Sinken oder erhöhen sich die Strompreise durch erneuerbare Energien?

Im vierten Teil der Serie „Strommarkt Schweiz – Europäische Integration oder Autarkie?“ geht es um die Frage: „Kostet erneuerbare Energie nichts?“

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In einer exemplarischen Stunde ohne erneuerbare Energien (obere Grafik) liegt der Grosshandelsstrompreis deutlich höher (70 EUR/MWh) als in einer Stunde mit gleichhoher Nachfrage und hoher Produktion aus Wind und Sonne (untere Grafik, 50 EUR/MWh).

Zur Stromproduktion in der Schweiz kommen verschiedene Kraftwerkstypen zum Einsatz wie Wasserspeicherkraftwerke und Laufwasserkraftwerke, Kernkraftwerke sowie konventionell-thermische Kraftwerke, die mit Gas, Öl oder Abfälle befeuert werden. Seit einigen Jahren werden vermehrt auch Windenergieanlagen und Photovoltaik- (PV-)Anlagen, die Strom aus der Sonnenenergie gewinnen, gebaut und ans Stromnetz angeschlossen. Unabhängig vom Energieträger fallen bei einem Kraftwerksbau anfängliche Investitionskosten an. Nach der Inbetriebnahme des Kraftwerks wird zwischen fixen und variablen Kosten unterschieden. Die fixen Betriebskosten hängen nicht oder kaum von der produzierten Strommenge ab, sondern von der Anlagengrösse, von Unterhalts- oder Personalkosten sowie von Kosten der Finanzierung. Die variablen Betriebskosten oder vereinfacht gesagt „Brennstoffkosten“ sind jener Kostenpunkt, der nur dann anfällt, wenn auch tatsächlich Strom produziert wird. Bei Kernkraftwerken bemessen sich die Brennstoffkosten am Preis für die Brennstäbe aus Uran, bei thermischen Kraftwerken am Preis für Kohle, Öl oder Gas. Wasserkraftwerke haben durch die Entrichtung der Wasserzinsen ebenfalls „Brennstoffkosten“. Anders sieht es bei den neuen erneuerbaren Energien aus. Wind- und PV-Kraftwerke benötigen nämlich keine „Brennstoffe“, um Strom zu produzieren. Die Sonne scheint sozusagen unentgeltlich und auch auf Windstösse werden keine „Windzinsen“ erhoben. Kurz gesagt: Wetter ist gratis.

 

Merit-Order-Effekt

Dass Wetter gratis ist, hat weitreichende Folgen und treibt grosse Betreiber konventioneller Kraftwerke scheinbar in den Ruin, wie abermals aus schlechten Jahreszahlen grosser europäischer und schweizerischer Firmen wie Alpiq und Axpo deutlich ersichtlich wurde. Der Grund für die Turbulenzen in der Stromwirtschaft ist der sogenannte Merit-Order-Effekt. Er beschreibt die Verdrängung teuer produzierender Kraftwerke durch den Markteintritt eines Kraftwerks mit geringeren Grenzkosten, beispielsweise nach Neubau und Inbetriebnahme eines solchen Kraftwerks ins Stromnetz. Dieser Effekt ist weit über die Grenzen hinweg spürbar, da die europäischen Staaten erfolgreich an der Schaffung eines europäischen Strombinnenmarktes arbeiten. So sind alle grossen Mitspieler der europäischen Stromwirtschaft an einem Marktplatz versammelt und konkurrenzieren sich. Alle Kraftwerksbetreiber, die an der Strombörse teilnehmen, geben stündliche Gebote ab, zu welchen sie bereit sind, Strom zu produzieren. Gemäss Marktlogik liegt dieser Gebotspreis exakt so hoch wie die variablen Betriebskosten, also Brennstoffkosten. Der starke Ausbau von PV- und Windenergieanlagen in Deutschland, Frankreich, Österreich und Italien, perspektivisch auch in der Schweiz, löst nun in vielen Stunden diesen Merit-order-Effekt aus, da PV- und Windstrom keine Brennstoffkosten vorweisen und deshalb „gratis“ an der Strombörse angeboten werden. In Zeiten hoher Strom-Netzeinspeisung durch Wind und PV verdrängt dieser Erneuerbare-Strom den Strom aus den teuren konventionellen Kraftwerken und senkt so über den Merit-Order-Effekt den Grosshandelspreis. Bei gleicher Stromnachfrage liegt der Strompreis einer exemplarischen Stunde ohne erneuerbare Energien deutlich höher als in einer Stunde mit hoher Produktion aus erneuerbaren Energien (siehe Abbildung). Obwohl PV- und Windstrom am Grosshandel „gratis“ anbieten, können sie Erträge erzielen, da alle Kraftwerke, auch Kernkraft- oder Kohlekraftwerke, gemäss Marktlogik nicht ihren Gebotspreis, sondern den Gebotspreis des teuersten zur Nachfragedeckung gerade noch benötigten Kraftwerks erhalten. Dieses Kraftwerk wird in dieser Stunde preissetzend für den gesamten Börsenplatz. Alle Kraftwerke, die geringere Grenzkosten vorweisen, erwirtschaften in dieser Stunde einen Beitrag zur langfristigen Deckung ihrer Fixkosten.

