der arbeitsmarkt | 09/2011 | Text: Stefan Feuerstein

Paradigmenwechsel in der Elektrizitätswirtschaft

Die erneuerbaren Energien haben ein riesiges Potenzial. Damit es ausgeschöpft werden kann und eine lückenlose Versorgung gewährleistet ist, sind allerdings grosse Anstrengungen nötig.

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Elektrizität ist das Rückgrat der Wirtschaft. Der beabsichtigte Ausstieg aus der Atomwirtschaft und die steigende Nachfrage, die Rohstoffverknappung und der Klimawandel stellen das Energiesystem jedoch vor grosse Herausforderungen. Heute wird elektrische Energie von einer überschaubaren Zahl zentraler Grosskraftwerke bereitgestellt. Zur Energieversorgung der Zukunft werden aber auch zahlreiche kleine Anlagen wie Windparks, Kleinwasserkraftwerke und fotovoltaische Anlagen beitragen, die erst gebaut werden müssen. Damit im Jahr 2034 das letzte Schweizer Atomkraftwerk vom Netz genommen werden kann, sind noch einige technologische Fortschritte notwendig.

Die sich wandelnden Voraussetzungen verlangen neue Weichenstellungen für die Zukunft. So müssen laut Bundesamt für Energie Lösungen gefunden werden, die ein Höchstmass an Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit, aber auch gesellschaftlicher und politischer Akzeptanz sicherstellen.

Massnahmenpaket des Bundes

Um diese Ziele zu erreichen, entschied der Bundesrat bereits 2007 bei der Revision des Energie- und des Stromversorgungsgesetzes, seine Energiepolitik auf vier Säulen abzustützen: Energieeffizienz, erneuerbare Energien, Ersatz und Neubau von Grosskraftwerken zur Stromproduktion sowie Energieaussenpolitik. Daraus gingen 2008 die beiden Aktionspläne Energieeffizienz und erneuerbare Energien hervor. Dank ihnen soll der Verbrauch fossiler Energien um 20 Prozent gesenkt, der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Energieverbrauch um 50 Prozent gesteigert und der Anstieg des Stromverbrauchs zwischen 2010 und 2020 auf maximal 5 Prozent begrenzt werden. Die Aktionspläne setzen sich aus verschiedenen Massnahmen zusammen, die sich gegenseitig ergänzen beziehungsweise verstärken. Dazu gehören einerseits Fördermassnahmen, steuerliche Anreize und Lenkungsabgaben, andererseits aber auch Anstrengungen in Forschung und Ausbildung.

Einen Hauptpfeiler des revidierten Stromversorgungsgesetzes bildet die kostendeckende Einspeisevergütung für Strom aus erneuerbaren Energien, die sogenannte KEV, die 2009 mit dem revidierten Energiegesetz in Kraft getreten ist. Momentan stehen dadurch pro Jahr 247 Millionen Franken für die Abgeltung der Differenz zwischen Marktpreis und ausgerichteter Vergütung zur Verfügung. Bereits 2010 hat das Parlament beschlossen, diesen Betrag ab 2013 auf 500 Millionen Franken zu erhöhen. Im Juni dieses Jahres hat der Nationalrat eine Motion gutgeheissen, die die finanzielle Obergrenze bei der kostendeckenden Einspeisevergütung komplett aufheben will.

Grosse Investitionen in die Netzinfrastruktur sind unabdingbar

Damit der Strom aus erneuerbaren Quellen auch zur Verfügung steht, wenn weder der Wind bläst noch die Sonne scheint, kommt Energiespeichern eine besonders wichtige Rolle zu. Elektrischer Strom selbst lässt sich nicht speichern, wohl aber Wasser als Rohstoff zur Stromproduktion. Deshalb ist es zweckmässig, die Kapazitäten der Stauseen auszubauen und so möglichst viel Lagervolumen für Energie zu schaffen. In Pumpspeicherkraftwerken wird mit Stromüberschüssen Wasser auf ein höheres Niveau gepumpt, damit in Zeiten ohne Wind und Sonne wieder elektrischer Strom gewonnen werden kann. Speicherseen bringen diverse Vorteile, da sie einerseits eine andauernde Trockenheit ausgleichen, andererseits aber auch in Perioden mit ergiebigen Niederschlägen oder während der Schneeschmelze grosse Wassermengen zurückhalten können. Dies erlaubt eine optimale Nutzung des verfügbaren Wassers zur Stromproduktion.

