{"id":183432,"date":"2023-06-20T07:07:47","date_gmt":"2023-06-20T05:07:47","guid":{"rendered":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/?p=183432"},"modified":"2023-08-24T01:39:44","modified_gmt":"2023-08-23T23:39:44","slug":"ist-die-energiestrategie-2050-umsetzbar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/2023\/06\/ist-die-energiestrategie-2050-umsetzbar\/","title":{"rendered":"Ist die Energiestrategie 2050 umsetzbar?"},"content":{"rendered":"

Nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima im Jahr 2011 haben Bundesrat und Parlament beschlossen, dass die Schweiz aus der Kernenergie aussteigen soll. Dieser Entscheid sowie verschiedene andere tiefgreifende Ver\u00e4nderungen im internationalen Energiesektor f\u00fchrten dazu, dass das gesamte Energiesystem der Schweiz neu strukturiert werden musste. Zu diesem Zweck hat der Bundesrat eine neue Energiepolitik mit dem Titel \u00abEnergiestrategie 2050<\/a>\u00bb erarbeitet. Die Strategie umfasst vier Hauptelemente: (1) die Stilllegung aller vier Kernkraftwerke bis 2034, (2) den Ausbau der Fotovoltaik um das 20-Fache gegen\u00fcber 2017, (3) die Elektrifizierung der Raumheizung in Wohn- und Gesch\u00e4ftsh\u00e4usern, vor allem mit W\u00e4rmepumpen, und (4) die Elektrifizierung des gesamten Verkehrs mittels elektrischer Fahrzeuge und synthetischer Fl\u00fcssigtreibstoffe, die mit erneuerbarem Strom hergestellt werden.<\/p>\n

Gem\u00e4ss einer Studie in einem Buch des Nationalrats und ehemaligen Pr\u00e4sidenten von Swissolar, Roger Nordmann[1]<\/a>, werden die Punkte 3 und 4 den Strombedarf um rund 37 Prozent erh\u00f6hen. Die Energiestrategie hat eine lebhafte Debatte dar\u00fcber ausgel\u00f6st, ob ihre Umsetzung realistisch ist oder nicht. In einer aktuellen Studie haben wir sie deshalb auf den Pr\u00fcfstand gestellt.[2]<\/a><\/p>\n

Inl\u00e4ndische Stroml\u00fccke im Winter<\/h2>\n

In der Studie haben wir die Schweizer Netzversorgung f\u00fcr die Monate Januar und Juli 2017 rekonstruiert und damit das Netz im Jahr 2050 simuliert, indem wir die oben beschriebenen Hauptelemente sowie den von Nordmann berechneten Anstieg der Stromnachfrage ber\u00fccksichtigt haben.[3]<\/a> Auch die Auswirkungen auf die Stromimporte im Sommer und im Winter haben wir analysiert.<\/p>\n

F\u00fcr Juli 2050 nehmen wir an, dass die Kernkraft und die fossil-thermische Erzeugung abgeschaltet und durch Fotovoltaik (PV) ersetzt wurden. Die offensichtlichste Ver\u00e4nderung sind die grossen Tagesspitzen im PV-Angebot, welche die Nachfrage weit \u00fcbersteigen (siehe Abbildung 1). Das wirkt sich auch auf den Einsatz von Wasserkraftwerken aus: Heute speisen Stauseen und Pumpspeicherseen die Nachfragespitzen des Tages. Im Jahr 2050 wird die Wasserkraft auf die n\u00e4chtliche Produktion verlagert. \u00dcbersch\u00fcssige Solarenergie f\u00fcllt die Pumpspeicherseen tags\u00fcber, und diese Energie wird nachts ins Netz zur\u00fcckgespeist. Die derzeitige Strompreisstruktur im Sommer wird vermutlich auf den Kopf gestellt: niedrige Preise am Tag und h\u00f6here Preise in der Nacht. Wir kommen zum Schluss, dass die Strategie 2050 im Juli 2050 technisch umsetzbar ist, allerdings mit unvorhersehbaren Risiken bei der Preisstruktur.<\/p>\n

