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

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?

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?

Blackout durch Elektromobilität?

Der zweite Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ zeigt, wie viel Strom die Elektromobilität braucht und wie stark die Stromnetze belastet werden.

Der morgentliche Kaffee, das Mittagessen um 12 Uhr, Zähneputzen vor dem ins Bett gehen – der Mensch liebt Regelmässigkeit in seinem Tagesablauf. Wie am Abend zu Hause das Smartphone an der Steckdose eingesteckt wird, könnte künftig am Abend bei der Rückkehr von der Arbeit, vom Fitness oder dem Einkaufen das Elektrofahrzeug am Parkplatz zuhause eingesteckt und geladen werden. Hat die Schweiz überhaupt genügend Strom, um zukünftig so viele Elektroautos zu versorgen und ist es für die Stromnetze ein Problem, wenn abends alle gleichzeitig ihre Elektromobile anschliessen?

Was ist ein Elektroauto?

Die Elektromobilität umfasst all jene Fahrzeuge, die ihre Energie überwiegend aus dem Stromnetz beziehen, also extern aufladbar sind. Der Strom stellt bei der Elektromobilität den eigentlichen „Treibstoff“ dar. Dazu gehören batterie-elektrisch betriebene Fahrzeuge, wie der Tesla Model S und X, der Renault Zoe oder der BMW i3, Elektrofahrzeuge mit einem kleinen Verbrennungsmotor zur Reichweitenverlängerung (z.B. BMW i3 mit Range Extender) sowie am Stromnetz aufladbare Plug-in-Hybridfahrzeuge, in denen sowohl ein E-Motor als auch ein Verbrennungsmotor für den Antrieb sorgen. Herkömmliche Hybridfahrzeuge wie der Toyota Prius gehören in diesem Sinne nicht zur Elektromobilität. Hybridfahrzeuge bieten eine Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor und verfügen über eine kleine Batterie. Die Batterie eines Hybridfahrzeugs wird über den Verbrennungsmotor und nicht über das Stromnetz aufgeladen. Hybridfahrzeuge sind zwar sehr effiziente Fahrzeuge, gehören aber nicht zur Elektromobilität.

Immer mehr Elektroautos

Die Schweiz zählte Ende 2017 über 4,5 Millionen Personenwagen. Zwei Drittel davon sind Benzinfahrzeuge. Weitere knapp 30 % sind Dieselfahrzeuge. Hybridfahrzeuge machten Ende 2017 1,6 % des Fahrzeugbestandes aus. Mehr als 14‘400 reine Elektrofahrzeuge waren Ende 2017 in der Schweiz immatrikuliert. Zusammen mit den Plug-in-Hybridfahrzeugen machten sie Ende 2017 aber noch weniger als 1 % des Fahrzeugbestandes aus. Bei den neu verkauften Personenwagen ist der Anteil an Elektrofahrzeugen in den letzten Jahren stetig gestiegen. 2017 wurden schätzungsweise 5‘000 batterie-elektrische Personenwagen und mehr als 3‘500 Plug-in-Hybride verkauft. Die Elektroautos beanspruchten damit 2017 knapp 3 % des Neuwagenmarktes für sich. In den nächsten Jahren dürfte dieser Wert rasch ansteigen.

Der Anteil der Elektroautos (batterie-elektrisch und Plug-in-Hybride) am Neuwagenmarkt wird in den nächsten Jahren stark ansteigen. Die drei abgebildeten Szenarien ergeben sich durch unterschiedliche politische Rahmenbedingungen. Bildquelle: EBP

Szenarien der Elektromobilität

In Norwegen waren im Dezember 2017 bereits 52 % der Neuwagen elektrisch. Nahezu alle grossen Automobilhersteller haben in den vergangenen Jahren umfassende Elektromobilitätsstrategien und Rollout-Konzepte zur Elektrifizierung ihrer Modellpalette angekündigt, darunter neu auch Volkswagen, Daimler, der französische PSA-Konzern, Mercedes oder Porsche. Auch von Seiten der Politik gibt es klare Indizien dafür, dass das Wachstum der Elektromobilität in den kommenden Jahrzehnten steil nach oben zeigen dürfte. Mit dem Inkrafttreten des Abkommens von Paris müssen die CO2-Emissionen im Verkehrssektor deutlich zurückgehen. Infolgedessen wird das geltende CO2-Gesetz in der Schweiz für den Zeitraum von 2021 bis 2030 totalrevidiert. China ist der mit Abstand grösste Markt der Elektromobilität. Im Jahr 2016 wurden rund 40 % aller weltweit verkauften Elektrofahrzeuge in China abgesetzt. Ab 2019 müssen Autohersteller in China zehn Prozent ihrer Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb verkaufen. Im Jahr 2020 gilt dann eine Quote von 12 %.

