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Reicht der Strom in der Schweiz für alle Elektroautos?

Die Schweiz will mehr Elektroautos, wodurch der Strombedarf steigt. Die Schweiz will aber auch raus aus der Atomkraft, wodurch die Stromproduktion sinkt. Das tönt nach einem Widerspruch, ist aber kein unlösbares Problem. Wir zeigen, was die wirklichen Herausforderungen sind, wenn immer mehr Menschen auf ein E-Auto umsteigen – und wie wir sie meistern können.

Remo BürgiRemo Bürgi5 min

Die E-Mobilität in der Schweiz nimmt stark zu: Fast 40 000 Elektro- und Hybridfahrzeuge wurden letztes Jahr hierzulande zugelassen. Insbesondere der neue Tesla Model 3 sorgte für einen starken Schub bei den Verkäufen. Eine Studie von EBP (PDF) geht davon aus, dass sich die Elektromobilität in der Schweiz weiter verbreiten wird. In zwanzig Jahren könnten demnach bis zu 60 % der Fahrzeuge auf unseren Strassen über einen elektrischen Antrieb verfügen. Der Strombedarf für das Aufladen der Batterien dieser Fahrzeuge würde rund 6,5 TWh betragen, was etwa 11 Prozent des heutigen Schweizer Stromverbrauchs entspricht. Das tönt eigentlich nicht nach besonders viel – aber heute haben wir ja auch noch den Atomstrom aus Beznau, Gösgen und Leibstadt zur Verfügung. Diese Kernkraftwerke produzieren jährlich rund 22 TWh, aber früher oder später wird dieser Anteil wegfallen.

Die Schweiz verliert einen zwar kontroversen, aber sehr zuverlässigen Teil ihrer Stromproduktion.

Stromproduktion heute und morgen

Mit der Abschaltung des KKW Mühleberg im Dezember 2019 begann in der Schweiz der Anfang vom Ende der Atomkraft-Ära. Nach und nach sollen auch die verbliebenen Meiler in Beznau, Leibstadt und Gösgen abgeschaltet werden, wenn sie am Ende ihrer Betriebszeit angelangt sind. Die Schweiz verliert damit einen zwar kontroversen, aber sehr zuverlässigen Teil ihrer Stromproduktion. 2018 betrug der Anteil der Atomenergie am in der Schweiz produzierten Strom 36,1 %. Damit war die Kernkraft nach der Wasserkraft (55,4 %) die zweitgrösste Energiequelle, und zwar mit deutlichem Abstand vor den erneuerbaren Energien wie Solar- und Windkraft.

Stromproduktionsmix Schweiz 2018

Produktion und Verbrauch sind nicht dasselbe

Nicht ausser Acht lassen darf man dabei allerdings, dass der Produktionsmix nicht dem Liefermix entspricht, also dem Strom, der tatsächlich verbraucht wird. Die Schweiz hat bekanntlich keine autarke Elektrizitätsversorgung, sondern ist ins europäische Stromnetz eingebunden. Wir exportieren und importieren permanent, und deshalb ergibt der Blick auf den Liefermix ein anderes Bild als beim Produktionsmix.

Überblick: Stromproduktion und Stromverbrauch in der Schweiz 2018

QuelleProduktionsmixLiefermix (Anteil CH*)
Wasserkraft55 %66 % (76 %)
Atomkraft36 %17 % (99,8 %)
Erneuerbare Energien6 %8 % (91 %)
Fossile Energien3 %2 % (k.A.)
Nicht identifizierbar6 % (0 %)
*in der Schweiz produziert
Eigene Darstellung, Zahlen gerundet.
(Quelle:  Medienmitteilung admin.ch)

Die Darstellung zeigt, dass rund die Hälfte des in der Schweiz hergestellten Atomstroms exportiert wurde. Nur etwas weniger als ein Fünftel des verbrauchten Stroms stammte aus Atomkraftwerken.  Gemäss dem Bundesamt für Energie ist es realistisch, diesen Anteil durch Strom aus erneuerbaren Energien zu ersetzen. Im Unterschied zum Atomstrom fällt Wind- und Solarstrom aber nicht regelmässig an, sondern ist von Tageszeit, Jahreszeit und Wetter abhängig. Wie der Stromverbrauch im Jahresverlauf aussieht, zeigen die Statistiken von Swissgrid gut auf. Von Oktober bis März wird deutlich mehr elektrische Energie geliefert als im Sommerhalbjahr.

Power-to-X als Speicherlösung

Eine der Herausforderungen der künftigen Stromversorgung ist daher die Speicherung des Stroms, der mit erneuerbarer Energie produziert wird. Besonders wichtig sind Möglichkeiten zur saisonalen Speicherung, damit beispielsweise im Sommer hergestellter Solarstrom im Winter zum Heizen eingesetzt werden kann – oder eben auch zum Aufladen des Elektroautos. Neben den bereits etablierten Pumpspeicherkraftwerken dürften inskünftig sogenannte Power-to-X-Verfahren ein wesentlicher Bestandteil dieser saisonalen Speicherung sein. Dabei wird erneuerbarer Strom dazu genutzt, Wasser mittels Elektrolyse in Energieträger wie Wasserstoff oder Methan zu verwandeln. Diese Energieträger sind längerfristig speicherbar und können bei Bedarf wieder in Elektrizität oder Wärme verwandelt werden.

Heute fehlt zwar noch die Infrastruktur, um diese Umwandlungsprozesse in industriellem Massstab (und zu marktfähigen Kosten) durchzuführen, es sind aber auch in der Schweiz immer mehr Pilotprojekte am Start. Es scheint realistisch, dass die Power-to-X-Technologie in naher Zukunft tatsächlich in grösserem Massstab zur Speicherung von erneuerbarem Strom genutzt werden kann.