Im Winter ist die Situation ganz anders: Im Januar 2050 sind die prognostizierten Stromimporte viel h\u00f6her als im Januar 2017 (siehe Abbildung 2). Der enorme Anstieg der Importe ist eine Folge des Ausstiegs aus der Kernenergie, des schwachen Solarangebots im Winter (und damit des Ausfalls der Pumpspeicherkraftwerke) und der gestiegenen Nachfrage. Ob die Energiestrategie 2050 im Winter realisierbar ist, h\u00e4ngt stark davon ab, ob gen\u00fcgend Importe verf\u00fcgbar sind. Wir sch\u00e4tzen die notwendigen Importe auf insgesamt 6 Terawattstunden (TWh) allein f\u00fcr den Monat Januar. Zum Vergleich: Das ist mehr, als alle Wasser- und Kernkraftwerke im Januar 2022 zusammen produziert haben. Damit liegt die Energiesicherheit der Schweiz also haupts\u00e4chlich in den H\u00e4nden ausl\u00e4ndischer Staaten.<\/p>\n

Abb. 1: Sommer: Elektrizit\u00e4tsnachfrage und -angebot (Juli 2017 und Juli 2050)<\/h2>\n

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Links: Rekonstruiertes Schweizer Stromnetz f\u00fcr 1. bis 7. Juli 2017. Rechts: Simuliertes Netz f\u00fcr 1. bis 7. Juli 2050.<\/h6>\n
Quelle: Mearns und Sornette (2023) \/ Die Volkswirtschaft<\/h6>\n

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Abb. 2: Winter: Elektrizit\u00e4tsnachfrage und -angebot (Januar 2017 und Januar 2050)<\/h2>\n

\"\"<\/p>\n

Links: Rekonstruiertes Schweizer Stromnetz f\u00fcr 1. bis 7. Januar 2017. Rechts: Simuliertes Netz f\u00fcr 1. bis 7. Januar 2050.<\/h6>\n
Quelle:\u00a0 Mearns und Sornette (2023) \/ Die Volkswirtschaft<\/h6>\n

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Ungewisse Importe<\/h2>\n

Manche sagen, dass die Schweiz im Winter bereits heute viel Strom importiert und dies auch in Zukunft tun kann. Aber stimmt das? Gegenw\u00e4rtig importiert die Schweiz haupts\u00e4chlich zuverl\u00e4ssigen Atomstrom aus Frankreich sowie Kohle- und Gasstrom aus Deutschland. Da Deutschland wie die meisten europ\u00e4ischen L\u00e4nder ein Netto-null-Ziel verfolgt und vor Kurzem sein letztes Kernkraftwerk abgeschaltet hat, k\u00f6nnen diese Importe nicht mehr sichergestellt werden.<\/p>\n

Und auch die Verf\u00fcgbarkeit von \u00fcbersch\u00fcssigem Windstrom ist nicht gew\u00e4hrleistet. In einer Studie zur europaweiten Windenergie im Oktober 2015 zeigen wir, dass es in den meisten L\u00e4ndern Europas gleichzeitig zu Windflauten kommen kann und dann viele L\u00e4nder um knappe oder gar nicht vorhandene Lieferungen k\u00e4mpfen m\u00fcssen.[4]<\/a><\/p>\n

Unsere Erkenntnisse beinhalten zahlreiche wirtschaftliche, soziale und sicherheitspolitische Risiken. Erstens: Eine auf Fotovoltaik basierende Stromversorgung in der Schweiz f\u00fchrt f\u00fcr die Erzeuger zu einem Zustand st\u00e4ndiger Volatilit\u00e4t \u2013 an jedem Tag, in jedem Jahr und zwischen jedem Jahr bis 2050. Diese Volatilit\u00e4t wird zudem durch Schocks unterbrochen, immer wenn ein Kernkraftwerk geschlossen wird. Das hat Folgen f\u00fcr das Gesamtangebot, aber auch f\u00fcr das Auff\u00fcllen der Pumpspeicherseen. Wie wir zudem gesehen haben, wird die wachsende Solarproduktion im Sommer die Wasserkraft allm\u00e4hlich in die Nachtstunden verlagern. Im Winter, wenn die einheimische Versorgung schwach ist, k\u00f6nnten die Importe ausfallen. Das kann zu einem starken Strompreisanstieg, zu Netzinstabilit\u00e4ten und zu Stromausf\u00e4llen f\u00fchren.<\/p>\n

