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

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?

Licht auf den möglichen Atomausstieg

Ein Atomausstieg in der Schweiz ist möglich. Im Winter wären jedoch mehr Importe nötig als heutzutage. Für die Versorgungssicherheit und die Umwelt wäre das aber nicht per se schlecht.   

Am 27. November stimmt das Schweizer Stimmvolk über die Initiative „für den geordneten Ausstieg aus der Atomenergie“ ab. Die Volksinitiative will den Bau neuer Kernkraftwerke in der Schweiz verbieten und die Laufzeit der bestehenden Kernkraftwerke begrenzen. Der Bund soll zudem dafür sorgen, dass weniger Energie verbraucht, die Energieeffizienz erhöht und erneuerbare Energien gefördert werden. Für Diskussionsbedarf sorgt indes die Forderung nach einer klaren Begrenzung der Laufzeit bestehender Kernkraftwerke. Bei Annahme der Initiative müssten die drei kleinen Kernkraftwerke Beznau 1 und 2 sowie Mühleberg im Jahr 2017 abgeschaltet werden. Die beiden Kraftwerk-Schwergewichte Gösgen und Leibstadt wären noch bis im Jahr 2024, respektive 2029 am Netz. Doch was würde ein Ja zum Atomausstieg am 27. November konkret bedeuten?

asdf. Bildquelle: istock
Neue und alte Energiewelt auf engstem Raum. Wenn die Schweiz Strom aus Deutschland importiert, stammt dieser Strom nicht zwingend von deutschen Kraftwerken sondern kann theoretisch von jedem anderen europäischen Kraftwerk stammen. Bildquelle: iStock

Im Winter kein Strom?

Die Schweiz verbraucht pro Jahr rund 63’000 GWh Strom. Alle Schweizer Kernkraftwerke zusammen haben im Jahr 2014 insgesamt 26’000 GWh Strom produziert – oder eine Strommenge, die rund 40% des Schweizerischen Bedarfs im Jahr deckt. Nach einem Ja zur Atomausstiegsinitiative und dem schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergie muss diese Strommenge von rund 26’000 GWh jedes Jahr anders produziert oder beschafft werden. Eine Möglichkeit ist die Ausweitung der Inlandproduktion, vor allem durch den Ausbau der erneuerbaren Energien. Eine andere Option ist, auf mehr Importe aus dem europäischen Strommarkt zu setzen. Gegenüber der Schweiz erscheint der gesamte europäische Strommarkt wie ein unerschöpfliches Reservoir. In der Region der europäischen Übertragungsnetzbetreiber ENTSO-E, also von Spanien bis Finnland und von Grossbritannien bis Griechenland, wurde alleine im Jahr 2014 eine Strommenge von 3,2 Millionen GWh produziert. Alle Kernkraftwerke zusammen machen also weniger als 1% der gesamten europäischen Stromproduktion aus. Ob und wann die Schweiz ihre Kernkraftwerke abschaltet, ist dem europäischen Strommarkt mehr oder weniger egal. Effekte hat es kaum welche. Dafür ist die produzierte Strommenge viel zu klein.

Starkes Netz

Viel entscheidender ist die Rolle des Schweizer Stromübertragungsnetzes. Im Herzen Europas hat die Schweiz eine wichtige Drehscheibenfunktion. Rund elf Prozent des europäischen Stroms fliessen durch die Schweiz. Dies stellt eine grosse Herausforderung und Verantwortung dar, doch profitiert die Schweiz auch in mehrfacher Hinsicht von dieser Rolle. So schreibt die Übertragungsnetzbetreiberin Swissgrid: „Als Transitland ist die Schweiz gut in den europäischen Stromverbund integriert. Import- und Exportmöglichkeiten sorgen dafür, dass in der Schweiz immer genügend Strom zur Verfügung steht.“

Je mehr Erneuerbare desto weniger Importe

Durch den starken Ausbau der erneuerbaren Energien in der Schweiz können die Importe jedoch reduziert werden. Das Potential der Wasserkraft ist in der Schweiz aber nahezu erschöpft. Beliebig ausbaubar ist diese Energieform also nicht. Windkraftprojekte haben in der Schweiz zudem einen sehr schweren Stand. Im Jahr 2015 haben Windenergieanlagen in der Schweiz nur gerade 110 GWh Strom produziert und konnten damit lediglich 0,2% des Landesverbrauchs decken. Die Hoffnung liegt berechtigterweise bei der Sonnenenergie. Photovoltaikanlagen auf Hausdächern erleben einen regelrechten Boom. Die installierte Leistung erreichte Ende 2015 1,3 Gigawatt. Dies entspricht der Leistung eines grossen Kernkraftwerks. Der produzierte Strom deckte bereits rund 2% des einheimischen Strombedarfs. Und das dürfte erst der Anfang sein. Der Zubau der Photovoltaik dürfte in den nächsten Jahren in rasantem Tempo weitergehen.

