F - Ein Vergleich der neuesten Szenarien für die Energieversorgung der Schweiz und ihrer Auswirkungen
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E!R-Bericht Nr. 527
ui
Eidg. Institut für Reaktorforschung Wurenlingen
Schweiz
Ein Vergleich der neuesten Szenarien
für die Energieversorgung der
Schweiz und ihrer Auswirkungen
T.H. Schucan
F
Wurenlingen, September 1964E I R - B e r i c h t Nr. 527
Ein V e r g l e i c h der n e u e s t e n S z e n a r i e n
für d i e E n e r g i e v e r s o r g u n g der
Schweiz und i h r e r Auswirkungen
T.H. Schucan
Würenlingen, September 1984VORWORT
AB 23-8.1981 hielt Dr. T.H. Schucan einen Vortrag im Rahmer des öffentli-
chen EIR-Kolloquiums «it de« Titel
"Ein Vergleich der neuesten Szenarien för die Energieversorgung der
Schweiz und ihrer Auswirkungen"
Dieser Vortrag war ein Teil der Vorbereitung einer ausführlichen Publika-
tion Ober eine vergleichende Studie der in Jüngster Zeit erschienenen Ener-
gieszenarien für die Schweiz. Das Ziel war, unter andere» aus den Reaktio-
nen des Publikums zu lernen, welche Aspekte am meisten Interesse erwecken,
resp. wo Lücken und/oder Verstandniaschwlerigkeiten besondere Sorgfalt in
der Redaktion des Berichtes erfordern.
Der Vortrag stiess auf grosses Interesse (ca. 100 Zuhörer) und es wurde
vielfach der Wunsch geäussert, die gezeigten Bilder mochten zuganglich ge-
macht werden. Der vorliegende Bericht enthält nun diese Figuren, ergänzt
•it Kommentaren und stichwortartigen Bemerkungen. Man erwarte deshalb
keinen fortlaufenden Text sondern eine zusammenfassende Darstellung, welche
als Vorläufer der umfassenden Studie deren Glanzlichter präsentiert.
Die Struktur dieses Berichtes ist aus dem Inhaltsverzeichnis ersichtlich.
Für den eiligen Leser sei speziell auf das letzte Kapitel: "Zusammenfas-
sung und Schlussfolgerungen" hingewiesen, welches die Ergebnisse der Studie
"ir. nuce" enthält.
Dr. P. Kesselring
Leiter der Abteilung für Prospektiv-
studlen des EIRInhaltsverzeichnis 1. Einleitung E1 Was ist ein Szenarium? E2 Welche Szenarien betrachten wir? 2. Präsentation der Perspektiven P1 Der Endenergieverbrauch und seine Entwicklung P2 Oelverbrauch und Stromverbrauch P3 Perspektiven auf einen Blick P*4 Der Verbrauch von Erdölprodukten P5 Perspektiven auf einen Blick (ohne Verkehr) 3. Analyse der Szenarien 51 Die Veränderung der Erdölnachfrage in den Haushalten 52 Wie soll der Verbrauch an Erdölprodukten beeinflusst werden? 53 Die Beheizungsstruktur der Haushalte S1 Annahmen über den Bedarf an Raumwarme und Heizenergie 55 Wo soll Strom gespart werden? 56 Stromangebot und -nachfrage im Winter 51 Deckung des Strombedarfs ohne Kernkraftwerke S8 Was bedeutet, eine Stromproduktion von 10 PJ mit Solarzellenanlagen? H. Bemerkungen zur Wirtschaftlichkeit W1 Energiepreise W2 Stromgestehungskosten W3 Kostenvergleich für Haushalte ui) Vergleich der Gesamtkcsten 5. Bemerkungen zur Umweltbelastung U1 Spezifische Emissionen für Wärmepumpen und Blockheizkraftwerke U2 Gesamt-Emissionen für das Jahr 2020 U3 Strahlenbelastung für Personen und Pflanzen in der Schweiz 6, Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Z1 Perspektiven auf einen Blick Z2 Fragen zum Szenarium WWF SPAR Z3 Wie soll der Oelverbrauch gesenkt werden? JA Stromangebot und -nachfrage im Winter Z5 Wie soll das Manko 1 gefüllt werden? Z6 Wie soll das Manko 2 gedeckt werden? Z7 Wirtschaftlichkeit (Haushalte) Z8 Wirtschaftlichkeit (Gesamtkosten) Z9 Schlussfolgerungen 1 Z10 Schlussfolgerungen 2 Zu jedem Punkt gehör', eine Figur, die im Vortrag als Folie gezeigt wurde, sowie eine Seite mit Kommentar.
WAS IST EIN SZENARIUM ?
Ein Szenarium umf asst
• eine mögliche Entwicklung der Energienachfrage
• eine mögliche Rollenverteilung unter den Energie-
trägern zur Deckung der Nachfrage (Modal Spit)
• ein Bündel energiepolitischer Massnahmen sowie
die sich daraus ergebenden rechtlichen, volkswirt-
schaftlichen, finanziellen, ökologischen,
sicherheitspolitischen, gesellschaftlichen und
ordnungspolitischen Konsequenzen.
• Annahmen über Stand und zukünftige Entwicklung
der verschiedenen Technologien
Szenarien sind keine Prognosen, sie
dienen zur Absteckung des energie-
politischen Handlungsspielraums.E 1 Was is- ein Szenarlua? Der Begriff des Szenariums ist von der Eidgenössischen Kommission für die Gesamtenergiekonzeption (GEJC) in die Energiediskussion der Schweiz einge- führt worden. Seither ist eine grosse Zahl von Szenarien erarbeitet wor- den, und sie gehören zu den wichtigen Hilfsmitteln bei der Beurteilung der zukünftigen Energieversorgung unseres Landes. Diese Szenarien sind nicht als Prognosen der Zukunft zu betrachten, sondern als Beschreibung möglicher Entwicklungen unter genau definierten Annahmen und Zielvorstellungen. Sie dienen vor allen auch dazu, die möglichen Auswirkungen von verschiedenen denkbaren energiepolitischen Massnahmen und Optionen zu untersuchen. Die hier gegebene Definition eines Szenariums stammt in den ersten drei Punkten von der GEK. Wir haben sie um einen Punkt erweitert, weil die Ab- schätzung der technologischen Entwicklungsmoglichkeiten gerade in den neue- sten Szenarien eine sehr wichtige Rolle spielt. Gemäss der hier gegebenen Definition müsste die Beschreibung eines Szena- riums immer alle aufgeführten Aspekte umfassen. Diese Vollständigkeit kön- nen wir nicht anstreben. Wir greifen deshalb vor allem einige Fragen her- aus, die sich auf die Perspektiven für den Verbrauch an Erdölprodukten und Elektrizität sowie die damit zusammenhangenden Massnahmen beziehen. Quelle: 1
WELCHE SZENARIEN
VERGLEICHEN WIR ?
CUEPE (Universität Genf) 1985-2000
Annahmen über die Entwicklung von
Wirtschaft und Energiepreisen
• Hoch hohes Wirtschaftswachstum
• Tief tiefes Wirtschaftswachstum
• Krise Verdoppelung des Rohoelpreises 1990
Annahmen über Energiepolitik
• UB Unbeeinflusste Entwicklung
• KP Kantonale Politik
• El Massnahmen gemäss Energie-Initiative
• AI Massnahmen gemäss Atom-Initiative
ORL (ETH Zürich) 1990-2010
Annahmen über Energiepolitik
• 1 freie Entwicklung
• 2 zentrale Wärme-Kraft-Kopplung
• 3 dezentrale Wärmeversorgung
WWF Schweiz (Infras Zürich) 2000, 2020
Annahmen über Energiepolitik
• BASIS Trendentwicklung
• SPAR Annahme der Initiativen
• KERN Verstärkter Ausbau der KKWE 2
Welche Szenarien vergleichen wir?
Unter der grossen Zahl der bisher veröffentlichten Szenarien greifen wir
für unsere Diskussion einige der neuesten heraus. Sie sind alle in den
letzten Monaten publiziert worden. Wir geNen an dieser Stelle eine Kurz-
charakterisierung und verweisen auf die Originalliteratur für eine voll-
standige Beschreibung der entsprechenden Ausgangsannahmen und Zielsetzun-
gen.
