Solarstrom-Einsatz: Ökobilanzen und Nutzen

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1 Sonnentage 2016, BE Netz AG, Ebikon Solarstrom-Einsatz: Ökobilanzen und Nutzen Dr. Daniel Rufer, Zürich 1

2 Nutzen von Solarstrom Inhalt: 1. Ökologischer Nutzen: Weniger Umweltbelastung Ökobilanzen 2. Energetischer Nutzen: Versorgungsicherheit 3. Wirtschaftlicher Nutzen: Rentabilität 2

3 Ökobilanzen vergleichen Umweltbelastungen Beispiele für Belastungen von Mensch und Umwelt: Stickoxyde kg NO x Feinstaub kg PM 10 -Äquiv. Versauerung kg SO 2 Landbedarf m 2 Radioaktivität Klimawandel kbq Treibhausgase (CO 2, CH 4, N 2 O, SF 6, FCKW), gemessen in kg CO 2 -Äquivalenten Irreversible Zerstörung der Lebensgrundlagen von hunderten Millionen Menschen. Referenz: Schellnhuber

4 Begrenzung des Klimawandels auf 2 C Treibhausgas-Emissionen, 7 Tonnen pro Person u. Jahr 6 5 > Jedem Land stehen pro Kopf der Bevölkerung nur noch ca.110 Tonnen Treibhausgas-Emissionen zu. > Um dieses Budget einzuhalten, muss die Schweiz ihre Treibhausgas-Emissionen in 34 Jahren von heute 6,3 Tonnen pro Kopf auf Null senken Tonnen Referenzen: Friedlingstein 2014; Röthlisberger

5 Ökobilanz verschiedener Stromproduktionen Treibhausgas-Emissionen in g CO 2 -Äq/kWh 1'400 1'200 1'000 Radioaktivität von Normalbetrieb, Endlagerung und Unfallrisiken nicht erfasst Braunkohle Atomkraft Erdgas/GuD Windkraft Wasserkraft Solarstrom Referenz: Rufer und Braunschweig

6 Ökobilanzen von Solarstrom Treibhausgase in g CO 2 -Äq. / kwh Module (monokrist. Silizium) Befestigung der Module Elektroinstallationen Netzverluste Stromnetz Schweiz Mittelwert 2012 Mittelwert 2013 Best Technology 2050 Mittelwert Referenzen: Ökobilanzen 2005 bis 2013 siehe Rufer und Braunschweig 2013 ; Ökobilanz 2050 siehe Frischknecht u. a (Variante realistisch). 6

7 Ökologische Rückzahldauer von PV-Anlagen = Anzahl Jahre, nach welchen die Treibhausgas-Emissionen der Herstellung und Entsorgung einer PV-Anlage kompensiert werden durch die im europäischen Stromnetz eingesparten Treibhausgas-Emissionen. Mittlere PV- Anlage 2012 Best Technology 2013 Rückzahldauer der Treibhausgas-Emissionen 4,5 Jahre 1,5 Jahre Pro kwh Solarstrom reduzierte CO 2 -Emissionen 468 Gramm 522 Gramm Referenz: Rufer und Braunschweig

8 Ökobilanz PV-Anlage auf EFH Minergie-P 10 Treibhausgas-Emissionen 8 Tonnen CO 2 -Äquiv. pro Jahr 6 Erstellung Gebäude Energieverbrauch Gebäude m2 Fläche PV-Module PV-Anlage ohne Gebäude -6 Fazit: Minus-Emissions-Haus dank Minergie-P und maximaler PV-Fläche. Referenz: Huber u. a

9 Ökobilanz PV-Anlage auf EFH mit Auto Treibhausgas-Emissionen 10 Tonnen CO 2 -Äquiv. pro Jahr 8 Elektroauto, km/a Erstellung Gebäude Energieverbrauch Gebäude m2 Fläche PV-Module PV-Anlage ohne Gebäude -6 Referenz: Huber u. a

10 Nutzen von Solarstrom Inhalt: 1. Ökologischer Nutzen: Weniger Umweltbelastung 2. Energetischer Nutzen: Versorgungsicherheit Energiebilanzen 3. Wirtschaftlicher Nutzen: Rentabilität 10

