Gibt es bessere Alternativen zu fossilen Kraftwerken für die Versorgungssicherheit der Schweiz mit Strom? : eine Analyse und Interpretation von diversen Studien zur Stromversorgungssicherheit
Creators: name: Rohrer, Jürg
name: Wild, Michael
name: Stocker, Nicolas
name: Siegwart, Muriel
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2023
Subjects: Erneuerbare Energie
Versorgungssicherheit
Energie sparen
Energieeffizienz
333.79: Energie

description: Auf Anregung der Elektrizitätskommission (ElCom) aus dem Jahr 2021 hat der Bundesrat im Januar 2023 mit einer Verordnung entschieden, fossile Reserve-Kraftwerke mit einer maximalen Leistung von 1'000 MW zu beschaffen und entsprechende Ausschreibungen im Frühling 2023 durchzuführen (Bundesrat, 2023a). Diese sollen die Versorgungssicherheit mit Strom für die Schweiz in den nächsten Jahren gewährleisten. Im Herbst 2022 lancierte der Bundesrat zudem eine Energiesparkampagne, welche in den Wintern 22/23 und 23/24 auf freiwilliger Basis jeweils zu Winterstrom-Einsparungen von 10% bzw. 3.1 TWh führen sollen (Bundesrat, 2022).
In dieser Studie werden Berichte analysiert, welche zur Entscheidung des Bundesrates über die Beschaffung von weiteren fossilen Kraftwerken geführt haben und Alternativen zu den fossilen Reserve-Kraftwerken aufgezeigt.
Die grösste Bedrohung der Schweizer Stromversorgung stellt ein gleichzeitiger Ausfall aller Schweizer Atomkraftwerke im späten Winter dar, wenn die Speicherseen leer sind. In einem solchen Szenario fehlt der Schweiz insgesamt 1.6 TWh Strom und die fehlende Kraftwerkleistung beträgt bis zu 6'000 MW (ElCom, 2021b). Bei einer Einbindung der Schweiz in den EU-Strombinnenmarkt könnte selbst dieser Fall und auch der Ausfall von weiteren Kraftwerken durch zusätzliche Stromimporte bewältigt werden. Falls die EU ab 2025 die sogenannte 70%-Regel im Strommarkt auch bei einem Ausfall aller Schweizer Atomkraftwerke strikt auslegen würde und/oder selbst einen Stromengpass hätte, käme es in der Schweiz dann voraussichtlich zu einer Strommangellage in der oben erwähnten Grössenordnung. Da die Schweiz mit ihrem Stromnetz physikalisch eng in das europäische Stromnetz eingebunden ist, hätte eine solche Situation mit hoher Wahrscheinlichkeit auch Konsequenzen auf die Nachbarländer. Insofern stellt die Annahme der strikten Auslegung der 70%-Regel eine sehr konservative Annahme dar.
Eine Gasmangellage in Europa und als Folge davon eine reduzierte Stromproduktion aus europäischen Gaskraftwerken würde im Extremfall zu einem Stromdefizit in der Schweiz von 0.405 TWh führen. Kurzfristig stellt dies für die Schweiz vermutlich die grössere Bedrohung als Ausfälle von Kraftwerken dar. Die fehlende Strommenge entspricht etwa der Winterstromproduktion, welche im Jahr 2023 durch den Bau von neuen Photovoltaikanlagen dazu kommt oder 13% des Winterstrom-Einsparziels des Bundesrates.
Als Lösung für beide Bedrohungen wird von der ElCom im Konzept Spitzenlast-Gaskraftwerk eine Kombination aus mehreren Reserve-Gaskraftwerken mit insgesamt maximal 1'000 MW Leistung und einer Wasserkraftreserve in den Speicherseen vorgeschlagen. Die Gaskraftwerke kämen bereits mehrere Wochen vor einer absehbaren Strommangellage zum Einsatz und würden primär dazu dienen, die Speicherkraftwerke zu schonen, sodass diese einen höheren Füllstand hätten und die benötigte Leistung erbringen könnten.
Das Schonen der Speicherkraftwerke muss aber nicht zwingend durch fossile Kraftwerke erfolgen. Ein rascherer Ausbau der erneuerbaren Energien gemäss dem aktuell diskutierten Mantelerlass oder Energieeffizienzmassnahmen hätten trotz witterungsabhängiger Einspeisung denselben Effekt (BFE, 2022b). Auch erhöhte Stromimporte oder das vom Bundesrat kurzfristig angestrebte Strom-Einsparziel hätte dieselbe Wirkung. Letztendlich geht es nur darum, mehr Strom im Winterhalbjahr zu erzeugen oder weniger Strom zu verbrauchen und damit die Speicherkraftwerke zu schonen. Der Füllstand der Speicherseen im Spätwinter wäre dadurch hoch, damit könnten die Speicherkraftwerke allfällige Ausfälle von anderen Kraftwerken oder fehlende Importe überbrücken.
Es muss jedoch durch entsprechende Massnahmen sichergestellt werden, dass das zusätzlich zur Verfügung stehende Stromproduktionspotential im Winter von den Besitzern der Speicherkraftwerke nicht frühzeitig am Markt verkauft wird. Das Schonen der Stauseen erhöht nur dann die Versorgungssicherheit, wenn die zusätzliche Stromproduktion auch wirklich zu grösseren Reserven in den Speicherseen führt.
Da die grösste Bedrohung aus einem Ausfall der Atomkraftwerke besteht und die Reservegaskraftwerke bereits Wochen vor dem Ausfall eingeschaltet werden müssten, stellt sich grundsätzlich die Frage, inwiefern ein Ausfall der Atomkraftwerke überhaupt Wochen im Voraus vorhersehbar ist. Bei einem überraschenden Ausfall der AKW bei leeren Stauseen und stark eingeschränktem Stromimport (Worst-Case-Szenario) käme es trotz fossilen Reservekraftwerken zu einer Strommangellage in der Schweiz.
Ein rascherer Ausbau der erneuerbaren Stromproduktion im Winter und/oder Stromeinsparungen würde die Speicherseen in jedem Falle schonen und könnte somit besser zur Versorgungssicherheit beitragen als fossile Kraftwerke, welche bei überraschenden Ausfällen von Grosskraftwerken vermutlich zu spät zum Einsatz kommen würden.
Entscheidend ist aber in allen Fällen, dass die Bildung einer Wasserkraftreserve in den Stauseen gesetzlich vorgeschrieben und überwacht wird, damit die zusätzliche Winterstromproduktion nicht einfach auf dem Markt verkauft werden kann.
Zusammenfassend sind eine verbindliche Speicher-Wasserkraftreserve in Verbindung mit einem raschen Ausbau der erneuerbaren Stromproduktion (mindestens so rasch wie im Mantelerlass Energie vorgesehen) und Effizienzmassnahmen die beste Lösung für eine sichere Stromversorgung der Schweiz. Die fossilen Reservekraftwerke werden dadurch obsolet.
Insofern wäre es absolut nicht nachvollziehbar, wenn die Schweiz noch weitere fossile Reservekraftwerke beschaffen würde. Deren Kosten von schätzungsweise 1.4 Mia. Fr. würde wesentlich zielführender in den Ausbau von Energieeffizienz und in die erneuerbare Stromproduktion investiert.