Produktion und Strommix

Der Strommix stellt dar, aus welchen Energieträgern die bereitgestellte Energie stammt. Der Mix variiert von Versorger zu Versorger und muss mit der Herkunftsdeklaration gegenüber dem Endverbraucher dokumentiert werden.


Die tragende Säule der Schweizer Stromversorgung ist die Wasserkraft. Dank ihrer Topografie und dem Niederschlagsreichtum verfügt die Schweiz über die Grundlagen für diese Art der Stromerzeugung und zählt zu den Staaten mit den höchsten Anteilen an regenerativen Energien. Mehr als 500 Wasserkraftzentralen mit rund 160 Speicherseen und rund 1000 kleinere Wasserkraftwerke erzeugen jährlich im Schnitt 34 TWh Strom ca. 60 Prozent der ganzen Stromproduktion.

 
Schweizer Produktoinsmix 2015
 

Schweizer Strommix ist CO2-arm

Aus ökologischer Sicht weist der heutige Strommix gewichtige Vorteile auf: Wasserkraft, Kernenergie und neue erneuerbare Energien erzeugen praktisch 100 Prozent des Schweizer Stroms. Deshalb ist der aktuelle Strommix äusserst CO2-arm. Und seine Auswirkungen auf die Umwelt sind insgesamt minim, wie massgebende Ökobilanzen belegen.

 

 

Wasserkraft

Die Wasserkraft ist der wichtigste Energieträger zur Stromproduktion in der Schweiz. Heute entstehen ca. 60 Prozent des hierzulande erzeugten Stroms aus den rund 1500 Wasserkraftwerken. Bei der Wasserkraft wird zwischen der Grosswasserkraft und der Kleinwasserkraft unterschieden. Dabei werden Wasserkraftwerke mit einer Leistung unter 10 MW als Kleinwasserkraftwerke bezeichnet. Die Grosswasserkraftwerke werden weiter in die drei Kategorien Laufwasserkraft, Speicherwasserkraft und Pumpspeicherkraft unterteilt.


Laufwasserkraftwerke liegen an Flüssen und Bächen. Dabei nutzen sie unmittelbar und kontinuierlich das zufliessende Wasser und produzieren somit dauernd, allerdings mit starken saisonalen Schwankungen. Speicherkraftwerke andererseits können ihre Produktion dem tagesaktuellen Bedarf anpassen und damit wertvolle Spitzenenergie erzeugen. Sie liegen meist in den Alpen und können das Wasser in den Speicherseen zurückhalten und es bei erhöhtem Energiebedarf für die Stromproduktion entnehmen. Ein Teil der Speicherkraftwerke ist als Pumpspeicherkraftwerke gebaut, welche aufgrund ihrer Bedeutung folgend noch einzeln aufgeführt werden.

 

Anteil 2015:

  • 59.9% (39‘486 GWh)

Kosten :

  • Klassische Wasserkraftwerke 4-9 Rp./kWh
  • Kleinwasserkraft 8-35 Rp./kWh

 Umwelt:

  • CO2-Bilanz hervorragend
  • kaum schädliche Emissionen
  • jedes Wasserkraftwerk greift in den lokalen Wasserhaushalt ein und beeinträchtigt die umgebende Landschaft und Natur

Pro Wasserkraft:

  • keine CO2-Emissionen im Betrieb, verhältnismässig geringe Emissionen beim Bau
  • ausgereifte Technologie, sehr lange Lebensdauer
  • liefert Band- und Spitzenenergie

 Contra Wasserkraft:

  • Eingriff in Landschaft, natürlichen Wasserhaushalt und Fischbestand
  • jahreszeitliche Schwankungen (im Winter tiefere Stromproduktion)
  • keine Standardisierung im Kraftwerksbau möglich, deshalb hohe Investitionskosten
 

Pumpspeicherkraftwerke

Pumpspeicherwerke verfügen im Unterschied zu reinen Speicherkraftwerke nicht nur über einen oberen Speichersee, sondern auch über ein unteres Wasserbecken. Von dort kann bereits verwendetes Wasser wieder in den oberen See gepumpt werden. Sie sind für ein stabiles Stromversorgungssystem von zentraler Bedeutung.