Ein weiteres Problem bildet das Verteilsystem. Anders als heute, wo Energie von der Zentrale an die Verbraucher verteilt wird, müssen die Elektrizitätsnetze in Zukunft auch dezentral produzierten Strom «einsammeln» können. Dazu müssen die veralteten Stromnetze umfassend erneuert werden. Auch die hohe Nachfrage in Spitzenzeiten, zum Beispiel über Mittag oder am frühen Abend, ist problematisch. Während sich heute das Angebot nach der Nachfrage richtet, muss im Strommarkt der Zukunft auch auf die Nachfrage Einfluss genommen werden. Das intelligente Stromnetz (Smart Grid) nimmt sich dieser Problematik an. Es verbindet Technologien aus der Informations- und Kommunikationsbranche mit denjenigen der Energieversorgung und integriert sämtliche Akteure auf dem Strommarkt durch das Zusammenspiel von Erzeugung, Speicherung, Netzmanagement und Verbrauch in ein Gesamtsystem. Intelligente Stromnetze senken nicht in erster Linie den Verbrauch, sondern helfen, Angebot und Nachfrage besser aufeinander abzustimmen. Dadurch wird eine effizientere Nutzung der Netzkapazitäten möglich.

Erste Pilotprojekte

Für die Verbraucher entsteht durch den Einbau von intelligenten Zählern, sogenannten Smart Metern, eine wesentliche Veränderung. Deren Aufgabe besteht darin, den eigenen Verbrauch zu messen und Stromfresser zu identifizieren, um kurzfristig schwankende Strompreise nutzen zu können. So wird es möglich, mit dem Preis auf die Nachfrage Einfluss zu nehmen und Bedarfsspitzen zu brechen. Dazu ist es jedoch nötig, alle analogen Zähler gegen neue digitale Zähler auszutauschen.

Aufgrund der spezifischen Ausgangslage der Schweiz, unter anderem durch die zentrale Lage im europäischen Verbundnetz und die schon heute weitestgehend CO2-freie Stromproduktion, ist die Entwicklung im Bereich Smart Grid weniger weit fortgeschritten als im benachbarten Ausland. Zudem sind zum heutigen Zeitpunkt noch einige Sicherheitsfragen zu intelligenten Stromnetzen ungeklärt. Dies betrifft unter anderem den Schutz von Konsumentendaten sowie die Netzinfrastruktur.

Zurzeit führt das Bundesamt für Energie gemeinsam mit Interessenvertretern eine Studie durch, die zeigen soll, unter welchen Bedingungen Smart Metering einen volkswirtschaftlichen Nutzen erbringt. Anfang des kommenden Jahres werden die Ergebnisse des Projekts erwartet, mit denen Fragen zur funktionellen und nachhaltig betriebenen Ausgestaltung von Smart Grids in der Schweiz beantwortet werden sollen.

Daneben läuft seit Juli 2010 in Ittigen im Kanton Bern eine zweijährige Pilotstudie des Vereins Inergie, dem unter anderem die Swisscom, die Schweizerische Post und IBM angehören. Dabei werden durch den Einsatz von Smart Metern in rund 200 privaten Haushalten Daten zur Verwendung von Smart Grids in der Schweiz gesammelt. Besondere Bedeutung kommt schliesslich der Auswertung der Kundenrückmeldungen und der Analyse des Benutzerverhaltens zu. Der Verein Inergie erhofft sich daraus Entscheidungsgrundlagen für den zukünftigen Einsatz von Smart Grids bei Privatkunden.