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Fessenheim ersetzen – Umstieg auf erneuer- bare Energien – wie

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Fessenheim ersetzen – Umstieg auf erneuerbare Energien – wie geht das?
Dr. Rudolf Rechsteiner, Basel
Fessenheim ersetzen / Umstieg auf
erneuerbare Energien – wie geht das?
Dr. Rudolf Rechsteiner
Figur 1
Meine Damen und Herren
Überall in Europa wird eifrig über den Umstieg auf erneuerbare Energien nachgedacht.
Die Qualität der Diskussion hat sich in jüngster Zeit allerdings verändert.
Eine Vielzahl von Studien renommierter Institute untermauern die These, dass die Umstellung auf erneuerbare Energien nicht nur machbar, sondern auch kostengünstig ist.
Die Diskussion ist für die Schweiz nicht mehr ganz neu,
denn selbst der Bundesrat bekennt sich zu einer Kombination von Energieeffizienz und erneuerbaren Energien zur
2000-Watt Gesellschaft, allerdings stellen viele Exekutiv-
2
mitglieder dieses Konzept so dar als sei es noch sehr lange
nicht erreichbar.
Verbrauchsreduktionen
im 2000ͲWattͲModell
Figur 2
Dieses Konzept wurde von der ETH Zürich lanciert. Es
würde bedeuten, dass der Energieverbrauch von 5000 bis
6000 Watt pro Kopf um einen Faktor 3 auf 2000 Watt reduziert wird. In der Stadt Zürich wurde es dem Volk zur Abstimmung vorgelegt und erhielt über 76 % Ja-Stimmen aus
der Bevölkerung, was bedeutet, dass eine Stromerzeugung
zu 100 % aus erneuerbaren Energien starke Mehrheiten
gewinnen kann, wenn es überzeugend kommuniziert wird.
Akzeptiert ist diese Konzeption hinsichtlich der drastischen
Verbesserung der Energieeffizienz. Die ETH drückt sich
allerdings stets darum zu sagen, woher denn der Restverbrauch kommt, um die Atomabteilungen der eigenen
Hochschule nicht zu verärgern.
3
Figur 3
Hier nun setzen die neueren Studien ein, die zeigen, dass
die Stromerzeugung zu 100 % aus erneuerbaren Energien
erfolgen können, und dies bis spätestens 2050.
Gebäude
Wo liegen nun die Versorgungspfade für die 2000-WattGesellschaft? Schauen wir uns die einzelnen Sektoren an.
4
Figur 4
Der grösste Energieverbraucher ist der Gebäudesektor.
Dank neuen Vorschriften konnte sich der Baustandard Minergie durchsetzen. Er bedeutet, dass der Energieverbrauch in neuen Gebäuden um einen Faktor 5 bis 6 reduziert wird im Vergleich zu Bauten vor 1975.
Figur 5
Zusätzlich gewinnen Gebäude einen hohen Anteil ihres
Energieverbrauchs aus erneuerbaren Energien, sei dies
aus Erdwärme, Solarthermie, Photovoltaik und Biomasse.
5
Stromerzeugung
Figur 6
Der Schweizer Stromsektor deckt seinen Bedarf zu rund
55% aus Wasserkraft. Der Restbedarf stammt in Zukunft
aus viel breiter diversifizierten Quellen und kann schrittweise auf erneuerbare Energien umgestellt werden.
Die Potenziale sind sehr hoch und wachsend, weil sich die
Nutzungstechniken laufend verbessern, doch sollte man
auch den Import von sauberem Strom aus dem Ausland
nicht ganz ausser Betracht lassen.
Die publizierten Werte lassen sich verschiedenen offiziellen
Studien entnehmen. Es besteht gesamthaft ein zusätzliches Stromerzeugungspotenzial von rund 50'000 bis
60'000 GWh/Jahr, wobei allein die Photovoltaik einen Drittel des heutigen Verbrauchs auf bestehenden Dächern decken kann. Das gesamte Verbrauchswachstum und die
bisherige Stromerzeugung aus Atomkraftwerken in Höhe
von rund 25'000 GWh lassen sich somit voll ersetzen.
