Der Schweiz fehlen 2050 rund 50 Terawattstunden Strom, Primärenergieverbrauch pro Kopf zu hoch.
Um das Netto-Null-Ziel bis 2050 möglichst kostengünstig zu erreichen, müsste sich die installierte Photovoltaikleistung alle zehn Jahre verdoppeln, und drei Viertel aller Wohngebäude müssten dann mit Wärmepumpen beheizt werden. Damit würde sich der durchschnittliche Pro-Kopf-Energieverbrauch der Schweiz im Vergleich zu heute halbieren. Damit würde sich die Schweiz in die viel zitierte 2'000-Watt-Gesellschaft verwandeln, was bedeutet, dass der jährliche Primärenergieverbrauch pro Kopf einer durchschnittlichen Leistung von 2'000 Watt entsprechen würde. Heute sind es fast 4'000 Watt pro Person.
Bei einem verzögerten Ausbau der erneuerbaren Energien müsste der durchschnittliche Leistungsbedarf noch weiter auf 1.750 Watt gesenkt werden. In diesem Fall könnte das Netto-Null-Ziel vor allem durch zusätzliche Anstrengungen zur Energieeinsparung erreicht werden - was entsprechend höhere Kosten mit sich bringen würde, zum Beispiel für mehr Wärmedämmung und bessere Prozessintegration.
Die Photovoltaik spielt bei der Energiewende eine wichtige Rolle. Die Schweiz könnte jährlich rund 50 Terawattstunden Solarstrom ernten, wenn alle verfügbaren Flächen genutzt würden. Heute werden aber nur vier Prozent davon genutzt. Will das Land bis 2050 weitgehend auf Energieimporte verzichten, müssten mehr als 90 Prozent dieser Flächen erschlossen werden.
Es braucht flexible Energiesysteme und mehr grünen Strom.
Der Übergang zu einer
nachhaltigeren, kohlenstoffarmen Zukunft beschleunigt sich. Die Energiewende
wird durch den schrittweisen Ersatz von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch
erneuerbare Energien, durch Vorschriften zur Luftreinhaltung und durch die
direkte und indirekte Elektrifizierung von mehr Anwendungen vorangetrieben. Heute
fließt die Energie in mehr Richtungen und durch mehr Geräte als je zuvor durch
das Netz, und obwohl diese Dezentralisierung mehr Komplexität und
Herausforderungen mit sich bringt, schafft sie auch neues Potenzial.
Alles ist „Stromnetz“ – das ist die richtige Art und Weise, wie Energie verteilt, gespeichert und verbraucht wird. Dieser neue Ansatz erfordert aber eine hohe Flexibilität. Alle Beteiligten haben die Möglichkeit eine Zukunft zu gestalten, in der Hausbesitzer und Unternehmen die Kosten und Umweltauswirkungen von Energie reduzieren können. Flexible, intelligente Energie schafft neue Möglichkeiten für alle. Wir müssen dringend mehr Erneuerbare zubauen, um die Energiewende zu schaffen und für eine hohe Versorgungssicherheit zu sorgen. Dazu gehört aber auch eine viel höhere Flexibilität der Netze. Doch dieses Konzept ist in der Schweiz noch nicht so richtig angekommen.
Die stark dezentralisierte Natur der erneuerbaren Energien stellt das traditionelle Stromversorgungsmodell auf den Kopf. Strom fließt nicht mehr nur in eine Richtung, nämlich vom Energieversorger, der ihn erzeugt, zu den Verbrauchern. Das neue Energie-Ökosystem besteht aus einem komplizierten Netz von „Prosumern" - Verbrauchern und Unternehmen, die ihre eigene Energie vor Ort erzeugen, nur so viel verbrauchen, wie sie benötigen, und in vielen Fällen überschüssige Energie wieder in das Netz einspeisen wollen. Darüber hinaus wird die Elektrifizierung des Verkehrs, der Gebäudesysteme und der industriellen Prozesse in den kommenden Jahrzehnten zu einem erheblichen Anstieg der Nachfrage nach elektrischer Energie führen. Rechenzentren, Büros, Fabriken und ähnliche Einrichtungen können über Batterie- und thermische Energiespeichersysteme und netzinteraktive unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme an diesem Wandel teilhaben.
