Die Stromlücke im Winter, und wie sie sich stopfen lässt

Im Winter importiert die Schweiz schon seit 2001 mehr Strom, als sie exportiert. Im Durchschnitt der letzten zehn Jahre betrug der Importüberschuss im Winterhalbjahr 4,1 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh). Gemessen am inländischen Stromverbrauch von durchschnittlich 34 Mrd. kWh im Winterhalbjahr ergibt das schon heute eine Stromlücke von 12 Prozent. Dieser Importüberschuss (siehe Grafik unten) stellte bisher kein Problem dar, weil die Schweiz Stromdrehscheibe in Europa ist und der Stromhandel funktionierte.

Schere zwischen Angebot und Nachfrage öffnet sich

In den nächsten Jahrzehnten werden die Schweizer Atomkraftwerke etappenweise abgestellt, das letzte spätestens 2044. Damit sinkt die Stromproduktion und mithin das inländische Stromangebot allein im Winterhalbjahr um durchschnittlich 13 Mrd. kWh. Bei gleichbleibender Stromnachfrage und ohne zusätzliche Kraftwerke stiege die inländische Stromlücke damit auf 17 Mrd. kWh oder rund die Hälfte des Verbrauchs im Winterhalbjahr.

Dieser Sachverhalt ist keineswegs neu: Mit der folgenden Grafik, basierend auf Daten von 2010/11, habe ich diese Stromlücke schon 2013 in meinem Buch «Die Energiewende» illustriert und thematisiert, also längst vor der Volksabstimmung über die «Energiestrategie 2050» im Mai 2017 (siehe Säule rechts, weisse Fläche).

Aus: «Die Energiewende, und wie sie gelingen kann», Somedia, 2013.

Die damalige Grafik ging davon aus, dass die Nachfrage nach Strom bis 2049/50 nahezu gleich bleibt wie 2010/11. Doch das ist nicht sicher. Denn der Bundesrat und die meisten Parteien wollen den Anteil des Stroms am Schweizer Energiemix erhöhen und den fossilen Energieverbrauch senken, um die klimapolitischen Ziele zu erreichen. Dabei setzt die aktuelle Politik primär auf den Ersatz von Ölheizungen durch (Elektro-)Wärmepumpen sowie auf Elektroautos. Diese mit Subventionen unterstützte Strategie dürfte die Nachfrage nach Strom erhöhen – und die politisch ebenfalls angestrebte Effizienzsteigerungen im Stromkonsum allenfalls überkompensieren.

Das alles ist längst bekannt und weist darauf hin, dass die inländische Lücke zwischen Angebot und Nachfrage nach Elektrizität sich im Winterhalbjahr weiter öffnen wird.

Bundesrat setzt auf Markt, Umweltlobby auf Solarstrom

Um die langfristig absehbare riesige Winterstrom-Lücke zu schliessen, setzt die nationale Energiepolitik optimistisch auf Markt und Fortschritt: «Die Schweiz werde bis 2035 ausreichend Strom zur Verfügung haben – sofern die Integration in den europäischen Strommarkt gelingt, die Energieeffizienz gesteigert wird und der Anteil an erneuerbaren Energien wächst». Das prophezeiten die damalige Energieministerin Doris Leuthard und BFE-Direktor Benoit Revaz am 27. Oktober 2017 an einer Tagung des Umwelt-, Verkehrs- und Energiedepartementes (UVEK).

Dabei liessen die UVEK-Vorsteherin und ihr Chefbeamter zwei Dinge ausser Acht: Die «Integration in den europäischen Strommarkt» ist ungewiss, weil das Stromabkommen mit der EU in der Luft hängt. Zudem könnte der winterliche Stromfluss aus Deutschland in die Schweiz versiegen, weil Deutschland bald aus der Atom- und langfristig aus der Kohlekraft aussteigen will und damit künftig über weniger überschüssigen Strom verfügen wird. Dasselbe gilt für Frankreich, das seinen Anteil an Atomstrom senken will.

Umweltverbände und grüne Parteien teilen den Optimismus des UVEK. Dabei setzen sie aber weniger auf Markt und Import, sondern fordern bis 2035 eine inländische Stromversorgung, die «hundert Prozent einheimisch und erneuerbar» sein müsse. In ihrem Szenario «Strommix 2035» setzen sie primär auf einen massiven Zubau von Fotovoltaik sowie etwas Windkraft und Biomasse.

Doch drei Viertel des Solarstroms werden im Sommerhalbjahr erzeugt, während Wärmepumpen und Elektroautos den Strom vor allem im Winter benötigen. Damit öffnet sich die Schere zwischen Überproduktion im Sommer und Strommangel im Winter weiter.