11 Wozu und wie Solarstrom speichern? Gründe Stromversorgung in der Nacht Stromversorgung im Winter erst 2025? Kein Kappen von Solarstrom erst 2025? erst 2025? Kein Netzausbau Niederspannung Einzelfälle Stabilisierung der Netzfrequenz erst 2025? geeignet mit Nachteilen 11

12 Energiestrategie 2050 der Schweiz Ziele Bundesrat 2013: AKW ersetzen + CO 2 -Ausstoss auf 1,5 to/kopf senken Erforderliche Ziele: AKW ersetzen + CO 2 -Ausstoss auf Null senken Abschätzung der Konsequenzen Strombedarf/Jahr PV pro Kopf > Atomstrom ersetzen *) + 21 TWh 16 m 2 > Öl- und Gasheizungen ersetzen + 12 TWh 9 m 2 > Elektroboiler u. -heizungen ersetzen - 5 TWh - 4 m 2 > Diesel- und Benzin-Fahrzeuge ersetzen + 15 TWh 11 m 2 > Erhöhte Stromeffizienz in Haushalt u. Industrie - 6 TWh - 5 m 2 > Neue Wind- und Biomasse-Kraftwerke - 10 TWh - 7 m 2 > Stromverluste durch Batterien u. Power-to-Gas + 5 TWh 4 m 2 Total Solarstrom + 32 TWh 24 m 2 Zum Vergleich: Heute vorhandene Dachflächen pro Kopf 48 m 2 *) Produktion aller Kernkraftwerke abzüglich Stromexport-Überschuss **) Der Flugverkehr ist in dieser Zusammenstellung nicht berücksichtigt. Er ist zu reduzieren und der Treibstoff aus ausländischer erneuerbarer Energie herzustellen. 12

13 Nutzen von Solarstrom Inhalt: 1. Ökologischer Nutzen: Weniger Umweltbelastung 2. Energetischer Nutzen: Versorgungsicherheit 3. Wirtschaftlicher Nutzen: Rentabilität Aufwand/Ertrags-Bilanz 13

14 Rentabilität PV-Anlage: KEV oder EIV? Kapitalverzinsung 2.5% 2.0% 1.5% KEV EIV PV auf saniertes Einfamilienhaus Minergie-P 1.0% 0.5% 0.0% m 2 Modulfläche -0.5% -1.0% 14

15 Zusammenfassung und Fazit (1) Der Klimawandel erfordert den totalen Ausstieg aus allen fossilen Energien in den nächsten Jahren. (2) In der Schweiz muss Solarstrom den Hauptbeitrag zum Ersatz der fossilen und nuklearen Energie leisten. (3) Erforderlich ist die maximale Belegung aller Dachflächen mit Solarpanels (auch EFH und andere Bauten mit tiefem Eigenstromverbrauch!). (4) Mit der heutigen Eigenverbrauchvergütung (EIV) wird diese dringende Energiewende bei weitem nicht erreicht. (5) Erforderlich sind zusätzliche Vorgaben zur Tarifgestaltung der EVU und Anreize für Plusenergiebauten. 15

16 Referenzen P. Friedlingstein, R. M. Andrew, J. Rogelj, G. P. Peters, J. G. Canadelli, J. G. Knutti, G. Luderer, M. R. Raupach, M. Schaeffer, D. P. van Vuuren, C. Le Quéré: "Persistent growth of CO 2 emis-sions and implications for reaching climate targets", in: Nature Geoscience, 7: , R. Frischknecht, R. Itten, F. Wyss, I. Blanc, G. Heath, M. Raugei, P. Sinha und A. Wade: Life cycle assessment of future photovoltaic electricity production from residential-scale systems operated in Europe, IEA-PVPS Task12, H. Huber, Th. Metzler und D. Rufer: Plusenergie-Haus, Faktor Verlag, R. Röthlisberger: "Treibhausgasemissionen der Schweiz - Emissionsperspektiven bis 2050", Bundesamt für Umwelt BAFU, Bern D. Rufer und A. Braunschweig: Die bessere Ökobilanz von Solarstrom, in: Umweltperspektiven, Nr. 4, H. J. Schellnhuber: Selbstverbrennung Die fatale Dreieckbeziehung zwischen Klima, Mensch und Kohlenstoff, Bertelsmann Verlag,