Der Merit-Order-Effekt hat auf dem europäischen Strommarkt deutlich Spuren hinterlassen. So hat sich der Grosshandelsstrompreis seit 2007 mehr als halbiert, wobei dabei nicht ausschliesslich der Ausbau der erneuerbaren Energien eine Rolle spielte. Grosse Kraftwerksbetreiber müssen deshalb ihren Strom zu deutlich tieferen Preisen verkaufen als noch vor 8-10 Jahren und haben zusehends Mühe, ihre Fixkosten zudecken.

 

Höhere Stromrechnung?

Scheint mittags viel Sonne oder bläst starker Wind, dann verdrängt der Strom aus PV oder Wind die teuren Öl- oder Gaskraftwerke auf dem europäischen Strommarkt. Dadurch fällt der Strompreis im Grosshandel. Trotz stark fallender Preise haben sich die Stromkosten für die Endkunden seit 2007 nicht verbilligt. In Deutschland zahlen die Endkunden heute sogar fast doppelt so viel verglichen mit dem Jahr 2000. Der Grund dafür liegt in der Zusammensetzung des Endkunden-Strompreises. Auf der Stromrechnung erscheinen nicht nur die Kosten des eigentlichen Stroms, welcher aufgrund des Merit-Order-Effekts in den letzten Jahren gesunken ist, sondern auch Netzentgelte, Steuern und Abgaben. Der eigentliche Strompreis macht bei genauer Betrachtung nur rund ein Drittel der Stromrechnung aus. Rund 7 Rp./kWh, oder rund ein Drittel der Stromrechnung, werden in einem durchschnittlichen Haushalt zur Deckung der Strometzkosten erhoben. Nochmals rund 7 Rp./kWh, oder nochmals ein Drittel, entrichten die Haushalte über die Stromrechnung an Steuern und an die KEV-Umlage. Die Kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) ist das Instrument des Bundes, welches zur Förderung der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien eingesetzt wird, also für den Bau neuer Wind- und PV-Anlagen, welche zukünftig somit weiterhin den Merit-Order-Effekt auslösen und Betreiber konventioneller Anlagen dadurch auch in den folgenden Jahren unter Druck setzen.

 

Sinken oder erhöhen sich die Strompreise durch erneuerbare Energien?

2013 war ein unterdurchschnittliches Wetterjahr

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Das Wetterjahr 2013 wurde in Zürich durch anhaltend winterliche Verhältnisse bis im April geprägt. Ein heisser und extrem sonniger Sommer brachte den Ausgleich zu einem sehr trüben und deutlich unterkühlten Jahresbeginn. Ende November beendete ein erster Wintereinbruch einen milden Herbst. Der Dezember brachte auf dem Zürichberg so viel Sonnenschein wie nie zuvor.

