Saubere Schweizer Stromversorgung – wie lange noch?

Die Kernenergie ist nach der Wasserkraft weltweit die grösste Quelle von CO2-armem Strom. Der Schweizer Strom stammt zu über 90 % aus diesen beiden Quellen. Mit der Energiestrategie 2050 soll sich das ändern. Bis zum Ende ihrer Laufzeit bleiben die Schweizer Kernkraftwerke jedoch wichtige Pfeiler der Energiepolitik.

Der Klimawandel ist eines der drängendsten Probleme unserer Zeit. Gleichzeitig nimmt weltweit der Energiebedarf weiter zu. Nach wie vor haben rund eine Milliarde Menschen gar keinen Strom. Die Menschheit benötigt immer mehr Strom und das Klima verlangt nach möglichst sauberem Strom. Wir brauchen deshalb alle CO2-armen Technologien, um möglichst rasch von der fossilen Stromproduktion wegzukommen. Der Verzicht auf Erdgas und Erdöl geht nur mit dem Einbezug der Kernenergie. Sie ist derzeit die einzige CO2-arme Energiequelle, die das ökonomische und ökologische Potenzial hat, die zunehmende Stromnachfrage zu decken. Die Kernenergie ist heute weltweit die zweitgrösste Quelle von CO2-armer Elektrizität. Sie macht 10 % der globalen Stromerzeugung aus und ist beim sauberen Strom nur übertroffen von der Wasserkraft mit 16 %. Im Strommix der EU macht die Kernenergie rund einen Viertel aus und ist damit sogar der wichtigste Lieferant von sauberem Strom. Auch für andere hochentwickelte Volkswirtschaften wie die USA, Kanada und Japan war die Kernenergie in den letzten drei Jahrzehnten die grösste CO2-arme Stromquelle und ist dies auch heute noch.

Kernkraftwerke in der Schweiz
Die Kernenergie liefert im Jahresdurchschnitt mehr als einen Drittel und im Winter bis zur Hälfte des in der Schweiz erzeugten Stroms. Gut 60 % unseres Stroms stammen im Schnitt von der Wasserkraft. Im Winter erzeugen die Wasserkraftwerke weniger Strom und wir sind auf Stromimporte angewiesen, um den in den kalten Monaten höheren Strombedarf zu decken. Im Rahmen der Energiestrategie 2050 soll die Schweiz aus der Kernenergienutzung aussteigen und so auf eine der wichtigsten Stützen ihrer beinahe CO2-freien Stromversorgung verzichten. Die Kernkraftwerke werden am Ende ihrer Lebensdauer nicht durch neue ersetzt. Bis dahin ist die Kernenergie aber laut Bundesrat eine wichtige Stütze der Energiestrategie 2050, da sie als Brückentechnologie Zeit für die Entwicklung von Alternativen schafft. Beim aktuellen Stand der Technik könnten die Kernkraftwerke nämlich kaum mit Solar- und Windkraftwerken ersetzt werden, weil diese von Tageslicht und Wetter abhängig sind. Auch neue grosse Wasserkraftwerke können wir nicht bauen, ohne den Landschaftsschutz erheblich einzuschränken. Kernkraftwerke produzieren auf kleinem Raum mit vergleichsweise geringem Ressourcenaufwand eine enorme Menge Grundlast-Strom. Sie liefern unabhängig von Wetter, Tages- und Jahreszeit eine berechenbare Menge Strom. Dazu müssen die Ersatzkraftwerke auch in der Lage sein, wenn die heute hohe Versorgungssicherheit erhalten bleiben soll. Von allen Kraftwerken, die Grundlast liefern, sind Gaskombikraftwerke die realistischste Variante. Sie haben aber im Vergleich mit Kernkraftwerken einen sehr viel höheren Treibhausgasausstoss.

