Gesamtbetrachtung der Energiesituation in der Schweiz.
Wenn aus Sonne Strom wird. Eine Gesamtbetrachtung der heutigen Energiepolitik und der daraus entstehenden unsicheren Energieversorgung in der Schweiz.
Dass der Schweiz ein Blackout drohen könnte, hat bis vor dem Ausbruch des Ukraine-Krieges niemand geglaubt. Es ging vergessen, wie äusserst abhängig die moderne Gesellschaft von Strom und - in noch höherem Masse - von fossilen Energieträgern ist. Die Schweiz hat auf diesem Fundament über die letzten 60 Jahre ihren Wohlstand begründet, jedoch sowohl Endlichkeit als auch beschränkte Nachhaltigkeit dieser Ressourcen praktisch ausgeblendet. Klar wurde insbesondere, dass die Energiestrategie 2050 nie den sich tatsächlich stellenden technischen und gesellschaftlichen Herausforderungen gerecht werden kann und somit jetzt prioritär zu korrigieren ist. Sie muss die Rahmengebung für die Energieversorgung der Schweiz wieder nachhaltig und umfassend sicherstellen. Leider kam in diesen Zeiten auch ins Bewusstsein, dass unbekümmertes Vertrauen in den Staat dazu führen kann, dass plötzlich zu Hause der Strom fehlt, was für uns alle sehr unangenehm ist. Wirklich schädlich ist ein solcher Vertrauensverlust aber für ein gesundes Staatsverständnis und eine prosperierende Demokratie, denn wer hätte gedacht, dass so eine unverständliche, ja haarsträubende Situation in der Schweiz je eintreten könnte? Im Folgenden dazu ein Erklärungsversuch und eine Konzeptidee, wie wir dieser existentiellen Gefahr entgegentreten können. Es geht um die Produktion von eigenem Strom zur Verbesserung der eigenen und der allgemeinen Energiesicherheit. Doch zuerst ist ein Einblick in die Energiepolitik der letzten Jahre hilfreich.
Roland Voser, 22. Februar 2023
Inhalt.
1. Wie dumm darf man sein?
2. Wovon sprechen wir eigentlich?
4. Wie ist der Schweizer Energieverbrauch global einzuordnen?
5. Wie steht die Schweiz beim Strom im Vergleich zu Europa da?
6. Wie weiter? Wir benötigen eine Konzeptidee Photovoltaik und dazu eine Designhilfe.
7. Wieso ist also unsere Stromversorgung aus heutiger Sicht unsicher?
8. Welche praktische Bedeutung hat Strom für uns?
9. Was können wir als Liegenschaftsbesitzende tun?
11. Was sind dazu die Prinzipien?
13. Wie sieht das Prinzipschema einer Photovoltaikanlage aus?
14. Wie sieht ein Modullayout aus?
15. Wie sieht der Technikraum aus?
16. Wie sieht der Kontrollraum aus?
17. Wieso Elektromobilität oder Wärmepumpen?
18. Was sollte man auch noch wissen?
20. Was ist jetzt das Fazit aus all dem?
21. Epilog - Was ist der Ausblick?
Anhang - Wie soll ich diese Stromerei bloss verstehen?
Eine Erklärung zu Strom, Spannung, Leistung und Energie mit ihren Abkürzungen findet sich am Ende des Artikels. Die Links im Artikel führen zu jeweiligen Quellen.
Der Folgeartikel “Schweizer Energiepolitik am Wendepunkt.” fasst die Einordnung und Erkenntnisse des vorliegenden Artikels zusammen und zieht die wesentlichen Schlüsse daraus.
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1. Wie dumm darf man sein?
“Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber beim Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher.”
Gehen Sie mit mir einig, dass es nicht intelligent ist, wenn man kostenlose Sonnenenergie nicht nutzt und gleichzeitig auf Energien setzt, die endlich sind und so immer knapper und teurer werden? Gehen Sie mit mir auch einig, dass es nicht intelligent ist, wenn ein Land seine Energiestrategie einseitig auf ein Ereignis ausrichtet und sich dabei vorwiegend durch die Nuklearkatastrophe von Fukushima im Jahre 2011 leiten lässt?
Finden Sie es intelligent, wenn die Schweiz eine Energiestrategie in die Umsetzung bringt, die im Zielbild ihrer Energieperspektiven für das Jahr 2050 zu über 50% auf dem Energieträger Strom aufbaut und dazu folgende 4 Fragen nicht belastbar geklärt hat:
Wie soll heute und in Zukunft das Stromspeicherproblem zwischen Sommer und Winter gelöst werden?
Wie werden die Unsicherheiten einer Stromimportstrategie kompensiert?
Wie wird die begrenzte Stromnetzkapazität überwunden?
Wie wird der tatsächliche Strombedarf zur Ablösung der fossilen Energieträger bereitgestellt?
Irritiert stellen wir fest, dass die Schweiz offenbar keine schlüssigen und verständlichen Antworten dazu parat hat. Keine dieser 4 Fragen ist ordentlich geklärt, mit erfolgsversprechenden Massnahmen hinterlegt und die damit verbundenen Hindernisse sind auch nicht vollständig aus dem Weg geräumt. Und - entscheidend - der Souverän hat sich nie zu diesem für das ganze Land erfolgskritischen strategischen Gesamtkontext Energiesicherheit in Kenntnis aller ausschlaggebenden Konsequenzen äussern können.
Wer die Energiestrategie 2050 des Bundes im Netz sucht, wird nicht wirklich fündig. Ich habe jedenfalls kein Dokument gefunden, das die üblicherweise nötigen Elemente einer Strategie vollständig und ausgewogen umfassen und eine konstruktive Auseinandersetzung zulassen würde. Die Vermutung liegt nahe, dass diese sorgfältige Ausarbeitung nicht erfolgt ist, die oben erwähnten 4 Fragen in der politischen Diskussion ab 2011 wahrscheinlich einfach vergessen gingen und bestenfalls nachträglich in den Katalog ungelöster Probleme aufgenommen wurden. Eine Strategie hat aber Fragen von derart strategischer Bedeutung schlüssig zu beantworten und nicht unverbindlich in einen späteren Gesetzgebungsprozess auszulagern. Ziele zu setzen und Absichtserklärungen zu formulieren reicht nicht.
Damit ist die Energiestrategie nur sehr beschränkt tauglich, insbesondere, wenn wir heute die von den Behörden bereits für die nächsten Monate und Jahre angekündigten möglichen Strommangellagen zur Kenntnis nehmen müssen.
Vielmehr wurde dieser einzelne Auslöser - Fukushima - primär für den Ausstieg aus der Kernenergie als politisches Ziel instrumentalisiert und dabei sowohl die technische Machbarkeit wie auch alle anderen relevanten Energieträger grösstenteils ausser Acht gelassen. Der Konzeptansatz war grob skizziert: Erneuerbare Energien, einige (im Nachgang nie gebaute) Gaskraftwerke und bessere Stromeffizienz sollten den Ausfall der stromgebenden Kernenergie kompensieren.
Im Gegensatz zur Strategie ist erst die eigentliche Umsetzung des 2017 durch das Volk verabschiedeten Energiegesetzes nachvollziehbar in Form eines Einzelmassnahmenbündels festgehalten. Darin enthalten sind auch noch die möglicherweise verbliebenen Stossrichtungen der Energiestrategie (siehe Bild 1), die aber für die Realisierung einer praktikablen Energiewende offensichtlich nicht genügen. Dies erfolgte sechs Jahre später nach Fukushima und nachdem die ganze politische Diskussion bereits geführt war. Aber auf welcher und für alle nachvollziehbaren grundlegenden Rahmengebung hatte diese Diskussion bloss stattgefunden? Wie konnte sie ohne gemeinsame Basis einer fundierten Energiestrategie ausgewogen geführt werden? Ist es erstaunlich, dass diese ganze Arbeit und ihr Resultat aus heutiger Sicht schlicht nicht gut genug sind?
Der überhastete Atomausstieg der Schweiz zeigt Parallelen zu Italien, das 1990 nach der Nuklearkatastrophe von Tschernobyl (1986) aus der Kernenergie aus- und auf das CO2-intensive Erdgas umgestiegen ist. Italien hat damit heute weder eine gesicherte noch nachhaltige Energieversorgung, was für das sonst schon genügend belastete Land äusserst besorgniserregend ist.
Damit nehmen Bund und Politik nun also seit Jahren von der Öffentlichkeit nahezu unbemerkt die Gefährdung einer weiterhin prosperierenden Entwicklung der Schweizer Gesellschaft in Kauf. Dies ist fragwürdig, eigentlich grenzwertig, weil für das Land eine sichere Energieversorgung von existentieller Bedeutung ist, denn ohne Energie und insbesondere ohne Strom funktioniert die heute hochoptimierte und fragil-komplexe Gesellschaft nicht mehr. Energie ist das Blut, die Kraftwerke das Herz der hochtechnisierten Gesellschaft.
Nun, jetzt sitzen wir also vor dem Scherbenhaufen. Die Energieversorgung ist wohl nicht mehr gesichert. Vielmehr müssen wir den Regierenden zuschauen, wie sie ein womöglich ohrenbetäubendes und stinkendes, mit Sicherheit CO2-produzierendes, weil ölbetriebenes, Notkraftwerk in Birr den Anwohnenden vor die Haustüre stellen. Oder wir müssen uns von Bundesrat und Behörden anhören, dass wir zu zweit zu duschen haben, Weihnachtsbeleuchtungen nicht mehr einschalten dürfen und die Raumtemperatur auf maximal 19 Grad einzustellen hätten. Wie hilflos hören sich diese Massnahmen angesichts der tatsächlichen Problematik an?
Dies alles ist notabene auch nötig, weil die Leitung der zur Hälfte dem Kanton Bern gehörenden Stromgesellschaft BKW einerseits profitgetrieben und andererseits versorgungstechnisch höchst fragwürdig das AKW Mühleberg 2019 unter bundesrätlichem Applaus zu früh abschaltete und der Schweiz diese Energie jetzt fehlt. Hier, wie auch bei den anderen grossen Stromkonzernen Axpo und Alpiq, sprechen wir defacto von Staatsbetrieben, die vorwiegend Kantonen und Gemeinden und somit der öffentlichen Hand gehören (privatrechtlich organisierte Unternehmen im mehrheitlichen oder vollen Eigentum der öffentlichen Hand, siehe dazu die Aktionariate von Axpo, Alpiq, BKW). Sie gehören also grösstenteils den Menschen dieser Orte. Ob sie auch in ihrem Interesse handeln, muss spätestens seit der Aussage des Axpo-Chefs, dass die Energiesicherheit nicht Teil ihres Auftrags sei, bezweifelt werden. Ein Blick in die Gesellschaftsstatuten der Axpo könnte hier rasch Klarheit bringen.
