig konnten die Exporte zu attraktiven Preisen abgesetzt werden. Seit 1970 resultierte so regelmässig ein positiver Saldo im Stromaussenhandel. Im Rekordjahr 2008 waren dies über 2 Milliarden Franken. Die verringerte Exportkraft und die teureren Winterimporte haben in den letzten zwei Jahren auf den Aussenhandelssaldo gedrückt. Zum ersten Mal überhaupt resultierte so im Jahr 2016 ein negativer Saldo. Im Jahr 2017 erhöhte sich der negative Saldo weiter und erreichte 72 Millionen Franken. Im Sinne der Versorgungssicherheit profitierte die Schweiz auch in den letzten Jahren vom europäischen Stromhandel, anders als in den Vorjahren ist dies aber mit immer höheren Kosten verbunden.

Die Schweiz produzierte 2017 weniger Strom als sie verbrauchte

Seltene Frühsommertrockenheit im 2018

Es herrscht Trockenheit in der Region Zürich. Der letzte nennenswerte Regen fiel am 13. Juni. Mit nur gerade 55 Liter pro Quadratmeter kamen im diesjährigen Juni am Zürichberg erst gerade die Hälfte der üblichen Niederschlagsmengen zusammen. Damit nicht genug: auch die Vormonate Mai, April, März und Februar waren allesamt zu trocken. Nach einem sehr feuchten Winter – Dezember und Januar brachten rund doppelt so viel Niederschlag wie im Durchschnitt der Jahre 1981-2010 – waren vor allem die Monate Februar, April und bisher der Juni sehr trocken. Auch in den Monaten März und Mai bestand ein Niederschlagsdefizit, es hielt sich aber in Grenzen. Die Niederschlagsmengen im ersten Halbjahr 2018 kommen damit auf lediglich drei Viertel des langjährigen Referenzwertes der Jahre 1981-2010.

Gemäss der Informationsplattform zur Früherkennung von Trockenheit in der Schweiz, welche vom BAFU, der MeteoSchweiz und die WSL betrieben wird, herrscht im Raum Zürich zurzeit eine leichte Trockenheit, welche sich auf eine mittlere Trockenheit ausweiten könnte. Doch wie genau wird „Trockenheit“ definiert?

Die Wasserbilanz (Niederschlagsmenge minus Verdunstung) war in Z¸rich Anfang Jahr noch deutlich positiv. Seit Februar herrscht Trockenheit, sodass aktuell eine f¸r die Jahreszeit seltene negative Wasserbilanz zu beoachten ist. Bildquelle: MeteoSchweiz.

Indikatoren für Trockenheit

MeteoSchweiz publiziert verschiedene Indikatoren, welche die aktuelle Trockenheit, respektive die Bodennässe an ausgewählten Standorten in der Schweiz beschreibt. Die Indikatoren werden von primären meteorologischen Messgrössen abgeleitet. Die wichtigste Messgrösse ist die Niederschlagsmenge. Je nach Indikator wird zusätzlich die Verdunstung berücksichtigt, welche von der Temperatur, Feuchte, Strahlung und Windgeschwindigkeit abhängt. So akzentuiert sich die Trockenheit bei einer Bisenlage, wie in den letzten Tagen erlebt, aufgrund der tiefen Luftfeuchtigkeit und der höheren Windgeschwindigkeiten.

Die Wasserbilanz ist ein einfacher Indikator zur Beschreibung von Trockenheit. Sie ist definiert als Differenz von Niederschlagsmenge und potenzieller Verdunstung. Wobei in der Meteorologie unter Verdunstung die Evapotranspiration gemeint ist. Die Evapotranspiration umfasst die Verdunstung des Wassers über die Blätter von Pflanzen (Transpiration) und die Verdunstung von allen anderen Oberflächen (Evaporation). Die Transpiration hängt vom Zustand und der Aktivität der Pflanzen ab. Sie variiert also jahreszeitlich und hängt von der Dichte des Pflanzenbestandes und der Wasserversorgung der Vegetation ab, da die Pflanzen bei Wasserknappheit über die Spaltöffnungen die Wasserabgabe reduzieren können. Die potenzielle Evapotranspiration wird aus zahlreichen Messungen der Lufttemperatur, Luftfeuchte, Wind und Sonneneinstrahlung berechnet und abgeschätzt. Die Wasserbilanz wird meist über einen bis mehrere Monate betrachtet. Positive Werte zeigen an, dass über den betrachteten Zeitraum mehr Niederschlag gefallen ist als in die Atmosphäre verdunstet wurde. Umgekehrt zeigen negative Werte, dass mehr Wasser wieder verdunstete als über Niederschläge gefallen ist. Aktuell ist die Wasserbilanz über die letzten drei Monate negativ. In der Region Zürich beträgt das Defizit 36 Liter Niederschlag pro Quadratmeter. In Basel verdunstete sogar 60 Liter Wasser pro Quadratmeter mehr als über Niederschläge gefallen ist. Dies, nachdem im Januar ein vorläufiger Höhepunkt des Wasserüberschusses von bis zu 300 Liter pro Quadratmeter beobachtet werden konnte, vor allem aufgrund des nassen Winters und der typischerweise sehr geringen Verdunstung im Winter.

 

Seltene Trockenheit?

