Stresstest Energiewende

Die Stromproduktion der Schweiz ist in Zukunft mit mehreren Herausforderungen konfrontiert:

• Mit steigendem Anteil der Photovoltaik (PV) nehmen die Auswirkungen der täglichen und saisonalen Schwankungen der PV-Erzeugung zu, und damit auch der Bedarf an Speichern.
• Der Stromverbrauch wird aufgrund von eMobilität und Wärmepumpen (Winter) zunehmen. Ausserdem werden in den nächsten Jahrzehnten die Kernkraftwerke abgeschaltet.

Im vorherigen Bericht “Dreamteam Wasserkraft und Solarstrom” haben wir gezeigt, ob und wie eine Kombination aus Photovoltaik (PV) und Speicherseen kurzfristige die Stromversorgung sichern kann. Im jüngsten Bericht „Energiewende im Stresstest“ haben wir den Zeithorizont bis 2030 erweitert.
Studien zeigen, ab 2030 wird es aus mehreren Gründen (siehe „Energiewende im Stresstest“) zusätzliche Batteriespeicher brauchen. Wir stellten uns daher die Frage: Können die Speicherseen die notwendige Speicherfunktion bis 2030 übernehmen und bleibt internationaler Stromhandel weiterhin möglich?

Um diese Frage zu klären haben wir mehrere existierende Energieszenarien bis 2050 miteinander verglichen und ein Modell des Schweizerischen Stromverbrauchs mit Fokus auf Speicherseen erstellt.
Das obige Beitragsbild zeigt beispielhaft das Referenzjahr 2021. Den Bedarf (rechts) und die Produktionsdaten ohne die Speicherseen (links) haben wir für 2021 aus vorhandenen Ist-Daten übernommen
Dann haben wir berechnet, wieviel Strom wir aus den Speicherseen brauchen um eine ausgeglichene Bilanz zu erzielen. Dies haben wir für sämtliche Monate gerechnet und konnten so den monatlichen Füllstand der Speicherseen anhand der natürlichen Zuflüsse und der benötigten Verstromung erfassen (siehe Bild unten) und mit der Realität vergleichen.

Für den Test zukünftiger Szenarien haben wir ein bereits existierendes Strom-Szenario von Nationalrat Grossen, welches auf der AXPO PowerSwitcher Plattform publiziert ist, im Rahmen dieses Test-Modells durchgerechnet. Analog zu 2021 wurde die für den Bilanzausgleich notwendige Verstromung der Speicherseen anhand dieser Szenario-Daten berechnet. Die Resultate sind in den untenstehenden Bildern sichtbar:

Wir sehen, dass der Füllstand der Speicherseen im kritischen April sogar einen leicht höheren Wert hat als im Referenzjahr 2021!
Wie im Bericht „Stresstest Energiewende“ im Detail erklärt, beinhalt das Szenario Grossen nur minimale Importe und Exporte, keinen eigentlichen Stromhandel. Wir haben daher in einem erweiterten Test die aus dem Jahr 2021 vorhandenen Zahlen der Importe und Exporte dem Grossen-Szenario 2030 überlagert. Das Resultat:

Der Füllstand im April ist hier zwar leicht tiefer, aber immer noch höher als 2021. Wir sehen auch, dass die Speicherseen in diesem Szenario im Herbst länger gefüllt bleiben. – Dies ist natürlich keine Vorhersage sondern ein mögliches Szenario! Wer sich für die Details und Hintergründe interessiert, sei auf den Bericht „Energiewende im Stresstest“ verwiesen (siehe dort auch „atmende Speicherseen“).

Wir wollten noch einen Schritt weiter gehen. Die Elcom (Elektrizitätskommission der Schweiz) hat kürzlich Resilienz-Anforderungen an die Stromversorgung im Winter publiziert (22 Tagen ohne Strom-Import im Winter). Wir haben die Szenarien der Elcom mit dem Grossen-Szenario verglichen und gesehen, dass es zum Erfüllen dieser Vorgaben Erweiterungen des ursprünglichen Grossen-Szenarios braucht:

• Zusätzlicher Ausbau: Alpine-PV (1.5-2 GW) , Windkraftanlagen (0.4GW) und eine Füllstands-Reserve in den Speicherseen (0.5 TWh).

Wir können also festhalten: Das Grossen-Szenario funktioniert bis 2030 trotz den oben skizzierten Herausforderungen mit den bestehenden Speicherseen. Um die erweiterten Resilienz-Bedingungen der Elcom zu erfüllen braucht es aber einen weiteren Ausbau an Alpiner-PV und Windkraft (oder zusätzliche Gaskraftwerke).

Die detaillierte Beschreibungen der Abbildungen, Hintergründe und Quellen befinden sich in „Energiewende im Stresstest“.