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Erneuerbare Energien

Der Politik "Beine machen"

In den letzten Monaten und Jahren sind verschiedene kantonale und eidgenössische Volksinitiativen gestartet worden, die dem Klimaschutz und den erneuerbaren Energien zum Durchbruch verhelfen sollen. Auf eigenössischer Ebene sind dies die Klimainitiative (Abstimmung 2012) und die Cleantech-Initiative, eingereicht am 6. September 2011. Im Kanton Graubünden läuft seit Februar 2011 die Unterschriftensammlung JA ZU SAUBEREM STROM OHNE KOHLEKFRAFT, im Kanton Zürich die Volksinitiative Strom für morn. Der Kanton Tessin stimmte am 5. Juni 2011 sowohl der Kohleausstiegs-Initiative der Grünen wie dem Gegenvorschlag der Regierung zu.

Erneuerbare Energien

Viele Energieträger auf der Erde sind nichts anderes als gespeicherte Sonnenenergie. Kohle ist in der Vergangenheit im Laufe mehrerer hundert Millionen Jahre aus den abgestorbenen Pflanzen versunkener Wälder entstanden. Erdöl und Erdgas entstanden vor allem durch Zersetzung von Kleinstlebewesen in den ehemaligen Meeren. Diese fossilen Energieträger gehören jedoch zu den Nicht-Erneuerbaren Energien. Nach ihrer Verbrennung im Kraft- oder Heizwerk stehen sie nicht mehr zur Verfügung – sie regenerieren sich nicht, sie sind entwertet.

Dagegen stehen die so genannten erneuerbaren Energien in nahezu unerschöpflichem Maße zur Verfügung, weil mit dem Sonnenlicht permanent neue Energie in das „System“ Erde einstrahlt. Die Sonne hat noch eine Lebensdauer von ca. 5 Milliarden Jahren. Solarstrahlung kann in Strom (Photovoltaik) oder Wärme (Solarthermie) umgesetzt werden. Windenergie, Wasserkraft und Biomasse (Holz, Energiepflanzen) sind ebenfalls Sonnenenergie in verwandelter Form. Auch sie stehen zeitlich unbegrenzt zur Verfügung. Nicht solaren Ursprungs sind die Wärme im Erdinneren (Geothermie), die Kernenergie und die Gezeitenenergie.

Die einheimischen "neuen" erneuerbaren Energien Sonne, Holz, Biomasse, Wind, Geothermie und Umgebungswärme haben einen zunehmenden Anteil an der Energieversorgung in der Schweiz. Die langfristigen Potenziale zeigen, dass in fast allen Bereichen sehr gute Aussichten für den Strom- und Wärmebereich bestehen. Kurzfristig verfügbar und teilweise auch schon wirtschaftlich konkurrenzfähig sind Holz und die übrige Biomasse, Umgebungswärme, Elektrizität aus Kleinwasserkraftwerken sowie in bescheidenerem Ausmass Windstrom.

Die schweizerische Energiepolitik zielte mit der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV) bis Frühling 2011 darauf ab, den Anteil des aus erneuerbaren Energien produzierten Stroms bis zum Jahr 2030 um 5'400 GWh oder auf 10% des heutigen Schweizer Stromverbrauchs zu erhöhen. Nach der Atomreaktorkatastrophe von Fukushima vom 12. März 2011 ist davon auszugehen, dass dieser Anteil massiv nach oben korrigiert werden wird.

Häufig scheitert die Nutzung erneuerbarer Energien an der unzureichenden Klärung des vorhandenen Potenzials. Machbarkeitsstudien zeigen die technische Realisierbarkeit eines Projektes zur Nutzung von Umweltenergie auf und geben Informationen über Investitionskosten, Wirtschaftlichkeit und Risiken. Sie bilden oft den ersten Schritt um eine innovative Idee zu konkretisieren und das vorhandene Potential aufzuzeigen.

Wasserkraft (Quelle: Bundesamt für Energiewirtschaft)

Wasserkraft ist neben der Nutzung von Holz zur Erzeugung von Wärme die älteste in Europa bekannte Form von erneuerbarer Energie.

Wasserkraft spielt in der schweizerischen Energieproduktion mit einem Anteil von rund 56% eine bedeutende Rolle. Zu Beginn der 1970-er Jahre stammten auf Basis der mittleren Produktionserwartung fast 90% der inländischen Stromproduktion aus Wasserkraft. Dieser Anteil nahm durch die Inbetriebnahme der schweizerischen Atomkraftwerke bis 1985 auf 60% ab und liegt heute bei rund 56%.

