Erneuerbare Energien und ihr Potenzial in der Schweiz

Erneuerbare Energien ohne Atomkraft und fossile Energieträger – sie sind die Zukunft. Doch was sind eigentlich Erneuerbare Energie? Alles zum Potenzial und Nutzen Erneuerbarer Energien.

Erneuerbare Energie
Die Nutzung Erneuerbarer Energien entwickelt sich nur langsam, obwohl das Potenzial enorm ist. Foto © Betelgejze/ iStock / Getty Images Plus
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Erneuerbare Energie soll die Energie der Zukunft werden. Und es hat sich bereits viel getan, damit die Energieproduktion weg kommt vom Atomstrom und fossilen Energieträgern.

Die Definition erneuerbarer Energien

Als erneuerbare Energien oder regenerative Energien bezeichnet man jene Energiequellen, die unerschöpflich sind oder schnell wieder zur Verfügung stehen und die uns so vergleichsweise umweltfreundlich mit Strom und Wärme versorgen. Im Gegensatz zur fossilen Energie, deren Vorkommen endlich ist. Es gibt allerdings Einschränkungen. Nicht jede Region eignet sich für alle Quellen, zu denen Wasserkraft, Wind, Erdwärme oder Sonnenenergie zählen. Mithilfe Erneuerbarer Energien sollen CO2-Emissionen deutlich reduziert werden.

Jedoch kann nur dort Wasser zu Energieerzeugung genutzt werden, wo auch reichlich davon vorhanden ist. Wo kaum Sonne scheint, ist die Nutzung derselben ebenso ineffizient, wie in windarmen Regionen kostenintensive Windkrafträder aufzustellen. Ein Umstand übrigens, der mehr und mehr Energieversorger dazu bringt, windsichere Offshore-Windparks im Meer zu bauen.

Woher kommt der Schweizer Strom?

Laut Bundesamt für Energie BFE liegt der Anteil an Erdölprodukten beim Endenergieverbrauch bei 49,3 Prozent (Stand August 2019). Mittels der Energiestrategie 2050 soll sich dies ändern. Nicht nur mit der Förderung der erneuerbaren Energien, sondern insgesamt mit einer Energiewende, die Autos, Elektrogeräten oder den Hausbau einschliesst.

Die Wasserkraft spielt mit annähernd 56 Prozent die wichtigste Rolle in Sachen Strom-Produktion. Während eidgenössische Kernkraftwerke 36,1 Prozent produzieren, sind weitere Träger kaum von Bedeutung. So stammen 4,5 Prozent des Schweizer Stroms aus thermischen Kraftwerken (z. B. mit Kohle und Gas betrieben), 2,9 Prozent von Photovoltaikanlagen, 0,5 Prozent von Bio-, Klär- und Deponiegas-Anlagen, 0,4 Prozent aus Holz- und Spezialfeuerungen und lediglich 0,2 Prozent entstehen mit Windenergie.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, mit denen Staaten und insbesondere die Schweiz auf Erneuerbare setzen können. Erneuerbare Energieträger machen ein Land auch weitgehend unabhängig von global gehandelten Energieträgern wie Öl und Gas. Und sie sind praktisch unbegrenzt vorhanden und nutzbar. Im Idealfall gehören konventionelle Kraftwerke bald der Vergangenheit an.

Wasserkraft

In der Schweiz produzieren insgesamt 664 Wasserkraftwerke heute bereits 56 Prozent des Stroms. Unter den erneuerbaren Energien gilt sie als jene mit der besten Ökobilanz, rechnet man den Lebenszyklus der Anlagen ein.

Grundsätzlich gibt es zwei genutzte Systeme. So wird der überwiegende Teil des Stroms aus Speicher- oder Pumpspeicherkraftwerken, weniger aus Laufkraftwerken gewonnen. Die Jahresproduktion ist allerdings, wie sollte es anders sein, vom Niederschlag, den Abflüssen und der Speicherbewirtschaftung abhängig.

90 Prozent der Wasserkraft stammen aus Grosswasserkraftwerken. Doch es gibt auch kleinere (unter 10 MW-Leistung) und diese hätten, so Energieschweiz, jede Menge Potenzial. Zumal es Fördergelder und garantierte Einspeisevergütungen gibt. Bereits ab einer Fallhöhe von 2,3 Metern ist ein Einsatz einer individuell geplanten Anlage möglich und rentabel.

Solarenergie: Die Kraft der Sonne nutzen

Photovoltaik

David Stickelberger, Geschäftsleiter von Swissolar, ist überzeugt: Die Schweiz könnte alleine mit Sonnenenergie, mindestens 30 Prozent der Stromerzeugung bewältigen. Dabei spricht er lediglich von der flächendeckenden Nutzung von Photovoltaik-Anlagen auf geeigneten Dächern (EFH, MFH, Industriegebäude, öffentliche Gebäude). So würden für einen Durchschnittshaushalt bereits 20 – 25 m² an Photovoltaik-Anlagen ausreichen, um diesen mit Elektrizität zu versorgen.