Die Wasserbilanz ist eine absolute Grösse, im Gegensatz dazu ist der SPEI (standardized precipitation evapotranspiration index) ein Indikator, welcher die Trockenheit relativ, also standardisiert, zum jeweiligen Ort und Zeitpunkt beschreibt. Auch der SPEI basiert auf der Wasserbilanz – also der Differenz zwischen Niederschlagsmengen und Verdunstung. Ein Vorteil der Standardisierung beim SPEI ist, dass Aussagen zur Eintrittswahrscheinlichkeit gemacht werden können. Während ein Niederschlagsdefizit von 30-40% über einen Zeitraum von einem Monat recht häufig vorkommt, wie das erste Halbjahr 2018 in Zürich eindrücklich gezeigt hat, ist das gleiche Niederschlagsdefizit von 30-40% über ein ganzes Jahr sehr aussergewöhnlich. Während die Wasserbilanz als absolute Grösse dazu keine Informationen liefert, adressiert der SPEI genau diese Thematik. Die Wasserbilanz gibt Informationen über das Ausmass der Trockenheit, während der SPEI die Trockenheit im Vergleich zur Historie einordnet. Ein SPEI von -0.5 bis 0.5 gilt als normal. Werte von 0.8 bis 1.29 (negativ und positiv) treten allerdings nur ein bis zweimal alle 10 Jahre auf. Ein SPEI von unter -2 oder über 2 deutet auf ein seltenes Ereignis hin, welches nur einmal in 50 Jahren zu erwarten ist. Wie ist nun die defizitäre Wasserbilanz von 36 Liter pro Quadratmeter über die letzten drei Monate in Zürich einzuordnen? Aktuell erreicht der SPEI in Zürich einen Wert von -1.6. Im Mai lag er teilweise noch tiefer. Obwohl 36 Liter Wasserdefizit pro Quadratmeter wenig ist, kommt es in dieser Jahreszeit doch sehr selten in Zürich vor. Ein SPEI von -1.6 lässt erahnen, dass eine solche Frühling- und Frühsommertrockenheit über mehrere Monate nur alle 20 bis 30 Jahre auftritt. Häufiger treten negative Wasserbilanzen in Zürich hingegen im Spätsommer auf.

 

 

Informationsplattform: www.trockenheit.ch

Seltene Frühsommertrockenheit im 2018

Hat der Mai seine Wonne verloren?

In den letzten Jahren wurde der Mai immer mal wieder verregnet. Auch in diesem Jahr zeigte sich der Mai, vor seinem sommerlichen Finale, häufig bewölkt und immer mal wieder nass. Trotzdem gilt der Mai als Wonnemonat. Wie passt das zusammen?

 

Weidemonat Mai

„Wonne“ ist Synonym, aber auch Steigerung zu „Freude“. Der Frühling verleiht Freude. Die Tage werden länger und länger, alles blüht und es wird scheinbar täglich wärmer. Mit der Vollblüte der Vegetation konzentrieren sich im Mai diese Gefühle. So werden vor allem in Deutschland im Mai zahlreiche Volksbräuche, wie die Walpurgisnacht, der Maibaum, das Maisingen und die Mairitte gefeiert. Ländlichere Gemeinden der Schweiz kennen den Maibaum und in Zürich findet jährlich ein Maisingen statt. Ursprünglich war der Mai als Weidemonat bekannt, da in dieser Zeit das Vieh vom Stall wieder auf die Weiden gebracht werden konnte. Der Begriff winnimanod (winni = Weide) wurde dann auf wunnimonad (wunni = Wonne) abgeändert. Der Legende nach sogar durch Karl den Grossen persönlich.

Früher war der Mai in Zürich sonniger. In den 70er- und 80er-Jahre war er häufig trüb und in den letzten Jahren gab es aber wieder mehr Sonne.

Wonnemonat Mai

Trotz der sommerlichen Tage Ende Mai 2018 gab es im diesjährigen Mai wieder viele (10) trübe Tage mit keinen oder nur wenigen Sonnenstunden. Ist der Mai 2018 eine Ausnahme oder kann der Begriff Wonnemonat nicht in Zusammenhang mit dem Maiwetter gebracht werden?

Wie jeder andere Monat in der Schweiz weist auch der Mai grosse Jahr-zu-Jahr-Schwankungen auf. Auf einen kühl-nassen Mai kann ein trocken-sonniger Mai folgen. Trotzdem zeigen sich am Beobachtungsort Zürich spannende langjährige Entwicklungen, die teilweise einzigartig für den Monat Mai sind. Ein Blick in die Wetterannalen von Zürich zeigt, dass sich die Maimonate seit 1901 in drei Phasen einteilen lassen. In der Periode von 1901 bis 1960 präsentierte sich der Mai innerhalb der üblichen Jahr-zu-Jahr-Schwankungen relativ stabil. Es war kein langjähriger Trend zu beobachten. Die durchschnittlichen Höchstwerte lagen zwischen 18 und 19 Grad und die nächtlichen Tiefstwerte etwas über 7 Grad. In jedem dritten Jahr gab es mindestens eine Frostnacht im Mai. Die Maie in den Jahren 1909, 1935, 1941 und 1957 brachten sogar 4 bis 5 Frostnächte in Zürich. In praktisch jedem Jahr gab es aber auch mindestens einen Sommertag im Mai mit über 25 Grad. Hochsommerliche Maie mit 10 oder sogar 16 Sommertagen waren auch dabei, wie beispielsweise in den Jahren 1931, 1945 und 1953. Kühle Nächte und warme Nachmittage – wie sie zwischen 1901 und 1960 im Mai häufig anzutreffen waren, deuten auf hochdruckbestimmtes Wetter. Und dies manifestierte sich auch in der Sonnenscheindauer. So brachten die Maimonate durchschnittlich mehr als 200 Sonnenstunden. In dieser Zeit blieb im Mai auch der Regen häufig Mangelware. Zahlreiche Maimonate mit nur rund 50 mm sind bekannt. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass der Wonnemonat Mai seinem Namen in der Periode von 1901-1960 wettertechnisch häufig gerecht wurde. Kleiner Wermutstropfen waren die heimtückischen Frostnächte, welche recht häufig auftraten.

Früher war der Mai in Zürich trockener, in den letzten Jahren häufiger nass.

Wonne verloren?

In den 60er-, 70er- und 80er-Jahren war ein spürbarer Wandel des Maiwetters feststellbar. In dieser Zeit war der Mai kühler, trüber und kühler. In zahlreichen Jahren wurde kein einziger Sommertag mit über 25 Grad im Mai registriert. Die durchschnittliche Sonnenscheindauer sackte um mehr als 30 Stunden ab. Im Mai 1978 gab es weniger als 110 Sonnenstunden, 1984 waren es sogar weniger als 100 Stunden. Gleichzeitig stiegen die Niederschlagssummen an. Dies obwohl extrem nasse Maie ausblieben. Sehr trockene Maimonate traten aber nur noch ganz selten auf, so dass sich die durchschnittliche Regenmenge um rund 20 mm erhöhte. Die Statistik spricht eine deutliche Sprache: der Mai hatte seit Wonne in den 60er-, 70er und 80er-Jahre verloren.