In der Schweiz sehen die aktualisierten Szenarien der Elektromobilität des Beratungsbüros EBP für das Jahr 2020 einen Neuwagenmarktanteil von rund 5 % vor. Im Jahr 2025 könnte dann bereits jedes fünfte verkaufte Auto ein Elektrofahrzeug sein. Bis im Jahr 2035 machen Elektroautos 25-60 % der Neuwagenflotte in der Schweiz aus. Zwischen dem Neuwagenmarkt und dem Fahrzeugbestand gibt es natürlich eine Verzögerung. Das Durchschnittsalter der Personenwagen in der Schweiz beträgt 8-9 Jahre. Wenn im Jahr 2035 also 50 % des Neuwagenmarktes durch Elektroautos dominiert wird, dauert es nochmals rund ein Jahrzehnt bis auch 50 % aller auf der Strasse verkehrenden Fahrzeuge elektrisch fahren.

 

5 Prozent mehr Stromverbrauch

Im Jahr 2035 dürften bereits mehr als eine Million Elektrofahrzeuge auf Schweizer Strassen verkehren. Alle diese Fahrzeuge benötigen Strom. Während der Strombedarf der Elektrofahrzeuge aktuell noch unbedeutend ist, steigt die Stromnachfrage der Elektromobilität bis 2035 möglicherweise auf 1.5 bis 3 Milliarden Kilowattstunden an. Dies würde allerdings lediglich rund drei bis fünf Prozent des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz ausmachen. Selbst wenn im Jahr 2050 alle Autos in der Schweiz elektrisch fahren, würden knapp 8 TWh Strom oder rund 13 % des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz dafür ausreichen. Dies zeigt eindrücklich, wie effizient die Elektromobilität ist.

 

Gesteuertes Laden wird nötig

Der Stromverbrauch der Elektromobilität bleibt also überschaubar. Da lange Ladezeiten dem Kunden zuliebe aber vermieden werden wollen, wird mit hoher Leistung geladen. Wenn viele Elektroautos zur selben Zeit am selben Ort laden, kann dies Stromnetze künftig vor Herausforderungen stellen. Im Jahr 2035 wird die Elektromobilität eine maximale, gleichzeitige Lastspitze von knapp 1‘000 Megawatt verursachen. Dies ist eine relevante Höhe, wenn man bedenkt, dass die jährliche Leistungsspitze im Schweizer Stromsystem bisher bei rund 10‘000 Megawatt liegt. Die Elektromobilität wird zukünftig also einen klaren Einfluss auf die Lastspitzen im Stromsystem haben.

Während der Stromverbrauch der Elektromobilität kaum ein Problem darstellen wird, gilt besonderes Augenmerk den Lastspitzen der Elektromobilität. Durch zeit- oder ferngesteuertes Laden oder durch den Einsatz von dezentralen Speichern können diese Lastspitzen, ohne gleichzeitig hohe Stromproduktion von erneuerbaren Energien, vermieden werden. Längerfristig ist deshalb eine Steuerung der Ladevorgänge, vor allem bei Heimladungen, sinnvoll. Verteilnetzbetreiber haben daher schon heute ein Interesse daran, dass vorwiegend smarte Ladestationen eingebaut werden und die Ladeleistungen bei Heimladungen begrenzt wird.

 

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

 

Blackout durch Elektromobilität?

Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Der erste Teil der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ zeigt die grossen Herausforderungen, welche mit der stetig wachsenden Mobilitätsnachfrage und der steigenden Anzahl Autos auf uns zukommen.

 

Weltweit gibt es heute mehr als 1,2 Milliarden Motorfahrzeuge, davon sind über 900 Millionen Personenwagen. Diese Zahl wird voraussichtlich bis 2035 auf 2 Milliarden steigen. Damit sind grosse Herausforderungen verbunden: Die verkehrsbedingten Emissionen von CO2, Luftschadstoffen und Lärm steigen weiter an und die Abhängigkeit von Erdölimporten nimmt weiter zu.

 

Mobilität bald Haupttreiber der CO2-Emissionen?