Mühleberg bis 2019?

Der Nachteil der Sonnenenergie ist jedoch ihre Nichtverfügbarkeit in der Nacht und in dunklen Wintermonaten. Ein Teil des an sonnigen Tagen produzierten Stroms kann jedoch in grossen Saisonspeichern und Batterien zwischengespeichert werden. Trotzdem ist die Schweiz vor allem im Winterhalbjahr auf Stromimporte angewiesen. Das wäre jedoch nichts Neues. Bereits seit vielen Jahren ist die Schweiz jeweils im Winterhalbjahr Stromimporteur. Nach dem Abschalten der Kernkraftwerke würden die Stromimporte im Winter folglich weiter zunehmen. Möglich wäre dies, da die Schweiz ein leistungsfähiges Stromnetz hat und in Europa genügend alternative Erzeugungskapazitäten vorhanden sind. So schreibt auch die Swissgrid: „Ein Atomausstieg in der Schweiz ist grundsätzlich möglich.“ Gleichzeitig macht die Übertragungsnetzbetreiberin jedoch auf eine Herausforderung aufmerksam. Während Swissgrid für die Ausserbetriebnahme von Beznau 1 und 2 keine Probleme sieht, ortet sie Probleme bei der Ausserbetriebnahme des Kernkraftwerks Mühleberg im Raum Bern. Dort sind die Transformatorenkapazitäten aktuell noch zu gering, um die steigende Menge an Importstrom bis auf die tiefen Stromnetzebenen zu transformieren und so die Endkunden bedienen zu können. Allenfalls müsste das Kernkraftwerk bei Annahme der Atomausstiegsinitiative noch bis 2019 am Netz bleiben. Dann schaltet die Betreiberin BKW sein Kernkraftwerk sowieso ab. Spätestens dann muss die Transformierungsleistung im Raum Bern also erhöht sein, damit unabhängig von der Atomausstiegsinitiative die Versorgungssicherheit gewährleistet bleibt.

Dreckstrom aus Deutschland?

Ein Ja zur Atomausstiegsinitiative ist also kein Nein zur Versorgungssicherheit, bedeutet aber deutlich mehr Stromimporte im Winter. Drohen also bei einem Ja Importe aus deutschen Kohlekraftwerken?

Ein Ja zur Atomausstiegsinitiative ist kein Nein zur Versorgungssicherheit.

Die physikalische Herkunft des Stroms, der aus der Steckdose kommt, lässt sich eigentlich unmöglich bestimmen. Den Elektronen sieht man nicht an, ob sie aus einem Kern-, einem Kohlekraftwerk oder von einer Photovoltaikanlage produziert wurden. Gleichzeitig ist festzuhalten, dass der europäische Strommarkt sehr eng miteinander verbunden und in regem Handelsaustausch ist. Das bedeutet, dass wenn die Schweiz Strom aus Deutschland importiert, dieser Importstrom nicht zwingend von deutschen Kraftwerken sondern von theoretisch jedem anderen europäischen Kraftwerk stammen könnte. Um zu beurteilen, wie dreckig der Importstrom also wäre, sollte man sich nicht nur die deutschen Kohlekraftwerke sondern vielmehr den gesamteuropäische Strommix vor Augen halten. Dabei zeigt sich, dass der europäische Strommix, verglichen mit dem Schweizer Atomstrom, zwar mit höheren CO2-Emissonen behaftet ist, nicht aber mit einer höheren Belastung der Umwelt über den ganzen Lebenszyklus, also unter Berücksichtigung von Auswirkungen auf Klima, Gesundheit, Ökosysteme und Ressourcen. Durch den perspektivisch starken Ausbau der erneuerbaren Energien in Europa verbessert sich der europäische Strommix zudem stetig, so dass die Umweltbelastung des Importstroms weiter zurückgeht.

