Probleme und Konsequenzen einer Stromrationierung

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1 Probleme und Konsequenzen einer Stromrationierung DISSERTATION der Hochschule St. Gallen für Wirtschafts- und Sozialwissenschaften zur Erlangung der Würde eines Doktors der Wirtschaftswissenschaften vorgelegt von ERNST WIDRIG von Bad Ragaz Genehmigt auf Antrag der Herren Professoren Dr. A. Nydegger und Dr. P. Fink Dissertation Nr Verlag Rüegger CH-7214 Grüsch 1988

2 iii INHALTSVERZEICHNIS Verzeichnis der Tabellen und Figuren Verzeichnis der Abkürzungen Zusammenfassung xvi xxviii xxxi I. KAPITEL: AUSGANGSLAGE: ELEKTRIZITAET IN TECH NISCHEN, WIRTSCHAFTLICHEN UND POLI TISCHEN UMFELD 1 1. Grundzüge der schweizerischen Elektrizitätswirtschaft Produktions-, Leistungs- und Bewirtschaftungscharakteristiken der Stromerzeugungsanlagen Konventionell-thermische Kraftwerke (KTW) Nuklear-thermische Kraftwerke (KKW) Speicherkraftwerke (SKW) Laufkraftwerke (LKW) Einsatz des Kraftwerkparkes als Optimierungs-, Koordinierungs- und Regulierungsproblem Stromgestehungskosten Transmission und Verteilung der Elektrizität Uebersicht Netzformen Organisatorisch-strukturelle und institutionell-politische Charakteristiken der Elektrizitätsversorgung Organisatorisch-strukturelle Merkmale Ordnungspolitische, institutionellpolitische Besonderheiten Bedeutung und Funktion der Elektrizität in der schweizerischen Volkswirtschaft Stukturmerkmale der Elektrizitätsnachfrage Uebersicht über die Determinanten und ihre Entwicklung 33

3 iv Uebersicht über die globale und sektoral-funktionale Entwicklung des schweizerischen Elektrizitätsverbrauchs seit Haushalte Industrie Gewerbe und Dienstleistungen 56 a) Gewerbe b) Dienstleistungen Landwirtschaft Verkehr Raum-zeitliche Besonderheiten Ausgewählte funktional-qualitative Aspekte des Elektrizitätseinsatzes Physikalisch-technische Elemente der Wertschätzung Elektrizität als Ware und Dienstleistung Elektrizität als Produktionsmittel und Konsumgut Elektrizität als Komplementärenergie zur Nutzung anderer Energieträger (-Systeme) Beispiel Kohle Erdöl- und Erdgasversorgung Fernwärme-Versorgungen Elektrizität als Bindeglied des Produktionsfaktoren-Einsatzes Rolle der Elektrizität auf dem Weg zur Informationsgesellschaft Stromabhängigkeit moderner Informationstechnologien 98 a) Ausgangslage b) Elektrizität als Träger von Energie und Information Sensitivität von elektronischen Anlagen gegenüber Anomalien der Stromversorgung 106 a) Störfaktoren b) Verletzbarkeit und mögliche Schutzvorkehren c) Pazit

4 V Tendenzen in der Diffusion von Mikroelektronik-Anwendungen Im Bürobereich Im Industriebereich 123 a) CAD b) Mikroelektronik-gesteuerte Be- und Verarbeitungsmaschinen c) Automatische Transportund Lagerhaltungssysteme Nutzeffekte und wachsende Abhängigkeiten von modernen Informationstechnologien 133 a) Nutzeffekte, b) Abhängigkeiten, Gefahren c) Verfügbarkeitsminderung durch vermehrte Datensicherung Elektrizität als tragendes Element im Infrastruktur-Bereich (Beispiele) In der Wasserver- und Entsorgung 140 a) Wasserversorgung b) Wasserentsorgung Im Bereich der PTT Im Bereich des Strassenverkehrs 154 a) Stromabhängige Anlagen zur Verkehrssteuerung und -Überwachung b) Belüftungs- und Sicherheitsanlagen in Tunnels Im Flughafen Zürich-Kloten In Spitälern 160 a) Allgemeines b) Funktionale Aspekte des Elektrizitätseinsatzes in Spitälern 2.3. Fazit 167 Aspekte der Versorgungssicherheit Allgemeines zum Begriff der Versorgungssicherheit Uebersicht über die Determinanten der Versorgungssicherheit Aus kurzfristiger Sicht Aus mittel- bis langfristiger Sicht 177