Die Mobilität auf den Strassen zieht in der Schweiz mehr als einen Drittel der gesamten CO2-Emissionen auf sich. Dieser Anteil ist in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen, denn die CO2-Emissionen aus Brennstoffen (in Haushalten, Industrie und Gewerbe) sind seit 1990 stark rückläufig, währenddessen die Emissionen aus Treibstoffen für die Mobilität weiter angestiegen sind. So dominierten die CO2-Emissionen aus Brennstoffen die CO2-Statistik der Schweiz vor 30 Jahren noch klar und waren rund anderthalbmal so hoch wie jene der Mobilität. In den letzten Jahren emittierten Brenn- und Treibstoffe aber fast gleichviel CO2. Um nationale und internationale Klima-, Energie- und Umweltziele zu erreichen, müssen die CO2-Emissionen zwingend auch im Verkehrssektor deutlich sinken. Zwischen 2008 und 2016 sind die CO2-Emissionen aus Treibstoffen zwar um rund 8% zurückgegangen. Grund dafür sind Emissionsvorschriften für Neuwagen, welche die Branche mit einer zunehmenden Hybridisierung der Fahrzeuge bewältigte. Trotzdem liegen die CO2-Emissionen im Verkehrssektor aber nach wie vor 5% über dem Wert aus dem Jahr 1990. Der Verkehrssektor gilt deshalb als Sorgenkind der Klimaschutzpolitik. Eine zusätzliche Herausforderung sind die ständig steigende Mobilitätsnachfrage und ein kontinuierlich wachsender Fahrzeugbestand. Zudem beeinflusst der hohe Wohlstand in der Schweiz die Fahrzeugwahl. So kaufen die Schweizer immer grössere, schwerere und stärkere Autos, und diese verbrauchen natürlich mehr Energie als ihre kleineren Artgenossen. So lag der Allrad-Anteil an den neu zugelassenen Personenwagen im Januar 2018 erstmals über 50%, wie au Daten von auto-schweiz hervorgeht. Die Herkulesaufgabe ist also klar: Deutlich sinkende CO2-Emissionen im Verkehrssektor erreichen, trotz mehr und stärkeren Autos bei gleichzeitig steigendem Mobilitätsbedürfnis.

 

Elektromobilität als Lösung?

Wie soll diese Herkulesaufgabe gelöst werden. Die Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren und die Hybridisierung haben in den letzten Jahren zwar dazu geführt, dass der Benzin- und Dieselverbrauch reduziert werden konnte, doch die Fortschritte reichen bei weitem nicht aus, um die CO2-Emissionen ernsthaft zu reduzieren. Auch die Nutzung nachhaltiger Treibstoffe bleibt wichtig. Es scheint aber klar, dass die Skalierung dieser Biotreibstoffe beschränkt ist. Die Welt kann nicht 900 Millionen Personenwagen mit Biotreibstoffen aus Zuckerrüben, Gülle und Altholz betreiben, da einerseits Nutzungskonflikte mit der Nahrungsmittelindustrie auftreten und andererseits zu wenige biogene Abfälle anfallen. Für den Massenmarkt braucht es andere Lösungen.

Entwicklung der CO2-Emissionen aus Brenn- und Treibstoffen in der Schweiz. Die witterungsbereinigten CO2-Emissionen aus Brennstoffen (rot) sanken seit 1990 deutlich während diejenigen aus Treibstoffen über den Werten von 1990 liegen.

Die Elektromobilität kann ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einer klimafreundlichen und umweltschonenden Mobilität sein. Im Betrieb sind Elektrofahrzeuge emissionsfrei und vermeiden daher Treibhausgase und Luftschadstoffe. Zudem sind sie deutlich leiser als Autos mit Verbrennungsmotoren. Elektromobilität ermöglicht darüber hinaus, heimische, dauerhaft verfügbare Energie aus erneuerbaren Quellen anstelle des knapper und perspektivisch teurer werdenden Erdöls im Verkehr einzusetzen. Die Politik ist sich dieser Chance bewusst und verschärft europaweit die Emissionsvorschriften für neue Personenwagen. Die Schweiz übernimmt dabei die Vorschriften der EU (neuer Zielwert: 95 g CO2 pro km im Jahr 2021). Ohne Elektrofahrzeuge sind diese schärferen Vorgaben nicht mehr zu erfüllen. Gleichzeitig droht diversen deutschen Städten wegen überschrittenen Stickoxid-Grenzwerten eine Klage durch die EU-Kommission. Auch hier würde die Elektromobilität durch ihren lokal emissionsfreien Betrieb Abhilfe schaffen. Ehe jedoch die intensive Liebesbeziehung zwischen Mensch und Auto auch die Elektromobilität einschliesst, müssen Fahrzeugauswahl und Batterie-Reichweite vergrössert, die Fahrzeugpreise gesenkt und die Lademöglichkeiten kundenorientierter gestaltet werden.

 

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

 

Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Die Schweiz: ein Wasserschloss und Sonnenland

Am 1. Januar 2018 tritt das revidierte Energiegesetz zusammen mit den Verordnungen in Kraft. Damit wird der Bau neuer Kernkraftwerke verboten. Die alten AKWs sollten noch so lange weiterbetrieben werden, solange diese sicher sind. In Fachkreisen wird davon ausgegangen, dass das letzte Schweizer Kernkraftwerk bis 2040 stillgelegt wird. Die schrittweise wegfallende Elektrizität muss anderweitig zur Verfügung gestellt werden. Das revidierte Energiegesetz dient deshalb auch dazu, die erneuerbaren Energien zu fördern. Insgesamt sollen die Abhängigkeit von importierten fossilen Energien reduziert und die einheimischen erneuerbaren Energien gestärkt werden. Doch welche Stromproduktionstechnologien weisen in der Schweiz das grösste Potenzial zu gleichzeitig günstigen Preisen vor und leisten zudem ihren Beitrag zu einer klimafreundlichen Stromversorgung?