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Figur 7
Schätzung von Zusatz-Potentialen der erneuerbaren Energien bis 2030 (inkl. Energieeffizienz)
Bestgeräte-Vorschriften
Ersatz ElektroWiderstandsheizungen
Kehrichtverstromung
Biomasse-Verstromung
Zuwachs Wasserkraft
Zuwachs Windkraft CH
Erwerb von 1% der europäischen Windenergie onshore
Erwerb von 1% aller europ.
Windfarmen offshore
Photovoltaik, Best- und
Gutdächer
Potentiale zusätzlicher
Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien bis
2030 (GWh)
Quellen
Gemässig- beschleunigter
ter Ausbau Ausbau
6100
6100 Prognos AG: Bericht: Die Entwicklung des Elektrizitätsverbrauchs serienmässig
hergestellter Elektrogeräte in der Schweiz unter Status-quo-Bedingungen und
bei Nutzung der sparsamsten Elektrogeräte bis 2010 mit Ausblick auf das Jahr
3200
3200 2020, Bern 2002
VBSA Verband der Betriebsleiter und Betreiber Schweizerischer Abfallbehandlungsanlagen (VBSA): Strom aus Abfall: weit mehr ist möglich, Information für
3000
3000 die Medien, Bern, 29. Juni 2005
Potentiale zur energetischen Nutzung von Biomasse in der Schweiz“, Dezem5450
5450 ber 2004, Hrsg. Bundesamt für Energie
Wasserkraft: Bundesamt für Energie: Ausbaupotential der Wasserkraft, Bern
2000
2000 November 2004
Paul Scherrer Institut: Erneuerbare Energien und neue Nuklearanlagen, Hrsg.
4000
4000 Bundesamt für Energie, Februar 2005;
20000
EWEA: Pure Power - Wind energy targets for 2020 and 2030, A report by the
5920 European Wind Energy Association - 2009 update
EWEA: Pure Power - Wind energy targets for 2020 and 2030, A report by the
5630 European Wind Energy Association - 2009 update
IEA: Potential for Building Integrated Photovoltaics, Paris 2002;
European Commission Joint research Centre/ Arnulf Jäger-Waldau: PV
STATUS REPORT 2009 (Bandbreite ergibt sich aus unterschiedlichem Zellwir40'000 kungsgrad)
55300
75300
5920
5630
Total
Stromerzeugung aus Wasserkraft
33 478
33 478 Durchschnitt 1998-2007
Stromverbrauch Schweiz
57 700
57 700 (2009)
Daneben wird angenommen, dass rund 1 % der europäischen Windenergie onshore und offshore in schweizeri-
7
schem Besitz stehen wird und letztlich von der Schweiz
verbraucht wird.
Verkehr
Figur 8
Im Verkehrssektor wird wie bei den Gebäuden eine Verlagerung auf Elektrizität stattfinden. Elektrische Fahrzeuge
mit erneuerbaren Energien führen automatisch zur Reduktion von CO2-Emissionen.
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Figur 9
Elektrische Traktion führt zudem zu einer um den Faktor 2
bis 3 verbesserten Energieeffizienz. Statt nur 20 % kommen 60 bis 70 % der Primärenergie auf den Pneu an und
werden in Bewegung umgesetzt.
Figur 10
Wie rasch dieser Wandel verlaufen kann, zeigt das Beispiel
der Elektrozweiräder. Bereits gibt es über 25 Millionen
9
elektrische Fahrräder und Motorräder, besonders in China,
wo die Benutzung von Benzinmotorrädern in vielen Städten
aus Gründen der Lufthygiene verboten ist.
Figur 11
Der Umstieg auf elektrische Traktion wird weltweit erwartet.
Für Deutschland zeigt das Prognos-Modell, dass der klassische Verbrennungsmotor bis 2050 verschwunden sein
könnte, wenn die Weichen richtig gestellt werden.
Erdöl: Entdeckungen grosser Ölfelder
im Zeitablauf
10
Figur 12
Ein Grossteil der Umstellung leistet allerdings auch der
Markt.
Die nichterneuerbaren Energien
Weshalb sind wir so absolut überzeugt, dass die Zukunft
den erneuerbaren Energien gehört?
Wenn wir die Entdeckungen der Oelfelder in der Vergangenheit ansehen, stellen wir fest, dass immer mehr Oel
verbraucht und immer weniger Oel gefunden wird. Die Folgen sind allgemein spürbar. Seit dem Jahre 2003 steigt die
Förderung von Oel nicht mehr weiter an.