 

Wieder mehr Freude

In den letzten 30 Jahren hat sich der Mai wiederum gewandelt. Der fünfte Monat des Jahres ist in dieser kurzen Zeit um fast zwei Grad wärmer geworden und bringt daher auch wieder jährlich Sommertage mit über 25 Grad. Erstaunlich ist vor allem der markante Temperaturanstieg in den Mainächten. Während sich die Höchstwerte kaum verändert haben, sind die Nächte heutzutage im Durchschnitt zwei Grad milder als noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Diese Erwärmung zeigt sich auch im deutlichen Rückgang von Frostnächten im Mai. In Zürich wurde letztmals im Jahr 1979 eine Frostnacht im Mai registriert. Zudem zeigt sich auch die Sonne wieder deutlich häufiger als noch in den Jahrzehnten davor. Die Maimonate 2011, 2012 und 2017 mit bis zu 280 Sonnenstunden sind dafür nur Beispiele. Insgesamt kommt der Mai im Durchschnitt wieder auf über 190 Sonnenstunden, ein Plus von 20 Stunden gegenüber den trüben Jahrzehnten davor. Gleichzeitig ist der Mai aber auch nässer geworden. So gehören die Maimonate 1994 und 1999 mit 250-300 mm Niederschlag zu den zwei nässesten in der Messreihe. Seit der Jahrtausendwende brachten gleich sechs Maie mehr als 150 mm Regen. Sehr trockene Maimonate blieben zudem aus, so dass der Mai heute im Durchschnitt 124 mm Regen bringt, oder 25% mehr als noch vor rund 100 Jahren. Trotz mehr Regen bereitet der Mai wettertechnisch wieder mehr Freude als noch in den 60er-, 70er- und 80er-Jahren. Die Wonne der frühen Jahrzehnte des 21. Jahrhunderts hat er allerdings noch nicht wieder erreicht.

Hat der Mai seine Wonne verloren?

Grenzen der Elektromobilität

Der fünfte und letzte Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ lotet die Grenzen der Elektromobilität aus.   

Meilensteine und Fahrplan der Schweizer Klimapolitik für die Zeit nach 2020 gemäss Entwurf des Bundesrates.

In seiner Botschaft zur Totalrevision des CO2-Gesetzes nach 2020 legt der Bundesrat die nächste Etappe der Schweizer Klimapolitik fest. Sein Fahrplan sieht eine Reduktion der schweizweiten Treibhausgasemissionen (CO2) um 70 bis 85 Prozent bis ins Jahr 2050 vor und strebt nach 2050 die Klimaneutralität an. Sprich in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts würde die Schweiz keine CO2-Emissionen mehr verursachen. Damit dies gelingt, müssen die Treibhausgasemissionen in allen Sektoren rasch reduziert und nach 2050 auf null gesenkt werden. Die Mobilität auf den Strassen (Personenwagen und Güterverkehr) zieht in der Schweiz mehr als einen Drittel der gesamten CO2-Emissionen auf sich. Eine substanzielle Reduktion in diesem Bereich ist für die Schweizer Klimapolitik daher von grosser Bedeutung. Im Durchschnitt sind die CO2-Emissionen pro Fahrzeug in den letzten Jahren bereits zurückgegangen, obwohl noch grossmehrheitlich Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren (Benzin und Diesel) auf der Strasse unterwegs sind. Grund dafür ist der technologische Fortschritt und die zunehmende Hybridisierung, wie beispielsweise bekannt vom Toyota Prius. Diese CO2-Reduktion ist aber viel zu gering, um das weitere Mobilitätswachstum zu kompensieren, so dass die Gesamtemissionen seit 1990 gestiegen sind. Um die vom Bundesrat skizzierten Klimaziele zu erreichen, müssen Verbrennungsmotoren daher durch eine CO2-ärmere Antriebstechnologie ersetzt werden. Wie in den letzten Berichten dieser Serie gezeigt, kommt genau an dieser Stelle die Elektromobilität ins Spiel. Nur mit einer raschen Marktdurchdringung der Elektromobilität können die Schweizer Klimaziele im Bereich Mobilität erreicht werden. Doch sind Elektrofahrzeuge die einzigen „Heilsbringer“ der Klimapolitik oder gibt es Alternativen?

 

Wasserstoff-Zukunft?

Tatsächlich gibt es mit dem Brennstoffzellenantrieb eine Alternative zur Elektromobilität. Brennstoffzellenfahrzeuge werden mit Wasserstoff (H2) an speziellen Tankstellen per Zapfschlauch betankt. Die im Fahrzeug verbaute Brennstoffzelle fungiert als bordeigenes „Kraftwerk“ und wandelt den Wasserstoff in Strom um. Der Antrieb des Fahrzeuges erfolgt dann wie beim Elektroauto über einen Elektromotor. Da Brennstoffzellenfahrzeuge aber Wasserstoff und nicht Strom „tanken“, gehören sie per Definition nicht zu den Elektrofahrzeugen. Der Wasserstoff wird im Fahrzeug in einem Tank aufbewahrt. Brennstoffzellenfahrzeuge haben zudem eine Batterie, unter anderem zur Energierückgewinnung bei Bremsvorgängen und zur Optimierung der Energieflüsse. Der Hauptvorteil ist die hohe Energiedichte von Wasserstoff. Im Vergleich zu Elektrofahrzeugen weisen Brennstoffzellenfahrzeuge daher eine grössere Reichweite bei gleichzeitig tieferem Gewicht vor. Allerdings ist der Brennstoffzellenantrieb viel ineffizienter als jener eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs. Wären Mitte Jahrhundert alle rund 5,5 Mio. Personenwagen in der Schweiz Elektrofahrzeuge, bräuchte es dafür rund 7 TWh Strom (ca. 11% des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz). Würden jedoch alle Personenwagen Mitte Jahrhundert mit Brennstoffzellen angetrieben, müssten dafür mehr als 20 TWh Strom zusätzlich produziert werden. Die Schweizerische Stromnachfrage stiege um mehr als 30%. Der Grund weshalb der Stromverbrauch beim Umstieg auf Brennstoffzellenfahrzeuge steigt, liegt bei der Herstellung (Elektrolyse) des in den Fahrzeugen benötigte Wasserstoffs, welche viel Strom braucht.