1 . CUEPE (Universität Genf)
Ziel: Bestimmung des Einflusses von wirt3chaftlichen und energiepolitisehen
Annahmen auf die Energieperspektiven
Hoch: Vollbeschaftigungswachstum und real konstante Energiepreise
Tief: Vermindertes Wachstum und steigende Energiepreise
Krise: Sprungartige Verdoppelung des Rohölpreises im Jahre 1990
ÜB: Fortschreibung der bisherigen Entwicklung (I960 - 1982)
KP: Nutzung der bestehenden rechtlichen Möglichkeiten
EI/AI: Dekretierung von Massnahmen im Sinne der beiden im September
1981* zur Abstimmung gelangenden Initiativen
2 . ORL (Institut für Orts-, Regional- und Landesplanung der ETH Zürich)
Ziel : Absteckung des Handlungsspielraums im Hinblick auf die Konsequenzen
für die Raumplanung. Vergleich der freien Entwicklung mit zwei ex-
tremen Möglichkeiten der Heizenergieversorgung.
1. Freie Entwicklung gemäss Annahmen der Autoren (ORL)
2: Vorwiegend Fernwarme aus Kernkraftheizwerken und Elektroheizung
3: Schwergewicht auf Geothermie, BHKW, Kohle, Gas, Holz und er-
neuerbaren Energieträgern
3 . WWF (Büro Infras, Zürich)
Ziel: Auslotung der Möglichkeiten und Rahmenhedingungen für die politische
Einflussnahme.
BASIS: Freie Entwicklung gemäss Annahmen der Autoren (Büro Infras).
SPAR: Diese Entwicklung wird von den Autoren der WWF-Studie und von
den Initianten der beiden Initiativen befürwortet.
KER',: Dieses Szenarium heisst in der Original version ATOM. Wir nennen
es KERN, um es von den Szenarien AI zu unterscheiden.
Quellen: 2-5DER ENDENERGIE-VERBRAUCH
UND SEINE ENTWICKLUNG IN
DEN SZENARIEN
E(PJ)
1000
BASIS,
KERN
500 tSPAR
1960 1980 2000 2020
tatsächlicher Verlauf
Uni Genf: ohne Eingriff
Uni Genf: m jf Eingriff gem. Energieiniative
E22 ORL : freie Entwicklung
WWF : Variante BASIS/KERN
WWF : Variante SPARp 1
Der Endenergieverbrauch und seine Entwicklung in den Szenarien
In diesem Bild ist ein erster Ueberblick üt sr die Perspektiven für die üe-
samtnachfrage nach Endenergie in einigen der Szenarien gezeigt
Der tatsächliche Verlauf der Nachfrage ist für 1960 - 198S wiedergegeben.
Klar ist dabei zu erkennen , wie die Nachfrage nach einer Periode des unge-
brochenen Wachstums seit zehn Jahren ungefähr konstant verlaufen ist
Von den Perspektiven der Universität Genf sind hier die Varianten der unbe-
einflussten Entwicklung (ÜB) und derjenigen mit Eingriffen gemäss Ener-
gie-Initiative (EI) gezeigt. Dabei entsprechen die oberen (unteren) Be-
grenzungen der eingezeichneten B3nder Jeweils den beiden Fallen "Hoch"
("Tief") des Wirtschaftswachstums. Für das Szenarium ORL 1 ist der von den
Autoren angegebene Streubereich gezeigt. Mit diesen Resultaten ist die dem
Szenarloro WWF BASIS entsprechende Entwicklung bis zum Jahr 2020 sowie der
Wert für 020 des Szenariums WWF SPAR verglichen. (WWF KERN geht von der
gleichen hndenergienachfrage aus wie BASIS).
Bei der Diskussion der in diesem Bild gezeigten Resultate ergehen sich vor
allem drei wichtige Fragen:
- Die Perspektiven für die Szenarien ÜB, ORL 1 und BASIS entsprechen alle
einer eingriffslosen Entwicklung. Dennoch finden wir darin Resultate von
einer Stabilisierung auf dem heutigen Niveau bis zu einer Zunahme Im Jah-
re 2000 um 60 % gegenüber heute. Wodurch kommen diese grossen Unter-
schiede zustande?
- Wie und durch welche Massnahmen kann der Verlauf der Nachfrage
beeinflusst werden (z.B. EI vermindert um 17 - 18 % gegenüber ÜB im
Jahr 2000, WWF SPAR um 26 % vermindert gegenüber BASIS für 2020)?
- Wie verteilt sich die Zunahme bzw. die Abnahme der Nachfrage nach End-
energie auf die verschiedenen Energieträger?
Quellen: 2 - 6OELVERBRAUCH UND STROMVERBRAUCH
800
600-
400
BASIS
f KERN
» SPAR
200-
Strom
KERN
200
BASIS
"SPAR
100
1960 1980 2000 2020
Varianten ohne Eingriff: Uni Genf UB,0RL1, WWF BASIS
Varianten mit Eingriff Uni benf EI,AI,WWF KERN,SPARP 2
Oelverbrauch und Stromverbrauch
Unter den verschiedenen Energieträgern greifen wir hier die zwei wichtig-
sten heraus und zeigen die Perspektiven für die Nachfrage nach Erdölproduk-
ten und nach Elektrizität in verschiedenen Szenarien im Vergleich mit dem
tatsächlich«-n Verlauf.
Beim Oelverbrauch sind wieder die Varianten der unbeeinflussten Entwicklung
(ÜB) und derjenigen mit Eingriffen gemäss Energie-Initiative (EI) der Uni-
versität Genf gezeigt und die oberen (unteren) Grenzen der Bander entspre-
chen dem Wirtschaftswachstum "Hoch" ("Tief"). Die Bar.isentwicklung des WWF
verläuft innerhalb des Unsichtrheitsbereichs der Variante ORL 1. Für da3
Jahr 2020 ist gezeigt, wie die Nachfrage in den Szenarien KERN und SPAR des
WWF vermindert werden soll. Wie bei der Endenergienachfrage ist auch hier
zu untersuchen, warum die Perspektiven für die eingriffslosen Entwicklungen
(ÜB, ORL 1 und BASIS) zu so unterschiedlichen Resultaten («400 - 800 PJ im
Jahre 2000) führen und wie sie durch Massnahmen beeinflusst werden können
(EI. KERN, SPAR).
Beim Stromverbrauch sind zusatzlich auch noch die Perspektiven dargestellt,
die sich au3 einer Annahme der Atom-Initiative ergeben könnten. Gegenüber
dein Bild beim Oelverbrauch sind hier vor allem zwei wesentliche Unterschie-
de festzuhalten. Im tatsachlichen Verlauf ist keir. Trendbruch im Jahre
1973 zu erkennen, sondern eine lineare Zuwachsrate, die im Szenarium ÜB
fortgesetzt wird. Der Einfluss der über das Wirtschaftswachstum ("Hoch"
oder "Tief") getroffenen Annahmen wirkt sich auf die Perspektiven sehr viel
weniger aus als beim Oelverbrauch. Er belauft sich im Jahr 2000 auf 3-5 PJ
und ist in der Figur kaum erkennbar. Die Nachfrage im Basisszenarium des
WWF liegt wieder innerhalb des Streubereich3 der Variante ORL 1 und ent-
spricht einem gegenüber der unbeeinflussten "Genfer Entwicklung verlang-
samten Wachstum. In den Szenarien ET und AI zeichnet sich eine Stabilisie-
rung des Stromverbrauchs ab auf einem Niveau, welches von der Starke der
Annahmen über einschränkende Massnahmen und deren Durchsetzbarkeit abhangt.
Die Nachfrage im Szenarium WWF SPAR liegt mit 135 PJ ziemlich genau beim
heutigen Wert (1983: 137 PJ). Da auch in diesem Szenarium eine Annahme
der Atom-Initiative unterstellt wird, 13s3t sich aus diesem Bild durch Kom-
bination der Kurven AI mit dem Punkt SPAR ersehen, wie oie Nachfrage nach
Elektrizität in diesem Falle verlaufen könnte.
Quellen: 2 - 6PERSPEKTIVEN AUF EINEN BLICK
EE|(PJ)
Verlauf 1960-1983
Uni Genf
200 0RL- ETHZ
WWF
• Werte für 2000
O '• •• 2010
150 X •• •• 2020
100
E
o..< PJ >
100 300 500 700 900P 3
Perspektiven auf einen Blick
Zwei der uichtigen Kennzeichen für Jedes Energieszenarium sind die Perspek-
tiven für aie Nachfrage nach Erdölprodukten und nach Elektrizität. In die-
ser Figur werden die entsprechenden Resultate für eine repräsentative Aus-
wahl von Szenarien zusammengestellt. Der tatsachliche Verlauf der Nachfra-
ge (auf Stufe Endenergie) ist für die Perlode 1960 - 1983 gezeigt. Klar
ist darin erkennbar, wie auf eine Periode gleichmassigen Wachstums der bei-
den Anteile (1960 - 1973) in den letzten zehn Jahren eine Periode gefolgt
ist, in welcher bei nahezu konstanter Summe der Erdölverbrauch gesunken und
der Stromverbrauch weiter angestiegen ist.