Intelligente Stromnetze (SmartGrids).
Dies wird zu enormen Stromflüssen
in beide Richtungen führen, die ein Netz erfordern, das flexibel genug ist, um
die höhere Volatilität und Nachfrage zu bewältigen. Die Elektrifizierung von
immer mehr Bereichen der Wirtschaft, einschließlich des Verkehrs, der
Gebäudesysteme und der Industrie, wird bis 2050 zu einem erheblichen Anstieg
der Stromnachfrage führen. Es ist technisch möglich, diese zusätzliche
Nachfrage mit Strom zu decken, der aus kohlenstoffarmen oder -freien Quellen
erzeugt wird. Dies erfordert jedoch eine konzertierte staatliche Unterstützung
durch Politik und Regulierung sowie durch Forschung und Entwicklung, um die
Kosten für neue grüne Energiequellen wie sauberen Wasserstoff zu senken.
Dekarbonisierung: sauberer Strom.
Unternehmen und Verbraucher
beteiligen sich an Initiativen für sauberen Strom. Die aktive Beschaffung von
Strom aus erneuerbaren Energien durch Unternehmen ist etwa noch drei Mal so
hoch wie die Produktion für den Eigenverbrauch. Auf der Verbraucherseite sinken
die Preise für Ladetechnologien für Elektrofahrzeuge (EV) weiter, während die
Verfügbarkeit von Ladestationen weiter zunimmt.
Durch Eigenverbrauch des selbst
erzeugtem, sauberem Stroms zur Senkung der Energiekosten ermöglicht die Schweiz
den Energieverbrauchern - sowohl Verbrauchern als auch Unternehmen – eine
Nachfragereduzierung, bei der das Versorgungsunternehmen die Nachfrage und/oder
die Stromerzeugung vor Ort als Reaktion auf Signale für den
Echtzeit-Netzausgleich erhöhen oder verringern kann.
Immer mehr Haushalte, Unternehmen und Gemeinden werden zu Energieerzeugern, die
weniger auf das Stromnetz angewiesen sind. Sie erzeugen, speichern und
verbrauchen ihre eigene Energie über erneuerbare Solaranlagen, Windturbinen,
Mikronetze und Batteriespeicher. Und sie schaffen einen bidirektionalen
Stromfluss, der die Art und Weise, wie Energie verwaltet wird, verändert und
die Auswirkungen von plötzlichen Ausfällen durch Stromausfälle, Cyberattacken
und extreme Wetterereignisse verringert. Diese Prosumer können auch
überschüssige Energie an das Netz zurückverkaufen und die Vorteile von
Demand-Response-Programmen nutzen, um die Stromrechnungen zu senken.
Digitalisierung: Konnektivität hinter starken Entscheidungen.
Die digitale Innovation kann
genutzt werden, um intelligentere Entscheidungen für das Energiemanagement von
Unternehmen oder Privatpersonen zu treffen. Die Umwandlung von Daten aus Geräten,
Anlagen oder Prozessen in verwertbare Erkenntnisse hilft Verbrauchern und
Unternehmen, neue Effizienzsteigerungen zu erzielen, die Betriebszeit zu
maximieren und ihren Energiebedarf zu verwalten. Durch Technologien, welche die
bidirektionale Stromerzeugung, -speicherung und das Energiemanagement
unterstützen, spielen wir alle eine entscheidende Rolle bei der Deckung des
Nachfragewachstums und dem Ausgleich der Netzvolatilität. Als Gesellschaft
gestalten wir die Wertschöpfungskette der Stromversorgung neu und bauen sie
um.
