Kann sich die Schweiz mit erneuerbarem Strom selber versorgen?

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1 Kann sich die Schweiz mit erneuerbarem Strom selber versorgen? Prof. Dr. Anton Gunzinger Supercomputing Systems AG Technoparkstrasse 1 CH-8005 Zürich Tel Fax Vision trifft Realität. Supercomputing Systems AG Phone Technopark 1 Fax Zürich

2 1.0 Ausgangslage Der Ausbau der Stromproduktion in Deutschland hat zu einem massiven Preiszerfall im Strommarkt geführt Die Förderung erneuerbarer Energien in Deutschland hat zu einem Preiszerfall bei den Erneuerbaren geführt (z.b. bei Photovoltaik um den Faktor 5) Der Super-GAU in Fukushima hat die Versicherungskosten von Atomkraft massiv erhöht (Faktor 100) 2 Zürich by Supercomputing Systems AG

3 1.1 Die Speicherfrage Kernkraftwerke liefern Bandstrom. Kann dieser durch hochvolatile Stromerzeuger wie PV und Wind ersetzt werden? Wie viel zusätzlicher Speicher ist in diesem Fall für die Schweiz notwendig? Was kostet der Speicherausbau? Können wir dann noch Stromhandel mit Europa betreiben? Wie kann das Netz mit hochvolatilen Stromerzeugern (PV und Wind) umgehen? 3 Zürich by Supercomputing Systems AG

4 1.2 Vorgehensweise Vorgehensweise aus Sicht eines einfachen Ingenieurs 1. Basis ist Physik (Leistungsbilanz & Energiebilanz) 2. Ziel einer Energiepolitik: sichere und kostengünstige Versorgung mit (erneuerbarer) Energie. Kostengünstig minimale volkswirtschaftliche Kosten (davon profitieren alle) 3. Welche Rahmenbedingungen muss die Politik schaffen, um das System in Richtung minimaler volkswirtschaftlicher Kosten zu bewegen? 4 Zürich by Supercomputing Systems AG

5 1.3 Zielsetzung der Simulationsumgebung Untersuchung von: Simulation möglicher Szenarien: 1. Energiebilanz 2. Leistungsbilanz 3. Volkswirtschaftliche Kosten 4. Stromhandel 5. Netzbelastung 1. «Weiter wie bisher» (WWB) 2. Erneuerung der Kernenergie 3. Energieszenarien des Bundes 4. Primär Photovoltaik % erneuerbare Energie 6. Dezentrale Speicherung 7. Lastverschiebung 5 Zürich by Supercomputing Systems AG

6 1.4 Simulationssystem Wetter (t) Produktion Thermische Kraftwerke E Thermisch P Thermisch Gaskraftwerke (GuD) E GuD P GuD (t) Biomasse E Biomasse P Biomasse Laufwasser- Kraftwerke E Laufwasser P Laufwasser Kernkraft E Kern P Kern Geothermie E Geothermie P Geothermie Photovoltaik E Photo (t) P Photo (t) Wind E Wind (t) P Wind (t) Import Verlustbehaftetes Netz (Transport & Transformation) Export Kurzzeit- Speicher E Kurzzeit (t) P Kurzzeit (t) Speicher- Kraftwerk E Speicher (t) P Speicher (t) Verbraucher E Verbrauch P Verbrauch (t) Regelbare Last E Regelbar (t) P Regelbar (t) Speicher Konsum 6 Zürich by Supercomputing Systems AG

7 1.5 Soll die Schweiz Strom-Selbstversorger sein? + Mehr Entscheidungsspielraum Nicht erpressbar Höhere Handelserträge (Stärkere Position beim Handeln) Vorbildfunktion - Abhängig vom good will der Nachbarländer Erpressbar Kaufdruck bei ungünstigen Bedingungen Tiefere Handelserträge Alles hat einen Preis Das Volk wird entscheiden. 7 Zürich by Supercomputing Systems AG

