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Die Empa-Studie 2019 von Martin Rüdisüli et al. modelliert ein Schweizer Stromsystem, das a) alle Kernkraftwerke (KKW) durch Photovoltaik (PV) ersetzt und b) eine 75%-Elektrifizierung des Gebäudesektors sowie eine 20%-Elektrifizierung des Verkehrs annimmt.
Grafik 1 zeigt die Einspeiseprofile des PV-Stroms (schwarz in Stundenwerten) und des Atomstroms (rot in Monaten) bei gleicher Elektrizitätseinspeisung bis Ende Jahr (24 TWh); zusätzlich geben die gestrichelten Linien die für diesen identischen Ertrag notwendigen installierten Nettoleistungen an: der PV-Strom benötigt wegen seiner stark schwankenden Erzeugung achtmal mehr!
Grafik 2 stellt das Modell in Wochenwerten dar: die ausgefüllten Balken zeigen von unten her die einheimische Stromerzeugung ohne Atomstrom (blau), den Solarstrom (gelb) und die Winter-Importe (grau); oben rot sind drei Verbrauchskurven eingezeichnet: die dicke Linie stellt den bisherigen Verbrauch dar, mit 75% zusätzlichen Wärmepumpen kommt man zur fein gestrichelten und mit nochmals zusätzlichen 20% batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen zur obersten fett gestrichelten Linie.
Grafik 3 zeigt für die drei gerechneten Szenarien die Überschüsse (positive Zahlen) und Defizite (negative Zahlen) in Stundenauflösung – die Nulllinie ist jeweils rot eingetragen. Das Status quo-Szenario zeigt Defizite von 6.3 TWh, die allein mit der Substitution der KKW durch PV im mittleren Szenario auf 16.9 TWh, und mit der zusätzlichen Elektrifizierung auf 28.5 TWh ansteigen; im oberen teil sind die entsprechenen Überschüsse eingetragen.
In Grafik 4 sieht man die Auswirkungen der drei Szenarien auf die kumulierten CO2-Emissionen: das Status quo-Szenario weist 41.1 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr aus, mit sinnvollen Gebäudesanierungen kann dieser Wert auf 33.5 gesenkt werden (minus 18%), wenn KKW durch PV ersetzt werden, steigt der Wert aber wieder auf 39.2 (plus 17%), und die Elektrifizierung bei Gebäuden und Verkehr bringt ihn dann auf 31.3 (minus 20%).