Bevor wir auf die in diesem Bild gezeigten Resultate eingehen, weisen wir
noch eiimal ausdrücklich daraufhin, dass die verschiedenen Perspektiven für
verschiedene Zelthorizonte und mit verschiedener! Voraussetzungen ausgear-
beitet worden sind. Entsprechend unterscheiden sie sich auch in der ver-
wendeten Methodik. Dies muss bei Jedem Vergleich berücksichtigt werden.
Insbesondere dürfen Energieperspekti ven für das Jahr 2000 nicht ohne weite-
res mit solchen für 2020 verglichen werden, weil sich die Energiesituation
innerhalb von 20 Jahren stark andern kann. Dies haben gerade die letzten
Jahrzehnte gezeigt. Im weiteren halten wir ausdrücklich fest, dass alle in
dieser Figur angegebenen Resultate der entsprechenden Original-Literatur
entnommen sind.
Die Perspexuiven der Universität Genf (CUEPE) sind -im Teil mit ökonometri-
schen, zum Teil mit einer Kombination von ökonometrischen und technologi-
schen Modellen ermittelt worden. In diesem Bild ist der Verlauf bis zum
Jahr 2000 für Je zwei Falle der unbeeinflussten Entwicklung (ÜB) sowie der
Entwicklung mit Eingriffen im Sinne der Energie-Initiative (EI) bzw. der
Atom-Initiative (AI) gezeigt. Alle Resultate für da3 Jahr 2000 liegen in-
nerhalb des grossen Kreises. Innerhalb desselben Kreise» liegen auch alle
anderen (hier nicht gezeigten) Resultate der Genfer Szenarien für das
Jahr 2000. Eine Extrapolation dieser Resultate über die Jahrhundertwende
hinaus, d.h. eine Verlängerung der gezeichneten Kurven, ist nicht
zulässig, weil die ökonometrischen Modelle nicht für einen längeren Zeit-
raum als 15 - 20 Jahre angewendet Verden dürfen. In ihrem Bericht zur
Energie-Initiative ergänzt die Eldgenöss.sehe Energlekommi3slon die von der
Universität Genf berechneten Perspektiven und bezieht zusätzlich die mo-
dellmassig nicht erfassbaren Energieformen und Substitutionsvorgange mit
ein. Dadurch vermindert sich der Erdölverbrauch um 5 bis 10 % und der
Stromverbrauch nimmt leicht ( 1 - 3 PJ) zu.
(Fortsetzung siehe nächste Seite)Die Perspektiven des ORL-Instituts und des WWF sind bis zum Jahr 2010 bzw. 2020 bestirnt worden unter verschiedenen Annahmen über die technische Ent- wicklung einerseits und die energiepolitischen Massnahnen andererseits. Auch hier haben wir die Werte für das Jahr 2000 mit einem Kreis eingerahmt. Diese Resultate liegen viel naher beieinander, weil in den ORL-Szenarien keinerlei Annahmen Ober Energiepreise und Wirtschaftswachstum getroffen werden und weil bei den WWF-Szenarien nur für die Basisentwicklung das Re- sultat für das Jahr 2000 gegeben ist. Wenn diese Einschränkung auch bei den Genfer Perspektiven verwendet worden ware, so w8re auch dort der Streu- bereich der Resultate und damit der Kreis in diesem Bild viel kleiner aus- gefallen. Die für die WWF-Szenarien angenommene Wirtschafts- und Preisent- wicklung liegt zwischen den beiden Fallen "Hoch" und "Tief"
En(PJ)
200
150
100
:
Fossl (PJ)
100 500 1000
Ergänzung zur Figur P3
In der Figur P3 haben wir in einer synoptischen Darstellung
Stromverbrauch und Oelverbraticn gezeigt, weil wir uns in diesem
Bericht vor allem mit den Perspektiven für diese beiden Energie-
trager befassen. Aus dem Bild ist der kombinierte Effekt von Sub-
stitution und Einsparung des Erdöls klar zu erkennen.
In der obigen Zusatzfigur zeigen wir in schematischer Weise, wie
sich die Figur P3 ändert, wenn statt des Erdölverbrauchs der
Verbrauch aller fossilen EnergieträgerDER VERBRAUCH VON ERDOEL-
PRODUKTEN UND SEINE
ENTWICKLUNG IN DEN SZENARIEN
E(PJ)
1960 1980 2000 2020
Varianten ohne Eingriff: Uni Genf UB.ORLI.WWF BASIS
Varianten mit Eingriff: Uni Genf E I , WWF SPARP 4
Der Verbrauch von Erdölprodukten und seine Entwicklung in den Szenarien
Wir teilen die Nachfrage nach Erdölprodukten auf in Verkehr (Benzin, Die-
sel, Flugpetrol) und alle übrigen Erdölprodukte Die Bedeutung der in der
Zeichnung verwendeten Symbole ist die gleiche wie bei Figur P?. Wir sehen,
dass sich der dort gefundene grosse Unt "schied zwischen den verschiedenen
eingriffslosen Szenarien für das Jahr 2000 (bis zu 100 PJ) ungefähr gleich-
nassig auf den Verkehr und auf die Heizöle aufteilt. Da aber die Gründe
für diese Abweichungen in den beiden Fallen ganz verschieden sind, stellen
wir 3ie hier separat dar.
1. Verkehr
Die Figur zeigt:
mehr od~r weniger ausgeprägtes Wachstum für alle Genfer Perspekti-
ven (z.B. Verdoppelung bis 2000 für ÜB "Hoch"),
- Anzeichen einer Sättigung für die Perspektiven von 0RL und WWF
BASIS,
- Eine Reduktion im Fall WWF SPAR (in diesem Szenarium wird zwar
mehr Auto gefahren als heute, aber eine 3tarke Abnahme des spezi-
fischen Benzinverbrauchs wird angenommen).
Wir stellen überdies fest, dass
der starke Zuwachs nur zu einem kleinen Teil durch die unter-
schiedlichen Prei3annahmen bedingt ist,
alle anderen uns bekannten Verkehrsprognosen (GVK-CH, ETH, BP, In-
fras, Prognos) ebenfalls auf bevorstehende Sättigung auf dem heu-
tigen Niveau oder leicht darüber oder auf einen Rückgang hindeu-
ten .
Wir schliessen daraus, dass der Grurd für diese Diskrepanz nicht in den
Genfer Annahmen über Wirtschaftswachstum oder Benzlnprei3e liegt, sondern
dass hier die Grundannahme des mathematischen Modells in Frage gestellt
werden muss.
2. Heizölperspektiven
Auch hier (oberes Bild) erkennen wir die grossen Unterschiede zwischen den
verschiedenen Perspektiven für das Jahr 2000. Sie müssen allerdings in
differenzierterer Welse beurteilt werden. Anhand der Figuren S1 und S2
werden wir feststellen, dass diese Unterschiede zurückzuführen sind auf dJe
von den verschiedenen Autoren vorausgesetzten Annahmen über
- Substitution (von Heizöl durch Gas, Kohle, Holz, etc),
- Verbesserung der GebaudehUllen und Heizanlagen.
Bei ORL und WWF wird auch in den eingriffslosen Szenarien eine "automa-
tische" Entwicklung in diesen beiden Richtungen unterstellt. Die Resultate
der Genfer Szenarien für die unbeeinflusste Entwicklung (ÜB) sollten des-
halb erst mit den übrigen in dieser Figur verglichen werden, wenn auch bei
ihnen diese beiden Tendenzen miteinbezogen werden (z.B. in den Szenarien
"Nutzung der bestehenden rechtlichen Möglichkeiten" und in der Ergänzung
durch die Methode MARKAL-EIR). Mit diesem Vorbehalt lassen wir die Resul-
tate ÜB als Referenzlinien in dieser Figur stehen.