8 1.6 Wie viel elektrische Energie benötigt die Schweiz in der Zukunft? 1. Verbrauch heute: 60 TWh/a 2. Sparpotential: bis 15 TWh/a 3. Mehrverbrauch durch Wärme: 1. Verbrauch heute 94 TWh/a (Gas und Öl) 2. Einsparpotential: Isolation Faktor 4, Wärmepumpen Faktor 4 3. Zusätzlicher Stromverbrauch: 6 TWh/a 4. Mehrverbrauch durch Elektromobilität 1. Verbrauch heute 70 TWh/a 2. Einsparpotential: Verhalten Faktor 2, serieller Hybrid Faktor 4 3. Rein Elektrizität: 2/3 (Öl 3 TWh) 4. Zusätzlicher Stromverbrauch: 6 TWh/a 5. Zukünftiger Stromverbrauch: 60 TWh/a 8 Zürich by Supercomputing Systems AG

9 1-7 Grundlagen aller Simulationen Verbrauchsstatistik 2010 (Zeitauflösung 15 ): swissgrid (60 TWh/a) Produktionsstatistik 2010 (Zeitauflösung 1 Tag 1 Woche): Bundesamt für Energie und swissnuclear Speicherseen Füllgrad-Statistik 2010 (Zeitauflösung 1 Woche): Bundesamt für Energie Solar/Wind-Statistik CH (Jahresverlauf mit Zeitauflösung 1 ): meteonorm (40 Standorte für PV: 20 in Städten, 20 auf Bergen; 20 Standorte für Wind) Ausbau Speicherseen auf 10 TWh wie geplant Ausbau Pumpspeicherwerke auf 5GW/ 200 GWh wie geplant Netzbelastung: gemäss EWZ, hochgerechnet auf die Schweiz Berücksichtigt: Netzbelastung, Netzverluste, Speicherverluste Pumpspeicherwerke, Speicherverluste lokale Speicherung Inselbetrachtung (wird erweitert um Stromhandel) 9 Zürich by Supercomputing Systems AG

10 1.8 Simulation: Spielregeln für die Kraftwerke Deckung des Bedarfs nach Prioritäten 1. Thermische Kraftwerke, Laufwasserkraft, Kernkraftwerke (optional) 2. PV (optional) und Wind (optional) 3. Lokale Batterien 4. Pumpspeicherwerke 5. Gaskraftwerke (optional), Biomasse (optional) 6. Stauseen Verwendung bei Überproduktion nach Prioritäten 1. Überschuss in dezentralen Batterien speichern 2. Weiteren Überschuss in Pumpspeicherseen pumpen (Stauseen werden primär für den Jahresausgleich verwendet) 3. Restlicher Überschuss ins Ausland verkaufen 4. «wegwerfen» Lastverschiebung Falls am aktuellen Tag ein Überschuss absehbar ist, soll er zunächst möglichst durch verschobene Last abgefangen werden. 10 Zürich by Supercomputing Systems AG

11 1-9 Jährliche Globalstrahlung 11 Zürich by Supercomputing Systems AG

12 1.10 Monatliche Globalstrahlung Monatliche Sonneneinstrahlung (Städte) Monatliche Sonneneinstrahlung (Berge) ) ) 160 Globalstrahlung (kwh/m Zürich 100 Bern Basel 80 Chur Lugano 60 Zermatt Poschiavo 40 Lausanne Andermatt 20 Samedan El Oued (Sahara) 0 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monat Globalstrahlung (kwh/m Dufourspitze 100 Finsteraarhorn Combin de Valsorey 80 Titlis Piz Palü 60 Adula (Rheinwaldhorn) Piz Buin 40 Nesthorn Cardada 20 Tödi El Oued (Sahara) 0 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monat 12 Zürich by Supercomputing Systems AG

13 2.0 Simulierte Szenarien 1. Weiter wie bisher (WWB) 2. Weiter wie bisher mit neuer Kernenergie 3. Bund NEP-E 4. Nur Solar 5. Solar und Wind 6. Solar, Wind und Biomasse 7. Solar, Wind, Biomasse und Batterie 8. Solar, Wind, Biomasse und Lastverschiebung 13 Zürich by Supercomputing Systems AG

