Weg zum CO2-armen Energiesystem

Die Schweizer Energieversorgung steht vor einem Umbruch. Es braucht nicht nur Ersatzkapazitäten beim Strom, wenn die Kernkraftwerke vom Netz gehen. Auch gilt es, die Bereiche Heizen und Verkehr zu elektrifizieren. Wie kann die Schweiz die Lücke schliessen, und wo sollte sie erneuerbaren oder CO2 -armen Strom prioritär einsetzen?

Wir brauchen künftig viel mehr Energie als heute, und wir brauchen sie umweltfreundlich produziert: Allein der Elektrizitätsbedarf des Landes wird gegen Mitte des Jahrhunderts um 10 bis 50 Prozent ansteigen, wie das Energy Science Center (ESC) der ETH Zürich in der Studie «Energiezukunft Schweiz» im Jahr 2011 schätzte.

Aus heutiger Sicht stellt sich die Situation mit einem Zeithorizont bis 2035 folgendermassen dar: Während der nächsten 20 Jahre müssen wir – selbst bei gleichbleibender Nachfrage – Ersatzkapazitäten für die existierenden Kernkraftwerke in der Höhe von 25 Terawattstunden (TWh) aufbauen. Das entspricht rund etwa 40 Prozent des gesamten Stromverbrauchs im Jahr 2015. Gleichzeitig muss die Schweiz auch die Sektoren Gebäudewärme und Verkehr mit möglichst klimaschonender Technik optimieren, das heisst Heizungen und Antriebssysteme zumindest teilweise mit CO2-armem Strom (etwa für Wärmepumpen und E-Mobilität) elektrifizieren. Das Problem dabei: Die Nachfrage nach erneuerbarer Elektrizität wird das inländische Angebot deutlich übersteigen. Woher kommt also der Strom für diese Herkulesaufgabe, und wo genau setzen wir ihn am sinnvollsten ein?

Atomlücke mit Erneuerbaren füllen

Am Laboratorium für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme haben wir den Sachverhalt analysiert: Da der CO2-Ausstoss der Schweizer Elektrizitätserzeugung heute schon sehr gering ist, macht es Sinn, die Kernkraftwerke möglichst mit CO2-freiem Strom aus inländischen erneuerbaren Quellen zu ersetzen: Etwa die Hälfte der Lücke durch den Atomausstieg kann – systemverträglich – die Photovoltaik kompensieren; den Rest können biogene WKK-Anlagen (Wärme-Kraft-Kopplung), die erhöhte Produktion durch Wasserkraft und möglicherweise die Geothermie und die Windkraft bereitstellen.

Jeder darüber hinausgehende Strombedarf, insbesondere aber jener für die Elektrifizierung des Wärme- und Verkehrssektors, erfordert in der Konsequenz also entweder Stromimporte aus der EU oder neue inländische Gaskombikraftwerke beziehungsweise neue WKK-Anlagen. Mein Hauptargument ist hier, dass man jede verfügbare Kilowattstunde (kWh) CO2-armer Elektrizität prioritär in demjenigen Energiesektor einsetzen soll, wo sie den grössten Substitutionseffekt für das Klima bewirkt: Für eine solche Substitution kommen die Gebäudewärme, der Personen- und Güterverkehr auf der Strasse und nicht zuletzt die schlechtesten europäischen Kohlenkraftwerke in Frage.

Zum vollständigen Blogbeitrag im ETH-Zukunftsblog

Konstantinos Boulouchos, Professor für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme, ETH Zürich