5 vi 3.3. Zukunftsperspektiven der schweizerischen Stromversorgung Gemäss siebentem Zehnwerke-Bericht Uebersicht über Rahmenbedingungen, Annahmen und Methodik Ergebnisse :2. Gemäss EGES-Szenarien Vorbemerkungen zum Auftrag und der Vorgehensweise der EGBS Uebersicht über die Prämissen und Ergebnisse der drei Hauptszenarien 192 a) Allgemein b) Das Referenzszenario c) Das Kernenergie-Moratorium d) Das Ausstiegsszenario 3.4. Fazit: Gefahrenpotentiale für die längerfristige Versorgungssicherheit Uebersicht Informations- und Entscheidungslag Implementationslag Wirkungslag Korrekturlag 202 Exkurs: Sicherheitspolitische Bedeutung einer ausreichenden inländischen Stromerzeugungsbasis Vorbemerkungen Elektrizität als Rückgrat der schweizerischen Energiewirtschaft während dem Zweiten Weltkrieg Elektrizität als "Gas-Notreserve"? 207 II. KAPITEL: RAHMENDATEN EINES MOEGLICHEN STROM KRISEN-SZENARIOS Grundlagen Problemstellung und Begründung des Ansatzes Szenariotechnik als Methode im Umgang mit Unsicherheiten Charakterisierung der störfall-parameter 215

6 vii Formale Anforderungen Mögliches Umfeld einer Strom-Unterversorgung Uebersicht Ueberlegungen zur Plausibilität und den möglichen Wirkungszusammenhängen der Störfall-Parameter 219 a) Erneuter Eintritt einer Oelkrise und ihre Ausstrahlung auf die Stromversorgung b) Gleichzeitigkeit ungünstiger hydrologischer Bedingungen und Ausfall des KKW Gösgen c) Zusammenhang zwischen Kälte und angespannter Stromversorgungslage d) Reduzierte Importmöglichkeiten e) Krisenstarre, administrierte Tarife Fazit 243 V 2. Mögliche Systeme der Stromrationierung Problemstellung Rationierung über den Preis Verbrauchsbeschränkende Massnahmen Grenzen theoretischer Verteilungsansätze Historische Strombewirtschaftungs- Beispiele Schweiz England Schweden Italien Jugoslawien, Rumänien, Bulgarien Uebersicht über das gegenwärtige Stromrationierungs-Dispositiv der Schweiz Rechtliche Grundlagen Instrumentelle Grundlagen Uebersicht 272

7 viii Allgemeinversorgung Transportunternehmen des öffentlichen Verkehrs 2.4. Ausgewählte Aspekte des praktischen Vollzugs Administrativ-technische Probleme Bei der Kontingentierung a) Festlegung der einzelnen Kontingente b) Kontrolle und Ueberwachung der Kontingente c) Rechtlich-administrativer Aufwand Bei rotierenden Netzabschaltungen Rechtlich-politische Probleme 3. Schlussfolgerungen und Prämissen für die Wirkungsanalyse III. KAPITEL: SEKTORIELLE WIRKUNGSANALYSE EINER STROHBEWIRTSCHAFTUNG 305 A. METHODISCHE ANSAETZE IN DER LITERATUR ZUR ER MITTLUNG DES OEKONOHISCHEN AEQUIVALENTS NICHT GELIEFERTER ELEKTRIZITAET 1. Einleitung 2. Theoretisch orientierte Ansätze 2.1. Produktions-Funktionen 2.2. Entgangene Konsumentenrente 2.3. Avoidance-cost-Methoden 2.4. Bewertung entgangener Freizeit 3. Empirisch orientierte Ansätze 3.1. Stromausfall-Schadenfunktionen 3.2. Willingness-to-pay 4. Ergebnisse 4.1. Uebersicht 4.2. Lücken