Winter bis im Frühling
Ganz normal startete das Wetterjahr 2013 mit dem typisch schweizerischen Auf und Ab. Die erste Januarhälfte war leicht zu mild, bevor die zweite Hälfte zur Jahreszeit passend kühle Temperaturen sowie einige Schneefälle brachte. Der Monatswechsel war dann wieder mild. Extremer war der Jahresstart im Tessin, wo mit Nordföhn gleich frühlingshafte Temperaturen herrschten. Am 5. Januar wurden 22-23 Grad registriert, mitunter die höchsten je gemessenen Januartemperaturen im Tessin.
Im Februar kehrte dann der eisige Winter zurück, welcher wir bereits aus dem Vorjahr kannten. Zwei aufeinander folgende Kältewellen, die erste um den 10., die zweite um den 20. Februar, sorgten für ausgesprochen kalte Verhältnisse, vor allem in erhöhten Lagen. Die Tiefsttemperatur des Jahres 2013 wurde in Zürich am 14. Februar mit -10,9 Grad erreicht. Der gesamte Februar war in Zürich rund zweieinhalb Grad zu kalt und der zweitkälteste der letzten zehn Jahre. Nur an drei Februartagen (zu Monatsbeginn) lag auf dem Zürichberg keine Schneedecke. Normalerweise ist lediglich an 11 der 28 Februartage mit einer Schneedecke zu rechnen. Im Hochgebirge lagen die Wintertemperaturen 2012/13 (Dezember-Februar) massiv unter dem Referenzwert der Jahre 1981-2010. Auf dem Jungfraujoch wurde sogar der kälteste Winter seit über 40 Jahren beobachtet.
Die Talsohle des unterkühlten Frühjahrs wurde aber erst mit einem anhaltend winterlichen März durchschritten. Arktische Kaltluft sorgte wiederholt für Schneefälle bis ins Flachland und für tiefwinterliche Temperaturen. Der dritte Monat des Jahres war knapp 3 Grad zu kalt und sonnenarm. Lediglich an sechs Tagen lagen die Temperaturen auf oder knapp über dem Referenzwert der letzten 30 Jahre. An 11 Tagen lag auf dem Zürichberg Schnee, fast doppelt so viele wie in einem durchschnittlichen Jahr.

Jahr ohne Frühling
Auch der launische April startete ausgesprochen kalt. Bis Mitte Monat lagen die Tagesmittelwerte nicht selten unter 5 Grad. Kurz nach Monatsmitte kam die vermeintliche Erlösung. Südwestliche Winde brachten frühsommerliche Luft in den Alpenraum und liessen die Temperaturen bei sehr sonnigem Wetter just am Sechseläutenwochenende auf bis zu 25 Grad ansteigen. Nach trüben und kalten Monaten wurde die sonnige Wärme sehnsüchtig begrüsst. Doch wär hätte geahnt, dass diese fünf Apriltage die wärmsten des gesamten Frühlings bleiben, obwohl der Mai noch vor der Tür stand?
Nach einem durchaus durchschnittlichen Maibeginn sackten die Temperaturen in der zweiten Maihälfte erneut auf fast winterliches Niveau ab. Mit sehr viel Regen und zahlreichen wolkenverhangenen Tagen ging der nässeste Monat des Jahres 2013 zu Ende. Das Monatsmittel lag verglichen mit der Periode 1981-2010 erneut mehr als 2 Grad unter der Norm. Gleichzeitig führte die seit Januar anhaltende Sonnenarmut zur sonnenärmsten Januar-Mai-Periode in Zürich seit 1884. Die Ängste über einen Totalausfall des Sommers waren Ende Mai gross. Doch zum Glück kam es anders. Das Jahr ohne Frühling sollte sich im Sommer zum Besseren wenden.

Der schönste Sommer
Zum meteorologischen Sommerbeginn (1. Juni) deutete jedoch noch wenig auf einen heissen Sommer. Der Juni startete zu kühl und sonnenarm. Kurz nach Monatsmitte rollte dann die erste Hitzewelle des Jahres über die Schweiz. In Zürich wurde der wärmste Junitag seit Messbeginn 1864 beobachtet und endlich gab es viel Sonnenschein über mehrere Tage hinweg. Zum Monatsende kehrte kurzzeitig das alte trüb-kalte Wettermuster zurück und sorgte für die einzige nennenswerte Sommerniederschlagsperiode 2014. Der Juli war dann temperaturmässig ein einziger Steigerungslauf. Ausgehend von durchschnittlichen Sommerwerten anfangs Monat gipfelte der Hochsommermonat in einer markanten Hitzewelle zum Monatsende. Erneut wurden ausgesprochen hohe Tagesmittel von über 26 Grad in Zürich beobachtet. Im Juli und August wurde die Schweiz praktisch durchwegs mit sonnigem Hochsommerwetter verwöhnt. Alleine im Juli schien die Sonne in Zürich mehr als 300 Stunden und auch im August kamen nochmals 240 Sonnenstunden dazu. Mehr Sommer-Sonnenschein gab es nur 2003 und davor 1911. Der Juli war mit durchschnittlich 20,7 Grad mehr als 2 Grad zu warm und einer der wärmsten Monate in der Züricher Messreihe. Die Jahreshöchsttemperatur in Zürich wurde am 27. Juli mit 34,5 Grad gemessen. Im ganzen Sommer gab es lediglich 13 Tage mit mehr als 5 Liter Regen pro Quadratmeter, so dass auch alle drei Sommermonate zu trocken über die Bühne gingen. Vor allem im Juli und August herrschte mit lediglich 50 bis 60 Prozent der üblichen Niederschlagsverhältnisse Trockenheit.