Mit der ihnen so gegebenen Sicherheit einer komfortablen Staatsnähe führen sie also - verständlicherweise - nach ausschliesslich unternehmerischen Grundsätzen ihr in guten Zeiten gewinnbringendes Stromspekulationsgeschäft: Über die Gewinne freuen sich alle, aber die Sicherstellung der Energiesicherheit des Landes muss hinten anstehen. Letzteres ist jetzt bitter zu erkennen, denn mit der Stromverknappung zeigt sich die andere Seite der Medaille einer solchen problematischen Verstrickung von öffentlicher Hand und privatrechtlichen Unternehmen.
Dieses Mal geschieht dies also zum Nachteil des Souveräns und obwohl die Energiesicherheit doch Staatsaufgabe sein müsste. Welche Aufgabe hätte der Staat denn sonst zu übernehmen, wenn nicht für die Sicherheit seiner Menschen zu sorgen? Mit welcher zu kurz greifenden Begründung werden bloss die Stromkonzerne nicht konkret für die Sicherstellung der Energiesicherheit in die Pflicht genommen? Sie, die die alles entscheidenden Energieressourcen in ihrer Hand haben und jetzt bei Stromknappheit die Preise für die Verbraucher oft belastend anheben und damit wiederum ihre Gewinne sichern müssen? Hier haben wir einen grossen Widerspruch und groben Defekt im System.
Es mutet so gesehen geradezu grotesk an, dass die Stromkonzerne aufgrund unzähliger Einsprachen, ungünstiger Rahmenbedingungen und von Profitstreben vor allem im Ausland in neue Strominfrastruktur investiert haben, nicht aber in der Schweiz, deren Vorteile sie geniessen und deren Vorarbeit sie übernehmen konnten.
Es kommt noch besser: Leider gelangt dieser aus der Schweiz finanzierte Strom durch die zu schwachen Leitungen nicht in die Schweiz. In Deutschland stehen die Netzkapazitäten nicht zur Verfügung, um den Windstrom vom Norden in den Süden zu bringen. Die Windräder müssen daher bei Überproduktion tatsächlich abgestellt werden, weil das Netz den Strom nicht aufnehmen und die Überproduktion andernfalls einen Blackout produzieren würde.
Die Netzgesellschaft swissgrid (siehe Aktionariat) hat es ihrerseits aufgrund schleppender Bewilligungsverfahren nicht geschafft, innerhalb der Schweiz mit dem nötigen Support der Politik die erforderlichen Netzausbaumassnahmen in die Umsetzung zu bringen, damit grössere Stromlasten gehandhabt werden könnten. Sie hat wohl alternativ auf einen Ausbau des europäischen Stromverbunds gehofft, der diese strukturellen und existenziellen Schwächen offenbar ausgleichen sollte. Das Stromabkommen mit der EU wäre das etwas hilflos propagierte Instrument dazu.
Ferner ist in diesem Zusammenhang zu beachten, dass die Energiestrategie im Wesentlichen auch eine Stromimportstrategie darstellt. EU-Beitrittsbefürworter sehen wohl in dieser verhängnisvollen Abhängigkeit vom Ausland kein Problem; vielmehr wiederholen auch sie die Wichtigkeit eines Stromabkommens mit der EU. Wozu wiederum Voraussetzung seitens der EU ein liberalisierter Strommarkt in der Schweiz ist. Daher wurden die Stromkonzerne von der Politik in diese fragwürdige Selbstständigkeit entlassen, was bei denen also wie erkannt Profitstreben in den Vordergrund und Energiesicherheit in den Hintergrund rücken liess.
Natürlich ist die Schweiz technisch eng in einen europäischen Stromverbund integriert und kann nicht einfach entkoppelt werden. Je grösser ein Stromverbund ist, umso optimaler können mehr oder weniger Stromerzeuger hinzu- oder abgeschaltet und damit das Stromnetz gezielt stabilisiert werden. Die Schweizer Pumpkraftwerke Linth-Limmern (1’000 MW) und Nant de Drance (900 MW) können innert kürzester Zeit Leistung in AKW-Stärke ins Netz bringen und haben am 8. Januar 2021 mit dafür gesorgt, dass das europäische Stromnetz aufgrund des Ausfalls eines kroatischen Unterwerks in einer folgenden Kettenreaktion nicht kollabiert ist.
Die Kehrseite ist, dass sich Instabilitäten in einem grossen Netzwerk sofort auch massiv auf die Schweiz auswirken können. Bei Schönwetter mag das also eine gute Lösung sein, es freuen sich alle an den Gewinnen und internationaler Netzstabilität. Im Krisenfall wird es jedoch dramatisch, dann werden in der Schweiz plötzlich ganze Stromnetzregionen vom Netz genommen - egal, ob sich Spitäler oder sonst wie kritische Infrastrukturen darin befinden, weil möglicherweise die Stromproduktion in der Türkei zusammengebrochen ist. Aufgrund der wenig fortgeschrittenen Digitalisierung im Schweizer Stromnetz können mehr oder weniger wichtige Stromverbraucher nicht nahtlos unterschieden und damit auch nicht durchgängig differenziert ausgeschaltet werden.
Die Befürworter des Stromabkommens haben offensichtlich vergessen, dass bei drastischer Knappheit das Ausland zuerst seinen eigenen Bedarf deckt, bevor es seine Stromexport-Verpflichtungen einhalten wird, denn ganz Europa ist mit derselben Energieverknappung durch den Klimawandel und jetzt akzentuiert durch den Ukraine-Krieg betroffen.
Sie haben ausser Acht gelassen, dass die Schweiz nicht einfach weiterhin von ihren Partnern im Ausland profitieren kann, ohne einen massgeblichen Beitrag zum Ganzen zu liefern. In diesem Falle wären dies Trümpfe - sprich Erfolgspositionen - wie eine zuverlässige und rasch anpassungsfähige Stromversorgung zur Überbrückung von Engpässen, leistungsfähige Stromnetze für den Europatransfer und grosse Stromspeicher für den saisonalen Ausgleich des Winterbedarfs in Europa.
Die Schweiz hat diese Erfolgspositionen seit Jahren, bringt sie aber offensichtlich zu wenig energisch in die politische Diskussion mit der EU ein. Es stellt sich auch die Frage, wer in Europa im Blackout-Fall darüber entscheidet, die Schweiz vom Netz zu nehmen und einer anderen Region den Vorzug zu geben. Es ist offensichtlich, dass die Schweiz hier eine handfeste Rückversicherung benötigt: Ein Fallback-Szenario in der eigenen Hand, dass Stromunabhängigkeit in sinnvoller Weise zumindest für den Notfall garantiert, wenn der europäische Stromverbund zusammenbricht. Ein Abkommen reicht hier nicht - man erinnere sich an die Blockierung von Schweizer Schutzmasken durch Deutschland, Frankreich und Italien während der Pandemie im Frühling 2020. Eine im Vergleich deutlich harmlosere Krise, als ein Blackout-Fall und trotzdem haben die Verträge nicht auf Anhieb gehalten, was sie versprochen hatten.
Ungeachtet all dessen hat die Schweiz nach der Beendigung des Kernkraftwerk-Projekts Kaiseraugst im Jahre 1975 jährlich bis zu zweimal dessen geplante Leistung importiert, ohne sich darüber Gedanken zu machen, in welche Abhängigkeit sie sich damit von Frankreich begibt und welche Risiken einer Stromunterversorgung bei einem Ausfall der französischen Kernkraftwerke damit einhergehen könnten.
Leider damit noch nicht genug. Die politischen Parteien führen nach wie vor ihre kleinkarierten Dispute, die von Ideologien oder Lobby-Interessen oder beidem getrieben sind. Es besteht noch nicht einmal Konsens darüber, dass der enorme Ersatzbedarf der fossilen Energien bei gleicher Energieeffizienz wohl mehr als 20 zusätzliche Kernkraftwerke (siehe Bild 3) benötigen würde und damit gegenwärtig der heutige Energiebedarf der Schweiz auch bei besserer Energieeffizienz niemals nur mit erneuerbaren Energien gedeckt werden kann.
Dieser Umstand wird umso wahrer, wenn das Bevölkerungswachstum und damit der Stromverbrauch erneut weiter zunehmen und im Gegenzug jede Stromeffizienzsteigerung wieder zunichte machen. Auch wecken die sehr bescheidenen 1.4% erneuerbaren Energien, die 2021 mit Photovoltaik und Wind erzeugt wurden, nicht viel mehr Zuversicht. Immerhin dürfte der Zubau nun mit dem Ukraine-Krieg neue Impulse erhalten haben. Zynisch ist allerdings, dass es für die vernünftige Schweiz Kriege braucht, um zur Besinnung zu kommen, und dass Bund und Politik nach jahrelanger Irrfahrt hoffentlich ihren Energiekompass wieder finden und langsam, aber sicher in der richtigen Richtung - Stichwort Energiesicherheit - in die Gänge kommen.
Es wäre nun zu simpel, die Schuld nur bei grünen und linken Ideologen zu suchen, denn sie haben die von ihren Interessen geprägte Energiestrategie nur mit Unterstützung der Mitteparteien und nur aufgrund der zu wenig konstruktiven Alternativen aus dem restlichen Parteispektrum so weit bringen können. Wir stellen fest, dass sich in der Energiepolitik der letzten 20 Jahre Links bis Rechts gelinde gesagt äusserst unglücklich verhalten haben und Regierung und Bund für die richtigen Massnahmen die nötige Weitsicht gefehlt hat. Denn der sich abzeichnende Strukturwandel und damit ausgemachte Change hätte mit einer ordentlichen Energiestrategie durchaus konstruktiv und kontrolliert über die Bühne gehen können. Jetzt liegt er aber umso verschärfter vor uns. Oder welches Fazit sollen die Bürgerinnen und Bürger - letztlich der Schweizer Souverän und oberstes Gremium des Landes - sonst ziehen?
In diesem zunehmenden Desaster melden sich zum Glück vermehrt auch Medienschaffende zu Wort, oft gewissenhaft und um wertvolle Informationen zur Meinungsbildung bemüht. Etwas plakativ ist es, wenn Leute über Flatterstrom sprechen. Denn Strom ist immer “flatterig”: Millionen von kleinen und grösseren StromverbraucherInnen schalten vollständig unkoordiniert ihre Geräte ein und aus, was schon rein technisch zu unberechenbaren Netzbelastungen führen kann, sofern die Stromwerke mit ihrer Stromproduktion kein Gegensteuer geben und mit der Nachfrage mithalten können.
Der Glättung dieser Nachfrage kommt also genauso grosse Bedeutung zu wie der Glättung der Stromerzeugung, bedingt durch die Sonne, die nur am Tag scheint, Tage, die im Winter kürzer sind, Winde, die nicht immer wehen, Flüsse, die mehr oder weniger Wasser führen, Kernkraftwerke, die für Revisionen ausser Betrieb gestellt sind und so weiter. Wir kennen das ja, denn seit Anbeginn der Elektrifizierung ist diese Stromcharakteristik unverändert.