Produktion und Verbrauch müssen jederzeit übereinstimmen. Wenn im Winter in Nordeuropa der Wind innert kurzer Zeit stark zunimmt, kann die Produktion sehr bald die Nachfrage deutlich übersteigen. Denn gewisse Kraftwerksarten wie Kohlekraftwerke können ihre Produktion nicht genügend rasch anpassen. Durch die Überproduktion sinken im Strommarkt die Preise. Nimmt nach Stunden oder Tagen der Wind wieder ab, entsteht die umgekehrte Situation: Jetzt ist es schwierig, alle benötigten Kraftwerke rasch wieder hochzufahren.


Die Preise auf dem Strommarkt sind in solchen Situationen bald recht hoch. Pumpspeicherkraftwerke verwerten den überschüssigen Strom. Der volkswirtschaftliche Nutzen kommt allen zugute. So gesehen spielt es keine Rolle, dass 25 Prozent der Energie durch das Hochpumpen des Wassers verloren geht. Um die grossen Investitionen für den Bau eines Pumpspeicherkraftwerkes amortisieren und die Betriebskosten decken zu können, muss dieser Vorgang allerdings genügend häufig wiederholt werden. Ein Pumpspeicherwerk ist folglich nicht automatisch rentabel.

 

 

 

Windenergie

Unter den neuen erneuerbaren Energien ist die Windenergie die kostengünstigste Technologie − sofern die Anlagen an Standorten mit genügend Windaufkommen laufen. In der Schweiz eignen sich nur 0,7 Prozent der Landesfläche (Meteotest) für die Produktion der Windenergie. Sie befinden sich hauptsächlich auf den Höhen des Juras und in den Alpen.


2015 trug der Windstrom in der Schweiz 110 GWh zur Landeserzeugung bei. Das entspricht dem Bedarf von rund 30 000 Haushalten. Dutzende von Ausbauprojekten sind gegenwärtig in Planung, so dass der Anteil am Strommix in den nächsten Jahren steigen wird. Die Produktion von Windenergie fällt zu etwa einem Drittel in das Sommer- und zu zwei Dritteln ins Winterhalbjahr. Sie lässt sich nicht steuern, denn Windkraftanlagen erzeugen nur bei Wind Strom.


Anteil 2015:

  • 0,2% (110 GWh)

Kosten:

  • 13,5–21,5 Rp./kWh

Umwelt:    

  • die CO2-Emissionen sind über den ganzen Lebenszyklus betrachtet sehr gering
  • Zielkonflikt mit dem Natur- und Landschaftsschutz

Pro Windenergie:

  • erneuerbare Energie
  • eher kostengünstig
  • geringer CO2-Ausstoss
  • Branche mit Entwicklungspotenzial für den Hightech-Arbeitsmarkt Schweiz

 Contra Windenergie:    

  • Produktion weder steuerbar- noch planbar
  • begrenzte Zahl geeigneter Standorte in der Schweiz
  • Eingriff in Landschaft und Natur: optische Beeinträchtigung, Erschliessung unberührter Landschaften, Gefahr für Vögel und Fledermäuse
  • Lärmemissionen, geringe Akzeptanz bei Anrainern
 

Fotovoltaik

Unter Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in Strom mittels Solarzellen. Solarthermie nutzt demgegenüber Sonnenenergie zur Erzeugung von Warmwasser. Beide Technologien haben ein grosses Potenzial in der Energieerzeugung. Insbesondere die Fotovoltaik ist zurzeit zwar noch recht teuer. Dank der weltweiten Förderung der Fotovoltaik fallen die Preise aber kontinuierlich.


Je mehr Solarstrom produziert wird, desto schwieriger wird die Integration in das Versorgungssystem. Solarstrom fällt unregelmässig und mit grosser Leistung an. Besteht im Moment der Produktion keine entsprechende Nachfrage, ist eine zeitliche Umlagerung mittels Pumpspeicherkraftwerken nötig. Dies verursacht nicht nur Kosten, sondern auch Stromverluste durch das Pumpen.