Quellen; 2 - 5PERSPEKTIVEN AUF EINEN BUCK
(ohne Verkehrs-Anteil)
EE1(PJ)
200
150
100
E
0e,™
100 200 300 400 500
Verlauf 1960-1983 D Werte für 2 0 0 0
Szen. Uni Genf O •• •• 2010
Szen. ORL- ETH Z * •• »• 2020
Szen. WWFP 5
Perspektiven auf einen Blick (ohne Verkehr)
Diese Darstellung entspricht derjenigen in Figur P3, uobei hier die Anteile
des Verkehrs abgezogen sind. Wir zeigen dieses Bild aus drei Gründen:
In Figur PI haben wir gezeigt, dass die Perspektiven der Genfer
Szenarien im Verkehrs-Sektor in Frage zu stellen sind.
Beim Verkehr spielt die Substitution von Erdölprodukten durch an-
dere Energieträger (vorläufig und in absehbarer Zukunft) eine sehr
kleine Rolle. Ein Zusammenhang zwischen Oelverbrauch und Strom-
verbrauch sollte also, wenn überhaupt, höchstens in diesem Bild
diskutiert werden (und nicht in Figur P3).
- Massnahmen im Verkehrssektor werden oft unabhängig von der Ener-
giepolitik beschlossen.
Im Vergleich zu der Darstellung der Gesamtperspektiven (P3) stellen wir
hier die folgenden Unterschiede fest:
- Der Trendunter3chied zwischen den Genfer und den anderen Perspek-
tiven ist sehr viel kleiner, wenn der Verkehr abgezogen wird. Der
verbleibende Unterschied ist vor allem darauf zurückzuführen, dass
in den Genfer Szenarien keine Annahmen über die Diversifikation
(siehe Bemerkung zu Figur P>») enthalten sind.
Die Perspektive für den Erdölverbrauch im Szenarium SPAR liegt in
der gleichen Gegend wie die beiden anderen Perspektiven für das
Jahr 2020. Wenn im Szenarium SPAR insgesamt ein markanter Rück-
gang des Verbrauchs an Erdölprodukten errechnet wird (siehe
Bild P3) so folgt aus dieser Feststellung, dass der Löwenanteil
dieser Einsparung im Verkehrssektor erreicht wird.
Im übrigen wird hier auf die Diskussion im Kommentar zu Figur P3 verwiesen
und alle dort formulierten Vorbehalte gelten auch für dieses BiJd.
Quellen: 2 - 6DIE VERÄNDERUNG DER ERDOEL-
NACHFRAGE IN DEN HAUSHALTEN
UND IHRE URSACHEN IN VER-
SCHIEDENEN SZENARIEN
Uni WWF
WWF BASIS
Genf SPAR
2000 2000 2020 2020
Wachstum und
Komfortver- + (7-34)% +22% +36% +33%
mehrung
Einsparung
durch Wärme- -14% -22% -32%
dämmung
Substitution
durch andere -32% -55% -65%
Energieträger
Verbesserung
der -20% -29% -32%
Technologien
Gesamte
Veränderung + (7-34)% -43% -66% -78%
1
Beispiel WWF SPAR 2020 : 1.33 x .68 x .35 x .68 = .22
d.h. -78%S 1
Die Veränderung der Krdolnachfrage in den Haushalten und ihre Ursachen in
verschiedenen Szenarien
Am Beispiel der Haushalte 2eigen wir, auf welche Ursachen die Zunahme bzu
Abnanae (gegenüber i960) der Nachfrage nach Heizöl zurückzuführen sind.
1 . Universität Genf (unbeeinflusste Entwicklung)
Es werden keine Annahmen über Wärmedämmung, Diversifikation oder
Verbesserung der Umwandlungstechnclogien gemacht.
Die gesamte Zuwachsrate ist dem Faktor Wachstum und Komfortvermeh-
rung zuzuschreiben.
Die beiden Grenzen beziehen sich auf die Annahmen "Hoch" (34 t)
und "Tief" (7 t) über die Wirtschaftsentuicklung.
2. Szenarien des WWF
Die hier gegebenen Zahlen sind ermittelt worden auf Grund der in der
WWF-Studie gegebenen Annahmen über
Zunahme von Brutto-Geschossflache und Warmwasserbedarf ( »Wachs-
tum und Komfortvermehrung).
Abnahme der Nettoenergiekennzahl ( »Einsparung durch Wärmedäm-
mung) .
Beheizungsstruktur und Versorgungsstruktur der Warmwasserbereitung
( »Diversifikation)
Jahresnut^ungsgrade ( »Verbesserung der Technologien)
Die gesamte Veränderung ergibt sich für jedes Szenarium durch sukzessive
Multiplikation der Faktoren wie im angegebenen Beispiel.
3. Vergleich der Resultate
- Ähnliche Grgssenordnung für "Wachstum und Komfortvermehrung;" in
allen Szenarien . Einsparungen werden nicht erzielt durch ver-
schiedene Beurteilung dieses Faktors.
- Wachstum und Wärmedämmung zusammen führen zu Veränderungen von we-
nigen (+5 bis -10) Prozenten gegenüber 1980.
- Die entscheidende Reduktion des Heizölverbrauchs in den Szenarien
des WWF wird erreicht durch die Diversifikation (d.h. die Erset-
zung des Oels durch Gas, Kohle und Holz).
Insgesamt werden in den Szenarien des WWF M3, 66, bzw. 78 % gegen-
über 1950 gespart.
Quellen: 2, 5, 17WIE WIRD DER VERBRAUCH VON ERDOEL-
PRODUKTEN (OHNE VERKEHR) IM JAHR 2000
IN DEN SZENARIEN BEEINFLUSST ?
20% 40% 60% 80% 100%
.'.'.!.».».»l »:i:i!4w
I;I?II-HI
------------
unbeeinflusste Entwicklung
Kantonalpolitik
Atominitiative Uni Genf
. i. i. u .. i.
Energieinitiative
Kantonalpolitik
inkl. Diversifikation
Atominitiative
(MARKAL)
Energieinitiative
SIA - Empfehlung, Mindestanforderung
WWF BASIS
20% 40%S 2
Wie wird der Verbrauch von Erdölprodukten (ohne Verkehr) im Jahr 2000 in
den Szenarien beeinflusst?
Tn dieser Figur ist gezeigt, wie sich die in den verschiedenen Szenarien
unterstellten Annahmen auf die Nachfrage nach Erdölprodukten auswirken. Um
möglichst viele Szenarien zu erfassen, beziehen wir die Resultate immer auf
die Jeweilige unbeeinflusste Entwicklung. Ein Mass für die denkbare Erset-
zung des Erdöls durch andere Energieträger ist für die Genfer Szenarien
durch eine Kostenoptimierung des gesamten Energieversorgungssystems mit
Hilfe der Methode MARKAL am EIR ermittelt worden.
Definition der unbeeinflussten Entwicklung (100 %:)
Für Genfer Szenarien ökonometrisch bestimmte Nachfrage (ÜB) für
die Falle "Hoch", "Tief" und "Krise".
Für das Szenarium BASIS des WWF hypothetische durch Wachstum und
KomfortVermehrung (Zunahme von Bruttogeschossflache und Warmwas-
serbedarf in Haushalten und Dienstleistungsbetrieben sowie r?er
Wertschöpfung für die Industrie) allein veränderte Nachfrage.
Resultate:
Die Varianten Kantonalpolitjk und Atominitiative des CUEPE führen
zu einer Einsparung von 10 %, die Variante Energieinitiative zu
20 i .
Durch die Diversifikation werden meist grössere Einsparungen zu-
satzlich erzielt, wenn sie kostenoptimal durchgeführt wird. Da
dieses Ausmass von den zugrundegelegten wirtschaftlichen Annahmen
abhangt, ist der Streubereich als schraffierte Flache gezeichnet
(rechter Rand "Hoch", linker Rand "Krise").
- Für das Szenarium BASIS des WWF führt die Wärmedämmung der Gebäude
gemäss Mindestanforderung SIA zu einer Einsparung von 10 % wie bei
CUEPE.
Die im Szenarium BASIS unterstellten Annahmen über Diversifi-
kation und Verbesserung der Technologien führen zu einer wesent-
lich grösseren Einsparung (zusammen mit Wärmedämmung beinahe
50 %) .
Aus dem Vergleich dieser Resultate wird klar, dass die (eingriffslose)
Trendentwicklung in den WWF-Szenarien zu denselben Einsparungen führt, wie
wenn für die Genfer Szenarien erstens ein Massnahmen-Paket gemäss Energie-
initiative unterstellt wird und zweitens angenommen wird, dass jeder ein-
zelne Verbraucher seine Oelheizung auf andere Systeme umstellt, sobald dies
kostenoptimal wird. Gemäss Annahmen der Universität Genf könnte also ein
Szenarium WWF BASIS nur mit Eingriffen verwirklicht werden.