Die Wasserkraft gilt heute als wichtigste Stromquelle. Die Ausbaupotenziale sind aber stark begrenzt. Grosse Potenziale in der Schweiz gibt es bei der Sonnenenergie (Photovoltaik).

Viel Sonnenenergie

Unter den erneuerbaren Energien in der Schweiz weist die Solarenergie – genauer gesagt Photovoltaik-Anlagen bis 2035 und 2050 das grösste Zubau-Potenzial auf, wie eine neue Studie des PSI zuhanden des Bundesamtes für Energie (BFE) zeigt. Da die Sonne jedoch nur tagsüber variabel scheint und im Sommerhalbjahr viel ausgiebiger als im Winterhalbjahr, sind laut Studie Massnahmen notwendig, um grosse Mengen Photovoltaik-Strom ins System zu integrieren. Das können beispielsweise dezentrale Batteriespeicher in Ein- und Mehrfamilienhäusern oder grössere Netzspeicher im Verteilnetz sein. Auch die Windenergie – vor allem in der Romandie – präsentiert sich in der neuen Studie mit einem beträchtlichen Zubau-Potenzial. Erst für einen Zeithorizont ab 2050 oder später wird die Stromproduktion aus Tiefengeothermie genannt. Sie ist heute noch mit grossen technischen Unsicherheiten verbunden.

Bereits heute wird die in der Landwirtschaft anfallende Gülle energetisch genutzt und in Biogas-Kraftwerken verstromt. In Zukunft könnte ein noch grösserer Teil der Gülle zu Strom umgewandelt werden. Auch beim wichtigsten Standbein der Schweizerischen Stromversorgung – der Wasserkraft – besteht ein gewisses Zubau-Potenzial. Ob dieses realisiert werden kann, hängt jedoch sehr stark von den wirtschaftlichen, politischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen ab.

Bei der zukünftigen Entwicklung der Gestehungskosten der verschiedenen Stromerzeugungstechnologien bis 2050 zeigt sich ein uneinheitliches Bild. Während die Kosten für Wasserkraft, landwirtschaftliche Biogasanlagen und fossile Stromerzeugung eher steigen, sinken sie für Photovoltaik und Windenergie nochmals deutlich. 2050 dürfte Strom aus Photovoltaik nur noch halb so teuer sein wie heute.

Die Kosten von neuen Photovoltaik- und Windenergieanlagen sind schon heute konkurrenzfähig. Grosse Photovoltaikanlagen werden zukünftig die kostengünstigste Stromerzeugungstechnologie sein.

Versorgungssicherheit auch ohne Atomstrom

Die Studie des PSI zeigt folglich, dass das Potenzial für den Zubau erneuerbarer Energien in der Schweiz sehr gross ist und die Photovoltaik und Windenergie aufgrund der weiter sinkenden Kosten zu den günstigsten Stromerzeugungstechnologien gehören. Die Stromproduktion aus Sonnen- und Windenergie fluktuiert aber zeitlich stark. Ob in einem kalten, dunklen Winter mit geringer erneuerbarer Produktion nach Abschaltung aller Kernkraftwerke genügend Strom für alle vorhanden ist und kein Blackout droht, muss sich zeigen. Die Ende Oktober veröffentlichte Studie „System Adequacy“ der ETH Zürich und der Universität Basel zuhanden des BFE sieht die Versorgungssicherheit bis 2035 für gewährleistet. Wichtige Voraussetzung dafür ist neben dem Ausbau der erneuerbaren Energien und der Steigerung der Energieeffizienz die Integration in den europäischen Strommarkt. Die Versorgungssicherheit mit Strom in der Schweiz wird durch eine gute Vernetzung mit den Nachbarländern gewährleistet. Ein gut funktionierender Stromhandel ist für die Versorgungssicherheit der Schweiz enorm wichtig. In diesem Fall kann die Schweiz dann Strom günstig importieren, wenn dieser in anderen europäischen Ländern im Überfluss vorhanden ist. Diese Importzeiten sind wichtig, da dadurch die Schweizer Speicher ruhen können, so dass genügend Kapazitäten für Stunden mit hoher Stromnachfrage und geringer Importmöglichkeit vorhanden sind.

Trotz Ausstieg aus der Kernenergie kann die langfristige Versorgungssicherheit marktorientiert und im Verbund mit den Nachbarstaaten sichergestellt werden. Dass der dafür notwendige Ausbau der erneuerbaren Energien vorankommt, sorgt ab 2018 das revidierte Energiegesetz.