Strom kennt keine Grenzen

Ein Atomausstieg in der Schweiz ist grundsätzlich möglich. Die Annahme der Initiative würde das Übertragungsnetz kurzfristig vor einige Herausforderungen stellen, die mit einem leicht verzögerten Ausstieg möglicherweise umgangen werden könnten. Die Auswirkungsbeurteilung auf die Umwelt ist nicht so trivial, wie von den Gegnern proklamiert. Entscheidend für die Versorgungssicherheit wie auch für den Klima- und Umweltschutz ist eine enge Kooperation der Schweiz mit den europäischen Nachbarländern innerhalb des europäischen Strommarktes. Denn Strom kennt keine Grenzen.

Licht auf den möglichen Atomausstieg

Das Stromsystem der Zukunft ist erneuerbar und flexibel

Im fünften und letzten Teil der Serie „Strommarkt Schweiz – Europäische Integration oder Autarkie?“ geht es um die Frage: „Ist der Strommarkt einem massiven Wandel ausgesetzt?“

 

Beispielhafter Vergleich der stündlichen Stromerzeugung während einer Woche im zukünftigen System mit viel erneuerbaren Energien sowie im System mit Bandlastkraftwerken (Kern- & Kohlekraftwerke).
Beispielhafter Vergleich der stündlichen Stromerzeugung während einer Woche im zukünftigen System mit viel erneuerbaren Energien sowie im System mit Bandlastkraftwerken (Kern- & Kohlekraftwerke) Quelle: Agora Energiewende.

Zahlreiche Branchen befinden sich im Zuge der Digitalisierung im Umbruch. Neue Marktteilnehmer wie Uber oder AirBnB, die vor 10 Jahren noch nicht einmal gegründet waren, sind rasch vom kleinen Start-up zum globalen Marktleader aufgestiegen und dominieren heute ganze Wirtschaftszweige. Die Digitalisierung erfasst das Stromsystem mit dem Einzug von Smart Grids, Elektroautos, virtuellen Kraftwerken und App-gesteuerten Anlagen aber erst langsam, denn der grosse, zurzeit stattfindende Umbruch in der Strombranche wird nicht von der Digitalisierung, sondern von anderen Faktoren ausgelöst.

 

„Gute alte Zeiten“

In der – zumindest aus Sicht der Stromwirtschaft – „guten alten Zeit“ produzierten grosse Kernkraftwerke und (ausserhalb der Schweiz) Kohlekraftwerke kontinuierlich Strom, sogenannte „Bandlast“, der über das Übertragungs- und Verteilnetz an die Kunden gelangte. Die Produktion wurde der Nachfrage angepasst und diese war früher gut prognostizierbar. Absehbare Nachfragespitzen – wie das grossflächige Einschalten der Kochherde zur Mittagszeit oder die Unterhaltungselektronik-intensiven Abendstunden – wurden mit regelbaren, flexiblen (Pump-)Speicherkraftwerken und (ausserhalb der Schweiz) Gaskraftwerken gewinnbringend versorgt. Es war die Zeit der bedarfsgerechten, gewinnbringenden Produktion durch zentrale Kraftwerke mit hoher Verfügbarkeit und Flexibilität. Die konventionellen Kraftwerke wie Kern-, Speicher-, Kohle- oder Gaskraftwerke wurden europaweit vom Staat geplant, gebaut und finanziert und erst Jahre später im Zuge der Liberalisierung des Strommarktes in private Firmen der heutigen Strombranche überführt, wobei die Hauptaktionäre der grossen Stromfirmen nach wie vor vielerorts die Gliedstaaten (Kantone) sind.