Quellen: ?, 3, 5, 8, 17DIE BEHEIZUNGSSTRUKTUR DER
HAUSHALTE
Uantellmässige Verteilung der gesamten
Wohnfläche auf die Energieträger)
100% -ES22S l'4'AVvlll
5
&
^u*x;
50% - m*t—mmmm
»••••»•••••»»«••a
IP
Kl
_
i.tli.'.'.f.'JiU'll
E
0% il
l*U^ilfe*U M ^ U ^
BASIS SPAR KERN
1980 ^ >
WWF 2020
Strom E 3 Oel
m Gas CMl Fernwärme
iHiiiiii Kohle KKW
i n Hotz MÜH
Wichtige Beispiele : Anteile nach Poten-
WWF SPAR tial
Erdgas 38% 40%
Fernheizung 18% 30%
Erdgas und/oder Fernheizung 51 % 40%
Wärmepumpen-Systeme 19%S 3
r
ie Beheizungsstruktur der Haushalte
In den Figuren S1 und S2 haben wir gesehen, dass die Reduktion des Erdöl-
verbrauchs in den Szenarien des WUF in erster Linie durch eine Verwendung
anderer Energieträger für ale Paumheizung (abgesehen vom Verkehrssektor)
zustande kommt. Hier zeigen wir, wie diese in den drei Szenarien für das
Jahr 2020 konkret aussieht.
Annahmen fü- das Szenarium BASTS:
Vor allem fällt die starke Zunahme der Gas- und der Elektro-
heizung auf. Zusammen mit der Fernwarme aus Kernkraftwerken wer-
den diese beiden Energieträger für mehr als die Hälfte aller Woh-
nungen eingesetzt.
Annahmen für das Szenarium KERN:
- Die Anteile von Elektroheizung und Fernwarme aus KKW werden 30
stark erweitert, dass sie allein für die Mehrheit aller Wohnungen
verwendet werden sollen.
Annahmen für das Szenarium SPAR:
Die Elektroheizung spielt eine ahnliche Rolle wie heute und es
steht gemäss den Voraussetzungen keine Fernwarme aus KKW zur Ver-
fügung.
Die Hauptlast wird hier von de. Gasheizung übernommen. Ihr Anteil
steigt ?uf 37.5 %.
- Zusammen mit der mit Holz, Kohle, Oel oder MüJl betriebenen
Fernheizung (ohne W? und BHKW) ergibt sich ein kombinierter Anteil
von 51 %•
- Beinahe jede fünfte Wohnung soll durch Wärmepumpen-Systeme beheizt
werden .
Bemerkungen zu diesen Annahmen:
- Der Anteil des Erdgases liegt nahe bei dem von der Gaswirtschaft
angegebenen realistischen Gasversorgungspotential von HO %.
- Das Gas- und das Fernwärmeversorgungspoteitial hangt vor allem von
der Bevölkerungsdichte ab. Damit stehen die beiden Energieträger
in Gebieten hoher Wärmedichte in einem starken Kon-
kurrenzverhältnis und das kombinierte Potential ist von ähnlicher
Grösse (HO %).
- Der für das Szenarium SPAR angenommene kombinierte Anteil von 51 %
dürfte damit nur schwer zu realisieren sein.
Quellen: 5, 9ANNAHMEN ÜBER DEN BEDARF AN
RAUMWÄRME UND HEIZENERGIE
(Energiekennzahlen in MJ/m2)
A Nutzenergie
501
500- 425
M:310
R;260
Ji 676
Endenergie
• •,*#*,•,*,*,*,*,
500— 443
mmm
(345) S~\ M:390
1279,
R:310
—
i980 2000 2020 2020
BASIS BASIS SPAR
Mindestanforderungen (M) und Richtwerte (R)
aus der vorgeschlagenen SIA-Empfehlung
380/1 "Energie im Hochbau"s u Annahmen über den Bedarf an Raumwarme und Heizenergie In dieser Figur sind die wichtigsten Kennzahlen für die Heizenergie aus der WWF-Studie zusammengestellt.. Die für die Szenarien eingesetzten bzw. er- mittelten Werte sind mit dem Ist-Zustand für 1980 sowie mit den Mindestan- forderungen und Richtwerten der demnächst in Kraft tretenden SIA-Empfehlung 380/1 "Energie im Hochbau" verglichen. Dabei stellen die Richtwerte erhöh- te Anforderungen an Bauten mit besonders niedrigem Energieverbrauch dar und sind deshalb scharfer als die Mindestanforaerungen. Im oberen Diagramm ist der Nettoenergiebedarf (hier als Nutzenergie be- zeichnet) für Raumheizung (ohne Warmwasseraufbereitung) dargestellt. Er ergibt sich im wesentlichen aus der Forderung, dass im Basisszenarium ab 1985 die SIA-Mindestanforderungen für Neubauten und im Sparszenarium ab 1990 die Richtwerte für Neubau und Altbau°,anierung im Mittel vollständig durchgesetzt werden. Die hier gegebenen Zahlen sind in der WWF-ftudie vor- gerechnet . Im unteren Diagramm sind die entsprechenden Kennzahlen für die Endenergie gegeben. Sie sind für die verschiedenen Szenarien ermittelt worden, indem der angegebene Energieverbrauch für Raumwarme der Haushalte du~ch die ent- sprechende Geschossflache dividiert wurde. Da? Verhältnis von Nettoenergiebedarf zu Endenergieverbrauch ist der nutzungsgrad. Die gegenüber dem heutigen Wert enorm hohen Zahlen (1980: 74 %, 2020 SPAR: 115 %) sind nur zu einem kleinen Teil durch den Einsatz von Wärmepumpen erklärbar. Nach Ansicht der Autoren der WWF-Studie werden sie vor allem erreicht durch Absenken der Temperatur in einzelnen Räumen. Quellen: 5, 9, 10
WO SOLL BEI EINER ANNAHME DER
ATOM - INITIATIVE STROM GESPART WERDEN ?
Uni Genf 2000 WWF 2 0 2 0
TWhXJahr % rwhdahr %
Stromverbrauch ohne Initiative
unbeeinflusste Entwicklung 53.2
Trend-Entwicklung BASIS 53.1
Einsparungen
Haushalte -5.1 -27 -9.1 -51
Dienstleistungen, Landw.,Gewerbe -5.9 -35 -4.0 -36
Industrie -0.1 -1 -3.1 -15
Verkehr + .6 +14
Gesamte Einsparung -11.1 -21 -15.6 -29
Stromverbrauch mit Initiative 42.1 37.5
Die Jahresproduktion eines Kernkraftwerks (1GW) beträgt 7TWhS 5
Wo soll bei einer Annahme der Atom-Initiative Strom gespart werden?
In dieser Tabelle zeigen wir an zwei Beispielen, wie die mit einer anfäl-
ligen Annahme der Atominitiative verbundenen Massnahmen zu einer Reduktion
des Stromverbrauches führen könnten.
1. Szenarien der Universität Genf
Für das Jahr 2000 zeigen wir die Einsparungen für das Szenarium mit der
Wirtschaftsentwicklung "Hoch". Die anderen Falle führen zu geringfügigen
Differenzen. Unter den Massnahmen stehen hier im Vordergrund:
Die Vorschrift, dass elektrische Wlder31andsheizun gen und
Klimaanlagen nur noch eingebaut werden dürfen, wenn sich ihr Be-
darf nachweisen 13sst.
Vorschriften für zum Teil sehr drastische Verbesserung der
Hau3haltgerate. Zum Beispiel sollen Kühlschranke sechs mal weni-
ger Energie brauchen als heute (dies bedingt zum mindesten 15 cm
dicke Wände und 10 cm dicke Türen).
Als Folge dieser Massnahmen wird eine Einsparung von 21 % des Stromverbrau-
ches ermittelt, die sich im wesentlichen auf die Haushalte und Dienstlei-
stungsbetriebe verteilt.
2. Szenarien des WWF
Wir zeigen einige Massnahmen und deren Konsequenzen für den Stromverbrauch
im Jahre 2020 für das Szenarium SPAR im Vergleich zu BASIS.
Auch hier soll vor allem in den Haushalten und
Dienstleistungsbetrieben gespart werden.