Figur 13
Dafür haben sich die Preise im Vergleich zu den 90erJahren ungefähr vervierfacht. Die Entwicklung, wie sie hier
beschrieben wird, geht deshalb weitgehend ohne grössere
Mehrkosten vor sich, im Vergleich zu einem Szenario, das
auf ‘business as usual’ setzt.
Obschon die Schweiz energiepolitisch in Rückstand geraten ist, konnten vor dem Hintergrund der Ölknappheit in
den letzten Jahren energiepolitisch einige wichtige Erfolge
erzielt werden.
11
Figur 14
Dazu zählen die Schaffung von Einspeisevergütungen,
Verbrauchsvorschriften, eine kleine CO2-Abgabe, ein Gebäudesanierungsprogramm sowie jetzt im Juni im Parlament beschlossen, die Aufstockung der Kostenumlage für
Einspeisevergütungen auf 0,9 Rp.
Jene Grosskraftwerke, die der Bundesrat für nötig hält, sie
stehen in Zukunft in der Nordsee und auf den schweizerischen Hausdächern. Atom-, Kohle und Gaskraftwerke
brauchen wir keine mehr, denn – wie sagte es der deutsche Professor Martin Faulstich, Vorsitzender des Sachverständigenrates für Umweltfragen: „Deutschland kann im
Jahr 2050 zu hundert Prozent klimaschonend mit Strom
aus erneuerbaren Energien versorgt werden“. Für die
Schweiz wird es wesentlich schneller gehen, denn wir haben ja bereits 57% sauberen Strom aus Wasserkraft und
anderen erneuerbaren Energien.
12
Figur 15
Auch in der Schweiz bewegt sich vieles. 6000 neue Projekte stehen auf der Warteliste der Swissgrid, und jeden Monat kommen 200 neue Anmeldungen dazu.
Figur 16
13
Werden diese Anlagen rasch erstellt, dann ist eine Strommenge von 6500 GWh schon bis 2015 zusätzlich am Netz,
gleich viel wie die zwei Atomkraftwerke Mühleberg und
Beznau I produzieren, und das nicht in zwanzig Jahren,
sondern schon in fünf bis sieben.
Und zu den grössten Investoren in diesem Bereich gehören
auch jene Netzbetreiber, die bisher stets aus Atomkraftwerke setzten.
Es ist eben wie immer:
Zuerst
x wird eine neue Idee belächelt,
x dann bekämpft
x und am Ende behaupten alle, sie seien immer schon dafür gewesen.
Bei den erneuerbaren Energien erleben wir heute diese
drei Phasen alle gleichzeitig.
Wenn wir hier einer völligen Umstellung auf erneuerbare
Energien das Wort reden, ist dies kein falscher Optimismus.
Figur 17
In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass die Prognosen
für die erneuerbaren Energien stets zu tief ausfielen. So
14
wurden sämtliche Prognosen, welche die Windkraft betreffen, von der Realität um ein Mehrfaches überschritten.
Figur 18
Die Windenergie hat sich in ihrem Bestand denn auch seit
1995 alle zwei bis drei Jahre verdoppelt, nämlich in den
Jahren 1998, 2000, 2003, 2006, 2009 und mit Sicherheit
auch noch im Jahre 2011 oder 2012.
Figur 19
Werfen wir noch einen kurzen Blick auf die Atomkraft.
15
Sie ist in den letzten Jahren sowohl punkto Marktanteil
rückläufig als auch punkto absoluter Stromerzeugung. Der
Bestand an Atomkraftwerken ist überaltert und viele Werke
leiden unter Altersschwäche, was auch mit hohen Unfallrisiken für die Bevölkerung verbunden ist.
Figur 20
In der letzten Zeit gab es verschiedentlich Jahre, in denen
mehr Atomkraftwerke stillgelegt als neue in Betrieb gesetzt
wurden. Besonders schwer zu schaffen macht den neuen
Werken die lange Bauzeit und die Verunsicherung durch
die hohen Kostenüberschreitungen, die z.B. in Finnland
eingetreten sind.
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Figur 21
Der finnische Reaktor wird rund doppelt so viel kosten wie
ursprünglich geplant, nämlich 6 Milliarden Euros. Diese
Kosten trug bisher der französische Steuerzahler, doch
steht auch der Hersteller AREVA unter starkem finanziellem Druck und musste grosse Unternehmensteile – das
ganze Netzgeschäft – verkaufen, um die anhaltenden Verluste aus dem AKW-Bau zu decken.