Nasser Herbst
Normalerweise fallen die grossen Niederschlagsmengen in Zürich im Sommer. Die Monate Juni bis August sind mit dem Mai die nässesten im Jahresverlauf. Nicht so in diesem Jahr. Nach einer ersten „Regenzeit“ im Frühling mit mehr als 140 Liter pro Quadratmeter alleine im Mai kam eine unbekannte Trockenzeit in den Sommermonaten, bevor die Herbstmonate September bis November wieder deutlich mehr Niederschläge brachten als die vorangegangenen Monate Juli und August. September und Oktober schenkten aber trotz Regen auch genügend Sonnenstunden und waren zudem überdurchschnittlich mild. Vor allem die zweite Oktoberhälfte war ausgesprochen warm, teilweise nochmals spätsommerlich. Der November war in der Folge trüb, nass und leicht zu kalt. Ein Highlight brachte dann der Dezember hervor. So erlebte Zürich den mit Abstand sonnenreichsten Dezember seit Messbeginn 1884. Mit mehr als 100 Sonnenstunden schien die Sonne fast zwei Mal länger als üblich. Der bisherige Rekordhalter aus dem Dezember 1985 mit 85 Stunden wurde deutlich überboten, wie aus Daten von MeteoSchweiz hervorgeht.

Jahresbilanz
Die Jahresmitteltemperatur lag mit 9,1 Grad knapp drei Zehntelgrade unter dem Durchschnitt der Jahre 1981-2010. Kälter war es letztmals im 2010 und zuvor 1996. Das vergangene Jahr brachte in Zürich etwas mehr als tausend Liter Niederschlag pro Quadratmeter und war somit einige Prozentpunkte oder rund 50 Liter pro Quadratmeter zu trocken. Nicht einmal einen Prozentpunkt oder lediglich vier Stunden unterdurchschnittlich blieb die Sonnenscheindauer im 2013 in Zürich. Insgesamt strahlte die Sonne mehr als 1540 Stunden vom Zürcher Himmel. Mehr als 200 Stunden weniger als im Vorjahr und erstaunliche 400 Stunden weniger als im sonnigen Jahr 2011. Im Grossen und Ganzen war 2013 also ein unterdurchschnittliches Wetterjahr.

2013 war ein unterdurchschnittliches Wetterjahr

Sommerlicher Januskopf: welche Seite darf’s denn sein?

August bedeutet Sommer. Das hat der letzte Sommermonat auch dieses Jahr wieder bestätigt. Die Schweiz wurde in den letzten Wochen mit sehr viel Sonnenschein verwöhnt. Obwohl Sommerwetter vorherrschte, zeigte der August unterschiedliche Witterungscharaktere. 

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Windrose für die ersten zwei Augustwochen der Wetterstation Zürich-Witikon.

Die erste Augusthälfte war sonnig, warm und niederschlagsarm. Für viele herrschte perfektes Sommerwetter. Mit rund 150 Sonnenstunden, einer gemittelten Temperatur von rund 20 Grad und lediglich 20 mm Niederschlag war dies auch in den Wetterparametern ersichtlich. Zwischen dem 7. und dem 20. August herrschte traumhaftes Sommerwetter, jedoch dominierte nicht durchgehend derselbe Witterungscharakter den Schweizer Augustsommer. Zwei Sommerwettertypen gaben sich am Wochenende 11./12. August die Wetterklinke in die Hand.