 

Strommarktöffnung

In den letzten rund zehn Jahren ist aus dem übersichtlichen Stromsystem ein immer komplexeres System geworden. Die Gründe dafür sind vielseitig und keineswegs trivial. Der Wandel begann mit der Strommarktöffnung. In der EU ist der Strommarkt für Grosskunden seit 2004, für Private seit 2007 geöffnet. Die Schweiz nimmt da eine Ausnahmestellung ein. Während der erste Schritt der Marktöffnung (für Grossverbraucher) seit 2009 abgeschlossen ist, warten die Privaten weiterhin auf die Liberalisierung. Der zweite Schritt zur vollständigen Strommarktliberalisierung dürfte in der Schweiz wohl erst um 2020 kommen. Die Marktöffnung erlaubt es den Verbrauchern, ihren Stromlieferanten frei wählen zu können. Sie sind dann nicht mehr gezwungen, die Gestehungskosten ihres lokalen Anbieters zu bezahlen. Dadurch erhöht sich der Wettbewerb unter den Anbietern, und grosse wie kleine Kraftwerke aus der Nordostschweiz konkurrieren mit jenen aus der Westschweiz und der Zentralschweiz. Der Wettbewerb in der Strombranche endet aber nicht an der Landesgrenze. Mit der Schaffung eines europäischen Strombinnenmarktes verfolgt die EU seit den 1990er-Jahren das Ziel, in Europa einen wettbewerbsfähigen, offenen und grenzüberschreitenden Strommarkt zu schaffen. Dieser Vision ist die EU im Jahr 2016 schon sehr nahe gekommen. So sind in Europa 26 Länder, von Spanien bis Finnland und Italien bis England, über das sogenannte Markt Coupling miteinander verbunden. Vor allem aufgrund der unvollständigen Strommarktliberalisierung in der Schweiz ist die Eidgenossenschaft nicht offiziell mit den anderen europäischen Ländern gekoppelt. Trotzdem ist das gegenseitige Interesse des grenzüberschreitenden Stromhandels gross, so dass die Schweizer Stromfirmen mit ihren Kraftwerken über explizite Auktionen ebenfalls am europäischen Strommarkt teilnehmen. Aus den früheren nationalen Märkten wird zunehmend ein grosser europäischer Strombinnenmarkt. Der tiefste Gebotspreis entscheidet dann, ob der in Zürich nachgefragte Strom an einer Windturbine an der Ostsee, in einem Speicherkraftwerk in Norwegen oder in einem Kernkraftwerk in der Schweiz produziert wird.

 

Klimaschutz

Parallel zur Strommarktliberalisierung ist die Energiewende ein weiterer Grund für die zunehmende Komplexität im Stromsystem. Die Energiewirtschaft ist europaweit für einen erheblichen Anteil der CO2-Emissionen verantwortlich. In Deutschland stammten auch im Jahr 2014 46 % der CO2-Emissionen aus Kraftwerken der Energiebranche. In der Schweiz sieht das ganz anders aus. Die in der Schweiz stehenden Kern- und Wasserspeicherkraftwerke sind nahezu CO2-frei und somit sehr klimafreundlich. Will die EU ihre Klimaziele erreichen, müssen daher die CO2-Emissionen in der Energiewirtschaft deutlich gesenkt werden. Kohle- und Gaskraftwerke müssen folglich durch andere Technologien ersetzt werden. Eine Option wäre der Umstieg auf Kernkraftwerke, doch dieser hat in einigen Ländern, so auch in Deutschland und der Schweiz, seit dem Reaktorunglück in Fukushima einen schweren Stand. Kohle- und Gaskraftwerke, die sehr viel CO2-Emissionen verursachen, können demzufolge nur mit erneuerbaren Energien ersetzt werden, sollen die Klimaschutzziele erreicht werden. „Energiewende“ bedeutet im deutschsprachigen Raum folglich Ausstieg aus fossilen Energieträgern und Kernkraft und Ausbau der erneuerbaren Energien. Bei den erneuerbaren Energien machen die Stromproduktionen aus Sonne (PV) und Wind das Rennen, da sie vergleichsweise konkurrenzfähig sind. Der Ausbau der erneuerbaren Energien beschränkt sich aber keinesfalls auf Europa, sondern ist ein globales Phänomen. Im Jahr 2014 wurden alleine in China Windkraftanlagen mit einer Leistung von 23 Gigawatt zugebaut. Das entspricht der Leistung von rund 23 grossen Kernkraftwerken! Zum Vergleich: In Deutschland und in den USA wurden 2014 je rund 5 Gigawatt zugebaut. In Brasilien, Indien und Kanada je weitere 2 Gigawatt. Durch den Ausbau der erneuerbaren Energien entstehen viele dezentrale Kraftwerke, welche wetterabhängig und somit stark fluktuierend produzieren. Vor allem beim Ausbau der Stromerzeugung aus Sonnenenergie handelt es sich grösstenteils um Anlagen von Privaten. Diese sind nun gleichzeitig Produzenten von Strom als auch Verbraucher (Prosumer). Neben der stark fluktuierenden Stromproduktion aus erneuerbaren Energien wird auch der Stromverbrauch variabler und weniger gut vorhersehbar, da zwischen Eigenverbrauch der selbsterzeugten Energie und Netzbezug hin und her gewechselt wird oder intelligente Geräte sich entscheiden, zu einem bestimmten Zeitpunkt gerade keinen Strom zu beziehen. Aus dem ursprünglich einfachen Stromsystem mit grossen zentralen Kraftwerken, die Strom in eine Richtung zum Kunden lieferten, ist ein europaweiter Markt geworden mit vielen dezentralen Anlagen, unzähligen Marktteilnehmern und fluktuierender Stromproduktion. Während früher das Stromsystem Nachfrage-gesteuert war, ist es heute aufgrund der Wetterabhängigkeit der Stromproduktion Angebot-gesteuert. Nicht mehr die Verbraucher bestimmen, wann ein Kraftwerk produziert, sondern die Kraftwerke entscheiden wann Verbraucher ihren Strom konsumieren. Dafür braucht es flexible, smarte Nachfrager. Hier kommt die Digitalisierung ins Spiel, die dabei auf eine Branche trifft, welche den Wandel und Umbruch schon bestens kennt.