Figur 22
17
Bei den neuen erneuerbaren Energien ist festzustellen,
dass ihre Gestehungskosten stetig sinken. Die Windenergie hat inzwischen die Wettbewerbsfähigkeit erreicht, besonders wenn man auch in Betracht zieht, dass viele Windturbinen nach durchschrittener Abschreibungszeit, also
nach 15 bis 20 Jahren, zu Kosten von 1 bis 2 Eurocent/kWh produzieren können und damit zu einer Verbilligung des Gesamtstroms in Europa beitragen.
Figur 23
Auch die Einspeisevergütungen für Solarstrom konnten in
letzter Zeit beschleunigt reduziert werden. In den letzten
sieben Jahren wurden die deutschen Einspeisevergütungen real halbiert. Innovationen und industrielle Herstellung
dieser Zellen versprechen weitere Kostensenkungen.
18
Figur 24
Betrachten wir den europäischen Kraftwerkspark, so stellen
wir fest, dass heute die Windenergie bereits auf Platz 1 und
dass gefolgt von Erdgas auf Platz 3 bereits die Photovoltaik
steht. Reale Rückgänge verzeichnen die Atomkraft,
Schweröl und Kohle.
19
Figur 25
Noch deutlicher ist das Bild, wenn man auf die langfristige
Entwicklung der neuen Kraftwerke in Europa analysiert.
Hier zeigt sich, dass im letzten Jahr über 60 % der neu installierten Leistung aus erneuerbaren Energien stammt.
Besonders rasch ist die Entwicklung auch in China, und
auch in den USA hält die Windkraft Einzug.
Figur 26
Die Schweiz war ja einmal Weltmeister in der Photovoltaik pro Kopf, dies war 1999. Inzwischen
hat Deutschland diesen Rang eingenommen, mit einem Zubau pro Kopf, der den schweierzischen
um einen Faktor 10 übersteigt.
20
Figur 27
Was die Schweizer in einem Jahr installieren, errichten die
Deutschen an zwei Werktagen. Trotzdem sollte man das
schweizer Solarpotenzial nicht unterschätzen, denn in den
Alpen sind die Einstrahlungsverhältnisse rund 50 bis 100 %
besser als in Deutschland.
Figur 28
21
In anderen Ländern spielt die Windenergie eine dominante
Rolle. Dies zeigt zum Beispiel die neue Studie des SRU.
Sie rechnet damit, dass bis zum Jahre 2030 oder etwas
später rund 50 % des Stroms in Europa aus Windenergie
stammt.
Figur 29
22
Figur 30
Die Zahl der Offshore-Windfarmen vermehrt sich rasant
und grosse Länder wie das britische Königreich, die Bundesrepublik und die Niederlanden haben grosse Gebiete
ausgeschieden, für welche Konzessionen für Windfarmen
vergeben werden.
23
Figur 31
Die Erschliessung der Windenergie wird zu gewissen
Schwankungen im Stromangebot führen, die durch zwei
technische Ansätze gelöst werden können. Zum einen
muss Europa besser vernetzt werden. Die entsprechenden
Pläne sind in der EU bereits weit fortgeschritten und werden nun auch international planmässig koordiniert. Zum
zweiten besteht aber die Möglichkeit, überschüssigen
Strom in grossen Pumpspeicherwerken zu lagern.
Figur 32
Dieser Vorgang wirkt sowohl preisstabilisierend als auch
netzstabilisierend. In windschwachen Zeiten kann der so
gespeicherte Strom mit einem Wirkungsgrad von rund 80 %
wieder eingesetzt werden.
Keine andere Technologie der Stromspeicherung ist so effizient wie die Pumpspeicherung. Die bisherigen Projekte
umfassen eine Zusatzleistung von 4 bis 6 GW, was ungefähr der maximalen Leistungsbeanspruchung der Schweiz
entspricht.
Ein namhafter Teil der neuen deutschen Windkapazitäten
wird so durch die schweizerischen Stauseen ausreguliert
werden.
Jahr für Jahr werden in der Schweiz neue Milliardenprojekte lanciert, um diese Stromüberschüsse aufzunehmen.