Besonderes Gewicht wird auf die Redaktion des Verbrauchs für
Klimaanlagen der Dien3tleistung3geb3ude gelegt. Es wird angenom-
men , dass dieser Verbrauch gegenüber heute um einen Drittel ab-
nimmt, obwohl auch im Sparszenarium mit einem starken Anstieg von
Bruttogeschossflache und Wertschöpfung im Dienstleistungssektor
gerechnet wird (gleich wie BASIS) .
Bei den Haushaltgeraten wird nicht nur eine technische Verbesse-
rung der Gerate vorausgesetzt, sondern auch eine gegenüber dem Ba-
sisszenarium zum Teil sehr stark reduzierte Verbreitung elektri-
scher Gerate. So wird zum Beispie) angenommen, dass nur die Hälf-
te aller Haushalte über einen Tiefkühler verfügt (gegenüber allen
Haushalten im Basisszenarium und 59 % heute) .
Bei der Industrie entfallt, der Hauptanteil der angenommenen Ein-
sparungen auf den Sektor Metallerzeugung, -Veredlung und -Verar-
beitung, obwohl gerade in diesem Sektor heute eine steigende Ten-
denz des spezifischen Stromverbrauches vorherrscht.
- Der beim Verkehr ausgewiesene Mehrverbrauch an Strom tst auf die
in diesem Szenarium unterstellte Substitution von der Strasse zur
Schiene zurückzuführen.
Quelle: 2, 3, 5, MSTROMANGEBOT UND
-NACHFRAGE IM WINTER
TWh
,.-'-l
r -J^—'T
30
^r^-r 10.7
TWh
sP^
20
I }
9.2
Kemenerc lie TWh
1
10
Wasserkn3ft
1990 2000 2010 2020
Landesbedarf ohne Eingriff ( Uni Genf)
Landesbedarf ohne Eingriff (WWF BASIS)
I Landesbedarf ohne Eingriff (0RL1)
Landesbedarf mit Eingriff
(Energie - Initiative)S 6
Stromangebot und -nachfrage im Winter
Die für die Elektrizitätsversorgung unseres Landes entscheidende Nachfra-
gegrösse ist der Landesbedarf an elektrischer Energie (nicht an installier-
ter Leistung) im Winterhalbjahr. Diese Figur ist als schematische Darstel-
lung aufzufassen, mit welcher die verschiedenen Grössenordnungen verdeut-
licht werden sollen.
Im Szenarium SPAR des WWF wird vorgesehen, dass im .fahre 2020 keine Kern-
energie mehr zur Verfügung steht. E3 wird kein zeitlicher Verlauf für die
Ausserbetriebsetzung der Kernkraftwerke angegeben.
Ein möglicher Verlauf, wie er unter Annahme einer Lebensdauer von 30 Jahren
für KKW zustande kommt, wird in diesem Bild dargestellt. Dabei ist für den
Anteil der Wasserkraft die mittlere Erzeugungsmoglichkeit der bestehenden
Werke eingesetzt und der Landesbedarf schliesst neben Verlusten und Pumpst-
roroaufwand auch die zur Versorgungssicherheit notwendigen Reserven ein
Erst damit können Angebot und Nachfrage miteinander verglichen werden.
Die Figur zeigt:
- Entscheid heute über Verzicht auf Ersetzung der KKW wirkt sich
erst langfristig aus (frühestens nach 2000).
Die Suhstitutionsrate nach 2000 muss sehr hoch sein (Ersatz der
Stromproduktion eines KKW's von 1 GWe ca. alle 5 Jahre)
Im Jahr 2020 müssen 10.7 TWh an Strom gegenüber den Perspektiven
WWF BASIS oder 0RL 1 eingespart sein. Gegenüber einer unbeein-
flussten Entwicklung könnte dieser Betrag sogar ca. 15 TWh sein.
Im Jahr 2020 müssen 9.2 TWh Kernenergie durch andere Energieträger
substituiert sein (siehe Figur S7 oder Z6 für das "Wie").
Im Zusammenhang mit der Atominitiative ist zu beachten, dass
- keine Zahlen für die Lebensdauer im Initiativtext enthalten sind.
- der Bundesrat in seiner Botschaft zur Initiative von eir^r Lebens-
dauer von 40 Jahren ausgeht (Dies bedeutet u.a., dasc die Annahme
"kein Strom aus KKW im Jahre 2020" des Szenariums SPAR mit der An-
sicht des Bundesrates nicht kompatibel ist) .
das Szenarium WWF SPAR von den Initianten als ihr Szenarium akzep-
tiert wird .
Quellen: 3, 4, 5, 11, 17DECKUNG DES STROM-BEDARFS
OHNE KERNKRAFTWERKE
(gemäss WWF Spar)
Die heute in Betrieb stehenden Kernkraft-
werke sollen ersetzt werden durch
" AUSBAU DER WASSERKRAFTWERKE "
" LEICHTE ZUNAHME DER KOHLE"
* VERWENDUNG VON SOLARENERGIE "
WAS BEDEUTET DAS KONKRET ?
Energie Leistung
(PJ Jahr) (MW)
Ausbau der Wasserkraft 8.6 1000
Konv. thermische Kraftwerke
18 8 1480
(mit Kohle, Gas, Oel, Müll) -
Blockheizkraftwerke 15.2 1060
Solarkraftwerke 10.0 1830S 7
Deckung des Strombedarfs ohne Kernkraftwerke
Unter der Vo. aussetzung, dass
das i» Szenariu» SPAR des WWF anvisierte Ziel einer Stabilisierung
der Nachfrage nach Elektrizität auf dem heutigen Niveau erreicht
wird, und dass
im Jahr 2020 keine Kernkraftwerke mehr im Betrieb stehen,
müssen die zur Deckung des Bedarfs im Winterhalblahr fehlenden 9 ? TWh auf
andere Weise produziert werden. Dazu sind in der WWF-Studie konkrete Vor-
schlage gemacht worden, die hier zusaramengefasst werden. Zu diesen Angaben
kann ergänzt werden:
Die hier gegebenen Zahlen und Zitate stammen aus der WWF-Studie
mit Ausnahme der letzten Zeile. Dort wird lediglich postuliert,
dass lahrlich 10 PJ (=2.8 TWh) elektrische Energie in
Sonnenzellen-Anlagen erzeugt werden sollen.
Aus einer neuen Studie des Bundesamtes für Energiewirtschaft (REW)
entnehmen wir, dass diese Zahl realisiert werden kann und dass sie
eine installierte Leistung von 1830 MW(Spitze) vorwiegend in der
Form von Alpenkraftwerken bedingt (siehe Figur S8 für weitere Ein-
zelheiten). Wie realistisch sind die Zeithorizonte in Anbetracht
der heutigen Kostensituation (siehe Figur W?)?
Der für Ausbau der Wasserkraft eingesetzte Retrag entspricht einer
Modernisierung ier bestehenden Kraftwerke und einer Erhöhung der
jahrlichen Energieproduktion um 8 %.
Der Anteil der konventionellen thermischen Kraftwerke entspricht
einer Versechsfachung des heutigen Anteils. Diese Vorstellungen
entsprechen denjenigen des Bundesrates in den Erläuterungen des
EVEÜ an die Kommission des Standerates. Darin ist unter anderem
ein Kohle/Gas-Kraftwerk im Räume Basel inbegriffen.
Die soeben publizierte "Umweltvertraglichkeits-Studie Heizkraft
werk Pratteln" hat unter anderem ergeben, dass einem zentralen
Heizkraftwerk der Vorzug gegeben werden muss und dass auf
dezentrale Losungen 2u verzichten ist.
- Dieselbe Studie hat ergeben, dass nicht ein "Kraftwerk mit Abwar-
menutzung" sondern ein "Heizwerk mit Stromproduktion" vorgesehen
werden soll und dass der Bau der Anlage und dessen Etapplerung we-
niger von der Elektrizitatsnachfrage als vom Aufnahmepotential und
dem Ausbauzustand eine3 regionalen Fernwarmenetze3 abhangt. Auch
im Betrieb mÜ3ste die Produktion nach dem Wärmebedarf und weniger
nach dem Strombedarf ausgerichtet sein. Demgegenüber werden die
im Szenarium SPAR postulierten Kraftwerke nur für die Strom-
produktion verwendet.
- Die zur Diskussion gestellte optimale Variante eines Heizkraftwer-
kes Pratteln führt im Endausbau (2015) zu einer elektrischen Lei-
stung von 200 MWe. Dies sind ledlglich 13-5 % der im Szenarium
SPAR postulierten Leistung für konventionelle thermische Kraftwer-
ke.
