Gastbeitrag
Wind- und Sonnenenergie reichen nicht

Gastbeitrag von Bernd Schips, Silvio Borner, Emanuel Höhener und Markus Häring zur Energiewende in der Schweiz,

Bernd Schips, Silvio Borner, Emanuel Höhener und Markus O. Häring
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800 Windturbinen müssten in der Schweiz aufgestellt werden.Key

800 Windturbinen müssten in der Schweiz aufgestellt werden.Key

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Volksentscheide sind zu respektieren, wenn sie aber auf krassen Fehlinformationen basieren, müssen sie auch kritisiert werden: Das ist beim Energiegesetz (EnG) der Fall, das die Stimmbürger am 27. Mai 2017 gutgeheissen haben. Mit diesem Gesetz soll die Energiestrategie 2050 des Bundesrats (ES 2050) umgesetzt werden. Die Komplexität der Energiepolitik machte es den Befürwortern leicht, für Wunschvorstellungen Zustimmung zu finden und Warnungen von Experten über die Risiken für die Stromversorgung in der Zukunft unter den Tisch zu wischen.

Bereits ein Jahr nach Annahme des EnG zeigen sich die naturwissenschaftlichen und ökonomischen Schranken der ES 2050. Elf Experten – Geologen, Ingenieure, Physiker, Chemiker und Ökonomen – zeigen in einer Studie mit wissenschaftlich fundierten und für jedermann verständlichen Argumenten, warum die erhoffte Energiewende scheitern wird.

Die Autoren

Bernd Schips, Prof. für Nationalökonomie, ETH Zürich

Silvio Borner, Prof. für Volkswirtschaft, Uni Basel

Emanuel Höhener, Vizepräsident Carnot-Cournot-Netzwerk, Think Tank für Politberatung in Technik und Wirtschaft

Markus Häring, Promovierter Geologe und Gründungsmitglied des Carnot-Cournot-
Netzwerks

Das Buch

Versorgungssicherheit – vom politischen Kurzschluss zum Blackout. Schips, Borner (Herausgeber), Carnot-Cournot Verlag, Liestal, 2018.

In der Studie* wird erklärt, dass – aufgrund physikalischer Gesetze und ökonomischer Überlegungen – Strom aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen niemals den bisher von Kernkraftwerken (KKW) produzierten Strom ersetzen kann. Das Potenzial der Wasserkraftwerke ist praktisch ausgeschöpft. Von Biomasse- und geothermischen Anlagen sind in den nächsten Jahrzehnten keine nennenswerten Beiträge zur Stromversorgung zu erwarten.

Politische Elite und Bevölkerung wünschen sich für die Zukunft einen Umbau der Stromversorgung. Mehrheitlich wird für die Stromerzeugung mit Photovoltaikanlagen plädiert. Windkraftanlagen und Gaskraftwerke erhalten deutlich weniger Zustimmung. Stromimporte zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit finden in der Bevölkerung noch weniger Unterstützung als Kernkraftwerke.

Stromerzeugung mit Sonne und Wind wird in den aus technischer Sicht erforderlichen Grössenordnungen niemals zu realisieren und marktfähig sein. Das liegt an drei physikalischen «Geburtsfehlern» und einem ökonomischen Denk- oder Rechenfehler. Der erste Geburtsfehler ist die sehr geringe Leistungsdichte (Leistung in Watt, dividiert durch die zur Stromerzeugung benötigte Fläche) von Sonnenstrahlen und Wind, die gegenüber jeglichem technischen Fortschritt immun ist. Die Leistungsdichte anderer Energieträger – wie von Kohle, Öl und Kernkraft – ist um deutlich mehr als den Faktor 1000 grösser.

Diese Dichtedifferenzen schlagen sich auf die zur Stromerzeugung benötigten Nutzflächen nieder. Photovoltaik auf Dächern verdrängt zwar keine anderweitig nutzbare Fläche, weist aber auch eine wesentlich geringere Leistungsdichte als Windkraft auf.