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Stromspeicher

Die Technologie der Stromspeicher, auch Batteriespeicher genannt, erhöhen den Eigenverbrauch von Photovoltaik-Strom auf bis zu 90 Prozent. In den elektrischen Energiespeichern steckt grosses Potenzial. Vor allem Neubauten werden mit solchen Stromspeichern versorgt Sie bieten hauseigene Elektrizität, auch wenn die Sonne nicht scheint.

Laut Swisssolar sind aber auch ganz andere Modelle denkbar. So könnten entsprechend grosse Speicher ganze Quartiere versorgen oder Stromspitzen für die spätere Nutzung auffangen.

Solarthermie

Sonne erzeugt auch jede Menge Wärme. Solarthermieanlagen sind ideal, um in Ein- und Mehrfamilienhäusern, aber auch in grösseren Gebäuden Warmwasser zu produzieren und die Heizung zu unterstützen. Das klappt selbst im Winter bei strahlendem Sonnenschein und vom späten Frühjahr bis zum Spätsommer übernimmt die Anlage die Warmwasserproduktion praktisch in Eigenregie.

Fazit: Solarenergie hat Luft nach oben in der Entwicklung und ihr Anteil soll laut der Energiewende 2050 steigen. Eine gesamte photovoltaische Kollektorenfläche von 2,17 Mio. Quadratmeter (Stand 2018) ist ein guter Anfang.

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Holz: CO2-neutraler Rohstoff

Die Schweiz besitzt jede Menge Nutzwald und damit einen nachwachsenden Rohstoff. Holz zählt zu den CO2-neutralen erneuerbaren Energiequellen, denn es gibt nur so viel Treibhausgas ab, wie es einst gespeichert hat. Das Interessante: Man kann auch Sägeabfälle, etwa von Sägewerken als Ressource nutzen und diese zu Pellets pressen. Ein idealer Heizstoff für kleine Hausanlagen bis hin zu Grossprojekten. Pelletkessel sind so bequem wie Öl- oder Gasheizungen, sofern sie mit einer automatischen Brennstoffzufuhr versehen sind. Es gibt auch Stückholz- oder Hackschnitzel-Zentralheizungen. Diese spielen auf dem Markt allerdings eine untergeordnete Rolle.

Ein kleiner Wermutstropfen: Der Ausstoss von Feinstaub. Auch und gerade von Cheminéeöfen. Allerdings haben sich die Standards hier in den letzten Jahren deutlich erhöht, was die Luftverschmutzung in der Umwelt reduziert hat.

Die Biomasse Holz ist ein nachhaltiger Rohstoff, um Wärme aber auch Strom zu erzeugen. Das sogenannte Prinzip der Kraft-Wärmekopplung ist nicht neu und es entstehen nach und nach neue Anlagen, mit denen aus Holz Strom gewonnen wird. In Nidwalden lauft seit Jahren ein Kraftwerk, das Waldholz in Form von Hackschnitzeln, aber auch Holz aus Hausabrissen zur Energiegewinnung nutzt.

Fazit zum Holz in Sachen alternative Energien: Als erneuerbarer Energieträger einer der besten für das Klima.

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Wärmepumpen

Aus dem Erdreich, mit Hilfe der Umgebungsluft oder Oberflächen- und Grundwasser lässt sich mittels ausgefeilter Technik heizen, kühlen und – unter besonderen Bedingungen – aus tiefen Schichten Strom gewinnen. Hier spricht man dann von Geothermie.

Wärmepumpe

Die Wärmepumpentechnik ist eine der angesagtesten erneuerbaren Energiequellen und wird gerade auch für Eigenheime immer häufiger genutzt. Hier gibt es verschiedene Systeme, die sich in Aufwand der Installation, den Anschaffungskosten, aber auch in Sachen Effizienz der Wärmepumpe unterscheiden. Da wäre zunächst die Luftwärmepumpe, die mittels Strom und Aussenluft das Haus etwa über eine Fussbodenheizung erwärmt.

Effizienter, teurer und genehmigungspflichtig sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen, die eine Bohrung zum Grundwasser benötigen. Der Grund für diese Bohrung. Das tief im Erdreich liegende Grundwasser hat eine deutlich höhere Temperatur als etwa Oberflächenwasser. Ähnlich aufwändig ist die Erdwärmepumpe, die teils sehr tief ins Erdreich eingelassen wird und die Wärme dort nutzt.

Grossprojekte in diesem Bereich laufen unter den genannten Geothermie-Kraftwerken.

