CO2-Fußabdruck des Stromverbrauchs mit Solar- und Windenergie in der Schweiz verringern.
Die Schweiz ist auf Stromimporte aus Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen angewiesen. Ein Forscherteam der Universität Genf (UNIGE) und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat verschiedene Szenarien zur Verringerung des mit dem Stromverbrauch verbundenen CO2-Fußabdrucks der Schweiz untersucht. Um dies zu erreichen und gleichzeitig den zukünftigen Elektrifizierungsbedarf zu decken, empfehlen die Autoren neben dem Import von Strom die Einführung eines inländischen Erzeugungsmixes aus Wind- und Photovoltaikenergie. Und dies alles ohne den Einsatz von Kernenergie. Dieses Szenario würde es der Schweiz ermöglichen, ihren Beitrag zu den globalen Treibhausgasemissionen um schätzungsweise 45% zu reduzieren.
Solarenergie als Schlüssel zur Dekarbonisierung der Schweiz.
Die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre ist die Hauptursache für die globale Erwärmung. Ein erheblicher Teil dieser Gase wird durch die für die Stromerzeugung genutzten Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen verursacht. Es wird geschätzt, dass diese Kraftwerke ein Viertel der gesamten Treibhausgasemissionen in Europa verursachen. In der Schweiz, wo die Elektrizität hauptsächlich durch Kern- und Wasserkraftwerke erzeugt wird, macht diese Produktion 2 % der Treibhausgasemissionen aus.
Allerdings ist es oft wirtschaftlich attraktiv, einen Teil der erzeugten Energie an Nachbarländer zu verkaufen und zu exportieren. Die Schweiz ist daher auch auf Importe angewiesen, um ihren Bedarf zu decken. Diese machen 11% des Stromverbrauchs aus. Der Strom stammt also aus Kraftwerken, die sehr "kohlenstoffintensiv" sind. Ein wissenschaftliches Team der UNIGE und der Empa hat verschiedene Energieszenarien entwickelt und den besten Weg zur Dekarbonisierung der Schweiz definiert. Das bedeutet, den Verbrauch von Primärenergieträgern, die Treibhausgase ausstossen, zu reduzieren.
"Wir haben sieben verschiedene Szenarien entwickelt, die Solar-, Wind- und Wasserkraft in unterschiedlichem Ausmass einbeziehen. All dies mit und ohne Nutzung der Kernenergie, da die Schweiz bis 2050 einen schrittweisen Ausstieg aus dieser Produktionsart plant", erklärt Elliot Romano, leitender Wissenschaftler am F.-A. Forel Abteilung für Umwelt- und Wasserwissenschaften an der UNIGE Fakultät für Naturwissenschaften. Die Forscher berücksichtigten auch die Möglichkeiten der Versorgung aus dem Ausland, die zur Deckung der Nachfrage unerlässlich sind, sowie den Bedarf der Bevölkerung an Elektrifizierung von Mobilität und Heizung.
Geringere Importe.
Nach Prüfung der verschiedenen
Optionen kam das Forschungsteam zu dem Schluss, dass das optimale Szenario ein
Mix aus Photovoltaik- und Windenergieerzeugung wäre. "Dieser Mix ist der
effizienteste Weg, um den Fussabdruck des Landes zu reduzieren, aber auch die
beste Alternative zur Kernenergie", sagt Martin Rüdisüli, Forscher am
Urban Energy Systems Laboratory der Empa und Erstautor der Studie. Das Modell
geht von einer grossen Windstromproduktion von 12 TWh und einer
Solarstromproduktion von 25 TWh aus. Zum Vergleich: In der Schweiz wird die
Solarenergie im Jahr 2021 2,72 TWh und die Windkraft 0,13 TWh erzeugen. Im
Vergleich zu einer Kernkraftlösung reduziert der vorgeschlagene Produktionsmix
den Importbedarf von 16 TWh auf 13,7 TWh.
Andererseits würde sich bei diesem Szenario - das auch den künftigen Strombedarf im Zusammenhang mit der Elektromobilität und dem Wärmebedarf von Gebäuden berücksichtigt - der Kohlenstoff-Fußabdruck des Verbrauchs von 89 g CO2 pro kWh (im Jahr 2018) auf 131 g CO2 pro kWh in der Zukunft erhöhen. Die Elektrifizierung dieser Bedürfnisse insgesamt würde jedoch den Beitrag der Schweiz zu den globalen Treibhausgasemissionen um 45% reduzieren. Die Forscher zeigten auch, dass die heutigen Speicher die sommerlichen Stromüberschüsse, die durch die grosse Leistung der dann in Betrieb befindlichen Photovoltaik-Kraftwerke entstehen, nur teilweise bewältigen können.
"Bisher basierte die Forschung über den Fußabdruck der Stromerzeugung auf durchschnittlichen Verbrauchswerten, insbesondere auf Jahreswerten. Die Stärke unserer Studie liegt in der Verwendung von Stundenwerten und ist daher viel präziser", erklärt Elliot Romano. Der direkte, aber auch der indirekte Fußabdruck dieser Produktion wurde ebenfalls integriert. "Wir haben den Fußabdruck berücksichtigt, der zum Beispiel durch die Herstellung des Betons für den Bau eines Kraftwerks entsteht. Diese Methode ermöglichte es uns also, eine umfassende Analyse des Lebenszyklus der Stromerzeugung vorzunehmen.
Diese Methode und die präzisen Daten liefern konkrete Hinweise für die Energiestrategie 2050 der Schweiz.