Wie können wir den CO2-Fussabdruck des Stromverbrauchs in der Schweiz reduzieren? Das Land ist auf Stromimporte aus fossilen Kraftwerken angewiesen, die die Hauptemittenten von Treibhausgasen sind. Ein Forscherteam der Universität Genf (UNIGE) und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat verschiedene Szenarien untersucht, um den Schweizer CO2-Fußabdruck des Stromverbrauchs zu reduzieren. Um dies zu erreichen und den zukünftigen Elektrifizierungsbedarf zu decken, empfiehlt der Autor neben dem Import von Strom die Umsetzung eines Mix aus Eigenerzeugung aus Wind- und Photovoltaikenergie. All dies ohne Nutzung von Kernenergie. Mit diesem Szenario könnte die Schweiz ihren Beitrag zu den globalen Treibhausgasemissionen um rund 45 % reduzieren. Diese Erkenntnisse finden sich in Energiepolitik.
Der Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre ist der Haupttreiber der globalen Erwärmung. Ein erheblicher Teil dieser Gase wird durch fossil befeuerte Kraftwerke zur Stromerzeugung verursacht. Es wird geschätzt, dass diese Anlagen ein Viertel der gesamten Treibhausgasemissionen in Europa verursachen. In der Schweiz, wo Strom hauptsächlich durch Kern- und Wasserkraftwerke produziert wird, macht diese Produktion 2% der Treibhausgasemissionen aus.
Oft ist es jedoch wirtschaftlich attraktiv, Teile der erzeugten Energie in Nachbarländer zu verkaufen und zu exportieren. Die Schweiz ist daher auch auf Importe angewiesen, um ihren Bedarf zu decken. Dies entspricht 11 % des Stromverbrauchs. Daher stammt der Strom aus CO2-intensiven Kraftwerken. Ein wissenschaftliches Team von UNIGE und Empa hat verschiedene Energieszenarien entwickelt und den besten Weg zur Dekarbonisierung der Schweiz definiert. Das bedeutet, den Verbrauch des Landes an Primärenergiequellen zu reduzieren, die Treibhausgase emittieren.
„Wir haben sieben verschiedene Szenarien entwickelt, die in unterschiedlichem Maße Solar-, Wind- und Wasserkraft beinhalten. All dies mit und ohne Nutzung der Kernenergie, da die Schweiz bis 2050 mit einem schrittweisen Ausstieg aus dieser Produktionsweise rechnet», erklärt Elliot Romano, Senior Scientist bei der F.-A. Forel Abteilung für Umwelt- und Wasserwissenschaften der Fakultät für Naturwissenschaften der UNIGE. Dabei berücksichtigten die Forscher auch die zur Bedarfsdeckung notwendigen Versorgungsmöglichkeiten im Ausland sowie die Bedürfnisse der Bevölkerung nach Elektrifizierung, Mobilität und Wärme.
Reduzierte Importe
Nach Prüfung der verschiedenen Optionen stellte das Forschungsteam fest, dass das optimale Szenario eine Kombination aus Photovoltaik- und Windenergie wäre. «Diese Mischung ist der effizienteste Weg, den Fussabdruck des Landes zu reduzieren, aber auch die beste Alternative zur Kernenergie», sagt Martin Rüdisüli, Forscher am Empa-Labor für urbane Energiesysteme und Erstautor der Studie. Das Modell basiert auf einer großen Windleistung von 12 TWh und einer Solarleistung von 25 TWh. Zum Vergleich: In der Schweiz wird 2021 Solarstrom 2,72 TWh und Windstrom 0,13 TWh erzeugen. Im Vergleich zu einer nuklearen Lösung reduziert der vorgeschlagene Produktionsmix den Importbedarf von 16 TWh auf 13,7 TWh.
Andererseits würde dieses Szenario, das auch den zukünftigen Strombedarf im Zusammenhang mit der Elektromobilität und den thermischen Bedarf von Gebäuden berücksichtigt, den CO2-Fußabdruck des Verbrauchs um 89 g CO erhöhenzwei pro kWh (in 2018) bei 131 g COzwei pro kWh in der Zukunft. Die Elektrifizierung all dieser Bedürfnisse würde jedoch den Beitrag der Schweiz zu den globalen Treibhausgasemissionen letztendlich um 45 Prozent reduzieren. Die Forscher zeigten auch, dass die derzeitigen Speicher die sommerlichen Stromüberschüsse, die sich aus der großen Kapazität der damals in Betrieb befindlichen Photovoltaikanlagen ergeben würden, nur teilweise bewältigen könnten.
Beispiellose genaue Daten
„Bislang basiert die Forschung zum Fußabdruck der Stromerzeugung auf durchschnittlichen Verbrauchswerten, insbesondere Jahreswerten. Die Stärke unserer Studie liegt in der Verwendung von Stundenwerten und damit deutlich präziser“, erklärt Elliot Romano. Der direkte aber auch indirekte Aufdruck dieser Produktion wurde integriert. „Wir berücksichtigen den Fußabdruck, der zum Beispiel durch die Herstellung des Betons entsteht, der beim Bau eines Kraftwerks verwendet wird. Diese Methode ermöglichte es uns daher, eine vollständige Analyse des Lebenszyklus der Stromerzeugung durchzuführen.“
Diese Methode und die bisher unerreichte Genauigkeit der Daten liefern konkrete Leitlinien für die Schweizer Energiestrategie 2050. Sie ebnen auch den Weg für neue wissenschaftliche Studien.
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