Winterstrom: 6 Lösungen für drohende Engpässe

Kolumne von christof drexel, 22.12.2020
Porträt von Christof Drexel

Buchautor und Referent Christof Drexel ist Experte für Fragestellungen rund um die Energiezukunft und deren nachhaltige Erreichbarkeit. Mehr zu seiner Person im Portrait.

Ich weiss nicht, wie lange es diesen Begriff schon gibt – ich kenne ihn erst seit ein paar Jahren. Bevor die «neuen» Erneuerbaren eine relevante Rolle gespielt haben, war die Unterscheidung von Sommer- und Winterstrom uninteressant: AKWs, Kohle- und Gaskraftwerke haben dann geliefert, wenn die Wasserkraft nicht ausgereicht hat.

Der laufende europaweite Umbau unserer Energieversorgung wirft nun aber die Fragen auf, die auch von der ElCom immer wieder thematisiert werden: Woher kommt zukünftig der Strom, wenn die Erneuerbaren Energien mit ihren variablen Erträgen zu wenig liefern, wenn fossile und nukleare Kraftwerke sukzessive abgeschaltet werden? Zusätzliche 5 bis 10 Terawattstunden (TWh) bräuchte die Schweiz gemäss ElCom im Winter. In Anbetracht der Geschwindigkeit, in der dieser europaweite Umbau gerade stattfindet, müsste die Diskussion eigentlich viel lauter geführt werden: Die Probleme der 2030er-Jahre müssen nämlich jetzt gelöst werden, sonst wird es teuer.

Die Möglichkeiten:

Anstatt Biomasse nur zu verheizen, kann man sie auch verstromen. Das ist eine gute Möglichkeit, allerdings ist das Potenzial vergleichsweise niedrig. Biomasse wird nur ein kleiner Teil der Lösung sein (siehe Energiestiftung oder Bundesamt für Energie).

Der Beitrag der Photovoltaik (PV)ist ebenfalls begrenzt: Ein hinreichender Ausbau in Tallagen ist unrealistisch, ausserdem wird so viel Sommerstrom dann auch wieder nicht benötigt. Alpine PV hilft da schon etwas mehr – oberhalb der Nebellage steil aufgestellt und mit viel (Schnee-)Reflexion ernten die Module auch im Winter beträchtliche Energiemengen.  

Windkraft liefert den grösseren Ertrag im Winterhalbjahr und ist damit ein Problemlöser. In der Schweiz fristet diese Energieform jedoch ein Schattendasein [siehe Kolumne ‹Frischer Wind›]: Die Jahresernte liegt derzeit bei etwa 0,15 TWh, der Beitrag im Winter demnach unter 0,1 TWh. Die Stromproduktion aus Windenergie um den Faktor 50–100 auszubauen, wird wohl an Akzeptanzgrenzen stossen.

Saisonal speichern? Möglich, aber sehr aufwendig und teuer.
Importieren? Deutschland, derzeit schon «Windkraft-Europameister», muss seine Produktion verfünffachen, um im Jahr 2050 60% des Bedarfs mit Wind abzudecken und die angestrebte Klimaneutralität zu erreichen [Studie Agora]. Dabei haben die benötigten Offshore-Anlagen auf dem eigenen Territorium schon gar keinen Platz mehr – trotzdem reicht die Produktion nicht aus, um im Winter noch exportieren zu können.

Bleibt noch die Speicher-Wasserkraft: Alpine Stauseen werden im Sommer gefüllt, im Winter steht die potenzielle Energie zur Stromgewinnung bereit. Das Potenzial ist recht gross, hier löst der Eingriff in die Natur kontroverse Diskussionen aus.

Was neben der Angebotsseite immer wieder vergessen wird: Auch die Nachfrageseite kann beeinflusst werden, Stichwort Suffizienz und Effizienz vor Erneuerbaren.

Winterstrom ist nichts, was die Energieversorger unter sich ausmachen müssen. Winterstrom zeigt uns auf, welche Herausforderungen mit der ernst gemeinten Klimaneutralität verbunden sind.

Was wir brauchen, ist ein gesellschaftlicher Diskurs: Welchen Wert stellt die Versorgungssicherheit (auch im Winter) dar, und welchen Preis möchte man dafür bezahlen?

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Bisherige Kommentare (9)
Jürg Jehle sagt:

Powernewz gefällt mir, ein guter Diskussions Start für ein Energiekonzept das aus vielen verschiedenen Einflüssen besteht.
Ein totaler Stromausfall (GAU) im europaweiten Stromnetz, mit wochenlangen Reparaturen, kann nur verhindert werden, wenn den Menschen klar ist, dass unmöglich mehr Strom konsumiert werden kann als gleichzeitig produziert wird. Man kann sich ja Durchfluss in Wasserleitungen statt Stromleitungen vorstellen.
„Stromverbrauch und Produktion müssen JEDERZEIT IM GLEICHGEWICHT sein, sonst folgen Notabschaltungen.“
Laufend steigt der elektrische Leistungsbedarf wegen Wärmepumpen, eMobilität, Speicher füllen, Bevölkerungszuwachs, Digitalisierung und Ersatz von CO2, Gas, Erdöl, usw.
Laufend nimmt die Kontinuierliche Stromproduktion ab weil Sonne und Wind die Kraftwerke verdrängen

powernewz-Team sagt:

Grüezi Herr Jehle. Es freut uns, dass Ihnen powernewz gefällt – vielleicht ist bezüglich vieler verschiedener Einflüsse und kombinierten Lösungen auch diese Kolumne BIG PICTURE interessant für Sie? https://www.powernewz.ch/2019/big-picture-klima/

Hatru sagt:

C.G.Junge meinte: der Mensch ändert sein Verhalten nur unter Druck. Grün schwatzen und demonstrativ auf Strassen rumalbern (demonstrieren) ändert nichts.
Beim Verbraucher gilt: der andere soll, doch nicht ich.
Grundlegende Sanierung kann nur Fusionsenergie bringen. Bis dann, werden uns wohl paar Winter mit kalten Füssen und dunklen Strassen warten.

powernewz-Team sagt:

Hallo Hatru. So schwarz bzw. einseitig sehen wir das nicht und setzen als ewz konsequent auf den Ausbau der erneuerbaren Energien (https://www.ewz.ch/content/dam/ewz/meinewz/Dokumentencenter/ewz-stromzukunft-broschuere.pdf). Dass jedoch die gesellschaftlichen Herausforderungen gross sind, und jede/-r seinen Beitrag leisten sollte, ist tatsächlich notwendig – und schwierig. Damit befasste sich auch diese Kolumne: https://www.powernewz.ch/2020/klimawandel-politik-gesellschaft/

Ernst Anliker sagt:

Frage: wieviel Mrd kWh werden im Winterhalbjahr produziert von Laufwasserkraftwerken, von Speicherkraftwerken und von Pumpspeicherkraftwerken?

powernewz-Team sagt:

Guten Tag Herr Anliker. Dies können wir Ihnen auf die Schnelle nicht beantworten, vielleicht finden Sie die gewünschte Angabe auf der Webseite des Bundesamts für Energie, BFE: https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/statistik-und-geodaten/energiestatistiken/elektrizitaetsstatistik.html

Freundliche Grüsse, powernewz-Redaktion

Oil sagt:

Auch wenn es viele nicht hören wollen, Atomenergie ist der Schlüssel zur Klimabekämpfung.
°Kann sicher gebaut werden
°Liefert Strom egal ob es Wind, Sonne, Nebel oder sonstwas hat.
°0 CO2 Ausstoss
°Und es gibt viele Ansätze für den Atommüll. (Thoriumreaktoren, Wärme gewinnung durch Brennstäbe, Sichere Endlager)
°Kleine Modulare Reaktoren mit sehr grossen Sicherheitsstandards

Leider werden wir teuer den Strom einkaufen müssen und dieser wird leider dreckig sein.
Wir brauchen dringend neue Reaktoren um die Globalen Klimaziele zu erreichen.

mfg

Guntram Rehsche sagt:

Eine etwas magere Analyse, wenn die wichtigste Perspektive vergessen geht, denn das Problem Winterstrom muss ja nicht schon morgen gelöst sein: Grüner Wasserstoff wird zur Mitte des Jahrhunderts in vielen Ländern günstiger sein als Erdgas. Dazu trägt maßgeblich die Kostenentwicklung und der weitere Ausbau der Photovoltaik bei, siehe
https://www.pv-magazine.de/2021/04/07/bnef-erwartet-kostenrueckgang-um-bis-zu-85-prozent-bei-gruenem-wasserstoff-bis-2050/

powernewz-Team sagt:

Gerne gibt Christof Drexel persönlich Antwort: «Wasserstoff ist in dieser Analyse durchaus enthalten, nur nicht namentlich erwähnt: Saisonale Speicherung erfolgt mit Hilfe von Wasserstoff – siehe auch die Kolumnen https://www.powernewz.ch/2020/wasserstoff/ und https://www.powernewz.ch/2021/energieautark-wohnen-geht-das-wirtschaftlich/.
Und ja, Sie haben recht; Wasserstoff wird um 2050 viel günstiger hergestellt werden – da sorgt die Preisdegression bei PV und Elektrolyseuren dafür. Die Speicherung und Verteilung spielt allerdings auch noch eine große Rolle, und da sind die Perspektiven noch nicht so klar. Die Speicherung kann sehr kostengünstig in Salzkavernen erfolgen, die gibt es aber nur in einigen wenigen Regionen Europas. Der Rest müsste dann über ein Wasserstoffnetz (am besten Teile des heutigen Erdgasnetzes, H2-fit gemacht und umgewidmet) versorgt werden. Wie sich das auf die Verbraucherpreise auswirkt, muss noch in hohem Masse spekuliert werden. Hinzu kommt: In einigen Industriesektoren funktioniert die Dekarbonisierung ausschließlich über Wasserstoff – etwa die Stahlproduktion, chemische Grundstoffe und die Ammoniakherstellung.

Alleine diese Sektoren machen einen derart massiven Ausbau an Erneuerbaren (zusätzlich zur Substitution der heutigen fossilen Kraftwerke sowie des Bedarfs für die Sektorkopplung im Rahmen der E-Mobilität und der Raumwärme) erforderlich, dass der Preis von grünem Wasserstoff auch eine Frage von Angebot und Nachfrage sein wird. Jede Möglichkeit der Dekarbonisierung, die ohne Wasserstoff auskommt, sollte deshalb ernsthaft in Betracht gezogen werden – das gilt auch für alle einigermassen wirtschaftlichen Möglichkeiten, mehr Winterstrom zu produzieren. Abgesehen davon wird das Winterstromproblem noch deutlich vor Mitte dieses Jahrhunderts akut – wenn viele AKWs und die deutschen Kohlekraftwerke vom Netz sind.»