Die Schweiz: ein Wasserschloss und Sonnenland

Unbeschränktes Wachstum auf beschränktem Raum?

Als um 1970 Wissenschaftler erstmals zeigten, welche gravierenden ökologischen Probleme sich die Menschheit mit ihrem rasanten industriellen Fortschreiten selbst geschaffen hat, war ein Schweizer zuvorderst dabei: der Ingenieur Ernst Basler. Er gehört zu den Pionieren einer Bewegung, die das Postulat der Nachhaltigkeit ins Bewusstsein der Öffentlichkeit rückte. Ernst Basler agierte zur selben Zeit und am selben Ort wie die Vordenker des Club of Rome, der 1972 mit dem bis heute millionenfach verkauften Werk The Limits to Growth (Die Grenzen des Wachstums) über Nacht berühmt wurde.

Das neue Buch von Thomas Sprecher handelt von der Einsicht, dass unbeschränktes Wachstum auf beschränktem Raum unverträglich ist.

Thomas Sprecher, Rechtsanwalt und Germanist aus Zürich, blickt in seinem neuen Buch zurück auf Ernst Baslers Werdegang, auf die Gegenwart und in die Zukunft. Doch das Buch mit dem Titel Endliche Erde hat den Anspruch mehr zu sein, als eine Biographie. In vielen Gesprächen mit dem Autor beschreibt der Nachhaltigkeitspionier Basler sein ökologisches Credo und gibt Ratschläge, wie es die Menschen vielleicht doch noch fertigbringen, sich mit der Endlichkeit der Erde zu arrangieren, bevor sie diese zerstören. Ernst Basler ging es daher primär um die Sache und weniger um seine Person, deshalb trifft auch die Bezeichnung „Sachbuch“ zu. Nichtsdestotrotz ist die Sache an der Biographie Baslers aufgehängt. Diesen Doppelcharakter muss das Buch Endliche Erde aber nicht verleugnen, denn gerade diese Mischung macht es abwechslungsreich und spannend.

Unbeschränktes Wachstum
Endliche Erde ist in drei Teile gegliedert. Der erste zeigt Ernst Basler als ökologischen Pionier. Im Zentrum stehen seine damaligen Einsichten aus den 1960er-Jahren und seine Gastvorlesung am MIT in Boston, wo er schliesslich 1970 die weltweit erste Vorlesung über die Bedingungen nachhaltigen Wirtschaftens hielt. Das war noch vor der Veröffentlichung des vielbeachteten Buches Die Grenzen des Wachstums. Auch Basler arbeitete zu jener Zeit an einem eigenen Buch mit dem Titel Strategie des Fortschritts. Die Grundaussage lautete: „Was immer wir unternehmen, wir stellen fest, dass unbeschränktes Wachstum auf beschränktem Raum unverträglich ist mit dem hoffentlich noch stärkeren Wunsch, dass der Mensch für ungezählte Generationen über eine lebenserhaltende irdische Biosphäre verfügt.“ Das Buch blieb, im Gegensatz zum Werk des Club of Rome, aber leider weitgehend unbeachtet. Im vorliegenden Buch wird der Inhalt von Strategie des Fortschritts zusammengefasst. Der Leser erfährt auch, dass Basler dem alten, aus der Forstwirtschaft stammenden Wort Nachhaltigkeit einen neuen Sinn gab. Er brauchte es im deutschen Sprachraum erstmals so, wie wir es heute brauchen.
Im zweiten Teil erweitert das vorliegende Buch das Bild zur Entwicklung des ökologischen Denkens. Seit den 1980er-Jahren ist die Diskussion nicht stehen geblieben. Die Literatur zu ökologischen Themen, zu Fragen nach der Art und den Grenzen des Wachstums, ist geradezu explodiert. Inhaltlich werden vom Brundtland-Report und zahlreichen UN-Klimakonferenzen bis zu einem ausdifferenzierten Wachstumsdiskurs als Kern der Nachhaltigkeitsdiskussion dem Leser zahlreiche spannende Aspekte in gebotener Kürze präsentiert.

Grenzen des Wachstums
Der letzte Teil des Buchs widmet sich wiederum Ernst Basler. Wie denkt der Nachhaltigkeitspionier Ernst Basler heute? Baslers Plädoyer für nachhaltiges Handeln lässt sich in acht Leitsätzen fassen. Der erste Leitsatz lautet: „Wir müssen mit den Grenzen des Wachstums umgehen lernen.“ Basler war sich früh bewusst, dass der Mensch die Natur dominiert und sich lästige Nebenwirkungen einhandelt. Vor diesem Hintergrund entspricht eine nachhaltige Entwicklung einem Lernprozess, welcher die Menschheit durchlaufen muss. Die erste und wichtigste Lektion ist dabei, dass sich die Menschheit ihrer dominierenden Stellung gegenüber der Natur bewusst wird.