24
Figur 33
In jüngster Zeit sind auch schweizerische Studien erschienen, welche die Vollversorgung mit Strom aus erneuerbaren Energien mengenmässig und preislich modellieren.
Bemerkenswert an diesen Studien ist, dass Investitionen in
die erneuerbaren Energien wirtschaftlich durchwegs besser
abschneiden als Varianten, die auf Atomkraft oder GasKraftwerke setzen.
25
Figur 34
Die neuen erneuerbaren Energien beanspruchen zwar höhere Investitionen, aber wegen des Wegfalls von Brennstoffkosten schneiden sie auf lange Sicht kostengünstiger
ab. Deshalb sind die meisten Szenarien, die mit einem Anstieg bis auf 100% erneuerbaren Strom enden, auch wirtschaftlich in sich stimmig.
Figur 35
Bemerkenswert ist auch, wie schnell der Umbau vor sich
geht. Die stärkste Wachstumsphase bei den erneuerbaren
Energien findet im laufenden Jahrzehnt statt, nachher
wächst die Branche nicht mehr oder würde durch Laufzeiverlängerungen gar künstlich gebremst.
26
Figur 36
Bei Studien, die die fossilen Energien noch für tragbar halten, werden zum Teil sehr gewagte Annahmen getroffen.
So geht z.B. die europäische Klimastiftung davon aus, dass
Kohlendioxid schon ab dem Jahre 2020 kostengünstig eingelagert werden kann. Es gibt keinen objektiven Anlass für
einen solchen Optimismus. Diese Technologie des sogenannten Carbon capture and storage ist weder ausgetestet
noch bestehen die nötigen Infrastrukturen sprich Pipelines,
um das Kohlendioxid vom Ort des Entstehens zu den unterirdischen Kavernen zu führen. Zu viele Fragen bleiben
hier offen, genauso auch in den anderen Szenarien, welche
der Atomenergie noch immer eine bedeutende Rolle zuschreiben.
27
Figur 37
Die Logik der erneuerbaren Energien ist viel überzeugender und das empirisch rasche Wachstum deutet darauf hin,
dass die erneuerbaren Potenziale in Zukunft tatsächlich
genutzt werden.
Der Hauptgrund dafür ist ein ökonomischer – Wind und
Sonne sind gratis und in rauhen Mengen verfügbar.
Dazu kommt der Aspekt der Versorgungssicherheit. Weder
Erdgas noch Uran ist in den nächsten Jahren im Ueberfluss
vorhanden.
Vielmehr dürfen wir davon ausgehen, dass die Stagnation
und Abnahme der Oelförderung, welche im nächsten Jahrzehnt zu erwarten ist, zu einer Verteuerung von Erdgas
führen wird und dass damit die erneuerbaren Energien
auch mit geringeren Einspeisevergütungen zu einer starken
Verbreitung gelangen werden.
Fazit
Die Schweiz besitzt alle Voraussetzungen, um sich in Zukunft ganz aus erneuerbaren Energien zu versorgen. Allein
zur Stromerzeugung betragen die einfach erschliessbaren
Potentiale bis 2030 das Doppelte der zu eresetzenden
Atomenergie.
28
Der Bau neuer Kernkraftwerke käme nicht nur zu spät und
wäre mit grossen Risiken verbunden, sondern würde die
dringend notwendige Neuausrichtung der Schweizer Energiewirtschaft blockieren.
Statt die heimische Industrie zu fördern, würden überholte
Strukturen zementiert und die bedrohliche Auslandabhängigkeit unserer Energieversorgungen fortgeschrieben.
Schneller, sicherer, ökologischer und innovativer ist der
Ersatz der alten Kernkraftwerke durch erneuerbare Energien und energieeffiziente Technik.
Quellen
www.umweltrat.de SRU
www.pik-potsdam.de PricewaterhouseCoopers
http://assets.wwf.ch/downloads/1860a_def_zusammenfassung_d.pdf INFRAS Studie (WWF
Schweiz und Greenpeace Schweiz)
www.Roadmap2050.eu ROADMAP 2050, A practical guide to a prosperous, low-carbon Europe
www.Wwf.de Modell Deutschland
www.rethinking.eu EREC
http://www.rechsteinerͲbasel.ch/uploads/media/ch_erneuerbar_final_0902_d.pdf
Schweiz erneuerbar! (Rudolf Rechsteiner)
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Seele and Geist
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