Glätten der Nachfrage würde möglicherweise eine neue Herausforderung in Form eines fundamentalen gesellschaftlichen Umbaus bedeuten: Die Energieproduktion und -verteilung soll nicht mehr grosse Energiespitzen verkraften und somit das ganze Energiesystem darauf ausgelegt werden müssen. Wären damit beispielsweise Arbeitszeitmodelle und Pendlerverhalten zu hinterfragen und von Grund auf sowie menschenverträglich neu zu gestalten, damit die Nachfrage nach Energie über die ganzen 24 Tagesstunden verteilt werden kann?
Jeder halbwegs intelligente Mensch wird aus all diesen Umständen ableiten können, dass nicht eine einzige Energieform die vielerorts erhoffte Erlösung bringen und auf einen Schlag alle Energieprobleme ausräumen kann. Die Lösung ist diesmal nicht einfach. Vielmehr ist
eine intelligente Kombination aus mehreren Energieträgern,
ein intelligentes Gesamtkonzept für die Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung und
das Ganze in einen intelligenten Transformationsplan eingebettet gefragt.
Mit einem Transformationsplan versehen, der wiederum den dazu nötigen gesellschaftlichen Wandel mitberücksichtigt.
Genau dies wären die zwingenden Inhalte einer zielführenden Energiestrategie.
In der Schweiz wären so gesehen vernünftigerweise die Energieträger Wasserkraft, Photovoltaik und Kernenergie (weil CO2-neutral) in dieser Reihenfolge zumindest für den Zeitraum der nächsten 50 Jahre zu kombinieren und jetzt eine starke dezentrale Stromerzeugung zu forcieren, weil, wie festgestellt, Ausbau und Unterhalt der zentralen Stromnetzinfrastruktur über Jahre vernachlässigt wurden, die notwendigen Stromtransportkapazitäten je länger je weniger und neue Stromspeichertechnologien nicht genügend schnell zur Verfügung stehen. Dies potenziert sich, sofern tatsächlich zügig sämtliche fossilen Energieträger (Öl, Gas, Kohle) abgelöst und durch Strom ersetzt werden sollen.
Ja, wieso eigentlich nicht? Wieso soll die dezentrale Stromerzeugung nicht zu einer tragenden Säule im bisher ausschliesslich zentral gedachten Stromsystem werden?
Bild 1: Die Energiestrategie 2050 nach dem Inkrafttreten des Energiegesetzes mit seinen 3 Stossrichtungen
2. Wovon sprechen wir eigentlich?
Für ein gemeinsames Verständnis bezüglich der Problemstellung ist eine gemeinsame Informationsbasis nötig: Die Energiestatistik 2021 des Bundes ist dazu die im Februar 2023 zur Verfügung stehende richtige und unabhängige Grundlage für eine einfach verständliche Auslegeordnung in der folgenden Betrachtung. Die vielen Publikationen zum Thema erschweren den Überblick zunehmend.
So schaffen es auch die am 26.11.2020 nachgeschobenen Energieperspektiven 2050+ und die anschliessende und darauf aufbauende Klimastrategie vom 27.1.2021 nicht, die Zweifel an der Machbarkeit der Energiestrategie 2050 des Bundes zu zerstreuen: Sie gehen davon aus, dass sich der Energieendverbrauch vom Jahr 2000 mit 783’000 TJ bis zum Jahr 2050 mit 523’000 TJ kontinuierlich reduzieren würde (siehe Bild 2). Dies entspräche einer satten Reduktion eines Drittels (-33.2%).
Das soll erreicht werden, indem ein grosser Teil der fossilen Treibstoffe, gepaart mit viel Hoffnung (PtX = Power to “Irgendetwas”), grösstenteils eingespart oder gespeichert und der Rest durch “Bio-Ersatzfossile” und “Restwärme” kompensiert werden soll.
Bild 2: Prognose Gesamtenergieverbrauch gemäss Energieperspektiven 2050+ und Klimastrategie des Bundes.
Diese Erwartung steht im Widerspruch zur heutigen Realität: 2021 hatte die Schweiz zwar noch mit der zweiten Hälfte der Pandemie zu kämpfen, verbrauchte aber bereits wieder knapp 800’000 TJ Energie (1 GWh = 1 Gigawattstunde = 3.6 TJ = 3.6 Terajoule). Die Prognosen vom Bund sind in der Praxis nach einem Jahr bereits wieder in Frage gestellt und offensichtlich zu wenig resilient ausgelegt. Es fehlt also ein Plan B für den Fall, dass die Erwartungen nicht eintreffen.
Diese steigende Tendenz wird vielmehr für die Folgejahre aufgrund des Nachholbedarfs sowie der wachsenden Bevölkerungszahlen weiter zunehmend bleiben. Die unten angehängte Abbildung illustriert die folgenden Aussagen, die zugegebenermassen nicht hochwissenschaftlich sind, dafür die Lesenden aber allgemein verständlich die Situation nachvollziehen lassen.
Der Anteil der fossilen Energieträger betrug 2021 im Energiemix der Schweiz rund 60% des Gesamtendverbrauchs (siehe Bild 3).
Die heutigen 4 Kernkraftwerke (wobei Beznau I und II aufgrund ihrer tieferen Leistung als ein einziges Kraftwerk betrachtet werden können) ermöglichen 7.6% des heutigen Gesamtenergieverbrauchs der Schweiz. Sollten die fossilen Energieträger abgelöst werden, wäre also bei gleicher Energieeffizienz in einer ersten Näherung rund 8-mal der Energiebeitrag der heutigen Kernkraftwerke erforderlich. Eine Abschaltung der heute im Betrieb stehenden AKW wäre in der Tat selbst bei viel besserer Energieeffizienz neuer Technologien völlig irrational.
Anders gesagt: Für die Energiewende müssten zu den bestehenden drei Kernkraftwerken noch 24 zusätzliche AKWs zugebaut werden, damit die fossilen Energien (Benzin, Öl, Gas, Kohle) ersetzt werden könnten. Selbst wenn dies möglich wäre, könnten die heutigen Stromnetze aufgrund ihrer beschränkten Kapazitäten diesen zusätzlichen Strom nie verteilen. Dies gilt wohl unverändert, wenn durch deutliche bessere Energieeffizienz der Verbrauch deutlich reduziert werden kann und beispielsweise auch nur 4 zusätzliche Kernkraftwerke nötig wären. Die dazu nötigen Ableitungen und Modellrechnungen habe ich dazu jedenfalls nicht gefunden.
Hier eröffnet sich eine weitere Sackgasse: Dies bedeutet also, dass die Netzinfrastruktur und ihr Ausbau über die nächsten 10 Jahre bestimmt, wie viele neue Kernkraftwerke - die ja CO2-neutral sind - nach ihrer Fertigstellung betrieben werden können und damit jetzt überhaupt gebaut werden sollen. Dazu ist anzumerken, dass diese Situation für alle Grosskraftwerke gültig ist, egal ob sie mit Gas, Kohle, Öl oder eben angereichertem Uran betrieben werden.
Für den Rest müssen
Erneuerbare ausgebaut werden
oder der Energieverbrauch substanziell und strukturell reduziert werden, was mit einem markanten Wohlstandsverlust einher gehen würde,
oder “Bio-Ersatzfossile” und “Restwärme”, wie vom Bund in den Energieperspektiven erhofft, erfunden und/oder realisiert werden
oder die fossilen Energieträger bleiben nicht abgelöst - ob dies eine Alternative ist, sollen andere beantworten.
Leider sieht es nicht viel besser mit der Wasserkraft aus: Es wären nochmals mehr als das 3.5-fache der heutigen Wasserkraftwerke hinzuzubauen. Das ist nahezu unmöglich, weil praktisch alle machbaren Standorte bereits belegt sind. Die heute diskutierten Stauseeerhöhungen beziehungsweise Standortoptimierungen sind folglich dort die richtigen Ansätze. Andererseits werden neue Pumpspeicherkraftwerke unumgänglich sein, um die saisonalen Schwankungen zumindest ansatzweise ausgleichen zu können. Dies gilt für die Schweiz aufgrund ihrer geographischen Lage im Alpenraum umso mehr im europäischen Verbund.
Sowohl Photovoltaik wie auch Wind leisteten 2021 mit 1.2% bzw. 0.2% nur einen marginalen Beitrag zum Gesamtverbrauch der Schweiz. Der Vorteil von Photovoltaik jedoch ist, dass
diese Stromerzeugung sehr gut dezentral aufgebaut und
die Energie am Ort des Verbrauchs erzeugt werden kann
und die Netze damit spürbar entlastet werden.
Also ist diese Energieform ein vernünftiger Hoffnungsträger und folglich zu forcieren. Er ist der überzeugende Gegenentwurf von dezentralen Kleinkraftwerken zu den klassischen zentralen Grosskraftwerken. Netzausbau und weitere Gross- bzw. Kernkraftwerke werden unumgänglich für die vollständige Ablösung der Fossilen sein. Das Ganze muss aber zusammenpassen und gehört in eine Energiestrategie, die zwingend das ganze Bild zeigt und mit einer professionellen Modellrechnung mögliche Szenarien hinterlegt und die Energiestruktur insgesamt in den wesentlichen Dimensionen auf einer Zeitachse abbildet. Diese Betrachtung muss sowohl aus Sicht der Schweiz wie auch im europäischen Kontext angestellt werden, damit die komplette Situation richtig erfasst wird.
Die Kombination von Dezentralität und Zentralität mit den verschiedenen Energieträgern ist für die Schweiz der Schlüssel zur Energiesicherheit und damit zur Fortführung von Wohlstand (und Frieden).
Bild 3: Endverbrauch an Energieträgern 2021 mit Gegenüberstellung fossiler Energieträger zur Kernkraft (Abbildung und Quelle Bundesamt für Statistik)
3. Wieso nicht Kernenergie?
Die Partei der Grünen, die aus der in Kaiseraugst formierten Anti-AKW-Bewegung entstanden ist, begründet verständlicherweise die noch heute - 50 Jahre später - fest verankerte ideologische Ablehnung der Kernenergie aus mehr oder weniger nachvollziehbaren Gründen. Diese ablehnende Haltung und verbreiteten diffusen Ängste sind irrational, weil Kernkraftwerke CO2-neutral und relativ gesehen heute offensichtlich genügend sicher sind und die Industrienationen vermehrt aus realen Machbarkeitsüberlegungen wieder auf diese Energieform setzen.
Strom mit CO2-Kraftwerken aus Öl, Gas oder Kohle zu produzieren und damit den Klimawandel im wahrsten Sinne zusätzlich zu befeuern, zeugt von einer grossen Ignoranz kommenden Generationen gegenüber. Und - haben Sie es diesen Winter schon einmal bemerkt? Haben Sie in der Nacht Holzfeuerungen - egal ob mit Pellet oder im Cheminée - in der Luft gerochen? Was bedeuten diese zwar CO2-neutralen Feuerungen nun aber für die Luftqualität? Wenn ihre Verbreitung zunimmt - wie wirkt sich dies in den Siedlungsräumen auf die Gesundheit der Menschen aus? Welche Risiken sind wir gewillt, in dieser Hinsicht einzugehen? Der Gedanke liegt nahe: Strom ist im Gebrauch schlicht alternativlos sauber.