14 2.1 Simulierte Szenarien 1. Weiter wie bisher (WWB) 2. Weiter wie bisher mit neuer Kernenergie 3. Bund NEP-E 4. Nur Solar 5. Solar und Wind 6. Solar, Wind und Biomasse 7. Solar, Wind, Biomasse und Batterie 8. Solar, Wind, Biomasse und Lastverschiebung 14 Zürich by Supercomputing Systems AG

15 Simulations Parameter (WeiterWieBisher) 15 Zürich by Supercomputing Systems AG

16 Verlauf einer Sommerwoche (WeiterWieBisher) Szenario: WeiterWieBisher - Energieproduktion im Verlauf einer Sommerwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Kernkraftwerke) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) Verbrauch (Pumpspeicher) Endverbrauch + Verluste 14 Leistung (GW) Montag (14. Juni) Dienstag (15. Juni) Mittwoch (16. Juni) Donnerstag (17. Juni) Freitag (18. Juni) Samstag (19. Juni) Sonntag (20. Juni) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 16 Zürich by Supercomputing Systems AG

17 Verlauf einer Winterwoche (WeiterWieBisher) Szenario: WeiterWieBisher - Energieproduktion im Verlauf einer Winterwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Kernkraftwerke) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) Endverbrauch + Verluste 14 Leistung (GW) Montag (13. Dez) Dienstag (14. Dez) Mittwoch (15. Dez) Donnerstag (16. Dez) Freitag (17. Dez) Samstag (18. Dez) Sonntag (19. Dez) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 17 Zürich by Supercomputing Systems AG

18 Energieprodukton im Jahresverlauf (WeiterWieBisher) Szenario: WeiterWieBisher - Energieproduktion im Jahresverlauf (in Tagesauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Kernkraftwerke) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) 200 Energie (GWh) Kalenderwoche git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 18 Zürich by Supercomputing Systems AG

19 Füllstand der Speicherseen (WeiterWieBisher) Szenario: WeiterWieBisher Füllstand der Saisonalspeicherseen 200 Szenario: WeiterWieBisher Füllstand der Pumpspeicherseen Füllstand (GWh) Füllstand (GWh) Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf 2010 Verlauf Morgen Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf Morgen git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 19 Zürich by Supercomputing Systems AG

20 Jahresbilanz (WeiterWieBisher) 20 Zürich by Supercomputing Systems AG

21 2.2 Simulierte Szenarien 1. Weiter wie bisher (WWB) 2. Weiter wie bisher mit neuer Kernenergie 3. Bund NEP-E 4. Nur Solar 5. Solar und Wind 6. Solar, Wind und Biomasse 7. Solar, Wind, Biomasse und Batterie 8. Solar, Wind, Biomasse und Lastverschiebung 21 Zürich by Supercomputing Systems AG

22 Parameter (nur Solarausbau) 22 Zürich by Supercomputing Systems AG

23 Verlauf einer Sommerwoche (nur Solarausbau) Szenario: Solarausbau-B - Energieproduktion im Verlauf einer Sommerwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Verbrauch (Pumpspeicher) Überschuss ("Waste") Endverbrauch + Verluste 14 Leistung (GW) Montag (14. Juni) Dienstag (15. Juni) Mittwoch (16. Juni) Donnerstag (17. Juni) Freitag (18. Juni) Samstag (19. Juni) Sonntag (20. Juni) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 23 Zürich by Supercomputing Systems AG

24 Verlauf einer Winterwoche (nur Solarausbau) Szenario: Solarausbau-B - Energieproduktion im Verlauf einer Winterwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) Defizit Endverbrauch + Verluste 14 Leistung (GW) Montag (13. Dez) Dienstag (14. Dez) Mittwoch (15. Dez) Donnerstag (16. Dez) Freitag (17. Dez) Samstag (18. Dez) Sonntag (19. Dez) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 24 Zürich by Supercomputing Systems AG

25 Energieprodukton im Jahresverlauf (nur Solarausbau) Szenario: Solarausbau-B - Energieproduktion im Jahresverlauf (in Tagesauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) Defizit 200 Energie (GWh) Kalenderwoche git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 25 Zürich by Supercomputing Systems AG