Quelle: 5, 12, 13, 15, 17WAS BEDEUTET EINE STROM- PRODUKTION VON 10 PJ MIT SOLARZELLE .ANLAGEN ? - Solarzellen auf allen unter ökonomisch - ökologischen Aspekten geeigneten 20 000 Dachflächen - Solarzellen - Anlagen auf 300 Parkplätzen - 40-150 Solarkraftwerke in den Alpen mit Leistungen zwischen 10-160 MW und einem Rächenbedarf von 50 km 2 - Wann wird der Preis konkurrenzfähig ?
S 8
Was bedeutet eine Stromproduktion von 10 PJ mit Solarzellenanlagen?
Im Szenarlu« SPAR des WWF wird postuliert, dass im Jahre 2020 insgesamt
10 PJ elektrische Energie in Solarzellenanlagen produziert wird, davon je
die HSlfte im Sommer und im Winter. In einer neuen Studie des Bundesamtes
für Energiewirtschaft (BEW) ist unter den folgenden Bedingungen eine Ener-
gieproduktion derselben Grössenordnung (11.7 PJ) berechnet worden:
Heutige Technologie der Solargeneratoren und Systemkomponenten,
- heutige Energiebedarfsverteilung zwischen Sommer- und Winterhalb-
jahr,
Berücksichtigung möglicher Opposition gegen Solarzellenanlagen an
Orten, wo sie als störend empfunden werden könnten.
Unter diesen Bedingungen ist die in dieser Figur gezeigte Aufteilung der
verschiedenen Anlagen ermittelt worden. Da in der BEW-Studle detaillierte
Angaben über die installierbaren Leistungen und die jahrliche Energiepro-
duktion der verschiedenen Kategorien gegeben sind, 13sst sich unter Berück-
sichtigung der Reduktion von 11.7 auf 10.0 PJ die insgesamt notwendige
elektrische Leistung bestimmen. Es ergeben sich
- für die A1penkraftwerke 1530 HW bei einer Energieproduktion von
2369 GWh pro Jahr,
- für die Dachanlagen 300 MW bei einer Energieproduktion von 407 GWh
pro Jahr,
- d.h. total 1830 MW bzw. 2776 GWh (= 10 PJ) pro Jahr.
Aus diesen Resultaten ergibt sich, dass in den Solarzellenanlagen für jedes
Watt installierter Spitzenleistung 1.5 kWh elektrischer Energie im Jahr er-
zeugt werden. Für Kernkraftwerke betragt die entsprechende Zahl 7 kWh.
Die in derselben Studie angegebenen Abschatzungen für die Stroragestehungs-
kosten sind auf der Figur W2 gezeigt.
Quellen: 15, 17ENERGIE - PREISE • Preis-Annahmen in den Szenarien für das Jahr 2000 (angegeben in Prozenten des heutigen Wertes) Szen. CUEPE Hoch Tief Krise Szen. WWF BASIS SPAR KERN Heizoel 93 129 128 100 100 100 Benzin 73 91 84 100 100 100 Erdgas 100 140 146 100 100 100 Elektrizität 131 131 131 109 100 118 Keine Annahmen in den Szenarien des ORL
W 1
Energiepreise
Wir stellen hier in einer knappen Uebersicht die in den verschiedenen Sze-
narien unterstellten Annahmen über die Entwicklung der Energiepreise zusam-
men .
1. CUEPE (Universität Genf)
In dieser Tabelle geben wir nur die Annahmen über die Preise im
Jahr 2000. Elnze-heiten über den zeitlichen Verlauf sind in der
Original-Literatur gegeben.
2. WWF
- Alle Energiepreise ausser den Strompreisen werden als real
konstant angenommen bis zu» Jahr 2020.
Es wird mit einem starken Anstieg •ier Stromerzeugungskosten aus
Kernkraftwerken gerechnet. Dies führt zu den steigenden Strom-
preisen für die Falle BASIS und KERN.
- Für das Szenarium SPAR wird kein Anstieg des Strompreises angenom-
men . Diese Annahme wird in der Figur W2 (Stromgestehungskosten)
zur Diskussion gestellt.
3- ORL
Es werden keine Annahmen über Energiepreise gemacht, da sie von
den Autoren dieser Szenarien als sekundäre Variablen betr«ac;.Let
werden.
Quellen: 2, 4, 5STROMGESTEHUNGSKOSTEN
9 Zusammenhang zwischen den Preisen
für Sonnenzellen und Solar-Elektrizität
Sonnenzellenpreis Stromgestehungskosten
(Fr./W Spitze) (Rp./kWh)
12* 100-200
3 29
0 16
** bester Preis heute
1 Blockheizkraftwerke
Vollastbetriebs- Stromgestehungskosten
stunden
3000 20
4500 15
(Kosten für Reduktion der Schadstoff-
emissionen nicht inbegriffen)
Kernkraftwerke
Stromgestehungskosten
Gösgen 7
Leibstadt 11
(Entsorgungskosten inbegriffen)W 2
Stromgestehungskosten
In den Szenarien des WWF wird angenommen, dass die Strompreise für das Sze-
narium SPAR real konstant bleiben und dass sie für die anderen beiden auf
18 Rp - (BASIS) bzw. 22 Rp. (KERN) pro Kilowattstunde ansteigen. Zum
Vergleich geben wir hier die Stromgestehungskosten für verschiedene Arten
von Kraftwerken an.
1. Solar-Elektrizitat
Der für heute angegebene Preis bezieht sich auf grosse Anlagen in
günstigen Verhältnissen.
Be) einem Sonnenzellenpreis von Fr. 3 - pro Watt (Spitze) betragen
die Stromgestehungskosten 29 Rp. pro kWh. Niemand weiss, wie
schnell die Preise sinken werden.
Selbst wenn die Zellen gratis erhaltlich waren, würde die Energie
noch etwa 16 Rp. pro kWh kosten.
2. Blockheizkraftwerke
In einer neuen Studie des Bundesamtes für Energiewirtschaft ist
unter anderem eine Sensitlvitatsanalvse der Wirtschaftlichkeit von
Blockheizkraftwerken für verschiedene Systeme durchgeführt worden.
Sie hat gezeigt, da3S die Kosten vor allem abhangen von der Anzahl
der Volla3t-Betriebsstunden. Im Bereich zwischen 3000 und U500
Stunden liegen die Stromgestehungskosten zwischen 15 und 20 Rp.
pro kWh.
Ausdrücklich wird in der Studie darauf hingewiesen, dass anfälli-
ge Vorschriften zur Begrenzung der Schadstoff-Emissionen - Je nach
gesetzten Grenzen und Art der Massnahmen zu deren Reduktion - zu
einer merklichen Erhöhung der Investitions- und allenfalls auch
der Unterhaltskosten führen dürfte.
3. Kernkraftwerke
Zum Vergleich geben wir hier die Stromgestehungskosten für die
beiden neuesten Kernkraftwerke der Schweiz an.
In den Szenarien werden Preise (für den Konsumenten) angenommen, ir dieser
Figur geben wir die Selbstkosten (ab Klemme des Kraftwerks).
Quellen: 1U, 15KOSTENVERGLEICH FÜR HAUSHALTE
Der Unterschied der Qesamtkosten zwischen den
Szenarien SPAR und BASIS des WWF und seine
Abhängigkeit von möglichen Fehleinschätzungen
(ohne Verkehr)
Mehrausgaben 4 0
für Energie
pro Jahr und
Haushalt in %
0% 20% 40%
Fehleinschätzung des Wärme-Energieverbrauchs
MI+25 Mehrinvestitionen um 25% unterschätzt
z.B. 75 Fr./m2 statt 60 für Wärme-
dämmung bei Altbauten
Mehr-
Fat-Beispiel: ausgaben
SPAR-BASIS
A alle Annahmen wie WWF -4%
B Strompreis steigt allgemein +2%
C dazu: 30% zu wenig Wärme gespart +12%
D dazu: 25% höhere Mehrin vest it ione +21%W 3
Kostenvergleich für Haushalte
In der WWF-Studie werden einerseits die Energiekosten für alle drei Szena-
rien angegeben, für die Investitionen andererseits und damit für die Ge-
samtkosten werden nicht die absoluten Zahlen, sondern nur die Unterschiede
zwischen den Szenarien angegeben.
