17. Szenario «Solar, Wind und Biomasse»

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1 17. Ausgangslage: Im arbeiten wir statt mit 18 Gigawatt Solarleistung nur mit 13,2 GW, die Windkraft reduzieren wir von 4,5 auf 3,6 GW. Die benötigte Solarfläche beträgt je nach angewandter Technologie 82 bis 112 km 2, dazu kommen 18 Windturbinen à 2 Megawatt. Den Abbau kompensieren wir mit 5 Biomassekraftwerken, die insgesamt 1 Gigawatt Leistung beisteuern. Produktion: Die Biomassekraftwerke benötigen wir allerdings nur im Winter. In der abgebildeten typischen Sommerwoche (Abb. 3) reicht die Produktion der Kehrichtverbrennungsanlagen, Laufwasserkraftwerke, Wind- und Solaranlagen sowie der Pumpspeicherkraftwerke aus, um den Energiebedarf des Landes zu decken. Es fällt deutlich weniger überschüssige Energie (Waste) an als im vorhergehenden Szenario. Im Winter liefern die Biomassekraftwerke und die Kehrichtverbrennungsanlagen die Bandenergie, wie die Abbildung 31 zeigt. Auch die Laufwasserkraftwerke und die Windkraftanlagen produzieren rund um die Uhr. Tagsüber steht zudem Solarenergie zur Verfügung. Die Differenz zur nachgefragten Strommenge gleichen die Speicherseekraftwerke und mit einem geringen Anteil die Pumpspeicherwerke aus. In der Grafik zum Jahresverlauf (Abb. 32) ist deutlich zu erkennen, dass die Biomassekraftwerke in unserer Simulation im Sommer abgestellt werden. Sie können zusammen mit den Speicherseekraftwerken Pause machen, weil genügend Solarenergie zur Verfügung steht, die Pumpspeicherkraftwerke aktiv sind und generell weniger Energie verbraucht wird. Füllstand der Speicherseen: Auch in diesem Szenario ergibt sich kein Problem mit dem Füllstand der Speicherseen. Sie trocknen nicht aus (Abb. 33). Energiebilanz: Im deckt die Stromproduktion den Stromverbrauch. Mit lediglich.48 Terawattstunden fällt nur sehr wenig nicht verwendbare Energie (Waste) an. 145 Gunzinger_Kraftwerk_Schweiz.indb :42

2 Abb. 3: Stromerzeugung/-verbrauch während einer Sommerwoche Landesverbrauch Pumpspeicherkraftwerke (Turbinieren) Pumpspeicherkraftwerke (Pumpen) Überschuss Solaranlagen (Dachflächen) Solaranlagen (Berghänge) Windkraftanlagen Laufwasserkraftwerke Konventionell-thermische Kraftwerke Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Samstag Sonntag Gigawatt 146 Gunzinger_Kraftwerk_Schweiz.indb :42

3 Abb. 31: Stromerzeugung/-verbrauch während einer Winterwoche Landesverbrauch Pumpspeicherkraftwerke (Turbinieren) Pumpspeicherkraftwerke (Pumpen) Speicherseekraftwerke Solaranlagen (Dachflächen) Solaranlagen (Berghänge) Windkraftanlagen Laufwasserkraftwerke Biomassekraftwerke Konventionell-thermische Kraftwerke Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Samstag Sonntag Gigawatt 147 Gunzinger_Kraftwerk_Schweiz.indb :42

4 Abb. 32: Tägliche Stromerzeugung im Jahresverlauf Pumpspeicherkraftwerke Speicherseekraftwerke Solaranlagen (Dachflächen) Solaranlagen (Berghänge) Windkraftanlagen Laufwasserkraftwerke Biomassekraftwerke Konventionell-thermische Kraftwerke Kalenderwoche Gigawattstunden 148 Gunzinger_Kraftwerk_Schweiz.indb :42

5 Gigawattstunden Abb. 33: Füllstand der Speicherseen Speicherkapazität Zukunft Speicherkapazität heute Füllstandskurve Zukunft Füllstandskurve heute Kalenderwoche Energiebilanz «Solar, Wind und Biomasse» Stromproduktion Stromverbrauch Sommer Winter TWh/Jahr Sommer Winter TWh/Jahr Solar Dach Endverbraucher Solar Berg Pumpspeicher* Wind Netzverluste Biomasse Waste** Laufwasser Speicherseen hermisch Pumpspeicher* Total Total Fazit: Die Jahresproduktion deckt den Jahresverbrauch. ** Pumpspeicherwerke sind sowohl Stromproduzenten (im Turbinenbetrieb) als auch Stromverbraucher (im Pumpbetrieb). ** Waste = überschüssiger, nicht verwendbarer Strom. 149 Gunzinger_Kraftwerk_Schweiz.indb :42

6 Kosten: Der durchschnittliche Strompreis im beträgt 16,8 Rappen pro Kilowattstunde. Kosten «Solar, Wind und Biomasse» Jahresproduktion (TWh) Jahreskosten (Mio. CHF) Preis (Rp./kWh) Solar Dach ,6 Solar Berg ,6 Wind ,6 Biomasse ,2 Laufwasserkraftwerke , Speicherseekraftwerke ,5 hermische Kraftwerke , Pumpspeicherkraftwerke Produktionskosten 5 32 Netzkosten 4 54 Endlagerung radioaktive Abfälle 51 Total 69.39* ,8 * Die Konsumenten zahlen nur die 6 TWh, die sie tatsächlich verbrauchen (auf dieser Basis berechnet sich der Rappenpreis/kWh). Fazit: Das Szenario «1 Prozent erneuerbare Energie» mit Solarpanels, Windkraftanlagen und Biomassekraftwerken ist machbar. Von der Systemstabilität her ist es äusserst robust und produziert deutlich weniger überschüssige Energie (Waste) als das Szenario «Solar und Wind». Die Kosten von 16,8 Rappen pro Kilowattstunde erscheinen mir volkswirtschaftlich vertretbar. Der Strom wäre sogar günstiger als es jener aus neuen Kernkraftwerken (17,3 Rappen). Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die Abwärme aus den dezentral betriebenen Biomassekraftwerken für Fernwärmenetze nutzen lässt. 15 Gunzinger_Kraftwerk_Schweiz.indb :42