K\u00f6nnen Speicher die Volatilit\u00e4t ausgleichen?<\/h2>\n

Wie l\u00e4sst sich die zunehmende Volatilit\u00e4t des Stromangebots gl\u00e4tten? Die Speicherung von \u00fcbersch\u00fcssigem Strom gilt oft als die L\u00f6sung. Heute sind Pumpspeicherseen der weitaus gr\u00f6sste Speicher. Meist wird in der Nacht \u00fcbersch\u00fcssige Kernkraft gespeichert und in der Nachfragespitze am n\u00e4chsten Tag freigesetzt. Im Sommer 2050 wird sich die Reihenfolge umkehren: Die \u00dcbersch\u00fcsse des Tages werden in der Nacht genutzt.<\/p>\n

Gem\u00e4ss dem grunds\u00e4tzlichen Konzept in der Energiestrategie 2050 gibt es wenig bis gar keine Sommer\u00fcbersch\u00fcsse, die im Winter genutzt werden k\u00f6nnten. Zudem ist eine saisonale Speicherung unabh\u00e4ngig vom Speichermedium (Pumpspeicherseen, Batterien oder Wasserstoff) wegen Gr\u00f6ssen- und Wirtschaftlichkeitserw\u00e4gungen nicht praktikabel und stellt daher keine Option dar.<\/p>\n

M\u00f6gliche Speicher sind allerdings Batterien, die tags\u00fcber aus PV-Anlagen in mediterranen Breitengraden gespeist und in der folgenden Nacht genutzt werden. Um rentabel zu sein, m\u00fcssen die Speicher jeden Tag gef\u00fcllt und geleert werden. Wenn die Schweiz \u00fcbersch\u00fcssigen Windstrom aus Deutschland importieren will, um die Speicher zu f\u00fcllen, ist es m\u00f6glich, dass danach der Wind in Europa f\u00fcr mehrere Tage bis Wochen stark weht und die Schweizer Speicher voll bleiben. In diesem Fall k\u00f6nnten die Pumpspeicherkraftwerke mehrere Tage oder wochenlang ungenutzt bleiben, was ohne eine wesentliche \u00c4nderung der Preisstruktur nicht rentabel ist. Daher ist dies keine Option, um saisonale und mehrt\u00e4gige Volatilit\u00e4ten auszugleichen.<\/p>\n

Hochalpine Solarenergie als Rettung?<\/h2>\n

Als wir zum ersten Mal von hochalpinen Solarinitiativen wie dem Testgel\u00e4nde in Davos-Totalp<\/a> h\u00f6rten, erachteten wir sie als unrealistische L\u00f6sung f\u00fcr die Stromknappheit im Winter. Wir gingen davon aus, dass die Schweizer niemals eine derart anf\u00e4llige Energiequelle mit solch drastischen und zerst\u00f6rerischen Umwelteingriffen nutzen w\u00fcrden. Doch nun, da einige Forschungsdaten[5]<\/a> vorliegen und das Schweizer Parlament offenbar die Solaroffensive<\/a> im Eiltempo verabschiedet hat und diese Annahmen nicht mehr halten, k\u00f6nnten zweiseitig nutzbare Solarpanels jenseits der Wolken, umgeben von Schnee, tats\u00e4chlich einen erheblichen Gewinn f\u00fcr die Winterversorgung darstellen. Solche vertikal montierte Panels sammeln sowohl das direkte Sonnenlicht als auch das, welches vom Schnee am Boden reflektiert wird. Das steigert die Gesamtproduktivit\u00e4t und verlagert die maximale Produktion vom Sommer in den Fr\u00fchling.<\/p>\n