Zwar besteht die Möglichkeit, Sommerstrom zu speichern, wie das heute Speicherkraftwerke bereits tun. Diese Saisonspeicher lassen sich aber aus Naturschutz-Gründen nicht mehr wesentlich vergrössern, und die alten und neuen Pumpspeicher-Kraftwerke verpumpen mehr Strom, als sie produzieren. Alternative Speichertechniken wie etwa «Power-to-Gas», die Sommerstrom in Wasserstoff um- und später in Winterstrom zurück verwandeln können, verursachen hohe energetische Verluste und sind bei den absehbaren Preisen auf dem Strommarkt höchst unrentabel.

Die NZZ weckt die alte Atomlobby

Inzwischen hat auch Helmut Stalder, Redaktor für Umwelt- und Energiepolitik der NZZ, das Problem entdeckt. Unter dem Titel «Mehr Power gegen den drohenden Strommangel» formulierte er in der NZZ-Ausgabe vom 22. Mai 2019 einen «Weckruf für ein Land, das sich in falscher Sicherheit wiegt».

Bezüglich Lösung des Unsicherheits-Problems bleibt aber auch Stadler bemerkenswert ratlos. Im letzten Abschnitt seines Berichts laviert er: «Die Schweiz muss sich ernsthaft überlegen, wie sie Produktionskapazität für den Winter hinbekommt. Ein AKW der neusten Generation, das den Strom sicher und weiterhin CO2-frei liefern würde, könnte eine Option sein, müsste aber wirtschaftlich und politisch hohe Hürden überwinden. Technisch wären als Rückversicherung Gaskombikraftwerke mit CO2-Abscheidung naheliegend. Aber auch sie stossen auf Widerstand und sind nicht billig.»

Der Umstand, dass die NZZ ein neues AKW überhaupt erwähnt, lässt die verbliebenen AKW-Freunde und Gegner des 2017 revidierten Energiegesetzes jubeln. Davon zeugen die Reaktionen auf der NZZ-Leserbriefseite vom 31. Mai: «Danke, dass Helmut Stalder zwei Jahre nach der Energiegesetz-Abstimmung das schreibt, was das Komitee ‹Energiegesetz: so nicht› vor der Abstimmung immer wieder dargelegt hat», lobt etwa Irene Aegerter, einst Präsidentin der Vereinigung «Women in Nuclear Schweiz», die das Verbot von neuen Atomkraftwerken in der Schweiz erfolglos bekämpfte. Auch Ulrich Fischer, Nachlassverwalter des gestrandeten KKW Kaiseraugst, wittert Morgenluft: «So geht es denn darum», schreibt der in der Szene «Atom-Ueli» genannte Rentner, «in einem ersten Schritt dieses technologiefeindliche Verbot im Kernenergiegesetz zu streichen und so den Weg freizumachen, um den drohenden Stromnotstand in der Schweiz durch die Nutzung der stets weiterentwickelten Kernenergie zu verhindern.»

Doch so wenig sich die Winterstrom-Lücke mit einer solaren Anbauschlacht stopfen lässt, so unwahrscheinlich ist es, dass nach einer entsprechenden Gesetzesrevision Investoren bereit wären, ihr Geld in ein neues Atomkraftwerk zu verlochen. Erfolgversprechender wäre ein dritter Weg, den der Schreibende in seinem Buch «Energiewende – und wie sie gelingen kann» 2013 skizzierte. Hier ein gekürzter Auszug aus dem damaligem Text:

Statt Strom verheizen…

Damit bleibt nur eins: Der Ausstieg aus der Atomenergie muss einhergehen mit dem Rückzug des Energieträgers Strom aus dem Wärmemarkt. Dazu dient erstens ein Verbot von neuen Elektroheizungen; ein solches Verbot fordern die kantonale Energiedirektoren in ihren Mustervorschriften, doch viele Kantone setzen dieses nicht oder nur teilweise um. Zweitens gilt es, die Expansion der Elektro-Wärmepumpen zu begrenzen, zum Beispiel auf kleine Gebäude in Gebieten ohne Gasversorgung.

Allein mit diesem Rückzug aus dem Wärmemarkt liesse sich die Stromproduktion des Atomkraftwerks Gösgen im Winterhalbjahr einsparen. Der Anteil von «Gösgen» an der heutigen Schweizer Atomstrom-Produktion beträgt immerhin 30 Prozent.

… beim Heizen Strom erzeugen

Der Rückzug der Elektrizität aus dem Wärmemarkt hilft, aber er reicht allein kaum aus, um die Nachfrage und das Angebot auszugleichen. Es braucht also zusätzliche Produktion von Strom im Winterhalbjahr. Einen kleinen Beitrag dazu können neue Holz- und Windkraftwerke leisten. Als Mittel, um die verbleibende Lücke zwischen Angebot und Nachfrage zu stopfen, bieten sich dezentrale Anlagen mit Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) an, die aus fossiler Energie (vorab Erdgas) gleichzeitig Wärme und Strom produzieren.

