Strombedarf steigt, Emissionen sollen trotzdem sinken 14.02.2022, 07:00 Uhr

Runter mit den Emissionen: Schweiz will statt auf Importe auf Wind und Sonne setzen

Aktuell importiert die Schweiz rund 11% ihres Strombedarfs aus Nachbarländern. Das sorgt für Treibhausgasemissionen. Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Empa, haben einen Weg gefunden, wie sich die Stromimporte und damit auch die Emissionen reduzieren lassen.

CO2-Fußabdruck senken

Die Schweiz hat es sich zum Ziel gesetzt, bis 2050 klimaneutral zu werden. Forschende haben nun Lösungen erarbeitet, wie das funktionieren kann.

Foto: panthermedia.net / Elnur_

Die Schweiz hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2050 klimaneutral zu werden. Ein ambitioniertes Ziel, wenn man bedenkt, dass der Strombedarf nicht nur in der Schweiz in den vergangenen Jahren eher steigt. Das liegt unter anderem auch daran, dass elektrische Energie zum Beispiel bei der Elektromobilität zum Einsatz kommt und auch zum Heizen verwendet wird, beispielsweise bei Wärmepumpen. Aktuell stammt der Strom in der Schweiz zum größten Teil aus Kern- und Wasserkraftwerken. Beide Technologien weisen einen eher geringen CO2-Fußabdruck auf. Doch wie sieht es mit den 11% aus, welche die Schweiz zusätzlich aus den europäischen Nachbarländern importieren muss, um den gesamten Strombedarf decken zu können?

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Bei importiertem Strom geht man hinsichtlich der Treibhausgasemissionen eigentlich von Durchschnittswerten aus. Ein Forscherteam der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) und der Universität Genf haben sich den importierten Strom einmal genauer angeschaut und dabei die direkten und indirekten CO2-Emissionen bei der Stromproduktion berücksichtigt. Das Ergebnis: Die CO2-Äquivalente des Stroms aus Schweizer Anlagen liege bei rund 40 Gramm. Bei dem Durchschnitt des gesamten Schweizer Strommixes, bei dem die Importe mit einbezogen sind, lägen sie bei rund 108 Gramm. „In Spitzenstunden können es sogar bis zu 600 Gramm sein“, erklärt Martin Rüdisüli vom „Urban Energy Systems Lab“ der Empa.

Herausforderung bei steigendem Strombedarf: Emissionen senken

Wie eingangs erwähnt, wird der Strombedarf in naher Zukunft tendenziell eher weiter steigen. Die zunehmende Elektrifizierung unseres Alltags erhöht den Strombedarf deshalb vermutlich um rund zwölf Terawattstunden (TWh) im Jahr. Zum Vergleich: Das sind etwa 20% mehr als heute schon verbraucht wird. „Gleichzeitig müssen wir den Atomstrom ersetzen, da der Bundesrat den schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergie plant“, erläutert Elliot Romano vom Institut für Umwelt- und Wasserwissenschaften der Universität Genf. Schon heute ist klar, dass erneuerbare Energien stattdessen in Zukunft den notwendigen Strom produzieren sollen. Ihr Nachteil: Die Sonne scheint nicht den ganzen Tag und auch nicht das ganze Jahr. Ebenso verhält es sich mit dem Wind. Sie sind also volatiler. Die Forschenden gehen deshalb davon aus, dass diese Tatsache Menge und Zeitpunkt von Stromimporten besonders beeinflussen wird.

Die Lösungen der Forschenden zeigen Möglichkeiten auf, wie der Schweizer Strommix künftig aussehen sollte. Oberstes Ziel müsse dabei natürlich sein, die Importe und die damit verbundenen Treibhausgasemissionen auf einem möglichst niedrigen Niveau zu halten. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich die Emissionen im gesamten Schweizer Energiesystem um bis zu 45% senken ließen, auch wenn der Import-Strom mehr Emissionen verursache und insgesamt die Elektrifizierung von Wärme und Mobilität zunehme.

Sonnen- und Windstrom sicher speichern, das senkt auch die Emissionen

Grundsätzlich setzen die Forschenden auf Windkraft und Solarenergie. „Windenergie fällt mehrheitlich im Winter und in der Nacht an“, sagt Martin Rüdisüli. „Sie kann also helfen, unsere Importabhängigkeit in diesen Zeiten zu verringern.“ Insgesamt habe die Windenergie im Rahmen ihrer Studie sehr gut abgeschnitten. Man müsse sie um rund zwölf TWh ausbauen. Aktuell liefere Windkraft 0,1 TWh. In der Solarenergie sehen die Forschenden das größte Potenzial: Sie müsse auf 25 TWh erweitert werden, derzeit liefere sie 2,7 TWh. Neben der Volatilität der erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne, sei die saisonale Speicherung der Energie die zweite große Herausforderung, wolle man das Ziel, klimaneutral zu werden, auch erreichen.

Laut der Berechnungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gingen sie gerade im Sommer von großen Stromüberschüssen aus. Die Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) lieferten mit Sicherheit deutlich mehr Strom, als in einem Sommer benötigt würde. Doch wie ließe sich dieser Mehr-Strom speichern, um ihn im Winter nutzen zu können? Tendenziell gehen die Forschenden davon aus, dass der Winter stromintensiver sei, da mehr Heizenergie benötigt wird, die im Sommer nicht anfällt. Am besten sei dies mit sogenannten „Power-to-X“-Technologien möglich. Sie bezeichnen die Umwandlung überschüssigen Stroms in chemische Energieträger, die sich gut speichern lassen. Das sind zum Beispiel Wasserstoff oder synthetisches Methan – speicherbar in thermischen Speichern wie etwa in Erdsondenfeldern.

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Von Nina Draese

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