Häuser, Büros, Stadien, Fabriken und Rechenzentren können jetzt mehr eigenen Strom erzeugen und speichern, um ihre Energiekosten zu optimieren, ihren CO2-Fußabdruck zu verringern und in einigen Fällen die Abhängigkeit vom Stromnetz zu reduzieren. Die Marktanteile von erneuerbaren Energien und Batterien steigen weiter und spielen eine immer größere Rolle in der Energieversorgung. Die stetig steigende Wettbewerbsfähigkeit der erneuerbaren Energien, ihre Modularität, ihre schnelle Skalierbarkeit und ihr Potenzial zur Schaffung von Arbeitsplätzen machen sie äußerst attraktiv. Die Herausforderung besteht darin, ein Gleichgewicht zwischen den variablen erneuerbaren Energien und den Speicheroptionen und der von den Nutzern geforderten ständigen Verfügbarkeit von Strom herzustellen.
Elektrische Fahrzeuge.
Die sich ändernde
Energienachfrage wird sich auf die Infrastrukturinvestitionen auswirken. Um
diese Auswirkungen auf die Netze richtig zu managen, wird entscheidend sein, einen
belastbaren Systemansatz zu entwickeln, der die verschiedenen Anlagen und die
EV-Infrastruktur nahtlos und flexibel integriert. Stromversorgungssysteme,
Hersteller von Elektrofahrzeugen und Anbieter von Ladeinfrastruktur können dann
ein tieferes Verständnis der Energienutzung fördern, um die Energieeffizienz zu
maximieren und die Betriebskosten für die Verbraucher zu senken.
Smartgrids und Microgrids.
Die Netze selbst müssen
intelligenter werden (Smartgrids) und es müssen viele kleine Microgrids gebaut werden,
um die Stromversorgung vom Hauptnetz zu trennen. Somit können mehrere Quellen
die Erzeugung und die Nachfrage vor Ort autonom ausgleichen ohne das Netzt
dafür zu benötigen. So kann Energie im Microgrid dann zur Verfügung gestellt
werden, wenn sie benötigt wird und erst dann, wenn sich das Microgrid nicht
mehr autonom versorgen kann, wird Strom vom Netz bezogen (oder auch Strom ans
Netz abgegeben). Microgrids helfen mit, die Stabilität der Netze zu erhöhen.
Netzmodernisierung.
Trotzdem müssen die Netze modernisiert
werden. Dies ist gerade für die Schweiz als Strom-Transportland innerhalb des
europäischen Stromnetzes ein sehr wichtiger Faktor. Die Technologien zur
Umwandlung von Wind und Sonnenlicht in erneuerbare Energien sind ausgereift und
ermöglichen flexiblere Stromversorgungsmöglichkeiten. Das Wachstum der
erneuerbaren Energien, der dezentralen Stromerzeugung und der bidirektionalen
Energieversorgung trägt dazu bei, dass immer mehr Haushalte, Unternehmen und
Gemeinden ihre eigene saubere, zuverlässige Energie erzeugen und weniger auf
das Versorgungsnetz angewiesen sind. Dennoch ist die Qualität und Flexibilität
der Versorgungsnetze ein grosses Thema
Nachhaltige Entwicklung in der Schweiz mit erneuerbaren Energien.
Die Fortschritte bei der Einführung von neuen Technologien für erneuerbare
Energien basieren auf einem erfolgreichen und stetigen Innovationsprozess. Im
Jahr 2012 lag das Bruttoinlandsprodukt der Schweiz (BIP) pro Kopf bei 44 700
EUR, womit die Schweiz nach Luxemburg und Norwegen an dritter Stelle in Europa
und lag deutlich über dem Durchschnitt der gesamten EU von 25 200 EUR. Die
Arbeitslosenquote lag im Jahr 2012 bei 4 %. Die Schweizer Wirtschaft profitiert
von einem hoch entwickelten Dienstleistungssektor, auf den 66 % der
Bruttowertschöpfung (BWS), gefolgt vom Industriesektor mit 21 % der BWS.