8 ix B. FALLBEISPIELE AUS DEN BEREICH HIRTSCHAFT UND INFRASTRUKTUR Methodik: Ansatz, Probleme und Grenzen Fall-Beispiele aus dem Industriebereich Uebersicht über die Strukturmerkmale der untersuchten Betriebe Zusammensetzung der Stichprobe Energiemässige Ausgangslage Seit 1973 realisierte und bis 1990 geplante Energiesparmassnahmen Substitutionsmöglichkeiten Saisonalität des Stromverbrauchs Abschätzung der Entwicklung des betrieblichen Energieverbrauchs bis Konsequenzen einer Stromverbrauchs-Kontingentierung Möglichkeiten und Grenzen kurzfristig realisierbarer Stromspar-Massnahmen Begriffsklärung Ergebnisse Weitere mögliche Anpassungsstrategien Betriebswirtschaftliche Konsequenzen Uebersicht Produktionsausfälle Beschäftigungsrückgang Kosten- und Ertragswirkungen Probleme und Konsequenzen im Zusammenhang mit Netzabschaltungen Vorbemerkung: Einspeisungstechnische Ausgangslage Angekündete Netzabschaltungen Weitgehende Lähmung der Arbeits- und Kapitalproduktivität Ausgewählte Sonderprobleme 358

9 X a) Beeinträchtigung von Qualitäts- und Hygienestandards b) Unterbrüche bei kontinuierlichen Prozessen Ueberraschende Netzzusammenbrüche Technischer Hintergrund Oekonomische Folgen a) Beispiele aus der Nahrungsmittelindustrie b) Beispiele aus der Maschinen-, Apparateund Elektroindustrie c) Textilindustrie d) Chemische Industrie Haftungsrechtliche Aspekte 3. Fall-Beispiele aus dem Bereich Handel und Dienstleistungen 3.1. Detailhandel Bedeutung der Elektrizität im Detailhandel Konsequenzen einer Stromrationierung Sparmöglichkeiten Direkte und indirekte Folgen a) angebotsseitige Aspekte b) nachfrageseitige Aspekte c) allgemeine Schlussfolgerungen 3.2. Problemfeld Kühlkette Kälte als Konservierungs-Hilfsmittel Beurteilung der Verletzbarkeit der Tiefkühlkette bei Stromversorgungs- Störungen Fazit 3.3. Dienstleistungen Banken und Versicherungen Sparmöglichkeiten Aspekte der Verletzbarkeit des Finanzsektors bei Netzunterbrüchen a) Ausgangslage: Komplexe und hochintegrierte Informations-Netzwerke

10 xi b) Realisierte Notstromlösungen Sozio-ökonomische Konsequenzen einer Stromrationierung 422 a) Stromverbrauchs-Kontingentierung b) Netzabschaltungen c) Allgemeine Schlussfolgerungen Oeffentliche Verwaltung Vorbemerkungen zum Fall- Beispiel Probleme und Konsequenzen von Strombewirtschaftungsmassnahmen 431 a) Begrenzte Sparmöglichkeiten b) Folgen der Netzabschalc tungen Gastgewerbe und Tourismus Vorbemerkungen zur Datenlage und den Fall-Beispielen Energieverbrauchs-Charakteristiken 437 a) Im Gastgewerbe b) Bei Bergbahnbetrieben c) Winterlastigkeit des tourismusbedingten Stromverbrauchs in Graubünden Direkte Konsequenzen von Stromverbrauchs-Restriktionen auf das touristische Angebot Kontingentierung 446 a) Hotels und Restaurants b) Parahotellerie c) Bergbahnen, Skilifte Netzabschaltungen 450 a) Hotels und Restaurants b) Parahotellerie c) Bergbahnen, Skilifte Uebersicht über krisenbedingte nachfrage- und angebotsseitige Wechselwirkungen Inzidenz-Analyse 461 a) Allgemeine Vorbemerkungen zur Ausgangslage

11 xii b) Lokal- und regionalwirtschaftliche Auswirkungen (Beispiel Graubünden/Wallis) 4. Fall-Beispiele aus dem Bereich 'Gewerbe' 4.1. Lebensmittelgewerbe Ausgangslage Sparmöglichkeiten und Konsequenzen Probleme und Konsequenzen von Netzabschaltungen a) Angekündete Netzabschaltungen b) Ueberraschende Netzunterbrüche 4.2. Baugewerbe Ausgangslage Möglichkeiten und Konsequenzen von Stromverbrauchseinschränkungen a) Kontingentierung b) Neztunterbrüche 4.3. Fazit 5. Fall-Beispiele aus dem Bereich 'Landwirtschaft' 5.1. Begrenzte kurzfristige Spar- und Substitutionsmöglichkeiten 5.2. Ausgewählte Sonderprobleme bei Netzunterbrüchen a) Schweinezucht- und Mastbetrieb b) Geflügelzuchtbetrieb 5.3. Fazit 6. Fall-Beispiele aus dem Infrastruktur-Bereich 6.1. Fernmeldewesen der PTT Grundaufgaben und Speisequellen der Stromversorgung bei Fernmeldeanlagen Grundzüge der Notstromversorgung im Fernmeldebereich Aspekte der Verletzbarkeit der Telekommunikationsdienste im Falle einer Stromrationie rung Aus der Sicht der PTT Aus der Sicht der Benutzer 6.2. Postcheckdienste und übrige postbetriebliche Einrichtungen Postcheckdienste a) Ausgangslage