Wenn tatsächlich der Klimawandel dramatische Folgen für den ganzen Planeten hat, dann sind Kernkraftwerke durchaus kontrollierbarer, weil ihre radioaktiven Abfälle an einem Ort gelagert (und möglicherweise später weiterverwendet) werden können und nicht unkontrolliert verteilt den vielerorts angekündigten Untergang der ganzen Welt verursachen, wie dies offenbar die fossilen Energieträger die letzten Jahrzehnte getan haben und wohl auch noch weiterhin tun werden.
Ist es nicht ein Widerspruch, aus Sicherheitsüberlegungen einen Atomausstieg in Raten zu verfolgen (2016 lehnen Volk und Stände die Atomausstiegsinitiative ab, 2017 stimmt das Volk dem von Bundesrat und Parlament empfohlenen Energiegesetz zu, das auch ein Neubauverbot für Kernkraftwerke beinhaltet) und nun bestehende Kernkraftwerke trotzdem weiter laufen zu lassen, weil Energieknappheit eingetreten ist? Entweder sind diese Anlagen sicher, dann braucht es keinen Atomausstieg, oder sie sind es nicht, dann gehören sie sofort abgeschaltet. “Dusch mich, aber mach mich nicht nass” kann keine Energiepolitik sein.
Es wäre also mehr als intelligent, in der Schweiz wieder einen vernünftigen Umgang mit der Kernenergie zu etablieren und dieses Neubauverbot für Kernkraftwerke aus dem Kernenergiegesetz (Artikel 12a) zu streichen. Möglicherweise können wir bei der Kernenergie (und der Solartechnik) wieder von den Chinesen lernen, wie sie es vor Jahrzehnten vom Westen und der Schweiz getan haben.
Unter vernünftigem Umgang mit Kernenergie sei auch verstanden, dass ihre Abwärme konsequent genutzt sowie der bescheidene Wirkungsgrad der heutigen Reaktoren von rund 30% substantiell verbessert wird (es entsteht also 70% Energieverlust bei der Kernspaltung und der damit verbundenen Umwandlung der dabei entstandenen Wärme in Strom) - womit Kernreaktoren der neusten Generation mit überzeugenden Wirkungsgraden von 70% ins Spiel kommen. Sie sind damit mit modernen Gaskraftwerken oder Ölkraftwerken vergleichbar - der Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken liegt bei 30-45%.
Ebenfalls sind die CO2-Emission und die Umweltbeeinträchtigungen bei der Uran-Gewinnung zu kompensieren sowie problematische Herkunftsländer nicht zu berücksichtigen. Es muss auch klar sein, dass Uran-Vorkommen endlich sind und eine Energiefolgestrategie dies berücksichtigen muss.
Nicht zuletzt sind neue Sicherheitskonzepte zu entwickeln, die die Risiken einer Nuklearkatastrophe wie in Fukushima noch weiter reduzieren, beziehungsweise nahezu um jeden Preis verhindern. Sie sind nötig, damit die Sicherheitsbedenken in der Bevölkerung glaubhaft ausgeräumt werden können, denn niemand will je eine Nuklearkatastrophe in der Schweiz erleben, geschweige denn könnten dies Gedankenlosigkeit und Unprofessionalität verantworten.
Mit Fukushima erkannten die kernkraftkritischen Kräfte ihre Chance, den Kernkraftausstieg beim Volk durchbringen zu können. Aus diesem Grund wurde die Energiestrategie 2050 zu einer politischen Kernkraftausstiegsstrategie, die rückblickend ausser dem Ausstieg kein weiteres Problem genügend sorgfältig und nachhaltig im Sinne der Schweiz und ihrer Zukunft adressierte.
Inwiefern die Grünen tatsächlich mit hehren Absichten agieren, ist zumindest fraglich: Geht es den Linken nicht darum, das heute etablierte System des Wohlstandes zu kippen (“Kapitalismus überwinden”) und eine Neuauflage des Kommunismus (oder was auch immer) zu forcieren? Was ist ihre Alternative für ein zukünftiges System Schweiz oder wie ist ihre Opposition gegen Kernkraft sonst zu verstehen? Selbst die EU stuft Kernkraft (neben Erdgas) - zugegebenermassen umstritten - als Grün ein. Oder hat “Grün” als Label wegen seines inflationären Gebrauchs ausgedient? Nicht überall, wo Grün draufsteht, ist offensichtlich auch Grün drin. Das stimmt auch für die Parteien.
Dennoch ist dieses Spiel gefährlich: Das heutige Erfolgsmodell Schweiz kann mit einer Verknappung der Energieversorgung am einfachsten in Schieflage gebracht werden, denn genügend Energie begründet den Wohlstand und damit den sozialen Frieden in der demokratischen Schweiz. Daher ist gesundes Misstrauen gegenüber jeder Parteipolitik angebracht.
4. Wie ist der Schweizer Energieverbrauch global einzuordnen?
Die folgenden Grafiken zeigen den europäischen und weltweiten Energieverbrauch. Gut zu erkennen ist der exponentielle Anstieg des Energieverbrauchs ab den 1950er-Jahren, massgeblich getrieben durch die fossilen Energieträger Kohle, Öl und Gas (siehe Bild 4).
Wenn im Jahr 2019 in Europa ca. 80’000’000 TJ Energie verbraucht wurden, hält die Schweiz mit 800’000 TJ einen Anteil von 1%. Wenn im Jahr 2019 weltweit 600’000’000 TJ Energie verbraucht wurden, dann hält Europa einen Anteil von ca. 13% und die Schweiz demnach 0.13% (also verschwindend klein).
Es stellt sich tatsächlich die Frage nach der Verhältnismässigkeit. Wenn die Energiewende (weg von den Fossilen) tatsächlich weltweit vollzogen werden soll, dann entspricht dies einem schlicht unvorstellbaren Kraftakt: Weltweit müssen praktisch alle Energieträger vom ganzen heutigen Energieverbrauch durch andere CO2-neutrale Energien ersetzt werden. Dies soll bis 2050 und somit innerhalb von 25-30 Jahren erfolgen - gleichzeitig ist erst bei der Kohle ein rückläufiger Trend zu erkennen. Wer will diesen Vorgang als realistisch bezeichnen und wie begründen? Welche Risiken sind wir bereit, damit einzugehen? Haben wir dazu einen erfolgsversprechenden Plan?
Die Grafiken sind auch aus einem anderen Grund spannend: Das erste Zeitfenster zeigt die Spanne vom Jahr 1800 bis zum Jahre 2019 und damit sehr klar die exorbitante Zunahme des weltweiten Energieverbrauchs der letzten 60 Jahre (1960 bis 2020, siehe Bild 4). Die beiden folgenden Grafiken betreffen dann die Zeitspanne von 1990 bis 2019, wo der Energieverbrauch in dieser Optik zwar linear weiter zunimmt, aber damit einen deutlich weniger eindrücklichen Effekt darstellt (siehe Bild 5).
Der Fokus der Politik - und notabene auch der Energiestrategie 2050 - liegt beim globalen Energieverbrauch bei den Erneuerbaren und damit auf dem obersten Spitzchen der ersten Grafik (siehe Bild 4)!
Politik und Energiestrategie behandeln so mit den Erneuerbaren praktisch ausschliesslich jene Energieträger, die zumindest bis 2019 irrelevant waren. Der Rest blieb in dieser Diskussion jahrelang ausgeblendet, die Bevölkerung hat maximal bloss Schlaglichter mitgekriegt und müsste nun an der Urne Sachgeschäfte von existentieller Tragweite entscheiden: Hier muss der Bund eine substanziell bessere Informationspolitik für den Souverän betreiben, die dem gerade aufgezeigten Gesamtkontext gerecht wird und sich nicht bloss von einem Sachgeschäft zum anderen hangelt. Dieser Gesamtrahmen wäre in der Tat die Aufgabe einer zweckdienlichen Energiestrategie, die die zwingend nötige Klarheit bringt und auf interessengesteuerte Manipulationen verzichtet.
Die Motivation für erneuerbare Energien kann in der Schweiz so gesehen nicht mit dem Klimawandel und einer weltweiten Energiewende begründet werden, weil der Antrieb zur Veränderung damit schlicht nicht rational erklärbar ist. Und - wie soll von den Drittweltstaaten gefordert werden, dass sie auf den fossil getriebenen Wohlstand verzichten sollen, weil die erste Welt bereits den Bogen überspannt hat? Wie sollen ferner jüngere Generationen mit dieser sich abzeichnenden Hoffnungslosigkeit umgehen, wenn denn dieser Klimawandel tatsächlich die angekündigten drastischen Veränderungen in der Welt nach sich zieht?
Die Motivation für die Schweiz muss somit sein, dass sie in der Energiefrage sinnvoll unabhängig und damit sowohl intern wie auch extern zukunftsfähig wird. Bis sie dies bewiesen hat, soll sie auf Weltverbesserungen und grosse Parolen verzichten und sich vielmehr auf ihre Aufgabe einer nachhaltigen Energiesicherheit konzentrieren. Den Menschen, die sich auf die Strassen kleben, sei eine Lehre als Elektriker und Dachdecker empfohlen, damit sie Photovoltaik-Module montieren und konstruktiv an diesem Wandel mitarbeiten können.
Bild 4: Die weltweite Entwicklung des Energieverbrauchs nach Energieträgern seit 1800.
Bild 5: Vergleich rückläufiger europäischer und auf hohem Niveau weiterhin substanziell zunehmender weltweiter Energieverbrauch seit 1990 (Anteil Europa am weltweiten Energieverbrauch 2019 = ca. 13%)
5. Wie steht die Schweiz beim Strom im Vergleich zu Europa da?
Hier lohnt sich der Blick auf die Electricity Maps und den Ausschnitt Europa. Wählt man die historischen Daten und das Jahr 2022 aus, wird im Ländervergleich transparent ersichtlich, welche Länder welche CO2-Emissionen im Stromverbrauch ausstossen und welche Länder mit welchen Energieträgern ihren Strom erzeugen (siehe Bild 6).
Zusammengefasst wird rasch klar, dass Länder mit hohen Wasserkraftanteilen wie Norwegen, Schweden, Österreich und die Schweiz und Länder mit hohen Kernkraftanteilen wie Schweden, Frankreich und die Schweiz deutlich weniger CO2-intensive Stromproduktionen unterhalten, wie das Länder mit hohen Gas- oder Kohleanteilen wie Deutschland, Italien, Grossbritannien und Polen tun.
Die gelbe Darstellung der CO2-Emissionen der Schweiz rührt daher, weil sie als Stromdrehscheibe Europas viel Strom aus den umliegenden Ländern importiert, verbraucht und exportiert, die CO2-intensiver sind als die praktisch CO2-emissionslose Stromproduktion im Inland.
Erstaunlich ist die schlechte Position Deutschlands - als Vorzeigeland für Photovoltaik und Windenergie: Das Land ist getrieben durch seine Stromkohlekraftwerke, die die ganzen Anstrengungen in erneuerbare Energien stark relativieren, wenn nicht gar zunichte machen.