Das Potenzial für solche WKK-Anlagen ist riesengross, weiss Energiefachmann Heini Glauser und rechnet in seinen Expertisen vor: In der Schweiz erreichen jährlich 50’000 Heizkessel, die mit Heizöl oder Gas betrieben werden, das Ende ihrer Betriebsdauer. Wenn ein Fünftel davon durch WKK-Anlagen ersetzt wird, liesse sich damit die elektrische Leistung der Wärmekraft-Kopplung in zehn Jahren um ein Gigawatt erhöhen. Allein damit könnte die Schweiz ein weiteres AKW der «Gösgen»-Klasse im Winter ersetzen und so den Atomausstieg beschleunigen.

CO2 aus WKK lässt sich anderswo kompensieren

Gegen die dezentrale WKK-Strategie gibt es allerdings Einwände, dies sowohl von Umweltverbänden als auch aus der Stromwirtschaft:

• Die meisten Umweltverbände streben eine hundert Prozent erneuerbare Stromversorgung an und wollen die wachsende inländische Versorgungslücke im Winterhalbjahr mit importiertem Windstrom aus Nordeuropa decken. Diese Strategie hat allerdings zwei Haken: Damit der unregelmässig produzierte Windstrom aus Nordeuropa zur Schweizer Stromversorgung beitragen kann, braucht es einen massiven Ausbau der europäischen Stromautobahnen und zusätzliche Speicherkapazitäten. Zweitens ist zu unterscheiden zwischen buchhalterischem Windstrom und physikalischem Stromfluss: Physikalisch stammt rund die Hälfte des in die Schweiz importierten Stroms aus Atom-, Kohle- und Gaskraftwerken. Im Vergleich zur Stromproduktion in gasbetriebenen WKK-Anlagen verursacht der importierte physikalische Strommix annähernd doppelt so viel CO2-Ausstoss, sagt Heini Glauser.
• Grosse Schweizer Stromunternehmen bevorzugen zentrale Gaskombi-Kraftwerke gegenüber dezentralen WKK-Anlagen, weil dezentrale Anlagen nicht in ihr Geschäftsfeld passen. Doch zentrale Gaskraftwerke stossen auf grösseren politischen Widerstand als dezentrale WKK-Anlagen.

Fazit: Der kombinierte, aber gemässigte Zubau von dezentralen WKK- und Solarstrom-Anlagen bietet eine optimale Lösung, um die Atomenergie zu ersetzen und das Sommer-Winter-Gefälle in der Schweizer Stromversorgung auszugleichen. Denn in den Sektoren Verkehr, Raumwärme, Industrie und Gewerbe kann die Schweiz viel mehr fossile Energie einsparen, als zusätzliche effiziente WKK-Anlagen benötigen. Unter dem Strich resultiert trotz zusätzlicher WKK-Anlagen ein deutlicher Rückgang der CO2-Emissionen.

Neue Erkenntnisse, sechs Jahre später

Soweit der Auszug aus meinem Energiewende-Buch von 2013. Seither sind sechs Jahre vergangen. Die Welt und die Politik haben sich in dieser Zeit verändert: Die Klimapolitik erhält endlich mehr Gewicht und die Forderung «Null CO2» Aufwind, während aber der reale CO2-Ausstoss global weiter wächst und national ungenügend sinkt. Die Idee, Strom in fossilen WKK-Anlagen statt Ölheizungen zu produzieren und das CO2 aus diesen WKK-Anlagen anderswo mehr als zu kompensieren, lässt sich heute klimapolitisch und publizistisch wohl noch weniger gut vermitteln als vor sechs Jahren. Darum einige Ergänzungen zum damaligen Text:

Ich stimme dem langfristigen Ziel «Netto Null CO2-Emissionen ab 2050» zu, wie es der Beschluss der Klimakonferenz von Paris global voraussetzt und die «Gletscher-Initiative» national verlangt. Damit dieses Ziel nicht leerer Buchstabe in der Verfassung bleibt, falls das Volk der Initiative überhaupt zustimmt, braucht es bis 2050 aber einen Mix von vielen Mitteln.

Über den Strom hinaus denken

Am einfachsten lässt sich der fossile Energieverbrauch und CO2-Ausstoss im Verkehr verringern. Damit plädiere ich nicht für Elektromotoren in weiterhin übergewichtigen und übermotorisierten Autos, sondern für den Umstieg auf kleinere mobile Verpackungen, also Velos, Elektrobikes und andere Leichtfahrzeuge sowie auf die öffentlichen Verkehrsmittel Bahn und Bus. Eine Vorschrift, welche die Tara (Verpackungsgewicht) im Verhältnis zum transportierten Inhalt massiv senkt, brächte mehr als die heutigen CO2-Vorschriften der EU, welche die Autohersteller austricksen können.