 

Anteil 2015:

  • 1,7% (1119GWh)

Kosten:

  • 17–21 Rp./kWh je nach Grösse und Standort der Anlage.

Umwelt:

  • Strom aus Fotovoltaik ist im Betrieb lautlos und schadstofffrei
  • sofern Solarmodule auf bestehende Gebäude installiert werden, geringer zusätzlicher Landverbrauch

Pro Fotovoltaik:

  • erneuerbare Energie, reduziert Verbrauch von nicht erneuerbaren Ressourcen
  • keine Lärmemission
  • geringer CO2-Ausstoss
  • gut in Siedlungen integrierbar, z.B. auf Dächern von Wohn- und Zweckbauten
  • hohe Akzeptanz in der Bevölkerung
  • in Zukunft sinkende Produktionskosten (10–15 Rp./kWh)
  • Branche mit Entwicklungspotenzial für den Hightech-Arbeitsmarkt Schweiz

Contra Fotovoltaik:

  • unregelmässig anfallend, kaum Beitrag an eine sichere Stromversorgung
  • ab einem Anteil im Bereich von 5–10% im Strommix zusätzliche Kosten für Netz- und Konsumanpassung (z.B. Pumpspeicherwerke)
  • an gewissen Standorten Konflikte mit Ortsbildschutz oder Denkmalpflege
 

Biomasse

Organisches Material wie Holz, Grüngut aus Landwirtschaft und Gartenanlagen, Küchenabfälle und Biomasse im Landwirtschafts- und Siedlungsabwasser ist eine wertvolle Ressource, mit der man umweltfreundlich Strom und Wärme erzeugen kann. Die Nutzung der Biomasse erfolgt dabei auf verschiedene Arten. Der grösste Teil des aus Biomasse erzeugten Stroms stammt heute aus Kehrichtverbrennungsanlagen, weil die Hälfte der Siedlungsabfälle als Biomasse zählt. Kehrichtverbrennungsanlagen arbeiten – wie Holzkraftwerke – grundsätzlich gleich wie andere thermische Kraftwerke: mit der Verbrennungswärme wird Wasserdampf erzeugt. Der Dampf treibt dann eine Turbine an. Grüngut, Biomasse aus Siedlungsabwasser und Landwirtschaft wird meist  vergärt und in Biogas umgewandelt. Mit diesem Biogas lässt sich dann ein Motor und wiederum ein Stromgenerator antreiben. Auch die dabei entstehende Wärme kann genutzt und damit ein hoher Gesamtwirkungsgrad erzielt werden.

Anteil 2015:

  • Feuerungen mit Holz und Holzanteilen: 184 GWh, 0,3% der Landeserzeugung
  • Biomasse in Abfall (Kehrichtverbrennungsanlagen): 1115 GWh, 1,7% der Landeserzeugung
  • Biogas: 303 GWh, 0,5% der Landeserzeugung

Kosten:   

  • 11–48 Rp./kWh

Umwelt:           

  •  Abfälle zu nutzen ist energetisch sowie ökologisch sinnvoll
  • Produktion von Treibhausgas sehr gering
  • teilweise nötige Transporte sowie Luftschadstoffe sind Negativpunkte
  • Der Anbau von Energiepflanzen ist für die Schweiz keine Option. Damit entfallen auch die mit dem grossmassstäblichen Anbau von Energiepflanzen auftretenden Umwelt

 

Pro Biomasse

  • erneuerbare Energie
  • Ressourcenlagerfähig, Strom kann nachfragegerecht produziert werden
  • verschiedene Technologien sind ausgereift vorhanden

Contra Biomasse:

  • Logistischer Aufwand und Umweltbelastung für Transport der Abfälle
  • Relativ begrenzte Verfügbarkeit an «Rohstoff», damit auch begrenztes Potenzial
 

Geothermie

Geothermie (Erdwärme) ist eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle. Geothermie lässt sich unabhängig von Klima, Tages- und Jahreszeit für die Wärmegewinnung und Stromproduktion nutzen. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen in den verschiedenen Erdschichten wird unterschieden zwischen untiefe Geothermie und tiefe Geothermie. Beide Verfahren nutzen die in Tiefen von drei bis fünf Kilometer vorhandenen Temperaturen von 100 bis 200 Grad. Der realisierbare elektrische Wirkungsgrad liegt bei unter 15 Prozent.