Empfohlen sei auf dieser Map auch der Live-Mode, der zeigt, von welchen Ländern ein Land gerade Strom importiert bzw. in welche Länder es Strom exportiert.
6. Wie weiter? Wir benötigen eine Konzeptidee Photovoltaik und dazu eine Designhilfe.
“Mut steht am Anfang des Handelns, Glück am Ende.”
Die Energiepolitik ist möglicherweise auch auf einer zu hohen Flughöhe angekommen. Wer kann das alles noch verstehen?
Ein guter Rat ist es, als Privatperson zur politischen Energiediskussion eine gesunde Distanz zu halten. Konzentrieren wir uns vielmehr darauf, was wir selbst und im eigenen Einflussbereich zur Verbesserung der Energiesituation beitragen können.
Aus diesem Grund ist jetzt der Punkt gekommen, das Thema aus einer praktischen Sicht aufzurollen. Im Folgenden stellen wir dazu eine Konzeptidee Photovoltaik vor, die als Designhilfe für alle dienen kann.
Sie beleuchtet die massgebenden Aspekte und lässt dann gepaart mit den bisherigen Erkenntnissen der politischen Ebene zielführende Schlüsse zu.
7. Wieso ist also unsere Stromversorgung aus heutiger Sicht unsicher?
Weil die Energiepolitik der Schweiz wesentliche Faktoren ungenügend berücksichtigt hat. Gründe sind:
Weiterhin erhebliche Zunahme der Bevölkerung führt zu höherem Stromverbrauch.
Ablösung von Benzin, Öl und Gas durch nichtfossile Energieträger benötigt mehr Strom.
Saisonale, tageszeitabhängige und wetterabhängige Schwankungen der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien (Photovoltaik und Windkraft) benötigen einerseits zu grossdimensionierte Stromproduktionsanlagen und andererseits Stromspeichermöglichkeiten als Ausgleich für den Nacht- oder Winterbedarf.
Die klassische Denke, bei Mehrbedarf einfach weitere Grosskraftwerke zu bauen, würde leistungsfähige Stromhochspannungsleitungen sowohl innerhalb der Schweiz als auch europaweit erfordern - die heute so nicht vorhanden oder die bestehenden Netze bereits an ihren Kapazitätsgrenzen sind.
Der aktuell praktisch ersatzlose Ausstieg aus der Kernenergie und das Nichtweiterverfolgen von Gaskraftwerken haben bereits heute nicht einfach schliessbare Stromproduktionslücken zur Folge.
Die Sicherung der Stromversorgung durch Importe ist unwahrscheinlich, weil alle Länder in Europa mit ähnlichen Problemen konfrontiert sind und die eigene Versorgung bevorzugen müssen.
Die privatwirtschaftliche Führung der Stromunternehmen hat Investitionen in die Strominfrastruktur vom Inland ins Ausland verlagert und die Energiesicherheit als Schlüsselaufgabe verwaisen lassen.
Jahrzehntelange Einspracheverfahren gegen Energieproduktionen aller Art haben die Strominfrastruktur veralten lassen.
Der Ukraine-Krieg hat die Versäumnisse der letzten Jahrzehnte im Unterhalt und Ausbau der Strominfrastruktur sowie der Energiestrategie zu Tage gebracht. Wir müssen heute davon ausgehen, dass der Staat bei Energieknappheit die Stromversorgung nicht mehr genügend rasch sicherstellen kann und die dazu nötige Sanierung der Strominfrastruktur wohl Jahrzehnte benötigen wird. Die Stromkosten werden somit spürbar zunehmen.
8. Welche praktische Bedeutung hat Strom für uns?
Kurz gesagt: Ohne Strom funktioniert unsere Gesellschaft nicht mehr, weil beispielsweise
die Wasserversorgung mit strombetriebenen Pumpen das Wasser in die Reservoirs pumpt, damit es für die Haushaltungen zur Verfügung steht,
die Heizungen mit strombetriebenen Umwälzpumpen das aufgeheizte Wasser durch die Radiatoren pumpt und so die Räume erwärmt,
Beleuchtung, Kühlschrank, Tiefkühlgerät, Kochherd, Boiler und alle weiteren Geräte Strom für ihren Betrieb benötigen,
das Handynetz, das Internet, Computer und damit alle digitalen Steuerungen im Haus und der Gesellschaft mit Strom funktionieren,
Elektroautos, Eisenbahnen und Trams Strom für den Betrieb benötigen,
Tankstellen das Benzin mit Strom in die Autos pumpen,
und alle Einrichtungen wie Krankenhäuser, Industriebetriebe, Firmen und Lebensmittelläden ohne Strom schlicht nicht mehr funktionieren könnten.
Wir sollten längere Stromausfälle, Strommangellagen oder weiterführende Blackouts in jedem Fall verhindern, weil sie nicht nur unangenehm sind, sondern mit zunehmender Dauer für Menschen, Firmen und Gesellschaft gefährlich sein können. Unsere Gesellschaft ist hochkomplex aufgebaut und vernetzt: Ein Stromausfall würde offensichtlich zu schweren Schäden führen. Er kommt einem Herzinfarkt der Gesellschaft gleich. Dazu empfehle ich die Blackout-Serie von SRF.
Die vorliegende Konzeptidee richtet sich an HausbesitzerInnen, weil Photovoltaik in dieser Grössenordnung beispielhaft einen zielführenden Beitrag zu einer guten dezentralen Versorgungssicherheit bieten und damit die zentrale Überlastung reduzieren kann.
9. Was können wir als Liegenschaftsbesitzende tun?
Als LiegenschaftsbesitzerIn rückt folgender Gedanke ins Zentrum: „Abhängigkeit von Stromlieferanten reduzieren, weil sie möglicherweise nicht mehr zuverlässig Strom liefern können.“
Dazu gibt es 3 Ansätze:
Stromverbrauch reduzieren – Wir gehen davon aus, dass wir nicht unvernünftig Strom verschwenden. Die Anschaffung neuer Verbraucher wie Elektroautos oder Heizungswärmepumpen muss so gesehen gut überlegt sein. Wäre ihre Anschaffung daher zu verschieben? Ich finde nicht, denn Strom ist die sauberste Form des Energieverbrauches und die Ablösung von fossilen Energieträgern sollte nicht weiter verzögert werden. So haben wir uns bei smartmyway trotzdem Elektroautos gekauft (Fiat 500e) und sind glücklich damit, weil sie zudem einfach sehr wirtschaftlich sind. Sie sind auch energieeffizienter und verbrauchen damit bei sachgemässem Gebrauch weniger Energie als die oft zu sportlich gefahrenen Benziner.
Strom effizienter einsetzen – Neue Geräte benötigen weniger Strom. Ein Wärmepumpenboiler benötigt beispielsweise 3-mal weniger Strom als ein konventioneller Boiler.
Strom selbst produzieren – Hier kommt die Photovoltaik-Anlage zum Einsatz, die Sonnenenergie in Strom umwandelt. Auf dem Dach oder an Fassaden montierte Photovoltaik-Module werden von der Sonne beschienen und produzieren Strom. Damit beschäftigt sich die vorliegende Konzeptidee, weil sie hier das grössere Erfolgspotential sieht.
Es geht darum, dass wir unsere Abhängigkeit bei der Energie von Lieferanten reduzieren. Dies ist ein starker Antrieb, denn wer will schon wie damals von Gaddafis Benzin oder heute von Putins Gas oder anderen Gewaltherrschern und ihren Staaten abhängig sein? Beim Strom haben wir dazu also drei Möglichkeiten: Weniger verbrauchen, effizienter nutzen und/oder selbst produzieren.
Wir haben zur Kenntnis genommen, dass die zentrale Strominfrastruktur der Schweiz offenbar an ihre Grenzen gelangt (ist). Wir suchen den Gegenentwurf, indem wir kleinere teilautonome Systeme bauen, die sich selbst optimieren und dezentral die exakt auf die Liegenschaft passende Wirkung erzeugen. Damit suchen wir keine neuen Abhängigkeiten, indem wir beispielsweise eine eigene Grossanlage bauen, sondern suchen bewusst kleinere Einzelanlagen, die gut neben- und miteinander koexistieren, einzeln ausgelegt und gesteuert werden und sich nicht gegenseitig behindern.
10. Was ist die Konzeptidee?
Bestechend ist die Idee, Strom am Ort des Verbrauches zu produzieren. Die Übertragungswege sollen reduziert und damit sowohl die Netzbelastung als auch die Leitungsverluste minimiert werden. Es geht darum, den Strom für den Verbrauch einer Liegenschaft selbst zu produzieren, Zuleitungen kurz zu halten und nicht unnötig zu belasten. Dies kann mit einer dezentralen PV-Anlage realisiert werden.
Überschüssig dezentral produzierter Strom wird in einer Batterie gespeichert. Damit kann sie den Strom in der Nacht liefern, wenn die Sonne nicht scheint. Der überschüssig produzierte Strom kann ins Netz des Elektrizitätswerkes eingespeist und zum reduzierten Tarif vergütet werden (der Stromzähler läuft quasi rückwärts). Damit kann den steigenden Strompreisen entgegengewirkt werden. Dies funktioniert, wie erwähnt, nur, wenn die Zuleitungen genügend gross dimensioniert sind, das Elektrizitätswerk den Strom abnehmen kann und die PV-Anlagenbetreiber ihren wertvollen grünen Strom auch einspeisen wollen. Zu schwach dimensionierte Leitungen würden sich erhitzen und Brände verursachen. Zu uninteressante Einspeisungstarife führen zu einer dezentralen Optimierung des Eigenverbrauchs, was nicht immer im Gesamtinteresse des Landes sein muss.
Produziert die PV-Anlage nicht genügend Strom, so übernimmt die Batterie die Stromversorgung der Liegenschaft. Die Batterie glättet somit den Stromverbrauch der Liegenschaft gegenüber dem Elektrizitätswerk. Idealerweise soll sie am Tag so weit aufgeladen werden, damit sie die Nacht versorgen kann. Ist die Batterie leer, erfolgt der Strombezug wie heute vom Elektrizitätswerk. Wenn das Elektrizitätswerk während einer Strommangellage nicht liefern kann, entscheidet also die Grösse der Batterie über die Dauer des Inselbetriebes der Liegenschaft bzw. der Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz.
11. Was sind dazu die Prinzipien?
Strom zur eigenen Versorgungssicherheit dezentral pro Liegenschaft selbst erzeugen.
Strom am Ort des Verbrauches produzieren.
Energieverbraucher (Heizung, Auto) auf Strom umstellen, damit Eigenverbrauch erhöhen und CO2-Emissionen reduzieren.
Mit der Batterie vom Elektroauto eigenproduzierten Strom speichern.
Zuleitungen und öffentliche Stromnetze weniger belasten.
Teilautonomie mit Batteriespeicher schaffen und Netzbelastung sowie zentralen Speicherbedarf reduzieren.
Eigene Stromkosten mittels Netzeinspeisung reduzieren.