26 Füllstand der Speicherseen (nur Solarausbau) Szenario: Solarausbau-B Füllstand der Saisonalspeicherseen 200 Szenario: Solarausbau-B Füllstand der Pumpspeicherseen Füllstand (GWh) Füllstand (GWh) Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf 2010 Verlauf Morgen Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf Morgen git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 26 Zürich by Supercomputing Systems AG

27 Jahresbilanz (nur Solarausbau) 27 Zürich by Supercomputing Systems AG

28 2.3 Simulierte Szenarien 1. Weiter wie bisher (WWB) 2. Weiter wie bisher mit neuer Kernenergie 3. Bund NEP-E 4. Nur Solar 5. Solar und Wind 6. Solar, Wind und Biomasse 7. Solar, Wind, Biomasse und Batterie 8. Solar, Wind, Biomasse und Lastverschiebung 28 Zürich by Supercomputing Systems AG

29 Parameter (Solar und Wind) 29 Zürich by Supercomputing Systems AG

30 Verlauf einer Sommerwoche (Solar und Wind) Szenario: SolarWindAusbau - Energieproduktion im Verlauf einer Sommerwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Verbrauch (Pumpspeicher) Überschuss ("Waste") Endverbrauch + Verluste Leistung (GW) Montag (14. Juni) Dienstag (15. Juni) Mittwoch (16. Juni) Donnerstag (17. Juni) Freitag (18. Juni) Samstag (19. Juni) Sonntag (20. Juni) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 30 Zürich by Supercomputing Systems AG

31 Verlauf einer Winterwoche (Solar und Wind) Szenario: SolarWindAusbau - Energieproduktion im Verlauf einer Winterwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) Verbrauch (Pumpspeicher) Endverbrauch + Verluste Leistung (GW) Montag (13. Dez) Dienstag (14. Dez) Mittwoch (15. Dez) Donnerstag (16. Dez) Freitag (17. Dez) Samstag (18. Dez) Sonntag (19. Dez) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 31 Zürich by Supercomputing Systems AG

32 Energieprodukton im Jahresverlauf (Solar und Wind) Szenario: SolarWindAusbau - Energieproduktion im Jahresverlauf (in Tagesauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) 200 Energie (GWh) Kalenderwoche git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 32 Zürich by Supercomputing Systems AG

33 Füllstand der Speicherseen (Solar und Wind) Szenario: SolarWindAusbau Füllstand der Saisonalspeicherseen 200 Szenario: SolarWindAusbau Füllstand der Pumpspeicherseen Füllstand (GWh) Füllstand (GWh) Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf 2010 Verlauf Morgen Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf Morgen git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 33 Zürich by Supercomputing Systems AG

34 Jahresbilanz (Solar und Wind) 34 Zürich by Supercomputing Systems AG

35 2.4 Simulierte Szenarien 1. Weiter wie bisher (WWB) 2. Weiter wie bisher mit neuer Kernenergie 3. Bund NEP-E 4. Nur Solar 5. Solar und Wind 6. Solar, Wind und Biomasse 7. Solar, Wind, Biomasse und Batterie 8. Solar, Wind, Biomasse und Lastverschiebung 35 Zürich by Supercomputing Systems AG

36 Parameter (Solar, Wind und Biomasse) 36 Zürich by Supercomputing Systems AG

37 Verlauf einer Sommerwoche (Solar, Wind und Biomasse) Szenario: Erneuerbar-A - Energieproduktion im Verlauf einer Sommerwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Verbrauch (Pumpspeicher) Überschuss ("Waste") Endverbrauch + Verluste Leistung (GW) Montag (14. Juni) Dienstag (15. Juni) Mittwoch (16. Juni) Donnerstag (17. Juni) Freitag (18. Juni) Samstag (19. Juni) Sonntag (20. Juni) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 37 Zürich by Supercomputing Systems AG

38 Verlauf einer Winterwoche (Solar, Wind und Biomasse) Szenario: Erneuerbar-A - Energieproduktion im Verlauf einer Winterwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Biomasse) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) Verbrauch (Pumpspeicher) Endverbrauch + Verluste Leistung (GW) Montag (13. Dez) Dienstag (14. Dez) Mittwoch (15. Dez) Donnerstag (16. Dez) Freitag (17. Dez) Samstag (18. Dez) Sonntag (19. Dez) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 38 Zürich by Supercomputing Systems AG