Doch wie bei allen erneuerbaren Energien ist auch dies keine perfekte L\u00f6sung. Denn in den Hochalpen scheint nicht immer die Sonne, und was, wenn es in den Alpen st\u00fcrmt? Wir gehen davon aus, dass die alpine PV-Anlage dann einfach abgeschaltet wird, m\u00f6glicherweise tagelang. St\u00fcndliche Daten vom Testgel\u00e4nde in Davos k\u00f6nnten Aufschluss \u00fcber die saisonale Zuverl\u00e4ssigkeit geben, doch konnten wir bisher keine solchen Daten finden.<\/p>\n

Die mangelnde inl\u00e4ndische Energieversorgung im Winter und die Wetterunsicherheiten bleiben die gr\u00f6ssten Herausforderungen der Energiestrategie 2050. In diesem Sinne kann der niedrige Anteil der Solarenergie im Januar 2017 als Bad-Case-Szenario dienen. Denn 2017 war ein besonders schlechtes Jahr f\u00fcr Wintersolarproduktion in der Schweiz. In einem normalen Jahr liegt das Verh\u00e4ltnis der Solarstromproduktion zwischen Juli und Januar (J\/J) bei etwa 6. Das bedeutet: Das Potenzial der Solarenergie im Sommer ist sechsmal h\u00f6her als im Winter. 2017 lag dieses Verh\u00e4ltnis bei 12. Da dieser Fall durchaus m\u00f6glich ist und dies reale gemessene Werte darstellen, argumentieren wir, dass solche Stresstests, welche auch wetterbedingt schwierige Jahre ber\u00fccksichtigen, f\u00fcr alle erneuerbaren Energiesysteme Standard sein sollten.[6]<\/a> Schliesslich muss das Schweizer Energiesystem auch unter solch schwierigen Bedingungen robust funktionieren und gen\u00fcgend Strom produzieren k\u00f6nnen.<\/p>\n

Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen: Die Energiestrategie im Sommer k\u00f6nnte tragf\u00e4hig sein, obwohl wirtschaftliche Risiken bleiben. Im Winter ist der Plan derzeit nicht realisierbar und h\u00e4ngt stark von den Importen ab, die m\u00f6glicherweise nicht immer verf\u00fcgbar sind. Hochalpine Solarenergie mit oder ohne Speicherung k\u00f6nnte das Problem im Winter lindern, doch die wirtschaftlichen und \u00f6kologischen Kosten sind noch unklar.<\/p>\n