Wir führen hier eine Sensitiv!tatsanalvge durch um zu zeigen, wie stark
diese Resultate von den getroffenen Annahntn abhängen. Für die Haushalte
(ohne Verkehr) untersuchen wir hier die Abhängigkeit von den Annahmen über
den Strompreis
den Wärme-Energieverbrauch
die notwendigen MehrInvestitionen
Die Figur zeigt
Wenn alle Annahmen des WWF erfüllt werden, resultieren
Minderausgaben von ^ % im Sparszenarium gegenüber BASIS (Punkt A) .
Wenn für alle Szenarien ein allgemeiner Anstieg des Strompreises
(von 15 auf 18 Rp. pro kWh) angenommen w.rd, so werden aus den
Minderausgaben Mehrausgaben (Punkt B)
Wenn der Wärme-Energieverbrauch und/oder die Mehrinvestitionen im
Szenarium SPAR unterschätzt werden, so steigen diese Mehrausgaben
Wir zeigen hier die Auswirkungen von Fehleinschätzungen (der Mehr-
Investitionen, nicht der Gesamtinvestitionen) bis zu Je 50 t. In
Wirklichkeit könnten sie sehr wohl noch grösser sein und damit zu
noch grösseren jährlichen Mehrausgaben der Haushalte führen.
Für die Auswirkungen von möglichen UnterSchätzungen - die wir als
nicht sehr wahrscheinlich erachten - sowie für die Darstellung der
Unterschiede zwischen den 5zena-ien KERN und BASIS verweisen wir
auf die ausführliche Version unseres Berichtes.
Da3 Beispiel zeigt, wie die Mehrausgaben auf 21 % steigen, wenn
der Strompreis allgemein auf 18 Rp. pro kWh steigt,
im Mittel aller Gebäude eine Heizenergiekennzahl von 363 MJ/m2 er-
reicht wird statt 2J2 wie beim WWF (1000 kg Oel statt 800 für eine
Wohnung mit 120 m2),
- die MehrInvestitionen um die - in Franken - kleine Differenz von
25 % höher sind als angenommen.
Quellen: 5, 17VERGLEICH DER GESAMTKOSTEN
• Mehrkosten (+) oder Minder kosten (-)
SPAR-BASIS (Abhängigkeit von
möglichen Fehleinschätzungen)
Annahmen :
A wie WWF SPAR
B allgemeine Stromverteuerung
C wie B, aber Energieverbrauch
(ohne Strom) im Sparszenarium
um 20% unterschätzt
Kostendifferenz SPAR-BASIS in Mio. Fr.
pro Jahr.
A B c
alle Verbraucher exkl. Verkehr -100 + 950 +1600
Verkehr - 2 3 0 0 - 2 1 5 0 -1250
• Zusätzliche kostentreibende Faktoren
- Unterschätzung des Stromverbrauchs
(Benutzerverhalten, ÄRA etc.)
- Höhere Mehrinvestitionen für Wärme-
dämmung, Technologieverbesserung
und Umweltschutz-Massnahmen
- Aufwand für Forschung und
Entwicklung der vorausgesetzten
Energie-Spar-Technologienwu Vergleich der Gesamtkosten-Differenzen Die Hehrkosten oder Hlnderkosten des Szenariums SPAR gegenüber BASIS werden hier für die Gesamtheit der Energieverbraucher mit einer Sensitivitatsana- lyse untersucht wie im vorhergehenden Bild
SPEZIRSCHE EMISSIONEN FÜR
WÄRMEPUMPEN UND BLOCKHEIZ-
KRAFTWERKE (IN t/pj)
CO NOx HC
Gasmotor-WP* 192 1540 114
Dieselmotor* 60-250 400-1400 50-150
Gasturbine 50-300 200-600 10-70
Gaskessel 70 35 15
Oelkessel 70 40 15
""(Messungen EIR)U 1
Speziflache Eii33iont:n für Wärmepumpen und Blockheizkraftwerke
Die hier gezeigten spezifischen Emissionen von Wärmepumpen und Dieselmoto-
ren sind in einer umfassenden Messkampagne des EIR ermittelt worden. Die
übrigen Werte stammen aus der Literatur.
Die Messergebnisse zeigen, dass die Emissionsfaktoren in den meisten Fallen
sehr viel hoher liegen als bei den konventionellen Heizkesseln.
Besonders gross i3t der Unterschied im Fall der Stickoxide. wo die Gasmo-
tor-Wärmepumpe bis 30 mal mehr emittiert als der Gasheizkessei .
Mögliche Massnahmen:
- Einbau von Katalysatoren
- Rauchgaswasche
- Kondensation der Rauchgase
Die Diskussion dieser und anderer Massnahmen hat in Fachkreisen eingesetzt.
Für das Szenarium WWF SPAR ist es eine absolut notwendige Bedingung, dass
Massnahmen dieser Art in breitem Rahmen angewendet werden. Es wird in die-
sem Szenarium angenommen, dass sich die meisten spezifischen Emissionen
durch Fortschritte der technologischen Entwicklung sehr drastisch reduzie-
ren lassen.
In vielen Fallen wird mit einer möglichen Reduktion um einen Fak-
tor 10 oder 20 gerechnet.
- Für die NOx-Emission von Gasmotoren bei Wärmepumpen ist sogar an-
genommen, dass sich der Emissionsfaktor gegenüber dem heute gemes-
senen Wert von 1540 t/PJ (siehe unsere Tabelle) auf 25 t/PJ , d.h.
um einen Faktor 62 vermindern wird .
Quellen: 5, 11GESAMT - EMISSIONEN FÜR DAS
JAHR 2020 (OHNE VERKEHR)
kt A 4t
60- 60
40- 40
20- S 20
L ^ ^ 1
S0 2 (kt) NOx(kt) CO(kt) Pb(t)
Szenarium WWF BASIS , Emissionsfaktoren BUS
Szenarium WWF SPAR, Emissionsfaktoren BUS
Szenarium und Emissionsfaktoren WWF SPAR
Gründe für unterschiedliche Beurteilung:
• WWF vernachlässigt emissionsintensive
Stromproduktion
- durch Oel- und Kohlekraftwerke
• Emissions-Reduktionspotential durch BUS
vorsichtiger beurteilt als WWF
• WWF Annahmen für 2020, BUS für
2000U 2
Gesamt-Emissionen für das Jahr 2020 (ohne Verkehr)
Im Vergleich sind hier verschiedene Abschätzungen der Schadstoff-Emissionen
für die Szenarien BASIS und SPAR d^s WWF gezeigt Für die dabei verwende-
ten spezifischen Emissionen haben wir folgende Annahmen gemacht bzw. über-
nommen
Emissionsfaktoren BUS
- Die vom Bundesamt für Umweltschutz getroffenen Annahmen für das
Jahr 2000 setzen eine Reduktion des Schwefelgehalts it" Heiz- und
Dieselöl auf 0.15 X in Rechnung.
- Für die in Wärmepumpen und Blockheizkraftwerken auftretenden er-
höhten Eais3lonen haben wir die entprechend höheren Werte gemäss
EIR-Messungen (siehe Figur U1) eingesetzt. Dabei haben wir zu-
satzlich angenommen, dass die Emission von NO^ für diese Systeme
bis ins Jahr 2000 um einen Faktor 10 reduziert werden wird.
Für die Emissionen der stromerzeugenden konventionellen thermi-
schen Kraftwerke und Kehrichtverbrennungsanlagen haben wir die in
der ORL-Studie gegebenen Emissionsfaktoren für Grossanlagen einge-
setzt .
Emissionsfaktoren WWF SPAR
- Die Emissionen aus der Stromerzeugung und Müllverbrennung sind
nicht berücksichtigt.
Es wird eine konsequente Anwendung von Luftreinhaltmassnahmen an-
genommen. Insbesondere sollen im Feuerungsbereich auch für klei-
nere Heizungsanlagen Abgasreinigungsverfahren »»ingesetzt worden.
Der Einbau soll ab 2000 beim Ersatz alter Heizanlagen vorgeschrie-
ben sein.
Die Emission von Blei ist in der WWF-Studie nicht berechnet wor-
den .
Für Einzelheiten verweisen wir auf die Original-Literatur.
Beim Vergleich der Emissionen muss berücksichtigt werden, dass
hier nur die Emissionen ohne Verkehr gezeigt werden,
- es sich um eine Auswahl von Schadstoffen handelt, und andere
Schwermetalle als Blei sowie RajioaktivltMt fehlen,
Emissionen aus chemischen/technischen Prozessen nicht enthalten
sind .
Quellen: J», 5, 7, T»Sie können auch lesen