39 Energieprodukton im Jahresverlauf (Solar, Wind und Biomasse) Szenario: Erneuerbar-A - Energieproduktion im Jahresverlauf (in Tagesauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Biomasse) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) 200 Energie (GWh) Kalenderwoche git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 39 Zürich by Supercomputing Systems AG

40 Füllstand der Speicherseen (Solar, Wind und Biomasse) Szenario: Erneuerbar-A Füllstand der Saisonalspeicherseen 200 Szenario: Erneuerbar-A Füllstand der Pumpspeicherseen Füllstand (GWh) Füllstand (GWh) Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf 2010 Verlauf Morgen Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf Morgen git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 40 Zürich by Supercomputing Systems AG

41 Jahresbilanz (Solar, Wind und Biomasse) 41 Zürich by Supercomputing Systems AG

42 2.5 Simulierte Szenarien 1. Weiter wie bisher (WWB) 2. Weiter wie bisher mit neuer Kernenergie 3. Bund NEP-E 4. Nur Solar 5. Solar und Wind 6. Solar, Wind und Biomasse 7. Solar, Wind, Biomasse und Batterie 8. Solar, Wind, Biomasse und Lastverschiebung 42 Zürich by Supercomputing Systems AG

43 Verlauf einer Sommerwoche (Solar, Wind, Biomasse, mit Batterie) Szenario: Erneuerbar-B - Energieproduktion im Verlauf einer Sommerwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Kurzzeitspeicher) Verbrauch (Kurzzeitspeicher) Verbrauch (Pumpspeicher) Überschuss ("Waste") Endverbrauch + Verluste Leistung (GW) Montag (14. Juni) Dienstag (15. Juni) Mittwoch (16. Juni) Donnerstag (17. Juni) Freitag (18. Juni) Samstag (19. Juni) Sonntag (20. Juni) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 43 Zürich by Supercomputing Systems AG

44 2.6 Simulierte Szenarien 1. Weiter wie bisher (WWB) 2. Weiter wie bisher mit neuer Kernenergie 3. Bund NEP-E 4. Nur Solar 5. Solar und Wind 6. Solar, Wind und Biomasse 7. Solar, Wind, Biomasse und Batterie 8. Solar, Wind, Biomasse und Lastverschiebung 44 Zürich by Supercomputing Systems AG

45 Verlauf einer Sommerwoche (Solar, Wind, Biomasse, Lastverschiebung) Szenario: Lastverschiebung - Energieproduktion im Verlauf einer Sommerwoche (in Stundenauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Geoelektrisch) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Verbrauch (Pumpspeicher) Überschuss ("Waste") Endverbrauch + Verluste (verschoben) Endverbrauch + Verluste (unverschoben) Leistung (GW) Montag (14. Juni) Dienstag (15. Juni) Mittwoch (16. Juni) Donnerstag (17. Juni) Freitag (18. Juni) Samstag (19. Juni) Sonntag (20. Juni) Wochentag git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 45 Zürich by Supercomputing Systems AG

46 2.7 Die veränderte Einsatzstrategie der Speicherseen: Hochdynamische Nutzung Leistungskurve Speicherseen WWB Leistungskurve Speicherseen Erneuerbar 46 Zürich by Supercomputing Systems AG

47 Die veränderte Einsatzstrategie der Speicherseen: Jahresvergleich Leistungskurve Speicherseen WWB Leistungskurve Speicherseen Erneuerbar 47 Zürich by Supercomputing Systems AG

48 2.8 CH Energie-Autonomie Wasserjahre CH Energieautark CH Energie- Import 48 Zürich by Supercomputing Systems AG