Die erneuerbaren Energien, insbesondere die neuen Technologien (mit Ausnahme der Wasserkraft), machen in der Schweiz einen langsamen aber stabilen Fortschritt. Im Jahr 2011 betrug der Anteil der erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch 23,4 %, der Anteil der erneuerbaren Elektrizität am gesamten Bruttostromverbrauch lag bei rund 60 %, und der Anteil der erneuerbaren Wärme am Endwärmebedarf betrug 18.5 %. Die besondere Ausgestaltung des Schweizer FIT für erneuerbare Energien, nämlich dass die Zahlungen über eine Abgabe auf die Übertragungskosten finanziert werden, die gedeckelt ist, bedeutet, dass jedes Jahr nur begrenzte Mittel für den Ausbau der erneuerbaren Energien zur Verfügung stehen. Dies führt einerseits zu einem Stop-and-go-Ansatz, trägt aber andererseits dazu bei, die Kosten verschiedener Technologien zu drücken, die noch ein erhebliches Potenzial für Kostensenkungen haben.
Im Jahr 2011 wurden 61 % der gesamten für den Energiesektor bereitgestellten Mittel für konventionelle Quellen und 39 % für erneuerbare Energien ausgegeben. Konventionelle Energieträger profitieren hauptsächlich von Steuerbefreiungen, und wirken sich daher in Form entgangener Einnahmen direkt auf die öffentlichen Haushalte aus. Erneuerbarer Strom hingegen erhält hauptsächlich direkte Transfers in Form von FIT-Zahlungen (außer bei großer Wasserkraft), die von den Endverbrauchern finanziert werden. Die Wirksamkeit der Schweizer Politik für erneuerbare Energien wurde durch die Einführung des neuen FIT-Systems (KEV) beeinflusst. Es ist jedoch nicht klar, ob diese Entwicklung im Laufe der Zeit anhalten wird.
Der Ausbau mit erneuerbaren
Energien war zwar relativ gering, erfolgte aber zu relativ niedrigen Kosten. Obwohl
der Anteil der neuen erneuerbaren Energien am gesamten Strommix in der Schweiz
noch gering ist, trug der Sektor im Jahr 2010 1,5 % zum Schweizer BIP bei.
Innovation im Bereich der erneuerbaren Energien stützten sich auf die
allgemeinen Stärken des Schweizer F&E-Rahmens und profitierten von der
starken Marktnachfrage in Asien und anderen europäischen Märkten. Vor dem
relativ neuen Wachstum der Photovoltaik in der Schweiz hatte der Schweizer
Sektor für erneuerbare Energien ein bedeutendes PV-Geschäft entwickelt, das auf
den Stärken der bestehenden Industrien aufbaut. Die starke Leistung des Schweizer
Sektors für erneuerbare Energien scheint auch mit einem relativ hohen
F&E-Budget zusammenzuhängen. Im Jahr 2008 gab die Schweiz fast 3 % ihres
BIP für F&E im Bereich der erneuerbaren Technologien aus.
Nachhaltigkeit durch Energieeffizienz.
Die schweizerische Politik im
Bereich der erneuerbaren Energien befindet sich derzeit an einem Scheideweg,
denn sie steht vor der Notwendigkeit, für eine Technologien für erneuerbare
Energien zu sorgen, die durch langfristige Ziele für 2030 und neuerdings auch
eine langfristige Strategie bis 2050.
Die Energieeffizienz wird eine Schlüsselrolle spielen, um die Lücke der Kernkraft zu schließen. Dies ist ein wichtiger Motor für den Sektor der erneuerbaren Energien, erfordert aber einen wirksameren politischen Rahmen der zu höheren Einsatzraten führt. Und - es gibt keine Inkohärenz zwischen den politischen Zielen der Schweizer Energie-, Erneuerbare-Energien-, Wirtschafts- und Innovationspolitik. Es gibt bereits sehr viele Energieunterstützungssysteme für eine wirtschaftliche Energienutzung sowie Technologien, die CO2 Emissionen aus fossilen Brennstoffen verringern und saubere Technologien ermöglichen.