Wie viele Staaten weltweit hat sich auch die Schweiz das Ziel gesetzt, bis spätestens 2050 unter dem Strich keine Treibhausgase mehr auszustossen. Jüngere Entwicklungen wie der russische Angriffskrieg in der Ukraine und die dadurch verursachte Energiekrise in Europa wecken in der Schweizer Bevölkerung Sorgen um die Energiesicherheit vor allem in den Wintermonaten und stellen den klima- und energiepolitischen Kurs von Bund und Parlament infrage.
Vor diesem Hintergrund haben sich Forschende des Energy Science Center (ESC) der ETH Zürich eingehend mit der Frage beschäftigt, ob und unter welchen Bedingungen die Schweiz ihr Netto-Null-Emissionsziel bis 2050 bei einer anhaltend sicheren Energieversorgung erreichen kann. Ihre Erkenntnisse veröffentlichen die Forschenden nun in einem neuen Whitepaper «Versorgungssicherheit in einer Netto-Null-Energiezukunft für die Schweiz».
«Unsere qualitative Analyse zeigt, dass sich eine vollständige Dekarbonisierung des Schweizer Energiesystems mit einer hohen Energiesicherheit unter bestimmten Bedingungen vereinbaren lässt», sagt Gaby Hug, ETH-Professorin für elektrische Energiesysteme. «Die Herausforderungen sind gross, aber bewältigbar.» Hug ist Vorsteherin des Energy Science Center und Mitglied der letztes Jahr gebildeten Expertengruppe Versorgungssicherheit, die das aktuelle Whitepaper verfasste.
Netto-Null-Szenarien zeigen Machbarkeit
Eine Versorgung mit Energie gilt gemeinhin als sicher, wenn ausreichend Energie ununterbrochen und zu bezahlbaren Preisen verfügbar ist. Um diese Frage für die Schweiz zu klären, stützt sich die Expertengruppe auf Forschungsarbeiten der ETH Zürich sowie des ETH-Bereichs. Ihre Analyse basiert auf mehreren voneinander unabhängigen Energiesystemmodellen des ETH-Bereichs, mittels derer vier Energieszenarien einer möglichen Netto-Null-Zukunft untersucht wurden. Diese Szenarien unterscheiden sich in den zugrundeliegenden Annahmen, ob der Stromhandel mit Nachbarstaaten eingeschränkt und eine Kompensation der verbleibenden CO2-Emissionen im Ausland möglich ist oder nicht.
Simulationen aller vier Szenarien ergaben, dass mit der Elektrifizierung des Transport- und Heizwesens zwar der Gesamtenergiebedarf sinken, der Strombedarf aber von derzeit jährlich 60 Terawattstunden (TWh) auf mindestens 80 bis 100 TWh ansteigen würde. In allen Szenarien lässt sich der wachsende Strombedarf hauptsächlich durch heimische erneuerbare Energiequellen und Handel mit erneuerbarem Strom decken.
«Erfolgen die Elektrifizierung und der Zubau der Erneuerbaren gleichzeitig, steigen Verbrauch und Erzeugung in Einklang und eine rasche Dekarbonisierung wird ermöglicht», sagt die Expertin für Energiesysteme. Bei Fernverkehr und Luftfahrt, deren Elektrifizierung deutlich komplizierter ist, können (importierte) Bio- und synthetische Kraftstoffe die Nachfrage stillen. «Alle Szenarien kommen zum Schluss, dass eine sichere Energieversorgung mit netto null Emissionen bis 2050 sowohl technisch machbar als auch bezahlbar ist», resümiert Hug.
Stromhandel stärkt Energiesicherheit
Die wichtigsten Voraussetzungen dafür sind laut der Expertengruppe die langfristige Integration der Schweiz in den europäischen Strommarkt sowie ein rascher Ausbau der Stromproduktion aus verschiedenen erneuerbaren Quellen im In- und Ausland.
Christian Schaffner, Geschäftsführer des ESC, erklärt: «Je mehr erneuerbaren Strom wir produzieren, desto weniger abhängig sind wir vom Import fossiler Brennstoffe. Damit sinkt auch das Risiko von Versorgungsunterbrüchen aus monopolisierten Bezugsquellen wie im Fall von Erdgas aus Russland.» Eine diversifizierte und dezentralisierte erneuerbare Strominfrastruktur gelte zudem als weniger schadensanfällig und stärke die Energiesicherheit, sofern ein funktionierender Handel gewährleistet ist.
«Deshalb braucht die Schweiz einen effizienten Zugang zum europäischen Strommarkt, in welchem sich die vielfältigen und schwankenden erneuerbaren Quellen zeitlich und regional ausgleichen können», betont Schaffner, der die Arbeit der Expertengruppe zusammen mit Kirsten Oswald koordinierte.
Ausbau der Produktion von Winterstrom
Auch bei einem starken Zubau der inländischen Produktion wird die Schweiz, so wie heute schon, im Winter Strom importieren und im Sommer exportieren. Die Energiesicherheit liesse sich daher durch den Ausbau winterproduktiver Quellen wie Windenergie, alpine Photovoltaik und saisonal Wärmespeicher erhöhen.
Als weitere Option erwähnt das Whitepaper die Kernkraft. Solange bestehende Kraftwerke laufen, können sie den Umbau zu einem fossilfreien Energiesystem unterstützen. Mit neuen Reaktoren sei jedoch angesichts fehlender politischer Rahmenbedingungen sowie nur schwer kalkulierbarer Baukosten und -zeiten kaum vor 2050 zu rechnen.
Vorteile jenseits vom Energiesystem
Schliesslich weisen die Expertinnen und Experten des ESC auch darauf hin, dass ein fossilfreies Energiesystem zwar durchaus etwas kostet, aber auch der Status Quo nicht gratis ist. Unabhängig davon, wie das zukünftige Energiesystem aussehen wird, muss in den nächsten Jahrzehnten intensiv ins Energiesystem investiert werden. Neben einer erhöhten Energiesicherheit bringt ein fossilfreies Energiesystem auch zahlreiche weitere Vorteile: Gelingt es gemeinsam mit anderen Ländern, die Treibhausgas- und Schadstoffemissionen zu reduzieren und weiteren Klimawandel zu verhindern, gewinnen wir auch eine verbesserte Luft-, Wasser- und Bodenqualität und erhalten die Lebensgrundlage für uns Menschen und alle anderen Lebewesen. «Diese Aspekte lassen sich nicht so einfach in monetäre Werte umrechnen, sind aber zweifelsohne von höchstem Wert», schliesst Schaffner.
Das Whitepaper ist bereits die zweite Analyse der Expertengruppe Versorgungssicherheit und ergänzt das im Sommer 2022 publizierte Positionspapier «Schritte zur fossilen Unabhängigkeit für die Schweiz». Beide Studien sind auf der Website des Energy Science Center öffentlich zugänglich.