Sommerwetter ohne Sommertage
Am 7. August stiess ein Hochdruckgebiet nach Mitteleuropa vor und trocknete die Luft über dem Alpenraum ab. Es war der Anfang einer langen Schönwetterphase. Das Zentrum des Hochs lag nördlich der Alpen, so dass auf der Alpennordseite leichte Bisentendenz aufkam, welche auch in den Folgetagen anhalten sollte.
Die Absinkbewegung im Hochdruck sorgte für sternenklare Nächte mit entsprechend starker, langwelliger Ausstrahlung. Die Temperaturen sanken bis am Morgen auf frische 10 bis 14 Grad ab, wobei die höchsten Werte entlang der wärmenden Gewässer gemessen wurden. Tagsüber präsentierte sich die Sonne auf einem häufig blauen Himmel mit nur wenig flachen Quellwolken am Nachmittag. Die leichte Bisenströmung dämpfte den Temperaturanstieg stark. Über die Mittagszeit gab es gerademal Werte um 20 Grad und die Höchstwerte kurz vor dem Feierabend um 17.00 Uhr lagen bei 23 bis 25 Grad – begleitet von der Bise fühlten sich dies nicht gerade heiss an, so dass es im Schatten vielen zu kühl war. Geschwitzt hatte man in dieser Woche trotz Sommerwetter nie. Die sehr stabile atmosphärische Schichtung und die Bise verunmöglichten aber die Bildung von nennenswerten Quellungen oder sogar Gewittern. So blieb es die ganze Woche trocken und nie kam auch nur ein Hauch Angst vor einem Abendgewitter auf. Die Kehrseite der Medaille waren aber eben die Temperaturen. An der Wetterstation Zürich-Fluntern der MeteoSchweiz stieg das Thermometer trotz Sommerwetter zwischen dem 7. und dem 11. August wegen der leichten Bise nie über die Sommermarke von 25 Grad, wobei die Quecksilbersäule zweimal nur einige Zehntelgrad davon entfernt blieb.

Gewittergefahr lauert
Auf den 12. August ereignete sich dann ein Witterungswechsel, welcher aufs erste niemand zu spüren bekam, denn der Tag begann wie seine Vorgänger mit viel Sonnenschein und frischen 12 Grad auf dem Zürichberg. Im Tagesverlauf drehten die Winde aber von Nordosten (Bise) auf Südwesten. Prompt stieg das Thermometer auch auf dem Zürichberg über 25 Grad und prompt war der Nachmittagshimmel nicht mehr tiefblau sondern wieder gespickt voller grosser Quellwolken. Die südwestliche Strömung führte nicht nur wärmere sondern in tieferen Luftschichten auch wieder feuchtere Luft in die Schweiz. Die starke tägliche Sonneneinstrahlung brachte die feuchte Luft zum dampfen und bereits zogen die ersten Gewitter wieder an den Voralpen entlang. Nur um ein Haar wurde Zürich in der Nacht auf den 13. August von einem Gewitter verschont, die Angst vor einem Abendgewitter begleitet einem nun wieder Tag für Tag. Die folgenden Nächte kühlten in der feuchten Südwestströmung nicht mehr so stark ab. 17 Grad in den Morgenstunden und bereits über die Mittagszeit wurden weit über 20 Grad verzeichnet. Das Hemd klebt bei schwül-heissen 30 Grad am Nachmittag am Körper. Kaum eine Brise durchmischt die stickige, stehende Sommerluft. Der Witterungswechsel ist vollzogen. Zwei Wochen Sommerwetter mit zwei total unterschiedlichen Gesichtern: Der August präsentierte seinen sommerlichen Januskopf.

Mehr Bise, weniger Westwind
Die Präferenzen fürs Lieblings-Sommerwetter gehen weit auseinander. Für die einen war die Woche mit tiefblauem Himmel, leicht gedämpften Temperaturen und gewitterfreien Nächten die perfekte Sommerwoche, für die anderen herrscht erst der perfekte Sommer, wenn das Schwitzen auch in den Nächten nicht aufhört und sie tagsüber nur dem Schatten nachgehen können. Das Abendgewitter nehmen sie dafür gerne in Kauf. Nordost- und Südwestlagen bringen der Schweiz Sommerwetter, wenn auch mit anderen Charakterzügen. Seit 1960 haben die Nordostlagen mit Bisentendenz im Schweizer Mittelland signifikant zugenommen und kommen heute rund 18 Prozent häufiger vor als noch vor 50 Jahren. Im Schnitt sind es heutzutage 25 Tage pro Sommer mit Nordostlage. Die Anzahl Südwestlagen haben sich im Gegenzug kaum verändert. Kompensiert wird die Zunahme der Nordostlagen mit einer deutlichen Abnahme der wechselhaften und kühlen Westlagen. Gleichzeitig wurden auch alle Wetterlagen deutlich wärmer in den letzten 50 Jahren. Am stärksten haben sich die Wetterlagen Nordost und Ost erwärmt, so sind sie heute rund 2,5 Grad wärmer als noch um 1960. Gut möglich, dass in Zukunft also auch Sommertage mit Bise richtig warm werden können. Egal zu welchen Sommerliebhabern Sie gehören, der August 2012 brachte für jeden die perfekte Sommerwoche.

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