Nur Wasser ist sauberer
Die Schweizer Kernkraftwerke stossen für jede produzierte Kilowattstunde Strom 10 bis 20 Gramm CO2-Äquivalente aus. Sauberer ist nur die Wasserkraft mit 5 bis 15 Gramm pro kWh. Die Windkraft hat mit 5 bis 30 Gramm eine mit der Kernenergie vergleichbare Bilanz, während die Fotovoltaik mit 25–104 Gramm klar darüber liegt. Gaskombikraftwerke schneiden mit beinahe 400 Gramm deutlich schlechter ab, und am oberen, «dreckigen» Ende der Skala liegen moderne Braunkohlekraftwerke mit fast 900 Gramm pro kWh. Die Kernkraftwerke tragen zudem – insbesondere im Winter – erheblich zur Versorgungssicherheit der Schweiz bei. Wie der Rest der Stromversorgung gehören sie zu den sogenannten kritischen Infrastrukturen. So defniert das Bundesamt für Bevölkerungsschutz unverzichtbare Güter und Dienstleistungen wie zum Beispiel Energie, Verkehr oder Kommunikation. Ohne Strom würden grosse Teile unseres Lebens schlicht stillstehen.

Über 90% des in der Schweiz produzierten Stroms stammen aus Kernenergie und Wasserkraft – den Quellen mit den tiefsten Treibhausgasemissionen.

Wie lange laufen Kernkraftwerke?
Im Schweizer Kernenergiegesetz sind keine fixen Laufzeiten für Nuklearanlagen festgeschrieben. Kernkraftwerke dürfen so lange betrieben werden, wie ihre Sicherheit gewährleistet ist. Die Betreiber sind für die Sicherheit verantwortlich und vom Gesetz dazu verpflichtet, ihre Werke laufend auf den neusten Stand der Technik nachzurüsten und instand zu halten. Im Fall von Mühleberg führten wirtschaftliche Überlegungen zur frühzeitigen Stilllegung. Die Betreiber der übrigen vier Kernkraftwerke rechnen heute mit rund 60 Jahren Betrieb, auch wenn sicherheitstechnisch mehr möglich wäre. Überprüft wird die Sicherheit von den unabhängigen Experten des Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorats (ENSI). Der Bundesrat kann Ausserbetriebnahmen anordnen. Verschiedene andere Staaten haben für ihre Kernkraftwerke fixe Laufzeiten defniert. In den USA zum Beispiel gilt eine Betriebsbewilligung anfänglich für 40 Jahre. Sie kann aber maximal zweimal um je 20 Jahre verlängert werden. Von den aktuell in Betrieb stehenden Werke der USA verfügen unterdessen fast alle über eine Bewilligung für 60 Jahre. Für vier Anlagen wurde bereits eine zweite Verlängerung auf total 80 Jahre genehmigt.

Der Bedarf an sauberem Strom wird in naher Zukunft weiter zunehmen. Die Kernenergie leistet einen wesentlichen Beitrag zur Versorgung der Welt mit CO2-armem Strom. Mit den richtigen politischen Rahmenbedingungen kann sie das noch länger tun – weltweit wie auch in der Schweiz.


Wärme-Kraft-Kopplung
Brückentechnologie für Gebäudewärme und Strom

Die dezentrale Stromerzeugung mittels Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) hat grosses Zukunftspotenzial. Neben Strom aus Solarenergie und Wasserkraft kann WKK einen verlässlichen und effizienten Beitrag zur Energiewende leisten.

Die Wärme-Kraft-Kopplungsanlage (WKK) ist eine hocheffiziente Heizung, die den Verbraucher gleichzeitig mit Strom und Wärme versorgt. Man spricht auch von Strom erzeugenden Heizungen. Diese können beispielsweise in den Wintermonaten einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit und zur Stabilität des Stromnetzes leisten. Die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme kann zur Bereitstellung von Heizwasser und Warmwasser sowie in der Industrie und im Gewerbe für Dampf verschiedener Temperaturstufen oder Trocknungswärme verwendet werden. Da WKK-Anlagen bei den Verbrauchern installiert sind (also dezentral), sind sie effizienter als thermische (zentrale) Grosskraftwerke, bei denen die Abwärme nur teilweise genutzt werden kann. Ihr Wirkungsgrad beträgt 90%. Von den 90% der resultierenden Energie ist ein Drittel Strom. Aufgrund dieses hohen Wirkungsgrades lassen sich durch WKK fossile Brennstoffe einsparen. Gleichzeitig ist damit eine deutliche Verringerung der Schadstoff- und CO2-Emissionen verbunden. Dies gilt insbesondere durch die steigende Anreicherung von Erdgas mit Biogas.