Zurzeit gibt es erst drei Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem Markt und praktisch keine Wasserstoff-Tankstellen. 2016 existierten auf der Welt lediglich 260 Wasserstoff-Tankstellen. Für Elektrofahrzeuge gibt es alleine im Raum Zürich über 200 öffentliche Lademöglichkeiten. Auch im Betrieb sind Brennstoffzellenfahrzeuge um ein Vielfaches teurer als Elektrofahrzeuge. Überzeugt aber der Hauptvorteil der Brennstoffzellenfahrzeuge – die signifikant grössere Reichweite und die deutlich kürzere Betankungszeit – so sehr, dass sie die aktuell führende Position der Elektrofahrzeuge noch streitig machen und zukünftig doch vermehrt auf Wasserstoff gesetzt wird? Aktuell deutet im Bereich der Personenwagen nichts darauf hin, denn diese Vorteile haben sich aufgrund der Marktreife der Elektrofahrzeuge in den letzten Jahren bereits deutlich reduziert. Der Mercedes GLC mit Brennstoffzellenantrieb fasst der Tank 4,5 Kilogramm Wasserstoff. Damit kommt er auf eine Reichweite von rund 400 km. Viel mehr als sechs Kilogramm Wasserstoff wird aber kaum in einem Personenwagen Platz finden – aus Gründen der Crash-Sicherheit, da unkontrollierter Wasserstoff hochexplosiv ist. Die entsprechende Alltagsreichweite von rund 600 Kilometer werden Elektroautos mit der nächsten Batteriegeneration möglicherweise auch bieten. Auch bei der Tankgeschwindigkeit schmilzt der Vorsprung des Wasserstoffantriebs rapide. Schnellladestationen mit 150 Kilowatt Leistung bringen Elektroautos in einer Viertelstunde wieder auf Trab.

Im Bereich der Personenwagen ist es daher unwahrscheinlich, dass sich Brennstoffzellenfahrzeuge gegen Elektrofahrzeuge doch noch durchsetzen werden. Die Anwendungsbereiche für Brennstoffzellen verschieben sich aktuell zu immer grösseren Fahrzeugen. Dort wo grosse Mengen Wasserstoff sicher on-board gelagert werden können und damit grosse Reichweiten möglich werden, finden Brennstoffzellenfahrzeuge ihren Platz im zukünftigen Mobilitätssystem. Also in Langstrecken-Bussen, Lastwagen oder anderen Nutzfahrzeugen.

 

CO2-freie Mobilität

Im internationalen Schiff- und Flugverkehr, welcher zunehmend relevant wird in der Klimapolitik, werden sich nach aktuellem Kenntnisstand weder der batterie-elektrische noch der Brennstoffzellenantrieb durchsetzen. An ihrer Stelle könnten zukünftig synthetische Kohlenwasserstoffe in Erscheinung treten und die CO2-freie Zukunftsmobilität komplettieren. Synthetische Kohlenwasserstoffe sind eigentlich nichts anderes als klimaneutrales Kerosin, welches aus Strom, Wasser und Biomasse hergestellt wird. Während Brennstoffzellen-Lastwagen und mit synthetischen Kohlenwasserstoffen betriebene Flugzeuge noch Zukunftsvisionen sind, ist die Elektromobilität im Personenwagen bereits Realität.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Grenzen der Elektromobilität

Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Der vierte Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ geht der Frage nach, ob sich Elektrofahrzeuge finanziell lohnen und ob sie sicher und alltagstauglich sind?  

In der Schweiz gibt es bereits zahlreiche öffentliche Ladestationen, an denen Elektroautos geladen werden können. Verschiedene Akteure investieren zurzeit in den Aufbau der Ladeinfrastruktur. Quelle: lemnet.org

Beim Autokauf zählen Preis, Marke, Design und Zuverlässigkeit zu den entscheidenden Kaufargumenten für den Konsumenten. In Sachen Design gehören die aktuell verfügbaren Elektrofahrzeuge zu den Trendsettern. Bereits heute bieten zahlreiche Automarken einige Elektrofahrzeuge an. Bis 2020 wird praktisch jede Automarke verschiedene Elektroautos anbieten, so dass beim Autokauf auch die Marke kein Kaufhindernis mehr sein wird. Doch wie schneiden Elektrofahrzeuge in Sachen Preis und Zuverlässigkeit im Vergleich mit Benzin- und Dieselfahrzeugen ab?

 

Günster als ein Dieselfahrzeug?

Elektrofahrzeuge sind heute in der Anschaffung meistens (deutlich) teurer als vergleichbare konventionelle Fahrzeuge. Im Betrieb sind Elektroautos aber bedeutend günstiger als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Hauptgründe sind die geringeren Service- und Unterhaltskosten sowie die deutlich tieferen Treibstoffkosten (Strom vs. Benzin/Diesel). Die Gesamtkosten über die Nutzungsdauer fallen daher schon heute in vielen Fällen zu Gunsten der Elektroautos aus. Besonders dann, wenn das Fahrzeug viel gefahren und/oder lange gehalten wird. Die Kostenvorteile zeigen sich vor allem bei Klein- und Mittelklassewagen. Im Luxussegment gilt dies nicht unbedingt. Ein Tesla S ist auch über die gesamte Lebensdauer leicht teurer als ein vergleichbarer Mercedes E-Klasse (Diesel).

 

Erhöhtes Brandrisiko?