Ebenfalls viel fossile Energie lässt sich im Bereich Gebäude und Warmwasser sparen; dies nicht durch Elektro-Wärmepumpen, sondern durch einen Mix aus Wärmedämmung, Solarwärmenutzung und eben auch Wärmekraft-Kopplung (WKK); dabei lassen sich WKK-Anlagen auch mit Biogas (Gas aus Biomasse) betreiben, dessen Anteil heute allerdings noch marginal ist.

Drittens besteht im Strombereich weiterhin ein riesiges Sparpotenzial, sei es durch den Umstieg auf effizientere Motoren in Industrie- und Haustechnik, sei es durch die Befreiung von unnötigem Stromeinsatz. Dieses Potenzial zur Steigerung von Energie-und Konsumeffizienz gilt es in erster Linie auszuschöpfen. Eine vermehrte Nutzung von Sonnen- und anderer erneuerbarer Energie bleibt erwünscht. Dabei ist aber nicht eine maximale Menge sondern ein optimaler Mix anzustreben.

Das Ziel, die Stromlücke im Winter «hundert Prozent einheimisch und erneuerbar» zu decken, ist schön. Leider lässt sich dieses Autarkie-Ziel nur verwirklichen, wenn wir im Sommerhalbjahr riesige Überschüsse an Solarstrom in Kauf nehmen, vernichten oder mit hohem Energieverlust für den Winter speichern. Klimapolitisch wirksamer wäre, wenn wir es bis 2035 schafften, den CO2-Ausstoss der gesamten Energieversorgung (also von der Ölquelle bis zur Raumwärme oder bis zum Fahrzeugantrieb) gegenüber heute auf einen Bruchteil zu senken.

….

Nachtrag: Warnung der ElCom

An ihrer Jahresmedienkonferenz am 6. Juni in Bern widmete sich die nationale Elektrizitätskommission (ElCom) unter anderem dem Thema Sicherheit der Stromversorgung. Die ElCom ist die Aufsichtsbehörde des Bundes, welche die Stromversorgung im nur teilweise geöffneten Schweizer Strommarkt überwacht.

ElCom-Präsident Carlo Schmid wies ebenfalls auf die wachsende inländische Versorgungslücke im Winterhalbjahr hin. Dabei stellte er in Frage, dass die Schweiz künftig jederzeit genügend Strom importieren kann, denn auch in Süddeutschland könnte Strom nach dem Ausstieg Deutschlands aus der Atomenergie knapp werden. Deshalb müsse die Schweiz im Winterhalbjahr selber genügend Strom bereit stellen, auf welche Art, sagte Schnmid nicht, weil die ElCom «technologieneutral» sein müsse.

Diese Information haben auch andere Medien nicht übersehen und präzis über die Ausführungen Schmids berichtet. Wir verzichten darum auf einen eigenen Bericht über diese Medienkonferenz und empfehlen die Lektüre der gedruckten Berichte in den TA-Medien Tages-Anzeiger, Landbote, etc. oder online in der NZZ.

Nachtrag 2: 6 Jahre danach «brisante» Bestätigung

Addiert man die bestehende inländische Winterstromlücke von durchschnittlich 4 Mrd. kWh, die Minderproduktion durch den Ausstieg aus der inländischen Atomenergie im Umfang von durchschnittlich 14 Mrd. kWh im Winterhalbjahr und den Mehrbedarf durch den Zubau von Wärmepumpen sowie die – gemässigte – Umrüstung auf Elektroautos, so steigt die Winterstromlücke auf 22 Mrd. kWh. Das zeigt – gemäss NZZ am Sonntag vom 7. Juli 2019 – angeblich eine Studie der Eidgenössischen Forschungsanstalt Empa. Dieses Resultat ist plausibel und bestätigt im Wesentlichen, was ich in meiner Buch-Recherche von 2013 schon mit dem Taschenrechner ausrechnete.

Das Wort «angeblich» schreibe ich, weil ich diese «brisante» NZZ Studie am 7. Juli auf der Empa-Homepage nicht fand. Offensichtlich belieferte die Empa die auflagestarke NZZ bevorzugt, weil sie sich damit mehr Publizität versprach. Die NZZ tat der Empa den gefallen und titelte mit Hinweis auf die «brisante Studie» dramatisch: «Der Schweiz geht der Strom aus». Leider fehlt im NZZ-Bericht die Information, auf welches Jahr die Empa die Stromlücke von 22 Mrd. kWh datiert.