georgschwarz.ch neu auch im «Power-Switcher»

Abbildung 1: Axpo-Berechnungstool «Power-Switcher» (Bildquelle).

21. November 2023

Die Axpo bietet mit dem «Power-Switcher» eine Softwareplattform an, mit der zukünftige Entwicklungen der Schweizer Stromwirtschaft simuliert werden können. Der Blog georgschwarz.ch ist mit einem eigenen Szenario im Berechnungstool vertreten. Mit dem «Power-Switcher» haben auch Sie die Möglichkeit, eigene Szenarien der Energiezukunft zu erstellen, diese zu vergleichen und an den verschiedenen Stellschrauben der Energieproduktion zu drehen.

Jetzt loslegen auf powerswitcher.axpo.com

Im aufgeschalteten Szenario werden fossile Energieträger durch Wärmepumpen für die Heizung und Elektrofahrzeuge für die Mobilität ersetzt. Im Gegensatz zu den meisten anderen Szenarien im «Power-Switcher», werden die erzielbaren Verbrauchseinsparungen und Effizienzgewinne weniger optimistisch eingeschätzt. Im vorliegenden Szenario wird daher konservativ von einem um 80% höheren Stromverbrauch ausgegangen.

Die Hauptbestandteile dieses Szenarios sind:

  • Konservativ angesetzte Effizienzgewinne
  • Wärmepumpen für Heizung und Warmwasser
  • Elektrifizierung des Strassenverkehrs
  • Dekarbonisierung der Industrie
  • Maximierung der Stromproduktion im Winter
  • Versorgungssicherheit
  • Negativemissionen

Konservative angesetzte Effizienzgewinne

Die zukünftige Entwicklung des Energieverbrauches hängt stark von den gegenläufigen Parametern Bevölkerungszahl und Energieeffizienz ab und ist deshalb mit grossen Unsicherheiten behaftet. Da die Umstellung des Energiesystems sehr lange dauern wird, sollte eine Energiestrategie nicht auf das Eintreffen optimistischer Annahmen hoffen, sondern auf einer konservativen Basis stehen.

Im vorliegenden Szenario wird für das Jahr 2050 eine Reduktion des Endenergieverbrauches von rund 20% angenommen. Bei einem prognostizierten Bevölkerungswachstum von 20% entspricht dies einem pro Kopf Effizienzgewinn von 33%.

Wärmepumpen für Heizung und Warmwasser

Es wird angenommen, dass die Heizungen aller Gebäude sowie die Warmwasserproduktion mittels Wärmepumpen erfolgt. Für den Wärmenutzungsgrad wurden heute erzielbare Werteangenommen. Beim zukünftigen Wärmebedarf wird von einer Reduktion von 20% pro Quadratmeter Energiebezugsfläche ausgegangen.

Elektrifizierung des Strassenverkehrs

Der Strassenverkehr wird weitgehend auf Elektrofahrzeuge umgestellt. Einzig im Bereich des Schwerverkehrs wird ein Teil der Lastwagen mit inländischem Biogas betrieben.

Dekarbonisierung der Industrie

Fossile Energieträger werden in der Industrie mehrheitlich zur Erzeugung von Prozesswärme eingesetzt. Ein Teil davon kann durch Biomasse ersetzt werden. Der fehlende Rest muss elektrisch erzeugt werden, was den Strombedarf erhöht.

Maximierung der Stromproduktion im Winter

Der Stromverbrauch im Winter ist bereits heute höher als im Sommer und wird aufgrund der zusätzlichen Wärmepumpen und Elektrifizierung des Verkehrs noch weiter steigen. Weil die Gebäudephotovoltaik im Winter nur einen geringen Beitrag zur Bedarfsdeckung liefert, kommen im vorliegenden Szenario Produktionstechnologien mit einem hohen Winterstromanteil, insbesondere Windenergie und alpine Solaranlagen zum Tragen.

Um diesen Bedarf zu decken, werden 43 TWh/a aus Windenergie und 36 TWh/a aus alpinen Solaranagen benötigt. Dies entspricht 5’400 Windturbinen und alpine Freiflächenanlagen mit einer Gesamtfläche von 140 km2. Damit werden die zur Verfügung stehenden Produktionspotenziale weitgehend ausgeschöpft, aber nicht überschritten.

Versorgungssicherheit

Keines unserer Nachbarländer setzt zur Erreichung seiner Klimaziele auf eine Exportstrategie wie die Schweiz. Dies würde der Schweiz erlauben im Winter grössere Energiemengen aus dem Ausland zu beziehen. Im vorliegenden Szenario wird deshalb davon ausgegangen, dass die Stromimporte im Winter gegenüber heute nicht gesteigert werden können und auch kein Biogas oder strombasierte Energieträger zur Deckung des Winterbedarfs importiert werden können.

Negativemissionen

Gewisse Treibhausgasemissionen, insbesondere in der Industrie und der Landwirtschaft, lassen sich nicht vermeiden und müssen mittels sogenannter Negativemissionen kompensiert werden. Dazu wird aus Rauchgasen von Verbrennungsprozessen oder auch direkt aus der Atmosphäre CO2 abgeschieden und anschliessend dauerhaft im Untergrund gespeichert. Der für die CO2-Abscheidung benötigte Strombedarf ist im vorliegenden Szenario berücksichtigt.

Wichtigste Eckdaten auf einen Blick

  • Stromproduktion
    • Ausbau der alpinen Photovoltaik auf 27 GW bis 2050
    • Massiver Ausbau der Windenergie auf 22 GW bis 2050
    • Moderate Steigerung der Kapazitäten von Wasserkraft
    • Ausstieg Kernenergie nach 60 Jahren Laufzeit
    • Dank der hohen Winterstromproduktion werden keine Gaskraftwerke benötigt
  • Nachfrage
    • Stromnachfrage insgesamt: 112 TWh in 2050
    • E-Mobilität: 16 TWh/a in 2050
    • Wärmepumpen: 22 TWh/a in 2050
    • Negativemissionen: 8 TWh in 2050
  • Importe
    • Kapazitäten werden auf dem heutigen (2023) Stand gehalten

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