12 xiii b) Möglichkeiten und Konsequenzen von Sparmassnahmen c) Probleme und Konsequenzen bei Netzabschaltungen Brief- und Paketpost Verkehr Betroffenheit des Individualverkehrs von Netzabschaltungen Konsequenzen für die Verkehrssteuerung und -Überwachung Oeffentliche Beleuchtung als Sicherheitsfaktor Probleme und Konsequenzen von Stromrationierungs-Massnahmen beim öffentlichen verkehr Bei den SBB 537 a) Bahnstromversorgung: Ausgangslage b) Nachfrage-Effekte einer kombinierten Energiekrise auf den Bahnverkehr c) Spar- und Substitutionsmöglichkeiten d) Sonderprobleme im Zusammenhang mit rotierenden Netzabschaltungen bei der Allgerneinversorgung Am Beispiel von zwei öffentlichen Nahverkehrsbetrieben (Ortsbetriebe) 550 a) Charakteristiken der Stromversorgung b) Einsparungen beim Elek-.trizitätsverbrauch c) Konsequenzen von Netzabschaltungen 6.4. Spitäler Sparmöglichkeiten Notstromversorgung Schlussfolgerungen Exkurs: Möglichkeiten und Grenzen der Notstromversorgung Problemstellung Typologie und Funktionsweise von Notstromanlagen 565

13 xiv Uebersicht Systemaufbau und Funktionsweise einer unterbrechungsfreien Sofort- 567 bereitschaftsanlage 7.3. Grenzen des Notstrom-Einsatzes Potentialbetrachtung Grenzen der Potentialnutzung Zeitliche Reichweite Technisch-praktische Restriktionen Gesamtenergetische Verluste Uebrige Grenzen der Verfügbarkeit Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 582 C. SEKTOR HAUSHALTUNGEN Problemstellung und Lagebeurteilung Energiesparen: Dissonanzen zwischen Wissen, Einstellungen und effektivem Verbrauchsverhalten Voraussetzungen und Hemmnisse einer kurzfristigen Aktivierung von Stromsparpotentialen während einer Stromkrise Sparpotential Sparwillen Beispiele der (Nicht-)Ak- 599 zeptanz von Verbrauchseinschränkungen bei Energieverknappungen in der Vergangenheit Opfersymmetrie als Voraussetzung Sanktionierbarkeit undisziplinierter Verbraucher Sparkompetenz Wirkungsanalyse Direkte Konsequenzen im Wohnbereich Verbot bestimmter Stromanwendungen Kontingentierung Netzabschaltungen Veränderungen im sozio-ökonomischen Umfeld 621

14 XV 3. Fazit 622 IV. KAPITEL: VOLKSWIRTSCHAFTLICHE AUSWIRKUNGEN Methodisch-analytische Probleme einer Quantifizierung Gesamtwirtschaftliche Effekte einer kombinierten Energiekrise Summarischer Rückblick auf die gesamtwirtschaftlichen Konsequenzen vergangener Oelkrisen Kurzfristige Effekte während der Stromrationierungsperiode Einleitung Einbussen bei der Produktion und Wertschöpfung Beschäftigungs- und Einkommenswirkungen Preis- und Kostenwirkungen Aussenwirtschaftliche Effekte Allgemein Exporte Importe Uebrige Zahlungsbilanz- Effekte Wirkungen auf Staatseinnahmen und 646 -Ausgaben 2.3. Mögliche längerfristige Nachwirkungen V. KAPITEL: RISIKOPOLITISCHE SCHLUSSFOLGERUNGEN Quintessenz aus der vorliegenden Untersuchung Empfehlungen zur Krisenvermeidung Empfehlungen zu einer optimaleren Krisen- 654 beherrschung 2. Ausblick 656 Anhänge I-IV 657 Literaturverzeichnis 679