Photovoltaik im Sommer – WKK im Winter
Bis 2035 soll der Atomstrom durch erneuerbare Energien ersetzt werden. Im Winterhalbjahr ist mit Unterdeckung in der Stromversorgung mit in der Schweiz erzeugter Elektrizität zu rechnen. Die in den letzten Jahren erfolgten Weiterentwicklungen der PV-Technologien lassen den Schluss zu, dass zukünftig Systemwirkungsgrade von 30 % zu erwarten sind. Daher ist anzunehmen, dass PV-Module überschüssigen Strom im Sommer erzeugen. Die dezentrale Stromerzeugung mit Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen wird somit zukünftig eine wichtige Rolle spielen. Im Gegensatz zur Photovoltaik und Windkraft können WKK-Anlagen im Winter Strom und Wärme bedarfsgerecht und direkt beim Verbraucher erzeugen.

Visualisierung zukünftiger Energieverbrauch und Mix

Vorteile einer Strategie mit WKK und PV:

  • Die Sicherheit der Wärme- und Stromversorgung wird erhöht.
  • Das Gasnetz übernimmt auch die Funktion eines Stromspeichers, was in Anbetracht der bereits vorhandenen Infrastruktur sehr wirtschaftlich ist.
  • Die Installation einer PV-Anlage in einem WKK-versorgten Haus ist nicht zwingend. Denn die Kombination von PV und WKK ergibt sich in jedem Fall aufgrund der Netzkonvergenz.
  • Da jedes Gebäude ein anderes Energiebedarfsprofil (Strom / Wärme) hat, ist auch in den Wintermonaten eine zuverlässige Abdeckung gewährleistet.

Option «Elektrische Welle»
Mit einer mit Erdgas / Biogas versorgten WKK-Anlage ergibt sich eine interessante Option: Die als elektrische Welle bezeichnete Ergänzung mit einer Wärmepumpe. Dadurch lassen sich mit einem Einsatz von 100 % Erdgas / Biogas 180 % Wärme erzeugen. Die Wärmeerzeugung mit drei Modulen erlaubt die Zuschaltung der Aggregate je nach Wärmebedarf. Notwendig für diesen Betrieb ist eine zentrale Steuerung, die alle drei Module bewirtschaftet. Im Gegensatz zur mechanischen Welle ist die elektrische «Brücke» völlig wartungsfrei und bei einem relativ unwahrscheinlichen Ausfall eines Aggregates sind die beiden anderen voll einsatzfähig.

WKK ist die einzige Technologie, welche Gas-, Strom- und Wärmeversorgung verbindet und sichert. Die dezentral eingesetzten WKK-Anlagen produzieren hocheffizient Strom und Wärme. Kommt noch Power-to-Gas hinzu wird die Verbindung auch zwischen der Strom- zur Gasversorgung geschlossen und die Koexistenz der Infrastrukturanlagen für Gas, Strom und Wärme kann flexibel genutzt werden.

Dies wird insbesondere im Zusammenhang mit dem Zubau von Solar- und Windenergie erforderlich sein. WKK-Anlagen produzieren bedarfsgerecht Strom, auch wenn die Sonne nicht scheint, der Wind nicht bläst und im Winter ohnehin zu wenig Strom produziert wird. WKK-Anlagen können innert Minuten hochgefahren werden und die fehlende Leistung und Energie liefern.

Die Kombination von WKK und EWP ermöglichen eine effiziente Energienutzung

Die Gasverbund Mittelland AG (GVM) ist eine überregionale Erdgasversorgerin der Schweiz. Sie beschafft und transportiert Erdgas im Sinn einer Bündelung zu bestmöglichen Konditionen im Auftrag der ihr angeschlossenen 15 Lokalversorger und ihrer Direktkunden im Mittelland sowie in der Nordwestschweiz. Dazu betreibt die GVM einen eigenes Hochdrucknetz mit Übergabestationen.

Gasverbund Mittelland AG
Untertalweg 32
4144 Arlesheim
Tel 061 706 33 00
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