  1. Siehe Nordmann (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  2. Siehe Mearns und Sornette (2023). [<\/span>]<\/a><\/li>
  3. Um das Netz im Jahr 2017 zu rekonstruieren, haben wir st\u00fcndliche Daten der EU-Institution Entsoe<\/a> verwendet und diese auf die offiziellen Daten von Swissgrid<\/a> skaliert. [<\/span>]<\/a><\/li>
  4. Siehe Mearns und Sornette (2023). [<\/span>]<\/a><\/li>
  5. Siehe Zhaw.ch<\/a>. [<\/span>]<\/a><\/li>
  6. Zum Vergleich: Das BFE verwendet ein Juli\/Januar-Verh\u00e4ltnis von etwa 6, was eine vern\u00fcnftige mittlere Sch\u00e4tzung ist. Der Axpo Power Switcher<\/a>, der von vielen Analysten verwendet wird, verwendet ein Juli\/Januar-Verh\u00e4ltnis von 2,4, was impliziert, dass die Solarressourcen der Schweiz besser sind als die Italiens, was nat\u00fcrlich irref\u00fchrend ist. [<\/span>]<\/a><\/li><\/ol>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima im Jahr 2011 haben Bundesrat und Parlament beschlossen, dass die Schweiz aus der Kernenergie aussteigen soll. Dieser Entscheid sowie verschiedene andere tiefgreifende Ver\u00e4nderungen im internationalen Energiesektor f\u00fchrten dazu, dass das gesamte Energiesystem der Schweiz neu strukturiert werden musste. Zu diesem Zweck hat der Bundesrat eine neue Energiepolitik mit dem Titel […]<\/p>","protected":false},"author":10689,"featured_media":185447,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"om_disable_all_campaigns":false,"ep_exclude_from_search":false,"footnotes":""},"post__type":[69,66],"post_opinion":[],"post_serie":[],"post_content_category":[154],"post_content_subject":[124,129],"acf":{"seco_author":10689,"seco_co_author":[10802],"author_override":"","seco_author_post_ocupation_year":"","seco_author_post_occupation_de":"PhD, selbstst\u00e4ndiger Berater und ehemaliger wissenschaftlicher Gast am Lehrstuhl f\u00fcr Entrepreneurial Risks, ETH Z\u00fcrich","seco_author_post_occupation_fr":"Consultant ind\u00e9pendant, pr\u00e9c\u00e9demment h\u00f4te acad\u00e9mique \u00e0 la chaire des risques entrepreneuriaux, EPF Zurich.","seco_co_authors_post_ocupation":[{"seco_co_author":10802,"seco_co_author_post_occupation_year":"","seco_co_author_post_occupation_de":"Emeritierter Professor, Lehrstuhl f\u00fcr Entrepreneurial Risks, ETH Z\u00fcrich","seco_co_author_post_occupation_fr":"Department of Management, Technology and Economics (D-MTEC), ETH Zurich"}],"short_title":"","post_lead":"Der Ausstieg aus der Kernenergie und der Ausbau der erneuerbaren Energien sind machbar \u2013 zumindest im Sommer. Im Winter k\u00f6nnte die Schweiz auf erhebliche Importe aus dem Ausland angewiesen bleiben. Die Unsicherheit bleibt gross.","post_hero_image_description":"Schwimmende Solaranlage auf dem Stausee Lac des Toules im Wallis. Wie kann man das schwache Solarangebot im Winter \u00fcberbr\u00fccken?","post_hero_image_description_copyright_de":"Keystone","post_hero_image_description_copyright_fr":"","post_references_literature":"

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    • \r\n
      Mearns. E. und D. Sornette (2023). Are 2050 Energy Transition Plans Viable? A Detailed Analysis of Projected Swiss Electricity Supply and Demand in 2050. Energy Policy 175, 113347, pp. 1\u201320.<\/h6>\r\n<\/li>\r\n \t
    • \r\n
      Nordmann, R. (2019). Le plan solaire et climat. Favre.<\/h6>\r\n<\/li>\r\n<\/ul>","post_kasten":null,"post_notes_for_print":"","first_teaser_header_de":"","first_teaser_header_fr":"","first_teaser_text_de":"","first_teaser_text_fr":"","second_teaser_header_de":"","second_teaser_header_fr":"","second_teaser_text_de":"","second_teaser_text_fr":"","kseason_de":"","kseason_fr":"","post_in_pdf":"","main_focus":[184640,184642],"serie_email":null,"frontpage_slider_bild":"","artikel_bild-slider":null,"legacy_id":"","post_abstract":"","magazine_issue":null,"seco_author_reccomended_post":"","redaktoren":[4306],"korrektor":4139,"planned_publication_date":"20230620","original_files":null,"external_release_for_author":"20230619","external_release_for_author_time":"00:05:00","link_for_external_authors":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/exedit\/644fa1807dde7"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/183432"}],"collection":[{"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10689"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=183432"}],"version-history":[{"count":26,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/183432\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":185449,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/183432\/revisions\/185449"}],"acf:user":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4139"},{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4306"},{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10802"},{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10689"}],"acf:post":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/main_focus_post\/184642"},{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/main_focus_post\/184640"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/185447"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=183432"}],"wp:term":[{"taxonomy":"post__type","embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/post__type?post=183432"},{"taxonomy":"post_opinion","embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/post_opinion?post=183432"},{"taxonomy":"post_serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/post_serie?post=183432"},{"taxonomy":"post_content_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/post_content_category?post=183432"},{"taxonomy":"post_content_subject","embeddable":true,"href":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/post_content_subject?post=183432"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}