49 2.9 Simulierte Szenarien: Erkenntnisse 1. Alle sechs vom Bund vorgeschlagenen Szenarien (ohne Kernenergie) sind realisierbar. 2. Die autarke Versorgung der Schweiz mit elektrischer Energie ausschliesslich aus Photovoltaik (PV) ist nicht möglich. 3. Die autarke Versorgung der Schweiz aus 100% erneuerbaren Energien (Wasser, Sonne und Wind) ist mit geplantem Ausbau der Speicherseen möglich. (Konsequenz: rund 40 km 2 PV in den Bergen und bis 2000 Wind-Anlagen) 4. Die Schweiz ist aufgrund der Speicherseen optimal auf die Energiewende vorbereitet. 5. Der stufenweise Ausstieg aus der Kernenergie (hier nicht simuliert) ist auch ohne Gaskraftwerke (GuD) möglich. 6. Bei den Simulationen wurde die Schweiz als «Insel» betrachtet. Es ist jedoch möglich, diesen Simulationen zusätzlich Stromhandel zu überlagern. 49 Zürich by Supercomputing Systems AG

50 3.1 Volkswirtschaftliche Kosten der Energieträger 50 Zürich by Supercomputing Systems AG Kosten [Rp/ kwh] Flusskraftwerke (heute 2..6 Rp/kWh) 4.0 Speicherkraftwerke (heute 4.5 Rp/kWh) 5.5 Kernkraftwerke (heute, ohne Risikoabgeltung) 5.6 Kernkraftwerke (heute, inkl Risiko) Kosten Supergau: CHF 5000 Mia, 0.2 / KKW & a, 5 KKW s Produktion: ca. 28 TWh/Jahr Kernkraftwerke (neu, ohne Risikoabgeltung) 1.5 GW à 10 Mia CHF, Zins: 6%, Lebensdauer: 50 a, Unterhalt: 3%, 12 TWh/a Solar Mittelland 1.2 kchf / kwp, Zins 3%, Lebensdauer: 25 a, Unterhalt: 1%, 1000 kwh/a pro kwp Solar Berge 2.4 kchf / kwp, Zins 3%, Lebensdauer: 25 a, Unterhalt: 1%, 1500 kwh/a pro kwp Wind 1 MWp à 2 MCH, Zins: 4.5%, Lebensdauer: 40 Jahre, Unterhalt: 4%, Produktion: ca MWh / Jahr pro MWp KVA 6.0 GuD 1 MWp à 1 MCH, Zins: 4.5%, Lebensdauer: 30 Jahre, Unterhalt: 1%, Brennstoff: 5 Rp/ kwh, Betrieb: ca Volllaststunden/Jahr

51 3.2 Volkswirtschaftliche Kosten der Szenarien Kosten [Mia CHF/a] Kosten [Rp/ kwh] WWB (ohne Risiko) WWB (mit Risiko 0.2 ) *) WWB mit neuen KKW (ohne Risiko) Bund NEP-E Solarausbau-B (40 Standorte) (keine Autarkie!) 9.66 (keine Autarkie!) 16.1 Solar & Wind Solar & Wind & Biomasse Solar & Wind & Biomasse & Batterie Solar & Wind & Biomasse & Lastverschiebung *) Kosten Supergau: CHF 5000 Mia, 0.2 / KKW & a, 5 KKW s WICHTIG: Die Umwandlung der volkswirtschaftlichen Kosten in die Strompreise erfolgt durch die Politik. 51 Zürich by Supercomputing Systems AG

52 3.3 Volkswirtschaftliche Kosten der Szenarien 52 Zürich by Supercomputing Systems AG

53 Zusammenfassung Kernthesen 1. In den Schweizer Alpen kann mit Photovoltaik ebenso viel Energie gewonnen werden wie in der Sahara. 2. Die Schweiz kann sich zu 100% mit erneuerbarer Energie versorgen (Wasser, Sonne, Wind, Biomasse). 3. Die volkswirtschaftlichen Kosten der verschiedenen Energieszenarien liegen in vergleichbarem Rahmen. 4. Durch dezentrale Stromversorgung mit dezentralen Batterien kann auf den Ausbau des heutigen Netzes weitgehend verzichtet werden (wurde hier nicht gezeigt). 5. Die Politik wird viel bestimmen 53 Zürich by Supercomputing Systems AG

54 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 54 Zürich by Supercomputing Systems AG

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