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

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