Elektrofahrzeuge sind avantgardistisch und über die gesamte Nutzungsdauer billiger als konventionelle Fahrzeuge. Mit der zunehmenden Verbreitung elektrischer Fahrzeuge rückt die neue Technologie auch in den Fokus der Rettungskräfte. Wie bei Benzin- und Dieselmotoren ist der Energieträger auch beim Elektromobil der Knackpunkt bei einem Unfall. Während bei den Verbrennungsmotoren vor allem austretende Treibstoffe eine Brandgefahr darstellen, bergen beim Elektrofahrzeug der mögliche Stromschlag und die mögliche Selbstentzündung der Lithium-Ionen-Batterien die Gefahren. Die Stilllegung des Stromkreislaufs, um einen Stromschlag zu verhindern, ist daher der erste Schritt für Rettungskräfte nach Ankunft bei der Unfallstelle. Moderne Elektromobile haben zwar eine Notabschaltung, die den Hochvoltkreislauf bei einem Unfall deaktiviert. Doch Rettungskräfte haben gemeinsam bereits einen Notfallplan für den Fall erarbeitet, dass die automatische Abschaltung nicht wie gewünscht erfolgte. Ein weiteres Risiko ist die Selbstentzündung der Batterie. Dies kann bereits am Unfallort geschehen, aber auch erst in den Folgetagen weit weg vom Unfallort. Analysen des Allianz Zentrums für Technik zeigen aber, dass bei serienmässigen Elektro- und Hybridfahrzeugen kein erhöhtes Brandrisiko gegenüber Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb besteht. Fängt eine Batterie eines E-Mobils aber einmal Feuer, gilt landläufig die Befürchtung, dass der Brand nicht gelöscht werden kann. In verschiedenen Tests haben Rettungskräfte aber gezeigt, dass durch enormen Wassereinsatz ein solcher Brand unter Kontrolle gebracht werden kann. Geregelt ist der Umgang mit Batterien von Elektrofahrzeugen nach einem Unfall allerdings nicht. Polizei, Feuerwehr, Ambulanz und weiter Akteure arbeiten aktuell aber an Vorschlägen. Elektrofahrzeuge sind bereits heute so sicher wie herkömmliche Fahrzeuge. Insgesamt sind Elektrofahrzeuge relativ sogar um ein Viertel seltener in Unfälle verwickelt. Allerdings sind im Falle eines Unfalls die Kosten aber um rund 25 Prozent höher. Das liegt auch daran, dass noch nicht jede Werkstatt für die Reparatur eines E-Mobils optimal ausgerüstet ist.

 

Über 2‘300 öffentliche Ladestationen

Moderne Elektrofahrzeuge sind praktisch zu 100 Prozent vergleichbar mit herkömmlich angetriebenen Fahrzeugen. Das trifft auf die Performance, auf den Fahrkomfort, das Platzangebot und die Sicherheit zu. Grosse Unterschiede bestehen heute noch bei der Reichweite und der Ladeinfrastruktur. Während Benzin- und Dieselfahrzeuge heutzutage gut und gerne 800 Kilometer Reichweite vorweisen, beträgt sie bei den heute verfügbaren Elektroautos im besten Fall die Hälfte. Die Reichweite der E-Mobile wird sich in den nächsten Jahren allerdings weiter erhöhen, so dass die 500-Kilometer-Marke in Griffweite rückt. Immer mehr Reichweite ist zudem nicht nur vorteilhaft. Dafür braucht es immer schwerere Batterien, was wiederum den Energieverbrauch der Autos belastet, bei gleichzeitig sehr hohen Grenzkosten. Mittelfristig liegt das Batteriegrössen-Optimum daher bei einer realen Reichweite von 300-400 Kilometer. Die reduzierte Reichweite muss aber kein Hindernis sein, denn die Schweiz verfügt über eine bereits gut ausgebaute Ladeinfrastruktur. Schweizweit waren gemäss der online Plattform lemnet.org bereits über 2‘300 öffentlich zugängliche Ladestationen registriert. Alleine in der Region Zürich sind rund 350 Ladestationen installiert, welche von allen genutzt werden können. Die meisten dieser Ladestationen bieten eine Ladeleistung von 11 oder 22 Kilowatt an. Hier muss das Elektrofahrzeug 1 bis 2 Stunden oder länger stehen und geladen werden, um substanziell nachzuladen. 50 Ladestationen im Raum Zürich bieten eine Ladeleistung von 40 Kilowatt oder mehr an. So kann bei einer Ladedauer von 30 Minuten (z.B. während dem Einkaufen oder einer Verpflegungspause) 100 Kilometer Reichweite nachgeladen werden. Zukünftig wird sich die Ladeleistung an den Ladesäulen deutlich erhöhen. Geplant sind Ladestationen mit 100 bis 150 Kilowatt Ladeleistung, sodass innert Minuten bedeutend nachgeladen werden kann. Investitionen haben und werden vor allem von Energieversorgern getätigt, um neue Geschäftsfelder zu erschliessen. Aber auch Einkaufszentren, Hotels oder Restaurants bieten Ladestationen an, um den Comfort ihrer Kunden zu erhöhen.

 

Fazit: Elektrofahrzeuge sind in praktisch allen Belangen vergleichbar mit herkömmlichen Fahrzeugen. Die bereits vorhandene öffentliche Ladeinfrastruktur in der Schweiz, welche aktuell deutlich ausgebaut und verstärkt wird, macht Elektrofahrzeuge bereits heute alltagstauglich.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Schon wieder ein Aprilsommer

Abweichung der Apriltemperatur in Grad Celsius vom langjährigen Durchschnitt der Periode 1981-2010. Der April 2018 brachte in Mittel- und Osteuropa deutlich zu warme Temperaturen und gehört hier zu den wärmsten seit Messbeginn. Quelle: Karsten Haustein

„Der April macht was er will“. Diese Floskel wird im vierten Monat des Jahres landläufig unzählige Male ausgesprochen. Meistens wird damit aber das „Aprilwetter“ gemeint, welches besonders wechselhafte Wetterperioden bezeichnet. Im April ist diese Wechselhaftigkeit besonders typisch. Der April 2018 war keineswegs wechselhaft, sondern zeichnete sich durch eine ausgesprochen stabile Schönwetterlage aus, welche praktisch durchwegs frühsommerliches Wetter brachte. Mit durchschnittlich über 13 Grad brachte der April 2018 Temperaturen, wie sie sonst erst im Mai zu erwarten sind. Der April macht eben was er will.