Speicheranlagen sind wichtige Elemente für die kurzfristige Energiebereitstellung und für die Umlagerung vom Sommer- in das Winterhalbjahr. Dank der Speichermöglichkeiten spielt die Schweiz als Spitzenstromlieferant eine zentrale Rolle im europäischen Netzverbund. Wasserkraft ist die wichtigste einheimische und CO2-freie Energiequelle.

Im europäischen Vergleich liegt die Schweiz mit ihrem Wasserkraftanteil an der Stromerzeugung hinter Norwegen, Österreich und Island an vierter Stelle.

Der hydraulische Kraftwerkspark der Schweiz besteht zurzeit aus 543 Zentralen (Leistung ab Generator von mindestens 300 kW) mit einer maximalen Leistung von 13'480 MW und einer jährlichen Produktionserwartung von 35'601 GWh. Haupteinzugsgebiete sind der Rhein mit den Zuflüssen Aare, Reuss, Limmat sowie die Rhone.

Als grösste Produzenten treten Wallis und Graubünden auf, die zusammen mit rund 17 TWh beinahe die Hälfte der Wasserkraftproduktion ausweisen.

Vier Kraftwerktypen werden unterschieden: Laufkraftwerke (3'707 MW, 16'611 GWh), Speicherkraftwerke (8'073 MW, 17'397 GWh), Pumpspeicherkraftwerke (1'383 MW, 1'594 GWh) und Umwälzwerke (316 MW).

Grosswasserkraftanlagen (über 10 MW) erzeugen 90% der schweizerischen Wasserkraftproduktion.

Als Kleinwasserkraftwerke bezeichnet man in der Schweiz Anlagen mit einer mittleren mechanischen Brutto-Leistung von bis zu 10 MW.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren rund 7'000 Klein- und Kleinstwasserkraftwerke in Betrieb. Mit der Verfügbarkeit von Strom aus Grosskraftwerken wurden viele Kleinwasserkraftwerke stillgelegt. Heute werden in der Schweiz über 1'000 Kleinwasserkraftwerke mit einer installierten Leistung von rund 760 MW und einer Produktion von 3'400 GWh pro Jahr betrieben.

Stromerzeugung in Kleinwasserkraftwerken ist sowohl ökonomisch als auch ökologisch interessant und ein weiterer Ausbau unter Berücksichtigung ökologischer Massnahmen durchaus möglich. Dadurch könnte ein zusätzliches Ausbaupotenzial von rund 2'200 GWh pro Jahr realisiert werden. Technische Innovationen und Massnahmen zur Reduktion der Umwelteinflüsse machen Kleinwasserkraftwerke zu günstigen Energiequellen, die dezentral und umweltfreundlich erneuerbaren Strom bereitstellen.

Neben Kleinwasserkraftwerken in Fliessgewässern können. auch Anlagen zur Nutzung des überschüssigen Drucks in Trinkwasseranlagen eingesetzt werden.

Der Bund will die Wasserkraftnutzung in Zukunft mit verschiedenen Massnahmen verstärkt fördern. Ziel bis 2030 ist eine Steigerung der mittleren Produktionserwartung durch Um- und Neubauten um mindestens 2'000 GWh gegenüber dem Stand des Jahres 2000.

Sonnenenergie

Sonnenenergie, welche in Form von Licht und Wärme auf die Erdoberfläche trifft, kann durch Sonnenkollektoren zur Wärmegewinnung (Warmwasser und Heizung), durch Photovoltaik-Anlagen zur Stromerzeugung sowie auch für chemische Prozesse genutzt werden.

Solarwärme

Solarwärme bietet dank standardisierten Anlagen für Warmwasser und Heizungsunterstützung eine hervorragende Option. In der Schweiz werden derzeit jährlich rund 4'000 Anlagen zur Brauchwassererwärmung oder Heizung realisiert. Solarwärme ist mit jedem Energieträger ideal kombinierbar. Ihr Potenzial ist riesig. Wenn alle bestehenden Gebäude optimal saniert würden, könnte mittels Sonnenkollektoren der gesamte Wärmebedarf der Schweizer Haushaltungen gedeckt werden.

Solarthermische Kraftwerke können im so genannten Sonnengürtel der Erde (z.B. Nordafrika) wirtschaftlich eingesetzt werden. Ein Prozent der Fläche der Sahara würde ausreichen, um mit Solarkraftwerken aus konzentrierenden Spiegelsystemen den gesamten Elektrizitätsbedarf der Erde zu decken.