> weiterführende Literatur

Das Stromsystem der Zukunft ist erneuerbar und flexibel

Ein europäischer Strommarkt für die Energiewende

Die Energiewende ist beim nördlichen Nachbarn Deutschland beschlossene Sache und schreitet weiter voran. Im Jahr 2014 waren die Erneuerbaren, hauptsächlich Windkraft, Biomasse und Solarenergie, erstmals wichtigste Energiequelle im Strommix, sie verdrängten mit einem Anteil von 27,3 % am deutschen Stromverbrauch die Braunkohle von Platz 1, wie „Agora Energiewende“ berichtet. Deutschland steigt bis 2022 also definitiv aus der Kernenergie aus, das Zeitalter der regenerativen Energien hat schon begonnen. Die Übertragungsnetze und deren Ausbau bilden dabei das Rückgrat der Strominfrastruktur, die diesen Wandel bei der Elektrizitätsversorgung erst ermöglicht. Die Bundesnetzagentur in Deutschland präsentiert zu diesem Zweck jährlich einen Netzentwicklungsplan (NEP).

Lokaler Widerstand gegen Netzausbau

Zentral beim Netzentwicklungsplan sind vordergründig vier Korridore quer durch Deutschland, hauptsächlich auf einer Nord-Süd-Achse. Die Projekte „SuedLink“ und „Gleichstrompassage Süd-Ost“ würden zusätzliche Austauschkapazitäten zwischen Norddeutschland und Süddeutschland sichern, welche aufgrund des massiven Zubaus an regenerativen Erzeugungseinheiten an Land (vor allem Photovoltaik im Süden) und Offshore durch Windleistung in der Nordsee notwendig werden. An die Stromautobahn „SuedLink“ sollen die Nachbarländer Norwegen, Dänemark und Schweden angeschlossen werden. Die Gleichstrompassage Süd-Ost soll die Standorte von Windkraftanlagen in Norddeutschland, die Erzeugungs- und Lastschwerpunkte in Bayern sowie die heutigen und zukünftigen Pumpspeicher der Alpenregion verbinden. Die beiden Megaprojekte könnten bis 2034 Stromleitungen mit einer Leistung von bis zu 8 Gigawatt (GW) führen, was der Leistung von acht grossen Kernkraftwerken entspricht. Der Netzausbau würde Versorgungssicherheit gewährleisten und dabei helfen, dass Knappheiten im Süden Deutschlands, mit denen hohe Strompreisspitzen verbunden wären, vermieden  werden.