Bewusstes Wachstum
Ein weiterer Leitsatz lautet: „So wie du die Welt wahrnimmst, so handelst du auch.“ Der Hintergrund liegt in der wohl mangelnden Fähigkeit der Menschen zum angemessenen Umgang mit den ökologischen Problemen. Vor allem in Bezug auf exponentielles Wachstum haben wir Mühe zu realisieren, was ein kontinuierliches Wachstum von zwei oder drei Prozent pro Jahr bedeutet. Zu diesem Wahrnehmungsproblem kommen Hemmnisse dazu, von veralteten Denkmodellen und Wertvorstellungen Abschied zu nehmen.
Die verbleibenden sechs Leitsätze seien an dieser Stelle nicht verraten. Zum Schluss des Buches blickt der Autor mit Ernst Basler in die Zukunft. Mit etwas Wehmut muss der Leser feststellen, dass wir schon viel Zeit verloren haben und dass die Erde heute weniger schlecht dastünde, hätten die Menschen schon in den 1970er-Jahren auf Ernst Basler und andere, die dasselbe sagten, gehört.

Thomas Sprecher: Endliche Erde. Ernst Basler – Pionier des ökologischen Nachhaltigkeitsdenkens.
NZZ Libo Verlag, Zürich 2017. 192 S., Abb., geb., Fr. 39.– (UVP) / € 39.–

Unbeschränktes Wachstum auf beschränktem Raum?

Ein Verbund für die Versorgungssicherheit

Im kalten Januar 2017 wurden die Energiereserven in der Schweiz knapp. Deutschland und Frankreich nehmen zahlreiche Kraftwerke vom Netz. Wie steht es um die Versorgungssicherheit in der Schweiz?

Im ersten Teil dieses Artikels, der in der letzten Ausgabe erschien, wurde über die «angespannte» Energie- und Netzsituation in der Schweiz berichtet. Die Gewährleistung der sicheren Stromversorgung in der Schweiz ist im Winter jeweils mit erhöhten Anforderungen verbunden. Im Winter wird in der Schweiz mehr Energie verbraucht als im Sommer. Deshalb ist die Schweiz im Winter auf Importe angewiesen, um den höheren Strombedarf im Inland zu decken. Durch die Ausserbetriebnahme zahlreicher Braunkohlekraftwerke in Deutschland und Kernkraftwerke in Frankreich in den kommenden Jahren, verschärft sich die Situation in Europa zunehmend.

Wie entwickelt sich die Versorgungslage in der Schweiz? Und was geschieht, wenn die Nachbarländer die Schweiz im Winter nicht mehr mit Strom bedienen können, weil sie selber zahlreiche Kraftwerke abschalten?

Die Füllstände der Schweizer Speicherseen erreicht im Spätwinter (vor der Schneeschmelze) ihren jährlichen Tiefstpunkt. Im Winter 2016/17 waren die Füllstände verglichen mit den Vorjahren stark unterdurchschnittlich. Vor allem im Januar 2017 wurde viel Wasser zur Stromerzeugung abgelassen und turbiniert. Quelle: Swissgrid

Der Markt regelt es

Bei der Beantwortung dieser Fragen prallen Welten aufeinander: Die Marktgläubigen sind überzeugt, dass bei einer Verknappung der Energiereserven Preisspitzen resultieren und dadurch Investitionen in neue, flexible Kraftwerke auslösen. Das könnten Gaskraftwerke sein, die nur wenige Stunden im Jahr (und daher klimafreundlich) produzieren, aber in diesen Stunden das „grosse Geld“ machen können. Die Kontrahenten halten dieser Einstellung vor, dass die Preisspitzen aufgrund von Marktverzerrungen gar nie richtig auftauchen werden, oder dann zu spät, um noch reagieren zu können. Zumindest fehle die Investitionssicherheit. Heute aber investiert kaum jemand in neue Kraftwerke. Ihre Lösungen beruhen auf der Überführung alter Kraftwerke in eine Reserve (wird in Deutschland gemacht) oder auf dem Aufbau eines zusätzlichen Marktes alleine zur Vorhaltung von Kraftwerkskapazitäten für „angespannte“ Situationen. Einen solchen Kapazitätsmarkt (wie es ihn in Frankreich schon gibt) hat jüngst auch die BKW für die Schweiz vorgeschlagen. Mit ihren Massnahmen hat Swissgrid in den letzten beiden Wintern schliesslich nichts anderes gemacht. So wurden Energiemengen in Form von Wasser in Speicherseen auf Reserve gekauft – respektive zurückgehalten – um eine zusätzliche Sicherheitsmarge zu schaffen.