Fazit: Wärmepumpe sind nachhaltig, wenn sie mit Ökostrom betrieben wird.

Geothermiekraftwerke

Im Gegensatz zur Wärmepumpentechnik, meist für den Privatgebrauch, setzen Geothermiekraftwerke auf Energie aus weitaus tieferen Erdschichten. Experten sagen, dass in 5 Kilometern Tiefe eine Temperatur von 200 Grad Celsius herrsche, eine mögliche Quelle für jede Menge nutzbare Abwärme und die Stromerzeugung. Laut Bundesamt für Energie müssen hier allerdings noch weitere Erkenntnisse gesammelt werden, doch man rechnet damit, dass schon im Jahre 2030 die ersten Geothermiekraftwerke bis zu 600 Gigawattstunden CO2-freien Strom produzieren könnten.

Zudem sind nicht alle Regionen für die Nutzung von Erdwärme geeignet. Gerade im grösseren Stil, also für Kraftwerke. Die nötigen Tiefenbohrungen bergen das Risiko, dass es Erdbeben gibt. Dies war beispielsweise der Fall in Kleinhüningen BL. Hier gab es im Jahre 2006 mehrere Erdbeben bis zu einer Stärke von 3,4 und erheblichen Sachschaden an Gebäuden. Das Geothermie-Projekt wurde eingestellt.

Fazit: Geothermie hat ein hohes Potenzial, das aufgrund heutiger technologischer Möglichkeiten noch nicht ausgeschöpft wird.

Umstrittene Windenergie

Die Windenergie hat es nicht nur hierzulande schwer. Der Grund sind die Genehmigungsverfahren, das Finden der geeigneten Standorte mit richtig viel Wind und die zahlreichen Gegner, der wohl am kritischsten betrachteten Quelle für erneuerbare Energien.

Kein Wunder also, das bis dato lediglich 57 Turbinen an 37 Standorten zu Stromerzeugung installiert sind. Mit diesen Windkraftanlagen werden derzeit lediglich 0,2 Prozent der in der Schweiz produzierten Elektrizität produziert. Rechnerisch versorgt dies 36'500 Haushalte mit Windstrom.

Der Ausbau soll im Rahmen der Energiestrategie forciert werden. Geht es nach dem Bund, sollen es deutlich mehr werden. Für die Wahl der entsprechenden Standorte gibt es einen eidgenössischen Windatlas. Ausgerechnet dieser kam 2019 in die Kritik, da der Wind an zahlreichen, angedachten Standorten gar nicht so heftig bläst, wie nötig ist. 

Fazit zur Windkraft-Technologie: Je grösser die Windräder, desto rentabler. Die Widerstände, aber auch die Kosten für Windenergie sind hoch.

Biogas aus Biomasse und Abfällen

Als Biomasse gelten nicht nur Holz, sondern auch tierische Abfälle wie Mist sowie Küchenabfälle und Grünpflanzen. Diese werden in Fermentern zum Biogas Methan vergoren. Dieses kann entweder als Gas selbst genutzt oder zur Strom- wie Wärmeproduktion eingesetzt werden. Das Endergebnis gilt als CO2-neutral. 7'600 Haushalte erhalten von den Anlagen Fernwärme und 64'000 Haushalte werden jährlich dadurch mit Elektrizität versorgt.

Auch Kehrrichtabfälle gelten aufgrund der enthaltenen Biomasse zu 50 Prozent als regenerative oder alternative Energiequelle, die in insgesamt 30 Anlagen im Land umweltschonend verbrannt werden. Reine Biomasse und Müll liefern etwa 5 Prozent des Endenergieverbrauchs. In Sachen Stromverbrauch sind es derer 3 Prozent.

Fazit: Mit dem Ziel, Abfall zu reduzieren und einer endlichen Menge an inländisch produzierten Biomasse, scheint ein merklicher Ausbau dieser Technologie eher unwahrscheinlich.

Nachholbedarf in der Schweiz

Die Schweizerische Energiestiftung SES hat die Stromverbrauchs-Zahlen der EU-Länder (28) mit der Schweiz verglichen. Denkt man an die Wasserkraft, dann scheint es hierzuland jede Menge Energie aus erneuerbaren Quellen zu geben.

Beim Blick auf die Stromproduktion aus Wind- und Sonnenenergie sieht das Land alles andere als gut aus. So hat die SES errechnet, dass beim Pro-Kopf-Verbrauch bei den 29 Nationen die Schweiz auf Platz 25 steht, was den Wind- und Sonnenanteil in der Stromproduktion angeht.

So kommt das Land laut dem Bundesamt für Statistik auf insgesamt 23,3 Prozent regenerative Quellen im Gesamtenergieverbrauch. Länder wie Norwegen, Schweden oder Lettland schaffen es dagegen auf über 45 Prozent.

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