Trotzdem gibt es auch Gegner des Netzausbaus, jeweils an den konkreten geplanten Trassenverläufen: Am lautesten artikuliert wird die Skepsis gegenüber den Stromautobahnen und der Widerstand der Bevölkerung derzeit in Bayern.  Dort wird vor allem die „Gleichstrompassage Süd-Ost“ für überflüssig gehalten, was im Widerspruch zu den Planungen des Bundeswirtschaftsministeriums steht, in dessen Zuständigkeit die Energiewende fällt. Dieser Konflikt reicht bis in die höchste Regierungsebene. Im Jahr 2023, nach Abschaltung des letzten Kernkraftwerks in Bayern, treten nicht nur in Spitzenzeiten, sondern über das ganze Jahr Stunden mit defizitärer Leistungsabsicherung auf. Die Versorgungssicherheit in Bayern wäre dann akut gefährdet – das wissen auch die Trassengegner. Statt des Baus von Stromnetzen wird vorgeschlagen, Gas- und Dampf-Kraftwerke (GuD) in Bayern zu errichten, um die Versorgung zu gewährleisten. Dieser Plan funktioniert jedoch nur auf dem Papier, denn in der Realität entscheidet der Strommarkt und nicht die Lokalregierung, welche Kraftwerke zum Einsatz kommen.

Die Schaffung eines europäischen Strommarktes schreitet voran. Die Strommärkte der rotgefärbten Länder sind bereits gekoppelt. Eine Kopplung mit den rosagefärbten Länder steht kurz bevor. Die Schweizer Stromwirtschaft muss weiterhin auf eine Marktkopplung warten.
Die Schaffung eines europäischen Strommarktes schreitet voran. Die Strommärkte der rotgefärbten Länder sind bereits gekoppelt. Eine Kopplung mit den rosagefärbten Länder steht kurz bevor. Die Schweizer Stromwirtschaft muss weiterhin auf eine Marktkopplung warten.

Gaskraftwerke anstatt europäische Integration

Die Strommärkte in Europa sollen künftig noch stärker miteinander verbunden werden, um die Kraftwerke möglichst kosteneffizient einzusetzen. An den Strombörsen wird auf einem Markt Strom über die Grenzen hinweg gehandelt. Der grenzüberschreitende Handel von Strom und die Vergabe der dafür notwendigen Transportkapazität werden innerhalb der Marktkopplung (Market Coupling) gemeinsam erfüllt. Market Coupling ermöglicht es, günstige Stromangebote in einem Land zur Deckung einer Stromnachfrage in einem anderen Land mit einem höheren Preisniveau zu nutzen. Idealerweise gleichen sich dadurch in Zukunft die Preise in den gekoppelten Märkten an. Dies führt zu einem kosteneffizienten Kraftwerkseinsatz sowie zu einer optimalen Ausnutzung der grenzüberschreitenden Transportkapazitäten unter Berücksichtigung der Engpässe. Für die gesamte betrachtete Region resultiert daher eine volkswirtschaftlich effiziente Lösung.

Der Einsatz der Kraftwerke auf dem Strommarkt erfolgt nach einer Grenzkostenlogik. Das bedeutet, dass Kraftwerke mit niedrigen Grenzkosten (i.d.R. variable Kosten, also Brennstoffkosten zuzüglich laufender Betriebskosten) bevorzugt werden (Merit-Order). Strom aus erneuerbaren Energien geniesst einen Einspeisevorrang und reduziert die Stromnachfrage, welche durch konventionelle Kraftwerke gedeckt werden muss (Residuallast). Dadurch erreichen konventionelle Kraftwerke weniger Volllaststunden und werden teilweise sogar ganz aus dem Markt gedrängt. Zuerst werden Technologien verdrängt, welche relativ hohe Grenzkosten aufweisen. Dies sind insbesondere GuD-Kraftwerke. Diese Logik gilt grenzüberschreitend. Je mehr Erneuerbare in Europa am Netz sind, desto weniger Volllaststunden bleiben für konventionelle Kraftwerke.