Lehren aus dem Winter 2016/17

Dass die Marktmechanismen auch ohne Eingriffe zu Versorgungssicherheit führen, hat sich im Januar und Februar 2017 gezeigt. Während des eisigen Januars 2017 war der Stromverbrauch in Europa überdurchschnittlich hoch. Gleichzeitig fehlten in der Schweiz und in Frankreich zahlreiche Kernkraftwerke wegen Unregelmässigkeiten und Wartungen. Es kam zu ersten Knappheitssignalen. Die Preise an der Strombörse schossen in die Höhe und lagen rund 80% höher als im gleichen Zeitraum im Vorjahr. Die Gunst der hohen Preise nutzten auch die Schweizer Kraftwerksbetreiber von Speicherseen und turbinierten überdurchschnittlich viel Wasser, um möglichst viel Geld zu verdienen. Die Speicherseen entleerten sich und die Importe sanken entsprechend. Trotz Kältewelle im Januar 2017 wurden die Importkapazitäten zu weniger als 50% ausgenutzt. Die Entlastung der ausländischen Kapazitäten kam der Versorgungssicherheit in den Nachbarstaaten zugute. Ein ganz anderes Bild dann im Februar. Der letzte Wintermonat war übermässig mild. Die Stromnachfrage gegenüber dem Vormonat geringer. Entsprechend sanken die Strompreise an der Börse. Die Produktion aus Speicherseen war folglich weniger spannend, so dass die Schweizer Energiereserven „automatisch“ geschont wurden. Handkehrum wurde im Februar deutlich mehr importiert als im Februar, da ausländische Kapazität verfügbar und eben billiger war. Doch was wäre gewesen, wenn auf den eisigen Januar ein ebenso kalter Februar gefolgt wäre. Wären die Speicherseen dann mitten im Monat leer gewesen und auch die Importe aus den Nachbarländer versiegt?

Nationale Sicherheit

Wie sich in den letzten Jahren und auch in den jüngsten Handlungen gezeigt hat, definieren die europäischen Länder Versorgungssicherheit zuerst einmal national und leiten die dafür notwenigen Schritte ein. Und genau da liegt das Problem. Die Schweiz kommt ohne Importe nicht über den Winter. Wenn sie unabhängig vom Ausland Versorgungssicherheit jederzeit national gewährleisten wollte, würde nicht einmal der gesamte Inhalt aller Speicherseen reichen. Gleiches gilt für die Nachbarländer Deutschland und Frankreich, die parallele Strukturen für Reservekapazitäten aufbauen. Dies ist ineffizient. Denn zukünftig steigt bei einer nationalen Betrachtung der Reservebedarf weiter und damit steigen auch die Kosten.

Stärker zusammen

Vielversprechender wäre es, wenn länderübergreifende Regionen, die über Stromnetze hinreichend miteinander vernetzt sind, Versorgungssicherheit gemeinsam definieren und auch umsetzen. Also eine gemeinsame Winterreserve oder ein gemeinsamer Kapazitätsmarkt. Unter dem Strich wäre dies billiger, da die vorzuhaltende Infrastruktur verhältnismässig schlanker gehalten werden könnte, bei gleichzeitig höherer Sicherheit aufgrund der Ausgleichseffekte, die mit zunehmender Regionsgrösse stärker ausfallen. Die Schweiz macht sich im Rahmen des pentalateralen Energieforums (PLEF) für diese Stossrichtung stark. Das PLEF, zusammengesetzt aus den Übertragungsnetzbetreibern der Länder Deutschland, Frankreich, Österreich, Benelux und Schweiz, veröffentlichte 2015 einen gemeinsamen Bericht zur Lage der Versorgungssicherheit. Es war ein Anfang, kein Durchbruch. Weiterhin fehlt eine gemeinsame Definition, Massnahmen und vor allem bindende Abmachungen. Aufgrund der anhaltenden Differenzen mit der EU müsste ein Übereinkommen ausserhalb des EU-Stromabkommens gefunden werden. Ein solches ist anzustreben, will die Schweiz auch zukünftig sicher durch den Winter.

Ein Verbund für die Versorgungssicherheit

Heisse Phase für die Versorgungssicherheit

Die Schweiz war in diesem Winter wie bereits im Vorjahr mit einer angespannten Stromversorgungssituation konfrontiert. Im kalten Januar 2017 wurden die Energiereserven in der Schweiz knapp.

Am 28. Februar ging der meteorologische Winter zu Ende und damit auch die heisse Phase für die Versorgungssicherheit in der Schweiz. Bereits im zweiten Jahr in Folge hatte die Schweiz auch in diesem Winter mit einer «angespannten» Energie- und Netzsituation im Strombereich zu kämpfen. Bemerkbar machte sich das mit «knappen» Energiereserven in der Schweiz. Wobei mit Energiereserven steuerbare Kraftwerke und die dazu notwendigen Netzkapazitäten gemeint sind, also Kernkraftwerke und Speicherkraftwerke. Wobei letztere wiederum nur so lange produzieren können, wie sie Energiereserven in Form von Wasser in den Speicherseen haben.