12. Was sind die Faustregeln?
Der Jahresverbrauch in MWh einer Liegenschaft entspricht in gut besonnten Lagen etwa der installierten Leistung des Photovoltaik-Generators in kWp zur Sicherstellung des Verbrauchs der Liegenschaft.
Aufgrund saisonaler Schwankungen soll die doppelte bis dreifache PV-Leistung installiert werden, wenn der Durchschnittsverbrauch ganzjährig abgedeckt werden soll.
Zum Ausgleich von Verbrauchsschwankungen und der Sicherstellung der Nachtversorgung ist eine Batterie mit der doppelten bis dreifachen Kapazität in kWh der installierten PV-Leistung in kWp erforderlich.
13. Wie sieht das Prinzipschema einer Photovoltaikanlage aus?
Bild 7: Zusammenhang Stromerzeuger, Stromspeicher und Stromverbraucher mit Beispielgrössen in sinnvoller Relation
Beschreibung vom Prinzipschema (siehe Bild 7):
PV-Module produzieren Gleichstrom
Wechselrichter speichert Gleichstrom in Batterie ab
Wechselrichter transformiert Gleichstrom von PV-Modulen und Batterie in Wechselstrom
Wechselrichter leitet produzierten Wechselstrom zum Stromverbraucher (Liegenschaft mit Boiler, Haushaltsgeräten, TV, Wärmepumpe etc.)
Wechselrichter leitet überschüssig produzierten Wechselstrom ans Elektrizitätswerk, sofern es den Strom abnehmen kann, andernfalls wird der PV-Generator heruntergefahren
Steuerung Stromquelle schaltet zwischen selbst und nicht selbst produziertem Wechselstrom um (solange genügend eigener Wechselstrom vorhanden ist, wird dieser verbraucht, im Anschluss wird ab Stromnetz bezogen)
14. Wie sieht ein Modullayout aus?
Dem Stromerzeuger auf dem Dach (“PV-Generator”) kommt zentrale Bedeutung zu, weil damit die Grundlage für die Leistungsfähigkeit der Anlage gelegt wird. Wie ausgeführt, werden die Dächer nicht in erster Priorität voll belegt, sondern vielmehr auf den Eigenverbrauch ausgelegt. Auch die Begehbarkeit des Daches soll noch vernünftig möglich sein, damit die Servicefähigkeit gewährleistet bleibt. Das unten aufgeführte Modullayout berücksichtigt diese Aspekte (siehe Bild 8).
Praktische Abstände wären in eigenem Ermessen, z.B.:
Abstand zu Kaminen je nach Höhe ca. 1 bis 2 m (Verschattung der Module durch Kamine vermeiden)
Abstand zum Dachrand ca. 50 cm bis 1 m
Abstand zum Nachbarn ca. 50 cm bis 1 m
Bei Dächern mit wenig Neigung sollten randlose Module verwendet werden, weil die natürliche Reinigung durch Regen meist genügt. Solche Dächer erfordern in der Regel auch keine sichtbaren Schneestopper.
Bei sogenannten Aufdachanlagen werden die Module auf das bestehende Dach gebaut. Die damit gewonnene Hinterlüftung sorgt für einen besseren Betriebspunkt der Module und reduziert im Sommer die Dachwärme der unterliegenden Innenräume. Ein ähnlicher Dämmungs- bzw. Isolationseffekt entsteht auch an Fassaden montierten Modulen.
Entlüftungen auf Dächern (Luftnachführung nötig für den störungsfreien Abfluss vom Abwasser) können heute mit geeigneten Massnahmen gut mit Modulen überbaut werden.
Nordwärts gerichtete Dächer mit geringer Neigung sollen trotzdem einen Energieertrag von 70% eines Süddachs bringen. Solche Dächer sind also nicht per se ungeeignet für Photovoltaik.
Schwarze Module (Black-Version) sind deutlich ästhetischer als Module mit hellen Aluminiumrahmen. Es gibt oft Vorschriften in speziellen Zonen, die solche dunklen Module vorschreiben.
Die Eignung der Hausdächer in der ganzen Schweiz kann auf dieser Karte eingesehen werden.
Bild 8: Modullayout für oberstes Haus in der Terrassensiedung am Wiweg in Auenstein.
15. Wie sieht der Technikraum aus?
Der Technikraum (siehe Bild 9) umfasst für eine kleine PV-Anlage im Tessin (12 SunPower-Module mit je 410 Wp = 4.92 kWp installierte Leistung):
Dreiphasen-Wechselrichter (Beispiel Huawei SUN2000)
Batterie (Beispiel Huawei LUNA2000 mit 10 kWh)
weitere Komponenten (Verkabelung, Sicherungen, Router für Fernzugriff etc.)
zusätzlich Batterieladestation für Elektroauto (Beispiel Weidmüller Business 11 kWh, mit heute vom Elektrizitätswerk geforderten Lastmanagement-Möglichkeit)
Die Anlage hat die Firma Alsolis tadellos innerhalb von 3 Monaten ab Auftragserteilung installiert, in Betrieb genommen und schlüsselfertig übergeben. Start der Produktion war am 7.2.2023. Das ganze Projekt wurde schlicht vorbildlich realisiert.
Nächste Schritte sind Verdoppelung der Batteriespeicherkapazität und Notstromfähigkeit (Einsatz als Insellösung im Blackout-Fall).
Bild 9: Links die Technikkomponenten der 4.92 kWp-PV-Anlage (SunPower-Module 410 Wp) mit Wechselrichter (oben, Huawei SUN2000) und 10 kWh-Batterie (unten Huawei LUNA2000), rechts die Ladestation von Weidmüller für das Elektroauto
16. Wie sieht der Kontrollraum aus?
Die PV-Anlage wird mit der App FusionSolar von Huawei überwacht. Die beiden Abbildungen zeigen den ersten Tag, wo auch das Elektroauto während knapp einer Stunde testhalber mitgeladen wurde.
Rote Linie: Verbrauch der Liegenschaft - gut erkennbar sind die 4 kW-Spitzen vom Boiler sowie die kleineren Peaks von anderen Verbrauchern (Elektroheizgeräte, Entfeuchter, Kühlschrank)
Rote Linie um 14:00 Uhr: Der Ladevorgang des Elektroautos wurde eingeschaltet (siehe Bild 11) und zuerst mit der maximalen Leistung geladen. Diese Leistung von 11 kW wurde mit 1.4 kW ab PV-Modulen, 4.1 kW ab Batterie und 5.3 kW ab Elektrizitätswerk erbracht (siehe Bild 10). Das System hat sich anschliessend selbst auf ca. 7 kW herunter geregelt.
Grüne Linie: Zeigt die Leistung ab PV-Modulen. Aufgrund der Jahreszeit steht die Sonne flach und die täglichen Sonnenstunden sind reduziert. Die Leistung genügt bereits, die Batterie zu Laden und damit den Verbrauch vom Rest des Tages ohne Hilfe vom Elektrizitätswerk zu gewährleisten.
Blaue Linie: Zeigt die Ladung und Entladung der Batterie.
Huawei-App FusionSolar
Bild 10: Die Darstellung von Produktion und Verbrauch am 10.2.2023
Bild 11: Laden vom Fiat 500e mit Weidmüller-Ladestation
17. Wieso Elektromobilität oder Wärmepumpen?
Mit einem Elektroauto kann der Eigenverbrauch an Strom erhöht und so einer Überlastung der Netzkapazitäten durch von der PV-Anlage überschüssig erzeugten Strom vorgebeugt und der Verbrauch von fossilen Energien reduziert werden.
Unten unsere beiden Fiat 500e: Der vordere fährt im Aargau, der hintere im Tessin (siehe Bild 12). Dazwischen gibt’s die SBB. Der Tessiner hat allerdings mit einer Voll-Ladung und 5% Restkapazität die Fahrt nach Auenstein auch schon mal geschafft. Auf der Fiat-App heisst der vordere Gemini1 und der hintere Gemini2, weil sie wie kleine Raumschiffe quasi lautlos unterwegs sind. Ganz lautlos natürlich nicht: Es gibt die Filmmusik von Nino Rota zu Fellinis Amarcord. Aber hören Sie hier selbst!
Der Fiat hat eine Batterie mit 42 kWh Energiefassungsvermögen verbaut. Mit einer Ladung sind 250 km gut zu schaffen. Eine kleinere PV-Anlage von 3-4 kWp sollte rund 3 MWh im Jahr erzeugen können. Das heisst, dass der Fiat somit 71-mal geladen (3’000 kWh dividiert durch 42 kWh) und damit also 18’000 km jährlich zurückgelegt werden können. Da Elektroautos insbesondere innerorts und regional (also bei tieferen Geschwindigkeiten 50-80 km/h) super effizient sind, fährt man damit defacto gratis mit Sonnenstrom.
Darum geht es: Dezentral erzeugten Sonnenstrom dezentral verbrauchen. Daher ist auch die Wärmepumpen-Heizung in Kombination mit Photovoltaik-Anlagen interessant, weil sie weitgehend ohne zugekauften Strom funktionieren kann (wenn die Batterie für die Nacht genügend gross ist).
Wenn zukünftig die Elektroautos bidirektionales Laden zulassen, können die Batterien der Autos in die Haustechnik integriert werden: Nicht nur das Laden des Elektroautos ab Steckdose ist dann möglich, sondern der Strom kann auch vom Elektroauto ins Haus eingespeist werden. Im Blackout-Fall könnte somit das Haus dank der Elektroauto-Batterie, während 2-3 Tagen weiter betrieben werden. Unsere Fiats können dies zwar noch nicht, aber zumindest testet Fiat das Konzept.
In der Zwischenzeit können die Elektroautos ebenfalls als mobiler Stromspeicher dienen und die stationäre Batterie erweitern, indem dann einfach manuell das Elektroauto angehängt und geladen wird, wenn die Sonne tüchtig scheint und die stationäre Batterie geladen ist.
Bild 12: Die Fiat 500e im Doppelpack der smartmyway-Mitarbeiter
18. Was sollte man auch noch wissen?
Spannung der Module auf dem Dach
Heutige Module mit einer Leistung von rund 400 Wp arbeiten mit einer Gleichspannung von z.B. 30 Volt (wie die erwähnten SunPower-Module). Diese Module werden zu einem String hintereinander in Serie geschaltet, damit weniger Zugangskabel auf das Dach nötig sind – daraus ergibt sich z.B. bei 12 Modulen eine Gleichspannung von 360 Volt.
Der Niederspannungsbereich liegt bei Gleichspannung bei 1’500 Volt, dennoch sind solche Spannungen deutlich höher als jene einer 9 V-Batterie. Damit die Gleichspannung auf dem Dach sicherheitshalber nicht zu hoch wird, sollen eher weniger Module zusammengeschaltet, dafür mehrere Strings installiert und die Wechselrichter darauf ausgelegt gewählt werden. Anderseits benötigt es eine minimale Anzahl Module, damit der Wechselrichter an seiner Betriebsschwelle zu arbeiten beginnt.