Wird aber berücksichtigt, dass in Windparks grosse Abstände einzuhalten sind, sinkt auch die Leistungsdichte, und die Bodenbeanspruchung nimmt zu. Um das in der ES 2050 durch Windkraftanlagen anvisierte Leistungsziel von 4,26 TWh auf Jahresbasis zu garantieren, müssten in der Schweiz ca. 800 Windturbinen mit rund 3,6 MW Leistung aufgestellt werden. Der Rotordurchmesser solcher Turbinen beträgt rund 140 Meter und ihre Nabenhöhe je nach Aufstellort zwischen 80 und 160 Metern. Zur Aufstellung würden ca. 300 Quadratkilometer freie Flächen verschandelt.

Der zweite Geburtsfehler der Stromerzeugung mit Sonne und Wind ist deren wetterbedingte Fluktuation (Flatterstrom). Da Windflauten praktisch europaweit auftreten, kann der gesamte Windstrom im europaweiten Verbund auch nur 4 Prozent der installierten Nennleistung garantieren, was einen praktisch hundert prozentigen Back-up mit plan- und steuerbaren Öl-, Kohle- oder Erdgaskraftwerken erfordert. Im Falle von Photovoltaikanlagen wirken sich Dunkelflauten noch krasser auf die benötigten Back-up-Kapazitäten aus. Für die saisonale Speicherung ist keine praktikable Lösung in Sicht.

Der dritte Geburtsfehler der Stromerzeugung mit Sonne und Wind ist der Erntefaktor. Damit wird der Investitionsaufwand über die ganze Lebensdauer hinweg mit den Erträgen verglichen, aber nicht in Franken, sondern in physikalischen Energieeinheiten (kWh). Ist diese Relation kleiner als 1, müssen in diese Stromerzeugungsanlagen mehr kWh investiert werden als damit erzeugt werden können. Gemäss einer OECD-Studie sollte aus volkswirtschaftlicher Sicht der Erntefaktor einer Stromerzeugungsanlage mindestens den Wert 7 erreichen. Photovoltaik- und Windkraftanlagen schaffen dies – im Gegensatz zu Gas-, Kohle- und Wasserkraftwerken – jedoch ganz klar nicht.

Die Argumentation der Befürworter der ES 2050 mit den weiter sinkenden Kosten für Photovoltaik- und Windkraftanlagen greift zu kurz. Zu den geringen Leistungsdichten von Sonne und Wind kommt hinzu, dass eine steigende fluktuierende und nicht steuerbare Einspeisung von Flatterstrom zu hohen zusätzlichen Kosten führt. Bei einem Flatterstrom-Anteil von ca. 30 Prozent an der Stromerzeugung wird es aus technischen und wirtschaftlichen Gründen bereits äusserst kritisch. Die volkswirtschaftlich relevanten Kosten sind eben nicht die Produktionskosten der zur Stromerzeugung eingesetzten Anlage, sondern die Kosten für die Verbraucher auf der Netzebene. Das Netz muss zur Vermeidung von Unterbrüchen jahrein, jahraus sekundengenau im Gleichgewicht sein. Die fluktuationsbedingten Kosten der Back-up-Kraftwerke, Speicher-, Reserve- und Netzkapazitäten müssen daher den Verursachern angelastet und in die Produktionskosten eingerechnet werden.

Beispiele aus Deutschland und Dänemark zeigen, dass die Strompreise mit steigendem Anteil von Wind- und Solarstrom deutlich ansteigen. Nur mit der Klimapolitik widersprechenden Gaskraftwerken und mit Stromimporten könnten die Versorgungslücken nach Stilllegung der KKW noch einigermassen wirtschaftlich vertretbar geschlossen werden. Ohne eigene Gaskraftwerke wird jedoch die zur Verringerung der Auslandsabhängigkeit angepriesene ES 2050 zu einer politisch noch im luftleeren Raum schwebenden Importstrategie.