Poor-Team: Atomkraft & Photovoltaik

Mit dem neuen breit abgestützten Stromgesetzt haben wir uns entschieden, die Erneuerbaren auszubauen und bis 2050 jährlich 45 TWh Strom (ohne Wasserkraft) zu produzieren. In dieser Situation werden der Schweizer Bevölkerung von höchster Regierungs-Stelle neue AKWs empfohlen.

Gehen wir mal davon aus, zukünftige AKWs könnten die Hauptnachteile wie Sicherheitsrisiken, Abfallprobleme und Russland-Abhängigkeit lösen, und fragen uns: Könnte uns zukünftig die Kombination von Photovoltaik und Atomkraft wirklich einen wesentlichen Vorteil bringen?

Um dieser Frage nachzugehen, habe ich anhand eines passenden Energieszenarios der ETH Zürich [1] einen typischen Tag im März 2050 (21. März 2050) ausgewählt. Die Originalgrafik dazu ist unter [1] einsehbar, ich habe für die Ausführungen daraus eine vereinfachte Skizze erstellt, welche die stündliche Produktion über einen ganzen Tag verteilt zeigt.

Neben der regelmässigen Versorgung mit Strom aus Fliesswasser (blau), Biomass und Wind (grün) sind die typischen tageszeitlichen Schwankungen der PV-Produktion (gelb) mit einer Spitze um die Mittagszeit und der fehlenden PV-Produktion Nachts gut sichtbar.

Die Schwarze Linie stellt den Verbrauch dar, welcher jederzeit gedeckt werden muss. Da die Produktion nicht immer reicht, muss die entsprechende Lücke (rot gestreifter Bereich) mit Strom aus Speichern wie Pumpspeicher, Speicherseen, Batterien oder Stromimporten ausgeglichen werden.
Wir sehen, dass zur Mittagszeit zu viel PV-Strom produziert wird (gelbe Fläche über der Verbrauchslinie). Dieser kann verwendet werden für das Laden von Speicher oder er muss lokal “abgeregelt” (d.h. nicht produziert) werden.

Das Tolle daran: Einen Teil der Speicher in Form von Speicherseen und Pumpspeicher haben wir bereits weitgehend gebaut und bezahlt! Kurzfristig wird es um den Ausbau von Batteriespeicher gehen, längerfristig wird es auch noch Saisonale Speicher brauchen. Ökonomische und Zuverlässigkeit- Überlegungen werden steuern, wieviel Speicher wir im Land selber halten und wieviel Strom/Energie wir importieren um diese Lücke zu füllen. Ein Vorgehen, welches wir bereits heute in der Energieversorgung und auch der landwirtschaftlichen Produktion kennen.

Was passiert nun, wenn wir in diesem Szenario mit stark ausgebauter PV zusätzlich AKWs zubauen?

Auf den ersten Blick sieht es vielversprechend aus. Mittels ca. 6 GW Bandenergie (grau) aus AKWs, kann der benötige Speicher- und Import-Bedarf (rot gestreift) beträchtlich verringert werden.
Da aber AKWs meist nicht einfach ein- und aus geschaltet werden können, muss nun gegenüber vorher noch viel mehr PV-Energie abgeregelt werden (Blau gestreifte Fläche über dem Verbrauch). Da gleichzeitig der Strombedarf für die zu ladende Speichermenge abnimmt, geht ein grosser Teil der möglichen PV-Energieproduktion verloren. Der Betrieb von PV Anlagen würde zunehmend zu einem Verlustgeschäft, Investoren in die PV-Infrastruktur würden sich betrogen fühlen.

Nun wird gesagt, AKWs der zukünftigen Generation könnten einfacher ein- und ausgeschaltet werden. Damit könnte man diese nur dann zuschalten, wenn sie benötigt werden. Damit produzieren diese aber während ihrer Lebensdauer bedeutend weniger Strom als möglich ist, die Investitionskosten müssten auf weniger Stromproduktion umgelegt werden, d.h. AKWs würden bedeutend teurer als eigentlich geplant.

Wir sehen, die Kombination von AKW und PV sind ein „Poor-Team,“ sie “kannibalisieren” sich gegenseitig. Ganz anders Speicherseen, PV, Alpine-PV und Wind. Diese ergänzen sich gegenseitig zu einem „Dream-Team“, wie Thomas Nordmann und ich in mehreren Berichten aufgezeigt haben.

Dass uns Lobby-Organisationen, Staatstragende Parteien und selbst der Bundesrat diesen Weg trotzdem aufschwatzen wollen, ist eine Augenwischerei, die nur mit Hilfe von Angstmacherei funktionieren kann.

Blackout!

Ja, was ist zu tun, wenn über längere Zeit zu wenig Sonne scheint, unsere Speicherseen am Limit sind, Importe nicht möglich sind, sei dies wegen einer technischen Panne oder der politischen Situation?
Um solche Extremereignisse abzudecken brauchen wir im Sinne einer Notvorsorge entsprechende Reserve-Kraftwerke, welche mittels leicht lagerbaren, erneuerbaren Brennstoffen (z.B. Methanol) betrieben werden. Diese können lokal aus Überschussstrom erzeugt oder importiert werden. Aus Kostengründen werden wir versuchen mit so wenig wie möglich davon auszukommen.

Lassen wir uns also nicht beirren, bauen wir weiterhin die PV-Produktion (Dach-PV und Alpine-PV), Windenergie und Batteriespeicher aus, sorgen wir für eine entsprechende Winter-Reservehaltung in den Speicherseen, arbeiten wir im Strombereich mit Europa zusammen und schaffen wir längerfristig (ca. ab 2040) erneuerbare Notvorsorge-Kraftwerke. So kann eine ausreichende Versorgung wirtschaftlich und klimaneutral sichergestellt werden.

Zum Schluss ein Tip: Mit jedem zusätzlichen Windrad wird die Energieversorgung der Zukunft zuverlässiger (Ergänzung PV + Wind) und damit billiger. Dieses „Schnäppchen“ sollten wir uns nicht entgehen lassen!

[1] nexus-e: ist eine Energie Modellierungsplattform der ETH Zürich.
Das verwendete Szenario entstamm einer Forschungszusammenarbeit zwischen dem Energy Science Center der ETH und EIP, der „Energy Infrastructure Partners“, einem Investor mit Themenbereich „Energy Transition“.
Verwendet wurde das Szenario „eip_prevention_renewables“, welches gegenüber dem ebenfalls vorhandenem Referenzszenario einen erhöhten Anteil an erneuerbaren Energien hat, insbesondere im Bereich Alpine- und Agri-PV (total 48 TWh Erneuerbare ohne Wasser). Dieses passt zu den Ausbauzielen des Stromgesetztes und beinhaltet 2050 keinen AKW-Strom.
https://nexus-e.org/eip-eth-collaboration-rethink-future-swiss-electricity-supply/

Quelle: Originalbild aus Nexus-e.
Beachte: die Achse „Stündliche Erzeugung“ beinhaltet auch negative Werte, damit können Ladevorgänge von Speichern (hier Pumpspeicher) und neg. Netto-Importe (=Exporte) dargestellt werden.