Emissionen bei PV-Anlagen
Die Module erzeugen bei Sonneneinstrahlung ein elektrisches Gleichfeld. Elektrosmog wird jedoch insbesondere von hochfrequenten Wechselfeldern verursacht, wie sie alle elektrischen Geräte, Netze (Handy, WLAN) und auch der benötigte Wechselrichter erzeugen.
Die Module funktionieren in der Nacht nicht und es entstehen daher keine Emissionen. Anderseits können sie am Tag nicht einfach abgestellt werden, weil die Sonne weiter darauf scheint – daher muss die Feuerwehr für den Brandfall über die PV-Anlage informiert sein. Dies erfolgt durch die Meldung der Anlage an die Gemeinde. Es benötigt Sachkenntnis über Elektrobrände, um ein Dach richtig zu löschen, auf welchem unter Spannung stehende PV-Module installiert sind.
Batteriespeicher (auch jene von Elektroautos) weisen ein Brandrisiko durch Lichtbögen auf. Dieses kann durch Einsatz von Niedervoltbatterien (< 60V) und Einhaltung der Geräte-/Installationsvorschriften gut reduziert werden. Salzbatterien ohne Brandrisiko sind heute noch 2 bis 3-mal so teuer wie Lithium-Batterien (siehe Bild 13 Anbietervergleich Variante 3 mit Salzbatterie salidomo 9).
Die Wechselrichter sollen entfernt von Schlafräumen installiert werden, weil manche nicht genügend geräuscharm sind und hochfrequente elektrische und magnetische Felder aufweisen.
Inselbetrieb
Im Blackout-Fall sollte die Photovoltaik-Anlage weiterhin die Liegenschaft mit Strom versorgen können, sofern eine erhöhte Autarkie der Liegenschaft gewünscht ist.
Dazu sind bestimmte technische Voraussetzungen erforderlich und Vorkehrungen zu treffen, die mit dem PV-Lieferanten zu besprechen und mit entsprechender Kostenfolge zu vereinbaren sind.
Einsatz von Huawei-Produkten
Zweifellos ist eine gesunde Vorsicht gegenüber digitalen Geräten angebracht, weil sie beispielsweise für Überwachungszwecke missbraucht werden können. Dies gilt insbesondere für Kommunikationstechnik und Mobiltelefone oder generell für den Umgang mit Daten (siehe Facebook-Datenskandal).
In diesem Zusammenhang ist die chinesische Firma Huawei in die Kritik und substantiell unter Druck geraten. Das Unternehmen nimmt dazu transparent Stellung. Die Vorgänge bleiben im Spannungsfeld zwischen den USA und China undurchsichtig, weil handfeste sowohl wirtschaftliche wie geopolitische Interessen im Spiel sind und unklar ist, wer eigentlich wen, wann und wie überwacht.
Im Photovoltaik-Umfeld sind die chinesischen Produkte von Huawei verfügbar, sie sind innovativ und haben ein überzeugendes Preis-/Leistungsverhältnis. Es gibt hier in der Schweiz keinen rationalen Grund, diese nicht zu verwenden.
Vielmehr müssen wir uns die Frage stellen, wieso wir in der Schweiz keine besseren Produkte produzieren, günstiger anbieten und sofort einsetzen können. Hier ist der Handlungsbedarf zu orten: Schlüsseltechnologien gehören im Land produziert. Standortförderung darf sich nicht nur über Steuerwettbewerb oder Standortmarketing definieren, sondern die Landesinteressen müssen in kritischen Bereichen verbindliche Leitlinien ziehen.
Es offenbart sich, dass die reine Dienstleistungsgesellschaft, die im Zuge der in den 90iger-Jahren beginnenden Globalisierung ihre Produktionen ins Ausland ausgelagert hat, offensichtlich auch ein Fehlkonstrukt sein kann, weil damit die Kompetenz zur Unabhängigkeit und so langfristig die Überlebensfähigkeit verloren geht. Globalisierung als Friedensinstrument ist ebenfalls zu hinterfragen, sachlich einzuordnen und unaufgeregt die nötigen Schlüsse zu ziehen.
Bewilligungen
Es ist richtig, dass für Solaranlagen grundsätzlich keine Baubewilligung nötig ist, sofern sie nicht in einer Schutzzone bzw. Landwirtschaftszone, auf Kultur- und Naturdenkmälern oder freistehend respektive an der Fassade gebaut werden. Bewilligungsfreie Solaranlagen sind jedoch aus obengenannten nahestehenden Gründen meldepflichtig. Das Meldeformular sowie weitere Informationen finden Sie z.B. auf der Website des Kantons Aargau: Solarenergie - Kanton Aargau (ag.ch)
19. Wie hoch sind die Kosten?
Um es vorwegzunehmen: Die Kostenvergleichsangaben im Netz sind oft veraltet. Ausschliesslich relevant sind konkrete Angebote von Anbietern. Der unten angehängte Anbietervergleich wurde Ende 2022/Anfang 2023 erhoben und ist damit für die ersten 6 Monate des Jahres 2023 bestimmt genügend aussagekräftig. Die Verfügbarkeit von Produkten und Dienstleistern ist teilweise angespannt, aber mit etwas Glück und gutem Willen vor allem bei kleineren Anlagen durchaus gegeben.
Insbesondere Module und Komponenten aus China sind verfügbar und deutlich günstiger als Qualitätsmodule aus US- oder CH-Produktion mit längerer garantierter Lebensdauer. Bei Modulen sind Qualitätsmodule zu bevorzugen, weil sie als Energiequelle massgeblich aufgrund ihrer Lebensdauer über den Ertrag der Anlage entscheiden und in der Regel nicht unkompliziert zugänglich sind. Komponenten wie Wechselrichter und Batterien können im Technikraum deutlich einfacher unterhalten werden als eventuell fehlerhafte Module auf dem Dach.
Spannend ist im Anbietervergleich folgender Umstand (siehe Bild 13):
Die Modulkosten betragen rund 15% vom Gesamtpreis der Anlage
Die Batteriekosten betragen rund 20% vom Gesamtpreis der Anlage (oder bei grösserer Autarkie auch deutlich höher, z.B. das Doppelte der Modulkosten)
Die Dienstleistungen sind heute mit 65% die grössten Kostentreiber
Diese Dienstleistungen umfassen die technische Installation und administrative Aufgaben (Abnahme, Zertifikate etc.). Ein Anbieter hat tatsächlich den Bogen überspannt und das Gerüst für ein Einfamilienhaus mit 15’000.- (!) offeriert. Offensichtlich herrscht dort ein Anbietermarkt, und das Einholen von Offerten ist umso zwingender.
In der Tat sind die Komponentenpreise über die letzten 10 Jahre deutlich gesunken, jedoch bleibt dieser Effekt aufgrund des hohen Dienstleistungsanteils über die letzten 2-3 Jahre bescheiden.
Die Einmalförderung für eine 10 kWp-Anlage beträgt rund 5‘000 CHF. Hier geht‘s für konkrete Angaben zum Tarifrechner.
PV-Anlagen können bei der Steuererklärung beim Liegenschaftsunterhalt abgezogen und damit das steuerbare Einkommen reduziert werden. Die so zusätzlich erzielte Steuerersparnis ist einkommensabhängig und bereits bei mittleren Einkommen aufgrund der Steuerprogression erheblich.
Die aktuelle Förderpolitik des Bundes schiesst eigentlich am Ziel vorbei: Sie finanziert die hohen Dienstleistungspreise der Unternehmen. Die Anbieter haben aufgrund der angespannten Marktlage keine Veranlassung, auszubauen und ein besseres Angebot zu stellen, weil sie damit ihren Verdienst schmälern würden.
Bild 13: Anbietervergleich Angebote Ende 2022/2023 (inkl. Batterien)
20. Was ist jetzt das Fazit aus all dem?
“Wer zu spät kommt, den bestraft das Leben.”
Der Kreis schliesst sich: Aufgrund der ungenügenden Energiestrategie führt, steuert und fördert das nationale Parlament die Energiewende heute nicht zielführend, weil es zusätzlich Nachfrage erzeugt, die bereits im Überfluss vorhanden ist. Es verursacht damit einen gewaltigen Realisierungsstau und viele Frustrationen bei der Koalition der Willigen.
Priorität hätte jedoch die Ausbildung und Bereitstellung von Fachkräften für die Produktion und Installation von PV-Anlagen, Stromspeicher und Wärmepumpen im Inland. Dies sollte primär gefördert werden, denn die neuen Haustechnik-Anlagen mit Photovoltaik und Wärmepumpen sind für die Liegenschaftsbesitzenden längst wirtschaftlich. Die Überlegungen zur Elektromobilität haben den dazu gültigen Eigenverbrauchsmeccano aufgezeigt.
Es geht längst um Standortförderung für Unternehmen und Technologien und nicht mehr um Anlagenförderung für HausbesitzerInnen, wie noch vor 13 Jahren, als ich meine erste PV-Anlage realisierte. In dieser falschen Priorität liegt die Ursache der schleppenden Energiewende in der Schweiz. Dies ist ohne taugliche Energiestrategie auch nicht weiter verwunderlich.
Ich gebe Ihnen an dieser Stelle einen innovativen Gedanken mit auf den Weg, den Sie hier nachlesen können: Wieso nützen wir die Überschüsse aus den erneuerbaren Energien nicht für Bitcoin-Mining? Verstehen Sie, was ich meine? Sie überlassen Ihren zu viel produzierten Strom nicht mehr dem Elektrizitätswerk, sondern generieren damit gleich digitales Geld. Die Windräder im Norden Deutschlands müssten nicht mehr stillstehen, sondern würden ihre überschüssige Energie direkt in digitales Geld umwandeln. Das Stromspeicherproblem wäre damit gelöst! Möglicherweise hätten zukünftige PV-Anlagen dann einen kleinen Bitcoin-Mining-Server gleich mit an Bord. Mit den geschürften Bitcoins könnte dann wiederum Strom oder was auch immer gekauft werden. Stellen Sie sich vor, was dies für das sonnenreiche Afrika bedeuten könnte: Afrika, der zukünftige Bitcoin-Produzent des Planeten? Möglicherweise wäre das Migrationsproblem damit auf einen Schlag gelöst. Wenn diese Idee unrealistisch erscheint oder bereits schon wieder überholt ist, dann zeigt sie doch deutlich, dass ein neues Denken für die Lösung der Probleme dieser Welt nötig ist.
Nun, bevor es so weit ist, ist es vorerst bestimmt intelligent, wenn HausbesitzerInnen sich heute nicht länger ausschliesslich auf den Staat verlassen und auf eine griffige Energiestrategie und rasche wirkungsvolle Umsetzung hoffen, sondern das Heft selbst in die Hand nehmen und in dieser unsicheren Zeit jetzt ihre Energieautonomie mit Photovoltaik gezielt und eigenständig erhöhen. Ein wenig geistige Anarchie kann nicht schaden.
Denn Bund und Politik steht ein enormer Kraftakt bevor, die Energiesituation im Land wieder nachhaltig in den Griff zu bekommen. Ich bin zuversichtlich, dass es möglich ist. Die nun anstehenden Aufgaben in der zentralen Stromversorgung werden jedoch einige Jahre benötigen. In Teilbereichen wird die dazu erforderliche Transformation gar Jahrzehnte dauern.