Photovoltaik

Photovoltaik (PV) ist die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität und damit eine wichtige Technologie nachhaltiger Energieversorgung der Zukunft. Das Potenzial von Solarstrom ist beträchtlich; die wirtschaftliche Nutzung hängt von den politischen Rahmenbedingungen ab (Kostendeckende Einspeisevergütung KEV, Atom-Politik). Bis zum Atomreaktorunfall Fukushima im März 2011 ging man davon aus, bis 2050 könnten rund 20% des derzeitigen Strombedarfs durch Photovoltaik erzeugt werden. Die Zielsetzungen dürften angesichts der Atomausstiegs-Forderungen nach oben korrigiert werden.

Photovoltaik ist eine junge und komplexe Technologie; 2010 sind die Welthandelspreise der Photovoltaik-Module infolge Ausbaus der Produktionskapazitäten (besonders China) regelrecht zusammengebrochen. Weltweit ist der Photovoltaikmarkt in den letzten Jahren um über 30% pro Jahr gewachsen, insbesondere in Europa. In der Schweiz führte die Ausrichtung auf Atomstrom dazu , dass die Photovoltaik ein Schattendasein fristet.

Neuere Anlagen erreichen bei einer Modulfläche zwischen 8 m2 (kristalline Zellen) und 25 m2 (für gewisse Typen von Dünnschichtzellen) selbst im Mittelland bis 1'000 kWh/kWp.

Besonders Gebirgskantone eignen sich infolge Ihrer überdurchschnittlich hohen Sonnenscheindauer hervorragend für Solarenergie.

Windenergie

Windenergieanlagen nutzen die kinetische Energie der anströmenden Luft zur Rotation der Flügel. Die auf diese Weise erzeugte mechanische Energie wird von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt.

Die erste Windenergieanlage der Schweiz wurde 1986 in Betrieb genommen. Im April 2011 gibt es in unserem Land 47 Anlagen, die insgesamt rund 74 Gigawattstunden (GWh) Windstrom produzieren. Der grösste Windpark befindet sich auf dem Mont Crosin im Berner Jura bei St. Imier mit einer Gesamtleistung von 23.6 MW.

Weltweit befindet sich die Windenergie in einem starken Wachstum: die globale Wachstumsrate neu errichteter Windkraft-Anlagen liegt bei mindestens 20%. Auch in der Schweiz kann sich die Windenergie noch stark entwickeln: ideale Standorte befinden sich auf den Jurahöhen, aber auch in den Alpen und im westlichen Mittelland.

Windenergie überzeugt aus ökonomischer wie ökologischer Sicht. Das Bundesgericht hat im August 2006 in der Sache Windpark Crêt-Meuron entschieden, dass die Windenergieproduktion in der Schweiz im öffentlichen Interesse liegt. Unter Federführung der Bundesämter für Energie BFE, Raumentwicklung ARE und Umwelt BAFU hat der Bund in enger Zusammenarbeit mit den Kantonen im März 2010 Empfehlungen zur Planung von Windenergieanlagen publiziert. Suisse Eole, die Vereinigung zur Förderung der Windenergie in der Schweiz erachtet deren Prognosen als zu konservativ.

Zu den Kriterien für gute Standorte gehören Windaufkommen, Erschliessung, Siedlungsabstand sowie Verträglichkeit mit Natur und Landschaft.

Geothermie

International gewinnt Geothermie an Bedeutung: 2005 waren in 76 Ländern 28'000 MWth thermische Leistung für die Wärmeproduktion und in 24 Ländern 9’000 MW elektrische Leistung für die Stromproduktion installiert. Die USA sind Spitzenreiter, gefolgt von den Philippinen und Mexiko bei der Stromproduktion sowie Schweden und China bei der Wärmeproduktion. In der Schweiz wird Erdwärme bis jetzt nur zur Wärmeproduktion genutzt. 2005 wurden knapp 1’200 GWh Wärme produziert, grösstenteils mit Erdwärmesonden, die Wärmepumpen mit Erdwärme versorgen. Das nutzbare Potenzial der Geothermie hängt stark von der technologischen Entwicklung ab.

Biomasse

Drei beispielhafte innovative Projekte im Bereich Biomasse wurden durch die EKZ Umweltinitiative der Elektrizitätswerke des Kantons Zürich EKZ ermöglicht: eine Holzvergasungs-Anlage in Wila, eine Biogas-Anlage in Lindau und eine Abfall-Pflanzenöl-Anlage in Illnau-Effrektikon. Die EKZ stellen für Ihre Umwelt-Initiative bis 2011 30 Millionen Franken zur Verfügung.

 

Weitere Infos auf Wikipedia

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