Dies bedeutet für Deutschland und die bayerischen Kraftwerke, dass sich nach Abschaltung der Kernkraftwerke neue GuD-Kraftwerke in Bayern in der Einsatzreihenfolge der Kraftwerke aufgrund der viel höheren Grenzkosten hinter den Kohlekraftwerken im Nordosten und Nordwesten Deutschlands positionieren und somit nur wenige Stunden im Jahr im Einsatz sind. Gleichzeitig findet ein Ausbau der Windkraft in Norddeutschland statt, der diese Entwicklung zusätzlich verstärkt. Die neuen Kraftwerke in Bayern könnten also nicht rentabel betrieben werden und würden in den meisten Stunden im Jahr stillstehen. In den übrigen Stunden aber bestünde weiterhin Transportbedarf von Strom vom Norden in den Süden. Da die Netzengpässe aber weiterhin bestehen blieben, käme es in diesem Fall auf Geheiss der Übertragungsnetzbetreiber zu notgedrungenen Änderungen des Kraftwerkseinsatzes (Redispatch). Wegen der Netzengpässe würden dann die neuen GuD-Kraftwerke in Bayern anstelle der Kohlekraftwerke im Norden Deutschlands kurzfristig eingesetzt. Redispatch ist aber mit Ineffizienzen verbunden, da einerseits teure Kraftwerke einspringen müssen, obwohl kostengünstigere Optionen bereitstünden und weil andererseits die bereits verbuchten Geschäfte der nicht abgerufenen Kohlekraftwerke trotzdem beglichen werden müssen. Solche Situationen würden immer wieder auftreten. Abhilfe würde in dieser Situation der Netzausbau schaffen.

Analogon in der Schweiz

Dieses Dilemma in Bayern ist nicht nur geografisch ganz nah bei der Schweiz, sondern auch thematisch. Auch die Schweizer Energiepolitik hat den Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen und diskutiert in der Energiestrategie 2050 den Bau von neuen GuD-Kraftwerken, um die entstehende Stromlücke zu decken. Auch Stromimporte wurden zwischenzeitlich diskutiert. Das Fallbeispiel „Bayern“ zeigt aber, dass innerhalb eines europäischen Strommarktregims solche GuD-Kraftwerke kaum rentabel zu betreiben sind und volkswirtschaftlich unter aktuellen Rahmenbedingungen keiner effizienten Lösung entsprechen. Soll die Schweiz am europäischen Strombinnenmarkt teilnehmen, wie von Stromkonzernen und dem Bundesamt für Energie angestrebt, sollte der Fokus bereits heute auf dem Netzausbau, insbesondere an der Grenze zu unseren Nachbarländern, und auf dem Ausbau der erneuerbaren Energien sowie ggf. perspektivisch dem Ausbau der Speicherkapazitäten liegen. Ein Schweizer Strommarkt, welcher europäisch integriert ist, braucht dann voraussichtlich weniger lokale GuD-Kraftwerke, um Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Wenn die Schweiz die Versorgungssicherheit mit Kapazitäten innerhalb der eigenen Grenzen sicherstellen möchte, würden andere und zusätzliche Mechanismen benötigt, um diese Kapazitäten rentabel zu betreiben und damit überhaupt Investoren zu finden.

Strommarkt im Wandel

Die aktuelle Entwicklung am europäischen Strommarkt sollte immer auch in einer langfristigen Perspektive betrachtet werden. So bietet der europäische Strommarkt auf Basis der Grenzkostenlogik heutzutage nicht genügend betriebswirtschaftliche Anreize zum Kraftwerksneubau, und auch Bestandanlagen wurden in den letzten Jahren immer unrentabler. Der Strommarkt wie er heute besteht, weist unter diesem Aspekt Mängel auf. Deshalb wird das zugrunde liegende Regelwerk zurzeit stark überarbeitet. Derzeit ist noch offen, unter welchen Bedingungen die in den nächsten Jahren ausser Betrieb gehenden Kraftwerke durch die flexibel regelbaren Kapazitäten ersetzt werden können, die es braucht, um ein durch fluktuierende erneuerbare Erzeugung dominiertes Stromsystem zu stabilisieren. Die Entwicklung könnte in Richtung eines Strommarktes 2.0 gehen. Dieser setzt auf ein hochentwickeltes Netzmanagement, die Regelbarkeit von erneuerbaren Energien und auf eine deutliche Flexibilisierung der Nachfrageseite. In solch einem Strommarktdesign würden Investitionsanreize durch kurzfristig hohe Preisspitzen wieder interessanter werden. Wie genau das neue Design des Strommarktes aussieht und wie lange eine Markttransformation dauern wird, ist ungewiss. Die Chancen sind aber intakt, dass GuD-Kraftwerke und Pumpspeicher in den Alpen dann wieder rentabler betrieben werden können.

Ein europäischer Strommarkt für die Energiewende