Die grosse Herausforderung wird sein, jetzt eine überarbeitete Energiestrategie bereitzustellen, umzusetzen und gleichzeitig darauf aufbauend bereits wieder die Folgestrategie zu entwerfen und beides zur Entscheidungsreife durch den Souverän zu bringen: Diese beiden Energiestrategien müssen durch das Volk beschlossen werden, weil sie in jedem Fall einschneidende Konsequenzen für Land und Bevölkerung nach sich ziehen.
Anpassungsfähig und agil müssen diese strategischen Pläne sein, denn einerseits haben wir in den letzten 20 Jahren entscheidende Zeit verloren, die es jetzt aufzuholen gilt, und andererseits wissen wir nicht, was uns in 20 Jahren erwarten wird. Die Forschung und Entwicklung neuer Energieträger und Energiespeicher und deren Nutzbarmachung sind damit erfolgsentscheidende Faktoren der Energiestrategie. Gorbatschow schrieb den passenden Gedanken dazu in die Geschichtsbücher.
Für uns selbst wird klar, dass wir dieses Thema nicht länger den anderen überlassen dürfen. Wir müssen uns selbst mit dem Thema beschäftigen, und zwar jetzt. Es geht genauso um unsere persönliche Zukunft und Sicherheit wie um jene der Schweiz. Unabhängigkeit ist dabei der über allem stehende Erfolgsfaktor. Eigenständig wird sie dezentral praktiziert, um so zentral Entlastung zu bringen, damit wir gemeinsam unsere Energiesicherheit insgesamt wieder garantieren und den Wohlstand im Land weiterhin aufrechterhalten können.
Vielstimmig wird das Lied der Erde angestimmt, wenn aus Sonne Strom wird.
21. Epilog - Was ist der Ausblick?
“Es war die beste aller Zeiten, es war die schlimmste aller Zeiten.”
Als ich diesen Artikel schrieb, wurde mir klar, dass ich zu jener Generation gehöre - man nennt sie Boomer, die die oben dargestellte Energiewelle voll gesurft hat und sie jetzt brechen hört. Wir sind im Bewusstsein aufgewachsen, dass sie nie enden und der Strom bis in alle Ewigkeit unbegrenzt aus der Steckdose kommen würde. Gut, 1973 war der Erdölschock, aber das waren politische Gründe mit Preisanstieg und Rezession, aber - über ein Leben gesehen - bestenfalls eine kleine Störung im unbegrenzten Surferlebnis.
Wir im Westen haben wohl alle von diesem Zustand zu masslos profitiert. Daher ist die Veränderungsbereitschaft auch so klein: Wieso sollen wir etwas ändern, das uns jahrelang Vorteile verschafft hat? Ist es aber jetzt nicht auch an uns, den Jüngeren die Situation transparent darzustellen, einen Zukunftsweg aufzuzeigen und eine verträgliche Veränderung einzuleiten? Sie muss zwingend leistbar sein und darf keine Verlierer zurücklassen, denn sonst werden die Menschen nicht mit auf diese entscheidende Transformationsreise gehen und es wird im Tal der Tränen enden.
Dabei ist aber auch zu berücksichtigen, dass wir nach zwei verheerenden Weltkriegen, während dieser Boomerjahre trotz kaltem Krieg in Europa in Frieden leben und darauf die Öffnung der Gesellschaften in dieser Weise erstmalig und einmalig erleben konnten. Denn im grossen Unterschied zur Vergangenheit hat erstmals die ganz grosse Mehrheit der Menschen in der Schweiz massgeblich von diesem Boom profitieren können - nicht nur eine sehr dünne Oberschicht. Es ist ein Wohlstand und eine Sicherheit entstanden, die heute auch bei den Folgegenerationen als selbstverständlich gelten und gerade deshalb ist diese grosse Leistung umso respektabler.
Der Fokus auf Wachstum ist somit der grosse Unterschied zu früheren Epochen und zweifellos der Schlüssel zu Frieden und Wohlstand. Nur - je länger ich mich mit dem Thema beschäftigt habe, umso deutlicher wurde mir, dass wir tatsächlich über eine epochale Veränderung sprechen müssen. Möglicherweise ist global der Point of no Return bereits überschritten, dennoch ist Fatalismus nicht angebracht, denn wir haben die Wahl, wie gut oder wie schlecht wir in das nächste Zeitalter einsteigen wollen. Das ist nicht Pessimismus; vielmehr erbringt nur der für den Fortbestand der zivilisierten Gesellschaft nötige Realismus eine ehrliche und zukunftsweisende Perspektive.
Die Wachstumsgesellschaft kommt an ihre Grenzen. Wir benötigen einen Paradigmenwechsel, der quantitatives Wachstum in qualitatives, also nachhaltiges und gesundes Wachstum überführt. Ein Change kündigt sich an, der den gedankenlosen Umgang mit Energie beenden und ein neues Miteinander begründen muss. In diesem Kontext wird die Digitalisierung der entscheidende Enabler sein, weil die traditionellen Mittel und klassischen Methoden diese komplexen Herausforderungen nicht mehr allein meistern können.
Ich frage mich, ob wir uns der Ernsthaftigkeit der Situation tatsächlich genügend bewusst sind und appelliere insbesondere an die jüngeren Semester, sich konstruktiv in die Diskussion einzubringen.
Eine Fortführung des aktuellen Wegs ist auf Dauer nicht mehr vernünftig und niemandem rational erklärbar. Er bietet jungen Menschen keine Perspektiven. Wir Alten können uns gesichert zurückziehen und überfordert die Nach-mir-die-Sintflut-Haltung einnehmen. Aber das wäre ziemlich feige. Es wäre Verrat an unseren eigenen Idealen, unserem Streben nach dem Guten.
Bild 14: © Brian Bielmann / AFP: Hawaii vor Oahus in der Tube Kohl Christensen
Der Folgeartikel “Schweizer Energiepolitik am Wendepunkt.” fasst die Einordnung und Erkenntnisse des vorliegenden Artikels zusammen.
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Anhang - Wie soll ich diese Stromerei bloss verstehen?
Stellen Sie sich ein Reservoir mit Wasser vor. Dieses Reservoir ist mit einer Leitung mit ihrem Haus oder ihrer Wohnung verbunden. Dort haben Sie einen Wasserhahn. Wenn Sie ihn öffnen, fliesst Wasser.
Wenn wir nun die Analogie zum Strom machen, dann könnte dies wie folgt aussehen:
Wenn Sie den Wasserhahn geschlossen haben, fliesst kein Wasser. Das Wasser im Reservoir erzeugt aber aufgrund des Wassergewichts am Wasserhahn einen Wasserdruck, der umso höher ist, je höher das Reservoir liegt und je enger die Wasserleitung ist. Das Wasser im Reservoir stellt somit ein Potential dar, das entleert und erschlossen werden kann. Übertragen auf den Strom spricht man hier von Spannung. Die Einheit dazu ist Volt (abgekürzt V).
Wird der Wasserhahn geöffnet, fliesst Wasser. Das Wasser in der Leitung stellt somit einen Fluss dar. Übertragen auf den Strom nützt man dasselbe Wort. Die Einheit für Strom ist Ampère (abgekürzt A).
Ist die Leitung im Durchmesser grösser, kann mehr Wasser durchfliessen. Wenn genügend Wasser nachfliessen kann, dann bleibt das Potential aufrechterhalten. Übertragen auf den Strom heisst das: Die Spannung bleibt stabil und der Strom fliesst kontinuierlich.
Mit diesem Wasserfluss könnte man nun ein Wasserrad antreiben. Er könnte also Arbeit verrichten und damit eine Leistung erzeugen. Dies stellt eigentlich eine Leistungsfähigkeit dar. Übertragen auf den Strom spricht man denn auch hier von Leistung. Sie wird berechnet, indem man Spannung und Strom multipliziert. Die Einheit dazu ist Watt (abgekürzt W).
Bleibt der Wasserhahn nun während einer Sekunde offen, dann wird die Arbeit während einer Sekunde verrichtet. Läuft er während einer Stunde, dann wird während einer Stunde Arbeit verrichtet und damit Energie verbraucht. Übertragen auf den Strom spricht man folglich dort oft von Stromverbrauch oder einfach Energie. Die Einheit ist dazu Wattsekunde (abgekürzt Ws, berechnet = Spannung mal Strom mal Zeit = 1 V mal 1 A mal 1 s) oder eben kilo-Wattstunde (abgekürzt kWh). Als Masseinheit der Energie ist Joule definiert (abgekürzt J, 1 Ws = 1 J)
Batterien sind in der Lage, wie ein Wasserreservoir Energie zu speichern. Sie können somit geladen und entladen werden. Sie speichern Strom und können ihn während einer bestimmten Zeit auch wieder abgeben. Aus diesem Grund gibt man die Batteriekapazität in der Energie-Einheit kWh an.
Bei einer PV-Anlage wird mit Wp (“Watt peak”) akzentuiert angegeben, wie hoch die Nennleistung ist, die das Modul bei Standardbedingungen abgibt. Gibt also ein Modul mit 410 Wp während einer Sekunde seine Leistung ab, dann hat es 410 Ws Energie erzeugt. Tut es dies während einer Stunde, dann hat es 410 W mal 3600 s = 1’476’000 Ws bzw. 1,476 kJ Energie oder, wieder auf Stunden umgerechnet, also 410 Wh bzw. 0,41 kWh Energie erzeugt.
Alles klar?
Europa im Vergleich.
Die Electricity Map zeigt im Vergleich die CO2-Intensität in der Produktion und im Verbrauch verschiedener Länder.
Aufdach-Modulmontage.
Bei bestehenden Bauten kommen sogenannte Aufdach-Anlagen zum Einsatz. Auf dem Bild die verbauten SunPower Performance SPR-P6-410-BLK-Module.
(c) 2023: Aufdachanlage, Malcantone, Kanton Tessin, Schweiz, Foto: Roland Voser
Dacheignung für Photovoltaik.
Das Bundesamt für Energie hat die Eignung der Dächer auf einer Karte dargestellt. Diese ist über geo.admin.ch einsehbar.
smartmyway unterwegs.
(c) 2018: Sonnenaufgang, Weinberg Cantina Monti, Cademario, Malcantone, Kanton Tessin, Schweiz, Foto: Roland Voser
Seit 2018 Chief Editor, Mitbegründer, Verwaltungsrat und Teilhaber von smartmyway, Autor, Coach, Mentor und Berater. Vorher als Geschäftsführer von Media Markt E-Commerce AG, Media Markt Basel AG, Microspot AG sowie in den Geschäftsleitungen von Interdiscount AG und NCR (Schweiz) AG tätig.
Experte für Digitalisierung, Digital-Business, Handel, Sales & Marketing, E-Commerce, Strategie, Geschäftsentwicklung, Transformationen, Turn Around, Innovation, Coaching, erneuerbare Energien, Medien, Professional Services, Category Management, Supply Chain Management
