Rasanter Zuwachs Stromverbrauch kann durch Erneuerbare allein nicht gedeckt werden

Forscher der Empa haben die Frage beantwortet, was es «in der Praxis» bedeutet, dass die Schweiz klimaneutral werden will. «Auf welchem Wege sind diese Ziele erreichbar, was braucht es dazu und was kostet das?»[1]

Die drei Empa-Szenarien

Die Forscher rechneten drei verschiedene Szenarien durch und verglichen sie mit den heutigen Energiekosten von jährlich rund 3’000 Franken pro Einwohner. Die erste Herausforderung ist es, die Schweizer Kernkraftwerke zu ersetzen, die bis 2050 abgeschaltet werden sollen – in allen Szenarien. Allein dies erfordert eine solare Dachfläche von 16 Quadratmetern pro Kopf der Schweizer Bevölkerung. Für jeden Einwohner braucht es zudem eine Speicherbatterie von 9 Kilowattstunden (kWh), um den tagsüber geernteten Solarstrom für die Nacht zu speichern. Zusätzlich sind vier Pumpspeicherkraftwerke von der Grösse des Kraftwerkes «Grande Dixence» im Wallis nötig, um den Sommerstrom für den Winter zu speichern. Diese Grundannahmen gelten für jedes Szenario.

Bild: 10 kWh Batteriespeicher für Zuhause, Boden stehende lithium LiFePO4, Standzeit: 5-10 Jahre, 90.6kg, Kosten rund 10’000 Euro, 50*17*82 cm.[2]

Empa-Szenario Nr. 1: Vollständige Elektrifizierung

Aus rein energetischer Sicht ist es gemäss den Empa-Forschern am effizientesten, die gesamte Energieversorgung zu elektrifizieren. Wenn alle Autos und Lastwagen elektrisch fahren und alle Gebäude mit (elektrischen) Wärmepumpen beheizt werden, steigt der dafür notwendige Strombedarf «nur» um knapp 1’000 Watt pro Kopf – das entspricht allerdings einer Verdoppelung des heutigen Verbrauchs (rund 800 Watt pro Kopf). Um diese Energiemenge zu erzeugen, bräuchte die Schweiz 48 Quadratmeter Solarfläche pro Kopf (das entspricht dreimal der verfügbaren Dachfläche der Schweiz), zusätzlich eine 26 kWh-Speicherbatterie pro Kopf und zur Sommer-Winter-Speicherung zusätzlich 13 Pumpspeicherkraftwerke der Dimension «Grande Dixence». «Wenn wir sofort anfangen, müssten wir bis ins Jahr 2035 jedes Jahr eine neue Staumauer bauen. Aber wir haben schlicht nicht genug geeignete Täler im Land für solch eine Grössenordnung» (Energieforscher Prof. Züttel).[3]

Drohnenaufnahme der Alp Furgge (Grengiols Solar) mit und ohne Solarmodule. Copyright: „IG Saflischtal“[4]

Empa-Szenario Nr. 2: Öko-Wasserstoffwirtschaft

Das zweite Szenario wäre eine Wasserstoffwirtschaft. Klimaneutraler Wasserstoff wird aus Solarstrom erzeugt. Man bräuchte 116 Quadratmeter Solarflächen pro Kopf. Der im Sommer erzeugte Wasserstoff muss bei 200 bar Druck in unterirdischen Kavernen gespeichert werden. «Wir bräuchten ein Speichervolumen von 57 Millionen Kubikmetern – das ist etwa 25 Mal der Gotthard Basistunnel» (Energieforscher Prof. Züttel).

EMPA-Szenario Nr.3: Versorgung mit synthetischen «Öko-Treibstoffen»

Das dritte Szenario ist eine Versorgung des ganzen Landes mit synthetischen Treibstoffen («Synfuels») aus Ökostrom. Doch für dieses Szenario müssten 4,5 % der Schweizer Landesfläche mit Solarzellen bedeckt werden – das ist 12 Mal mehr als die heute verfügbare Dachfläche, nämlich 1’857’000’000 Quadratmeter Solarzellen (1,857 Milliarden Quadratmeter). Eine Speicherbatterie von 109 kWh pro Kopf wäre zudem nötig, um die gewaltige Menge an Solarstrom mittags einzuspeichern.

Fazit: Die Vorgaben das Stromfresser-Gesetzes und das Netto-Null-Ziel sind völlig unrealistisch. Die Erneuerbaren können den steigenden Strombedarf nicht decken. Das Stromfresser-Gesetz führt direkt in die Katastrophe. Die Energieversorgung der Schweiz ist nicht mehr sichergestellt.

Umweltbelastende Produktion und Logistik von Solarmodulen

Rund zwei Drittel aller Solarmodule stammen inzwischen aus China. Der Grund: Die chinesische Regierung subventioniert heimische Hersteller, die sich als Preisbrecher auf dem Weltmarkt durchsetzen können. Eine Studie zeigt jetzt: Die Ökobilanz chinesischer Solarmodule ist verheerend.[5]

«In China haben wir eine Vielzahl von Photovoltaikherstellern, die auch von der Regierung unterstützt werden. Aber ein hoher Anteil der Umweltverschmutzung stammt auch davon», kritisiert Huang Xianjin von der Nanjing University. Der Hauptgrund für die schlechte Umweltbilanz chinesischer Solarmodule liegt in den geringen Umwelt- und Effizienzstandards und der überwiegenden Erzeugung des Stroms aus Kohle. «Es braucht eine Menge Energie, um Silizium zu gewinnen. Und China nutzt Energie aus schmutzigen und weniger effektiven Energiequellen, als das in Europa der Fall ist», sagt der Co-Autor der Studie und Argonne-Forscher Seth Darling.

[1] Wieviel kostet eine CO₂-neutrale Schweiz? EMPA 17.2.22 unter https://www.admin.ch/gov/de/start/dokumentation/medienmitteilungen.msg-id-87241.html; Future Swiss Energy Economy: The Challenge of Storing Renewable Energy, Andreas Züttel, Noris Gallandat, Paul J. Dyson, Louis Schlapbach, Paul W. Gilgen, and Shin-Ichi Orimo, Original Research, 1.2.22.

[2] https://www.wegatech.de/ratgeber/photovoltaik/stromspeicher/uebersicht/

[3] Wieviel kostet eine CO₂-neutrale Schweiz? EMPA 17.2.22 unter https://www.admin.ch/gov/de/start/dokumentation/medienmitteilungen.msg-id-87241.html; Future Swiss Energy Economy: The Challenge of Storing Renewable Energy, Andreas Züttel, Noris Gallandat, Paul J. Dyson, Louis Schlapbach, Paul W. Gilgen, and Shin-Ichi Orimo, Original Research, 1.2.22.

[4] Vgl. Fast eine Million Solarmodule für Grengiols, NZZ vom 15.3.2023, unter https://www.nzz.ch/schweiz/der-solarexpress-zieht-durch-grengiols-die-groesste-alpine-solaranlage-ist-machbar-ld.1730655

[5] Chinesische Solarzellen haben eine verheerende Umweltbilanz, Ingenieur.de, unter https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/chinesische-solarzellen-verheerende-umweltbilanz/