Wasserkraft bringt Sicherheit

Schliesslich kann und wird die Schweiz auch weiterhin Strom importieren und exportieren. Die  BFE-Studie «Modellierung der Erzeugungs- und Systemkapazität in der Schweiz im Bereich Strom» kommt zum Schluss, dass die Schweiz zwar auch in Zukunft auf importierten Strom angewiesen sein wird. Gleichzeitig habe man dank der flexibel einsetzbaren Wasserkraft ausreichende Kapazitäten, um im Gegenzug auch Strom zu exportieren.

Ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Energien dürfte die Versorgungssicherheit in der Schweiz positiv beeinflussen, weil dadurch die Flexibilität erhöht wird.

Gemäss der Studie wird ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Energien die Versorgungssicherheit in der Schweiz positiv beeinflussen, weil dadurch die Schweizer Flexibilität bezüglich Importbedarf und Einsatz von Wasserkraft erhöht wird. Dies gilt auch dann, wenn die erneuerbaren Energien nicht zu Spitzenlastzeiten eingespeist werden. Kurzum: Dank Wasserkraft, Anbindung an den europäischen Strommarkt und Ausbau der erneuerbaren Energien wird die Schweiz auch in Zukunft ausreichend Elektrizität zur Verfügung haben.

Netzkapazität: Lastmanagement für Elektroautos nötig

Fachleute gehen deshalb davon aus, dass die eigentliche Herausforderung durch die Verbreitung der Elektromobilität nicht die Stromversorgung, sondern die Netzkapazität sein wird. Die Niederspannungsnetze auf regionaler und lokaler Ebene sind nicht darauf ausgelegt, eine grössere Anzahl von E-Autos gleichzeitig zu laden. Der Ausbau der Netze wäre zwar eine mögliche Lösung – aber eine teure. Sinnvoller dürfte der Einsatz von Lastmanagement-Systemen sein.

Solche Systeme koordinieren das Aufladen der E-Fahrzeuge aufgrund von verschiedenen Kriterien. Sie berücksichtigen, wie hoch der aktuelle Strombedarf im Netz ist und wie viel Strom gerade produziert wird. Steht etwa tagsüber viel Solarenergie zur Verfügung, kann das Aufladen forciert werden. In den Abendstunden, wenn die Menschen zu Hause viele Haushaltgeräte nutzen, wird das Aufladen gedrosselt oder unterbrochen. In den Nachtstunden, wenn der Bedarf in der Regel tief ist, steht wieder mehr Strom zur Verfügung, um die Batterien zu laden.

In Zukunft könnten die E-Autos – respektive ihre Batterien – selbst zur Stabilisierung der Stromnetze beitragen. Das sogenannte bidirektionale Laden erlaubt es, den in der Fahrzeugbatterie gespeicherten Strom wieder ans Stromnetz abzugeben. Damit Elektrofahrzeuge diese Pufferfunktion wahrnehmen können, müssen sie allerdings über die nötige technische Ausrüstung verfügen, was heute noch kaum der Fall ist. Zudem wären auch sehr viele Elektroautos notwendig und diese müssten möglichst immer ans Stromnetz angeschlossen sein, wenn sie nicht unterwegs sind. Und es bräuchte wohl auch finanzielle Anreize, damit die Besitzerinnen und Besitzer ihre Fahrzeuge dafür zur Verfügung stellen. Auch wenn das bidirektionale Laden derzeit noch Zukunftsmusik ist: Die Idee zeigt, dass die Elektromobilität auch ein Teil der Lösung sein kann.

Aufladen zeitlich flexibel

Das ist unproblematischer, als es sich im ersten Moment anhört: Wie alle Fahrzeuge sind auch E-Autos eigentlich «Stehzeuge», welche die meiste Zeit über unbenutzt parkiert sind. Daher steht im Normalfall ein grosses Zeitfenster zur Verfügung, in dem das Aufladen erfolgen kann. Typischerweise ist das tagsüber während der Arbeit und nachts zu Hause in der Garage. Deshalb spielt es keine Rolle, ob das Elektroauto gleich nach dem Abstellen um 19 Uhr aufgeladen wird oder erst ab Mitternacht. Zudem wird im Alltag selten die gesamte Ladekapazität der Batterie benötigt, sodass auch nicht jeden Tag aufgeladen werden muss. Arbeitnehmer in der Schweiz pendeln im Schnitt nämlich lediglich 15 Kilometer pro Weg – auf solchen Strecken werden auch kleinere Batterien nicht so schnell leer. Aus diesen Gründen ist es kein realistisches Szenario, dass alle Elektroautos gleichzeitig an die Steckdose angeschlossen werden und eine Netzüberlastung herbeiführen.

Volker Quaschning, Professor an der HTW Berlin, zur Netzbelastung

Fazit: Der Strom reicht für alle

Die Ausgangsfrage dieses Artikels kann also positiv beantwortet werden: Ja, in der Schweiz ist genug Strom für alle Elektroautos vorhanden. Zwar bringen die Energiestrategie 2050 und die Verbreitung der Elektromobilität durchaus Herausforderungen mit sich. Diese liegen aber eher im Bereich der Speicherung von erneuerbaren Energien und bei der Netzkapazität. Auch diese Herausforderungen wird die Schweiz meistern können, nicht zuletzt dank der fortlaufenden technologischen Entwicklung – da sind wir ja stets vorne dabei.

Zum Titelbild: Wehe, wenn sie losgelassen? Mit dem VW ID.3 steht das nächste batterieelektrische Volumenmodell am Start. (Foto: Volkswagen)

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