 

Anteil 2015:

  • 0%

Kosten:

  • die Kosten für die Stromerzeugung werden heute je nach Anlagegrösse auf rund 20–40 Rp./kWh geschätzt. Mangels praktischer Erfahrung sind diese Werte aber ungenau.

Umwelt:

  • Auswirkungen auf die Umwelt sind bei der untiefen wie der tiefen Nutzung allenfalls durch eine Beeinträchtigung des Grundwassers möglich
  • beim petrothermalen Verfahren können durch das Aufsprengen der Zirkulationswege für das Wasser kleinere Erdbeben entstehen, wie die Pilotprojekte in Basel (2006) und St.Gallen (2014) zeigten
  • Bei einer intensiven Nutzung der tiefen Geothermie zur Stromerzeugung entstehen grosse Mengen an Restwärme. Ob dafür genügend Abnehmer zu finden sind, ist fraglich.


Pro Geothermie:

  • grosses Mengenpotenzial
  • insgesamt geringe Einflüsse auf Umwelt
  • zuverlässige, zeitlich uneingeschränkte Verfügbarkeit von Strom

Contra Geothermie:

  • praktische Entwicklungen in der Schweiz erst im Anfangsstadium
  • Gefahr von Mikroerdbeben
  • hoher finanzieller Aufwand, Erfolgsrisiko
 

Gaskombikraftwerke

In Gaskombikraftwerken (GuD) werden die Funktionsprinzipien eines Gasturbinen- und eines Dampfkraftwerkes kombiniert. Deshalb gehören GuD mit Wirkungsgraden von bis zu 60% zu den effizientesten thermischen Kraftwerken. Zudem zeichnen sie sich durch eine hohe Betriebsflexibilität aus. Das Verbrennen von Erdgas ist jedoch mit CO2-Emissionen verbunden. Die Schweizer Klimapolitik ist auf möglichst geringen CO2-Ausstoss ausgerichtet. So müssen gemäss CO2-Gesetz 100% des CO2-Ausstosses kompensiert werden, 50 Prozent davon in der Schweiz. Diese Kompensation im Inland ist jedoch teuer.

 

Anteil 2015:

  • 0%

Kosten:

  • 10–15 Rp./kWh (stark von Brennstoffpreisen abhängig)

Umwelt Gaskombikraftwerke:

  • Erdgas ist ein fossiler Energieträger und deshalb nicht erneuerbar
  • Nutzung des Brennstoffes ist mit CO2-Emissionen verbunden
  • bei einem GuD fallen 50% weniger CO2 an als bei einem Kohlekraftwerk und 25 Mal mehr als bei einem Windkraftwerk

Pro Gaskombikraftwerke:    

  • flexible Stromproduktion, geeignet sowohl für Band- als auch für Spitzenenergie erprobte Technologie
  • hoher Wirkungsgrad
  • kurze Bauzeit für neue Kraftwerke
  • vergleichsweise geringe Investition mit raschem Ertrag

Contra Gaskombikraftwerke:

  • nicht erneuerbare Energie
  • CO2-Ausstoss durch Nutzung von Erdgas
  • mit dem heutigen CO2-Gesetz bleiben GuD teuer, aber wirtschaftlich vertretbar
  • Erdgas hat als fossiler Rohstoff grossen Anteil am Strompreis (derzeit ca. 12 Rp./kWh) und macht ihn volatil
  • hoher Rohstoffbedarf und damit starke Abhängigkeit vom Ausland als Rohstofflieferant
  • Erdgaslieferanten teils in geopolitisch heiklen Ländern wie Russland oder Iran
  • Akzeptanz in der Bevölkerung fraglich
 

Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen

Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen (WKK) erzeugen gleichzeitig Wärme und Strom. Ausschlaggebend für den Betrieb ist die Wärme, die für Industrieprozesse, Heizzwecke oder zur Warmwasseraufbereitung nötig ist. Der im selben Prozess erzeugte Strom kann lokal verwendet oder ins Elektrizitätsnetz eingespeist werden. Je mehr Wärme erzeugt wird, umso effizienter ist die WKK-Anlage. Der Gesamtwirkungsgrad moderner wärmegeführter Anlagen kann 85–95 Prozent betragen, jener von stromgeführten Anlagen liegt tiefer. Zwar verursachen auch WKK-Anlagen CO2-Emissionen. Doch da sie parallel Wärme und Strom erzeugen, nutzen sie den Brennstoff insgesamt recht gut aus, weshalb die Belastung mit CO2 vergleichsweise gering ausfällt.

 

Anteil 2015:

  • 2.,4% (1604,4GWh)

Kosten:   

  • 14–22 Rp./kWh

Umwelt:

  • WKK-Anlagen verbrennen Öl oder Erdgas und setzen damit 200‒265 Gramm CO2/kWh frei.

Pro Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen:

  • hohe Gesamtenergieeffizienz
  • Technologie ist ausgereift
  • rasche Verfügbarkeit
  • optisch nicht störend
  • Produktion vorhersag- und planbar
  • Einsatz von Biogas möglich

Contra Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen:

  • zumeist keine erneuerbare Energie im Einsatz
  • CO2-Emissionen
  • Stromproduktion abhängig von Wärmebedarf und daher nicht steuerbar
  • sinkender Wärmebedarf, da Häuser immer besser isoliert sind
  • hohe Investitions- und Betriebskosten
 

Kernenergie

Kernenergie liefert heute ca 35 Prozent des Stroms in der Schweiz. Neben Wasserkraftwerken ist Kernenergie die einzige Grosstechnologie für Bandenergie, die sehr wenig CO2 ausstösst und so das Klima schont. Der Brennstoff Uran ist in grösseren Mengen vorhanden und findet abgesehen von der Stromerzeugung kaum Verwendung. Er ist sehr energiedicht. Deshalb braucht man nur wenig Uran, und der entstehende Abfall hat ein entsprechend kleines Volumen. Da er radioaktiv ist, muss er aber in massive Schutzbehälter verpackt und in einem geologischen Tiefenlager entsorgt werden. Mehrere geeignete Standorte wurden dafür ermittelt. Ein breit abgestütztes, demokratisch legitimiertes Verfahren für die definitive Wahl eines Tiefenlagers ist im Gange. Auch die Stromerzeugung aus Atomkraftwerken birgt trotz hohen Sicherheitsstandards immer noch gewisse Risiken. Im Frühling 2011 haben Bundesrat und Parlament entschieden, dass in der Schweiz keine neuen Kernkraftwerke mehr gebaut werden sollen. Die bestehenden Anlagen können so lange weiter betrieben werden, wie ihre Sicherheit gewährleistet ist. Das Kernkraftwerk Mühleberg geht 2019 vom Netz. Die Betreiberin BKW begründet den Schritt mit wirtschaftlichen Argumenten.


Anteil 2015:

  • 33,5% (22‘095 GWh)

Kosten:

  • 4–7 Rp./KWh

Umwelt:    

  • Möglichkeit, grosse Mengen an Strom zu einem wirtschaftlichen Preis zu erzeugen, ohne das Klima wesentlich mit CO2-Emissionen zu belasten
  • sehr geringer Rohstoffbedarf
  • negativ ist die Notwendigkeit, den potenziell gefährlichen radioaktiven Abfall über lange Zeit zu lagern, sowie das grundsätzlich vorhandene Risiko eines Störfalls

Pro Kernenergie:

  • liefert grosse Mengen an kostengünstiger Bandenergie
  • klimafreundliche Stromproduktion aus sonst nicht nutzbarem Rohstoff
  • geringer Ressourcenbedarf

Contra Kernenergie:

  • geringe gesellschaftliche Akzeptanz
  • Restrisiko
  • voraussichtlich steigende Kosten wegen neuer Sicherheitsanforderungen  Tiefenlager-Standorte umstritten