Einer der Wärmsten

Zürich erlebte 2018 den zweitwärmsten April seit Messbeginn 1864. Wenige Zehntelgrade wärmer war es zuvor nur im April 2007. Auf den Bergstationen der Alpennordseite war der April 2018 sogar der wärmste seit Messbeginn. Über die ganze Schweiz betrachtet, war es der zweitwärmste. Erstaunlich war vor allem die Beständigkeit des sehr milden und trockenen Aprilwetters. An 28 der 30 Apriltage stieg die Nachmittagstemperatur in Zürich auf 15 Grad oder höher. So viele milde Apriltage gab es zuvor nie in der Messreihe seit 1901. Verantwortlich dafür waren ausgeprägte Hochdruckgebiete, welche sich über Europa installierten. Mit lediglich fünf Tagen mit Niederschlag und äusserstbescheidenen Niederschlagsmengen von lediglich 15-20 Millimeter gehört der April 2018 in Zürich zudem zu den trockensten in der langjährigen Messreihe. Trockener war nur der April 2007, als in Zürich nur gerade 6 Millimeter Regen gemessen wurden. Das hochdruckbestimmte Aprilwetter sorgte entsprechend auch für sehr viele Sonnenstunden. Mit über 220 Sonnenstunden gehört der April 2018 in Zürich auch zu den zehn wärmsten seit Beginn des 20. Jahrhunderts.

Sommer im April

Der April 2018 startete noch recht kühl. Am 2. April wurde sogar nochmals eine Frostnacht mit einer Tiefsttemperatur von unter -1 Grad gemeldet. In Zürich sind im April zwei Frostnächte zu erwarten. Fröste bis Mitte April sind daher nicht aussergewöhnlich. Danach blieb der April bis Ende Monat deutlich übertemperiert. Insgesamt brachte der Aprilüber den ganzen Monat betrachtet Temperaturen wie im Mai. Die durchschnittlichen Nachmittagstemperaturen erreichten in Zürich einen Wert von über 20 Grad. Einen so hohen Durchschnittswert der Tageshöchsttemperaturen gab es seit Messbeginn 1901 in Zürich noch nie. Zum Vergleich: in einem April liegt der Durchschnittswert der Tageshöchsttemperaturen normalerweise bei knapp 14, im Mai bei 19 und im Juni bei 22 Grad. Der Steigerungslauf des Aprils 2018 mündete in eine frühsommerliche Phase vom 17.-25. April. In diesen neun Tagen wurden Temperaturen gemessen, welche erst im Juni zu erwarten sind. Zwischen dem 18.-22. April wurden in Zürich vier Sommertage in Folge mit Temperaturen über 25 Grad registriert. Ähnlich viele Sommertage gab es bisher nur im April 1968 und 2007. Wie intensiv die sommerliche Periode im April war, zeigt das mittlere Tagesmaximum über sieben Tage. Vom 18.-24. April 2018 erreichte diese Kenngrösse einen Wert von 25 Grad. Ein Vergleich mit allen Aprilmonaten seit 1901 zeigt, dass es nur im April 1968 eine noch wärmere Sommerperiode mit durchschnittlich 25,6 Grad gab.

Der April ist nicht mehr was er einmal war

Nach den kalten Februar und März wurde der frühsommerliche April 2018 von den meisten dankend „angenommen“. Wie extrem der diesjährige April aber eigentlich ausfiel, rückt dabei in den Hintergrund. Der April 2018 war in der Schweiz und in Zürich der zweitwärmste. Der April 2018 befindet sich dabei in guter Gesellschaft, denn die vier wärmsten Aprilmonate seit Messbeginn im Jahr 1864 wurden alle seit 2007 registriert. Die Top 4 wärmsten Aprilmonate erlebte die Schweiz also alle in den letzten 12 Jahren. Der „Aprilsommer“ wurde in den letzten Jahren alsoschon fast zum Regelfall. Anstatt wechselhaftes Aprilwetter gab es dann immer häufiger stabiles Frühsommerwetter. Angefeuert durch diese Aprilsommer erlebt der vierte Monat des Jahres einen regelrechten Temperatursprung. Im Mittel der letzten 20 Jahre erreicht der April in Zürich bereits eine Durchschnittstemperatur von 10 Grad. Dies entspricht einer Erwärmung um zweieinhalb Grad innert rund 40 Jahren.

Schon wieder ein Aprilsommer

Wie sauber sind Elektroautos?

Der dritte Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ zeigt, wie sauber Elektroautos wirklich sind.

Ein Elektrofahrzeug hat keinen Verbrennungsmotor, produziert also während der Fahrt keine Abgase, keine Schadstoffe und keine CO2-Emissionen. Das bedeutet, dass dank der Elektromobilität die Nutzung fossiler Energien im Verkehrssektor stark reduziert werden kann. Die CO2-Emissionen der Personenwagen, welche in der Schweiz zwei Drittel der Gesamtemissionen im Verkehrssektor ausmachen, können dank Elektroautos innert 20 Jahren um mehr als 30 Prozent reduziert werden.

Städte könnten dank der Elektromobilität schon bald frei von Smog sein. Der emissionsfreie Betrieb der Elektroautos birgt grosses Potenzial zur Verbesserung der Luftqualität. Auch die  Lärmbelastung ist bei Elektroautos geringer als bei Benzin- oder Dieselautos. Vor allem bei langsamer Fahrt dominiert das Antriebsgeräusch die Lärmemissionen der Autos. Bis zu einer Geschwindigkeit von 25 km/h sind daher Elektroautos viel leiser als Verbrenner. Mit weiter zunehmendem Tempo nehmen die Abrollgeräusche der Reifen auf dem Asphalt überhand. Elektroautos haben dann keinen Vorteil mehr, sind aber auch dann zumindest nicht lauter als herkömmliche Autos.

Es scheint, als ob die Elektromobilität alle Umweltprobleme zu beseitigen vermag. Trotzdem kursieren zähe Vorurteile über die wirkliche Ökobilanz von Elektroautos. Elektrofahrzeuge seien gar nicht so grün wie sie dargestellt werden.

Der Elektromobilität wird nachgesagt, dass die Batterieproduktion haufenweise Energie verschlingt und somit hohe CO2-Emissionen verursacht. Doch geht damit wirklich jeglicher ökologische Vorteil gegenüber Verbrennerautos verloren?

