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Das Energy Science Center (ESC) der ETH erarbeitete folgende Vision eines Transformationspfads für das Energiesystem im 21. Jahrhundert: Bezogen auf die Struktur der Energiesysteme werden sich die Schweiz und die Welt gegen Ende des 21. Jahrhunderts zumindest teilweise angleichen. Dies bezieht sich zum einen auf den Primärenergiefluss pro Kopf. Zum andern nähert sich die Schweiz auch beim energetisch bedingten CO2-Ausstoss pro Kopf langsam aber stetig dem globalen Mittelwert an. Gemäss eher optimistisch einzustufender Szenarien des IPCC (A1T und B1) wird der globale Mittelwert beim realen pro-Kopf-Einkommen gegen Ende des 21. Jahrhunderts fast dem aktuellen Niveau in der Schweiz entsprechen.
Unter dieser Annahme kann der globale Trend vereinfacht als Zielwert dargestellt werden, der sich auf den gegenwärtigen Zustand des schweizerischen Energiesystems bezieht. Aufgrund der drei angedachten Zeitphasen kann der Endpunkt des Transformationspfads folgendermassen festgesetzt werden:
- Für den Langstreckenverkehr sind rund 400 Watt / Kopf fossiler Primärenergie zu reservieren, in Form von Kohlenwasserstoffen. Damit verbunden ist ein Ausstoss von Treibhausgasen von unter 1 Tonne CO2 / Kopf.
- Zur Deckung des Bedarfs für den kohlenstofffreien Wärmesektor (Nieder-, Mittel- und Hochtemperatur) werden rund 1100 Watt/Kopf Primärenergie benötigt. Als Quellen stehen die Sonne (solarthermisch), Umweltwärme und Biomasse zur Verfügung.
- Der Bedarf an Endenergie in Form von Elektrizität liegt bei 1100 bis 1200 Watt / Kopf. (Der Primärenergiebedarf dafür beträgt je nach Stromerzeugungsart 2500 bis 4500 Watt / Kopf.) Das heisst: Die aktuellen Energiedienstleistungen, die sich auf den Strom beziehen, müssen inskünftig effizienter erbracht werden. Zusätzlich zu dieser Einsparung ist ein moderater Ausbau des Angebots erforderlich, um Wärmepumpen anzutreiben und den Bedarf an elektrischer Energie für den Kurzund Mittelstreckenverkehr (Personen und Güter) abzudecken. Wichtige Voraussetzungen dafür sind der Ausbau der Infrastruktur (Versorgungsnetze), eine effiziente und wirtschaftlich tragbare Speicherung der witterungs- und ortsabhängig anfallenden Energie aus erneuerbaren Quellen sowie allenfalls eine begrenzte Anzahl CO2-freier Kraftwerke für die Grundlastversorgung. Langfristig besitzt aber einzig solar erzeugte Elektrizität das Leistungspotenzial, um einen grossen Teil dieses Endenergiebedarfs zu decken.
- Daraus ergibt sich ein Primärenergiebedarf von etwa 4000 bis 6000 Watt / Kopf, der die gesamte Energienachfrage nachhaltig abdecken kann. Der präzise Wert ist davon abhängig, mit welcher Art von CO2-freier Primärenergie die Elektrizität erzeugt wird, und welche Effizienzsteigerungen erzielt werden. Dem primär einzuhaltenden Ziel entspricht jedoch die Emissionslimite von 1 Tonne CO2 / Kopf.
- Für die entsprechende Transformation des globalen Energiesystems im 21. Jahrhundert lässt sich überschlagsmässig nachweisen, dass die begrenzt verfügbaren fossilen Energiequellen zur Gestaltung des Übergangs doch ausreichen.
Energy Science Center [1]