Die Forscher rechneten drei verschiedene Szenarien durch und verglichen das mit den heutigen Energiekosten von jährlich rund 3.000 Franken pro Einwohner. Die erste Herausforderung ist es, die Schweizer Atomkraftwerke zu ersetzen, die bis 2050 abgeschaltet werden sollen – in allen Szenarien. Allein dies erfordert eine solare Dachfläche von 16 Quadratmetern pro Kopf der Schweizer Bevölkerung.
Andras Züttel, Leiter des Laboratory of Materials for Renewable Energy, kurz LMER, in Sion, eines gemeinsamen Forschungslabors der Empa, hat nun zusammen mit dem ehemaligen Empa-Direktor Louis Schlapbach und weiteren Kollegen eine detaillierte Rechnung durchgeführt. Für jeden Einwohner braucht es demnach eine Speicherbatterie von neun Kilowattstunden, um den tagsüber geernteten Solarstrom für die Nacht zu speichern. Zusätzlich sind vier Pumpspeicherkraftwerke von der Größe eines Kraftwerkes. Diese Grundannahmen gelten für jedes Szenario. „Aus rein energetischer Sicht ist es am effizientesten, die gesamte Energieversorgung zu elektrifizieren“, betont Andreas Züttel.
Energieversorgung voll elektrifizieren
Wenn alle Autos und Lastwagen elektrisch fahren und alle Gebäude mit Wärmepumpen beheizt werden, steigt der dafür notwendige Strombedarf nur um knapp ein Kilowatt pro Kopf – gegenüber dem heutigen elektrischen Energieverbrauch. Um diese Energiemenge zu erzeugen, bräuchte die Schweiz 48 Quadratmeter Solarfläche pro Kopf. Das entspricht dreimal der verfügbaren Dachfläche der Schweiz. Und zusätzlich pro Kopf eine Batterie mit 26 Kilowattstunden und zur Sommer-Winter-Speicherung zusätzlich 13 Pumpspeicherkraftwerke. Energieforscher Züttel rechnet vor: „Wenn wir sofort anfangen, müssten wir bis ins Jahr 2035 jedes Jahr eine neue Staumauer bauen. Aber wir haben schlicht nicht genug geeignete Täler im Land für solch eine Größenordnung.“
Die Wasserstoffwirtschaft
Für Szenario Nummer 2 bräuchte man 116 Quadratmeter Solarflächen pro Kopf – und eine Tag-Nacht-Speicherbatterie von 57 Kilowattstunden. Dann könnte man mit Wasserstoff Autos, Lastwagen und Busse antreiben und mit katalytischen Brennern alle Gebäude beheizen. Zusätzliche Stauseen bräuchte es für diese Variante nicht, doch der im Sommer erzeugte Wasserstoff muss bei 200 bar Druck in unterirdischen Kavernen gespeichert werden. Züttel rechnet: „Wir bräuchten ein Speichervolumen von 57 Millionen Kubikmetern – das ist etwa 25 Mal der Gotthard Basistunnel.“ Die Energiekosten für diese Variante würden um rund 50 Prozent steigen, also von heute 3.000 auf rund 4.400 Franken pro Kopf und Jahr.
Synthetischen Treibstoffen aus Ökostrom
Variante drei: eine Versorgung des ganzen Landes mit synthetischen Treibstoffen aus Ökostrom. Hausbesitzer dürften ihre Öl- und Gasheizungen weiterbetreiben; Autobesitzer würden auch in Zukunft Diesel, Benzin oder Gas tanken. Selbst Kerosin für Ferienflieger ist in dieser Rechnung enthalten. Neue Stauseen oder unterirdische Wasserstoffkavernen wären hierfür nicht nötig. Doch für dieses Szenario müssten 4,5 Prozent der Schweizer Landesfläche mit Solarzellen bedeckt werden – das ist 12-mal mehr als die heute verfügbare Dachfläche.
Eine Speicherbatterie von 109 Kilowattstunden pro Kopf wäre zudem nötig, um die gewaltige Menge an Solarstrom mittags einzuspeichern und für die chemische Industrie verfügbar zu machen, die daraus zunächst Wasserstoff und dann Synfuels herstellt. Die Energiekosten würden sich mehr als verdreifachen – von heute 3.000 auf 9.600 Franken pro Kopf und Jahr. (nhp)
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