 

Betrachtung des ganzen Lebenszyklus

Klar ist, dass bei Elektroautos nicht nur der emissionsfreie Betrieb, sondern auch die Herstellung des Fahrzeugs und der Batterie berücksichtigt werden müssen, wenn es darum geht, die Elektromobilität als Umweltretterin zu positionieren. Einen fairen Vergleich zwischen Elektro- und Verbrennerautos liefert eine Ökobilanz. Dabei werden alle relevanten Emissionen (z.B. CO2 oder Feinstaub) über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs aufsummiert – also von der Rohstoffbereitstellung, Herstellung über die Nutzung bis zur Entsorgung, respektive zum Recycling. In jedem Schritt wird Energie benötigt und es fallen Emissionen an. Bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in Elektroautos vorkommen, wird Energie benötigt und es entstehen Treibhausgase. Beim Rohstoffabbau entsteht zusätzlich Feinstaub. Doch auch bei der Herstellung herkömmlicher Fahrzeuge wird viel Energie verbraucht. Nicht nur Elektroautos, auch Verbrennerautos, haben bereits einen Rucksack voller Umweltbelastung, bevor sie überhaupt ihren ersten Kilometer auf der Strasse gefahren sind. Der Rucksack der Elektroautos ist am Anfang aufgrund der Batterieherstellung tatsächlich schwerer als bei Benzinern und Dieselfahrzeugen. Der ökologische Vorteil der Verbrenner hält aber nicht lange an. Doch wie können Elektroautos diesen Rückstand aufholen?

CO2-Emissionen verschiedener Antriebstechnologien über den gesamten Lebenszyklus (Ökobilanz). Die Daten beziehen sich auf vergleichbare Mittelklasseautos mit einer Fahrleistung von 150’000 Kilometer. Quelle: PSI, EMPA, ETH (2016). THELMA project.

Auf den Strommix kommt’s an

Herkömmliche Fahrzeuge verbrennen während der Fahrt im Motor Treibstoffe in Form von Benzin oder Diesel. Als Folge davon werden Schadstoffe in Abgasen wie CO2, Schwefeloxide, Stickstoffoxide oder Kohlenstoffmonoxid direkt in die Umwelt abgegeben. Im Gegensatz dazu entstehen während der Fahrt mit einem Elektroauto keine weiteren Abgase, so wie die Geschirrspülmaschine, welche am Strom angeschlossen ist, auch keine direkten Abgase emittiert. Eine Ökobilanz berücksichtigt aber auch die Umweltbelastung des in Elektroautos eingesetzten Stroms, denn auch dieser muss in irgendeiner Weise in einem Kraftwerk produziert werden. Werden Elektroautos mit dem Schweizer Strommix geladen, steckt rund 62 Prozent Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wasserkraft, Sonnenenergie und Biomasse drin. Der Schweizer Strommix weist daher nur geringe CO2-Emissionen vor und belastet die Ökobilanz der Elektroautos kaum. Mit jedem gefahrenen Kilometer verbessert sich daher die Umweltbilanz eines Elektroautos gegenüber eines Verbrennerautos. Eine Studie des Paul-Scherrer-Instituts, der EMPA und der ETH Zürich aus dem Jahr 2016 hat gezeigt, dass die über den ganzen Lebenszyklus verursachten CO2-Emissionen nach 150‘000 gefahrenen Kilometer bei einem Elektroauto, welches mit Schweizer Strom geladen wird, 70 Prozent tiefer sind verglichen mit einem Benzin- oder Dieselfahrzeug der gleichen Fahrzeugkategorie. Eine erst kürzlich publizierte Studie des Massachusetts Institute of Technology vergleicht die Ökobilanz über den ganzen Lebenszyklus eines zwei Tonnen schweren Tesla Model X mit jener des Ford Fiesta SFE Ecoboost, also eines sparsamen Kleinwagen-Beziners. Nach 175‘000 gefahrenen Kilometern verursacht der Tesla X insgesamt 35 Tonnen CO2 während der Ford Fiesta bereits 39 Tonnen verbuchen muss. Gerechnet wurde übrigens mit dem deutschen Strommix, der zu 40 Prozent aus Kohlestrom besteht.

Vergleicht man Fahrzeuge derselben Kategorie miteinander, schneiden Elektroautos auch mit dem EU-Strommix, welcher noch viel Kohlestrom beinhaltet, deutlich besser ab als Verbrennerautos. Die CO2-Emission über den gesamten Lebenszyklus sind bei einem Elektroauto nur rund halb so gross wie bei einem Benzin- oder Dieselfahrzeug. Würden Elektroautos nur mit grünem Strom aus erneuerbaren Quellen geladen werden, lägen die CO2-Emissionen sogar um 80 Prozent tiefer als bei Verbrennern. Wird hingegen lediglich Kohlestrom verwendet, sind die Emissionen bei Elektro- und Verbrennerfahrzeugen insgesamt vergleichbar.

 

Fokus auf erneuerbaren Energien

Elektrofahrzeuge schonen schon beim heutigen Strommix in Europa das Klima. In der Schweiz ist dieser Effekt aufgrund des hohen Anteils der Wasserkraft sogar noch deutlich ausgeprägter. Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energie wird sich diese positive Auswirkung weiter verstärken. Auch ein Auto mit einem Elektromotor bleibt primär ein Auto. Wie Verbrennerfahrzeuge verursachen auch Elektroautos Umweltschäden. Am besten schneiden Elektrofahrzeuge ab, wenn konsequent Strom aus erneuerbaren Quellen verwendet wird und das Fahrzeug häufig und lange eingesetzt wird. Denn Elektrofahrzeuge spielen ihren Klima- und Luftreinhaltetrumpf erst während der Fahrt aus.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Wie sauber sind Elektroautos?

Kalter März war kein Zufall

Der Winter gab sich im März noch nicht geschlagen. Nachdem der Februar in Zürich fast drei Grad zu kalt war, blieb auch der dritte Monat des Jahres rund anderthalb Grad unter den Erwartungen. Was im Februar seinen Anfang nahm, setzte sich im März fort. So präsentierte sich der März mehrheitlich grau und winterlich kalt. Auch die Ursache für den zweiten zu kalten Monat in Folge ist die selbe und ist in der Stratosphäre über dem Nordpol zu finden.