Wieviel Strom die Schweiz benötigt und wie dieser Bedarf gedeckt wird, kann mittels einer Badewanne erklärt werden. Dabei stellt die Badewanne den Verbrauch dar. Je grösser der Verbrauch, desto grösser die Badewanne. Quelle: Swissgrid

 

Kernkraftwerke ausser Betrieb

Die Verknappung der Energiereserven kam durch eine Verkettung besonderer Umstände zustande. Gegenüber den Vorjahren fehlten in beiden Wintern Kernkraftwerke, welche wegen Defekten längere Zeit vom Netz mussten. Das Kernkraftwerk Beznau 1 fehlt aktuell schon seit mehr als zwei Jahren und stand in beiden Wintern nicht zur Verfügung. Im Frühwinter 2015/16 fehlte zudem das Kernkraftwerk Beznau 2 – dieses konnte den Betrieb jedoch an Weihnachten 2015 wieder aufnehmen. Im nun zu Ende gegangenen Winter 2016/17 fehlte neben dem Kernkraftwerk Beznau 1 auch Leibstadt – das grösste aller fünf Schweizer Kernkraftwerke. Diese fehlenden Strommengen mussten durch Importe oder anderweitige Produktion, insbesondere aus Speicherkraftwerken, kompensiert werden. So kam es dazu, dass die Speicherseen in der Schweiz in den beiden vergangenen Wintern deutlich unterdurchschnittliche Füllstände vorwiesen. Diese Ausgangslage veranlasste Swissgrid jeweils in beiden Wintern, eine interne Task Force sowie eine Arbeitsgruppe mit der Schweizer Energiewirtschaft ins Leben zu rufen. Gemeinsam wurden Massnahmen zur Bewältigung der «angespannten» Energie- und Netzsituation getroffen. Denn eine sichere Stromversorgung ist eine Grundbedingung für ein modernes und hochindustrialisiertes Land wie die Schweiz.

Wer ist verantwortlich?

Gemäss dem Schweizerischen Energiegesetz (EnG) umfasst eine sichere Energieversorgung die ausreichende Verfügbarkeit, ein breit gefächertes Angebot sowie ein technisch sicheres und leistungsfähiges Versorgungssystem. Während nach den Leitlinien des EnG die Stromversorgung Sache der Energiewirtschaft ist, liegt die Verantwortung für die Gewährleistung eines sicheren, leistungsfähigen und effizienten Netzes gemäss Stromversorgungsgesetz (StromVG) beim Netzbetreiber. Im Falle des Höchstspannungsnetzes ist dies die Nationale Netzgesellschaft Swissgrid – Eigentümerin des Übertragungsnetzes. Beobachtet und überwacht wird die Entwicklung der Elektrizitätsmärkte im Hinblick auf eine sichere und erschwingliche Versorgung von der unabhängigen staatlichen Regulierungsbehörde ElCom.

Versorgungssicherheit gewährleistet?

Nach den beiden Wintern mit Task Force zur Energie- und Netzsituation kommen in Wirtschaft und Gesellschaft möglicherweise Zweifel auf, ob die Versorgungssicherheit in der Schweiz auch in Zukunft gewährleistet ist. Zu Recht. Denn während unsere Nachbarländer Deutschland und Frankreich seit Jahren rege Diskussionen über ihre Versorgungssicherheit führen, wurde dieses relevante Thema in der Schweiz stiefmütterlich behandelt. Jetzt kann auch die Schweiz nicht mehr darüber hinwegsehen, denn das Thema Versorgungssicherheit gewinnt in den kommenden Jahren zusätzlich an Brisanz. Zur Erreichung der Klimaschutzziele muss Deutschland in den nächsten Jahren unter dem Projekt «Kohleausstieg» zahlreiche Kraftwerke abschalten. In Frankreich wiederum sieht die aktuelle Politik eine entscheidende Reduktion des Atomstroms vor und wird in den kommenden Jahren möglicherweise zahlreiche Kernkraftwerke ausser Betrieb nehmen. Die Schweiz ist gut beraten, diese Entwicklung genauestens mitzuverfolgen, denn sie ist zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit auf Importe angewiesen. Doch wie entwickelt sich die Versorgungslage bei einem Ausstieg aus der Kernenergie in der Schweiz? Dieser ist ja nun kurzfristig vom Tisch aber langfristig wird es voraussichtlich trotzdem Realität. Und was geschieht, wenn die Nachbarländer die Schweiz im Winter nicht mehr mit Strom bedienen können, weil sie selber zahlreiche Kraftwerke abschalten?

Wie diese heisse Phase der Versorgungssicherheit angegangen werden kann, erfahren Sie im zweiten Teil dieses Artikels.

Heisse Phase für die Versorgungssicherheit