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In einem Stromnetz muss die Stromerzeugung jederzeit der Nachfrage entsprechen. Laufwasserkraftwerke, Kernkraftwerke und neue erneuerbare Energiequellen wie Photovoltaik und Wind sind nicht vollständig flexibel und können daher nicht kurzfristig auf Nachfrageänderungen reagieren. Um Stromerzeugung und -verbrauch auszugleichen, werden Speicher- und Pumpspeicherwasserkraftwerke betrieben. Aufgrund der kleineren Abflüsse im Winter ist die Stromerzeugung aus Wasserkraft relativ gering, während der Strombedarf höher ist als im Sommer. Daher werden künstliche Speicherseen (Stauseen) in den Alpen im Frühjahr und im Sommer mit Wasser gefüllt, um im Winter mehr Strom zu erzeugen. Eine solche saisonale Speicherung verringert den Bedarf an Stromimporten im Winter.
Die Schweizer Energiestrategie 2050 sieht einen schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergienutzung und eine erhebliche Steigerung der Stromerzeugung aus neuen erneuerbaren Energien (hauptsächlich Photovoltaik) vor. Wenn die Schweizer Kernkraftwerke in den kommenden Jahrzehnten ausser Betrieb genommen werden, wird die Schweizer Stromproduktion im Winter deutlich niedriger sein als heute, auch weil die Stromproduktion aus Photovoltaik im Winter geringer ist als im Sommer. Aufgrund dieser zukünftigen Verschiebungen in der Schweizer Stromerzeugung steigt der Bedarf an saisonaler Speicherung grosser Strommengen.
Ausbau bestehender Stauseen zur Vergrösserung der saisonalen Stromspeicherung
Eine Möglichkeit auf den zunehmenden Bedarf an saisonaler Stromspeicherkapazität zu reagieren ist die Erhöhung von Talsperren bestehender Stauseen, um damit deren Speichervolumen zu vergrössern. Dies wurde in den letzten Jahrzehnten an einigen Stauseen in den Schweizer Alpen realisiert, z.B. Mauvoisin (VS), Luzzone (TI) und Vieux Emosson (VS). Durch die Erhöhung dieser Staumauern um 6%, 8% bzw. 39% ihrer vorherigen Höhen (gemessen vom tiefsten Punkt des Fundaments bis zur Krone) nahmen die Speichervolumen um 17%, 23% bzw. 93% zu. Solche beträchtlichen Steigerungen des Speichervermögens kommen daher, dass die Talbreiten mit der Höhe über dem Flussbett zunehmen.
Eine systematische Studie über den Ausbau der Speicherseen in der Schweiz
Um das Energiespeicherpotential solcher Stauseeausbauten abzuschätzen, untersuchten Forschende der ETH Zürich systematisch 38 bestehende Stauseen in den Schweizer Alpen, die heute je ein Nutzvolumen von mindestens 20 Mio. m3 haben. Die Forscher untersuchten konzeptionell welche baulichen Anpassungen erforderlich sind, wenn die Talsperren dieser Stauseen um 5%, 10% oder 20% erhöht werden. Dann bewerteten sie die erforderlichen Anpassungen anhand von acht Kriterien (Fuchs et al. 2019). Dabei betrachteten sie die zusätzlich zeitweise überstauten Flächen, die Sperren mit ihren Nebenanlagen (z. B. Hochwasserentlastungsanlagen) und die zugehörigen Wasserkraftwerke. Danach sortierten sie die Erhöhungsoptionen nach ihrer Bewertung und klassifizierten sie in “gut geeignet“, “mässig geeignet“ und “nicht weiter zu untersuchen“. Die Forschenden fassten die „gut geeigneten“ Erhöhungsoptionen in einem Szenario zusammen, während sie in einem zweiten Szenario zusätzlich die „mässig geeigneten“ Optionen berücksichtigten.