Kaum Anzeichen von Frühling: kein einziges Mal stiegen die Temperaturen im März 2018 in Zürich über 15 Grad.

Märzwinter

Der März startete eisig kalt. Es war der Abschluss der für ihr spätes Auftreten recht intensiven Kältewelle, welche im letzten Februardrittel einsetzte. In den ersten zwei Nächten des Märzes sackte das Thermometer daher immer noch bis auf -9 Grad ab und auch tagsüber blieb es mit -3 bis 0 Grad sehr kalt. Die Kälte klang in den folgenden Tagen dann doch recht zügig ab und die Temperaturen lagen in der Folge bis Mitte Monat im jahreszeitüblichen Bereich. So wurden am Nachmittag Temperaturen um 10 Grad gemessen und in den Nächten Werte zwischen null und fünf Grad. Der Frühling schien langsam Einzug zu halten, doch die polare Kaltluft blieb in Lauerstellung und prompt wurde Mitteleuropa Mitte März von der zweiten Kältewelle des Winters heimgesucht. Aufgrund der fortgeschrittenen Jahreszeit war sie bedeutend weniger kalt, aber für die zweite Märzhälfte doch eindrücklich. Erst am 25. März kehrten die Temperaturen wieder in den für März normalen Bereich zurück.

Auch die zweite Kältewelle war zwar ähnlich wie die erste Ende Februar ausgeprägt, aber im langjährigen Vergleich weder sonderlich intensiv noch langanhaltend. In den letzten 30 Jahren gab es in den Jahren 1996, 2006 und 2013 intensivere März-Kältewellen. Und davor zwischen 1984 und 1987 traten März-Kältewellen sogar jedes Jahr auf. In den 20er-, 30er- und 40er-Jahren des 20. Jahrhunderts gehörten Kältewellen im März zur Tagesordnung. In fast jedem zweiten Jahr erlebte Mitteleuropa eine intensivere Kältewelle als in diesem Jahr. Mit insgesamt 13 Frostnächten geniesst der März 2018 in Zürich deshalb auch keine Sonderstellung. Noch bis in die späten 80er-Jahre wurden im März jeweils 15 Frosttage erwartet. In den letzten 30 Jahren korrigierte sich dieser Wert sprungartig nach unten. So werden heutzutage noch 9 Frosttage im März erwartet. Eistage, also Tage an denen das Thermometer ganztags unter dem Gefrierpunkt verharrt, waren im März aufgrund der bereits starken Sonneneinstrahlung schon immer recht selten. Im diesjährigen März wurden drei solche Eistage in Zürich registriert. In nur wenigen Jahren gab es in einem März mehr Eistage. Einen extremen März erlebte die Schweiz im Jahr 1971. Der März war so eisig, dass an acht Tagen Dauerfrost herrschte. Durchwegs frostig war der März im Jahr 1865. Mit einer durchschnittlichen Temperatur von -1,2 Grad ist er bis heute der kälteste März in der über 150-jährigen Zürcher Messreihe.

Das Frühjahr 2018 ist in Zürich weiterhin sehr trüb. Die Sonnenuhr zählte Ende März erst 200 Sonnenstunden. Vor einem Jahr waren es 75 Prozent mehr. Letztmals trüber startete das Jahr in Zürich im Jahr 2013.

 

Zusammenbruch des Polarwirbels

Die beiden Kältewellen und die anhaltend trübe und kalte Witterung im Februar und März sind Folgen eines speziellen Phänomens, welches sich im Laufe des diesjährigen Februars über dem Nordpol ereignete. Durch die ständige Zufuhr sehr milder und feuchter Luftmassen in Richtung Nordpol und deren vertikaler Ausdehnung ergab sich eine „plötzliche“ Stratosphärenerwärmung. Gewöhnlich dreht sich im Winter über der Arktis in einer Höhe von 30 bis 50 Kilometern ein riesiger Kaltluftwirbel, welcher in der darunter liegenden Troposphäre, unserer Wetterschicht, die milden Westwinde anfacht. Durch die Stratosphärenerwärmung zerfiel der Kaltluftwirbel, auch als Polarwirbel bekannt, in zwei kleinere Wirbel. Die Erwärmung der Stratosphäre über der Arktis war sehr kräftig. Am 4. Februar herrschte 30 Kilometer über dem Nordpol noch eine Temperatur von minus 70 Grad. Am 14. Februar wurden schon minus 30 Grad erreicht. Bricht der Polarwirbel zusammen, beginnt der Jetstream stärker zu mäandrieren. Die Westwinde erlahmen und in der Folge kann kalte Luft aus Sibirien nach Mitteleuropa vordringen. Wie nach Rezept geschah dies Ende Februar.

Die Relevanz dieses Phänomens über dem Nordpol zeigt sich auch eindrücklich in früheren Jahren. Nach dem Zusammenbruch des Polarwirbels im Januar 2013 folgten zwei intensive Kältewellen im Februar und eine weitere ausgeprägte Kaltphase im März. Der März 2013 war entsprechend noch kälter als in diesem Jahr. Der Februar 2012 war der eisigste der letzten drei Dekaden. Zuvor ereignete sich im Januar 2012 eine Stratosphärenerwärmung mit anschliessender Schwächung des Polarwirbels. Ähnliches ereignete sich im Januar 2010 und auch damals wurde Mitteleuropa im Februar und März von eisigen Kältewellen heimgesucht. Auch in den Jahren 2004 und 2006 folgten Kältewellen im März auf eine Stratosphärenerwärmung im vorhergehenden Januar.

 

Der entzweite Polarwirbel konnte sich nicht wieder regenerieren und ermöglichte so auch die zweite Kältewelle im März. Mit der immer kräftigeren Sonneneinstrahlung und dem Ende der Polarnacht über dem Nordpol neutralisiert sich der Polarwirbel jeweils Anfang April und wechselt in den Sommermodus. Die Gefahr, dass er auch das Aprilwetter 2018 beeinflusst, ist also gering.

Kalter März war kein Zufall