Ehrenrettung für die Solarenergie

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NZZamSonntag, 17. April 22

Kann die Photovoltaik wirklich unser Energieproblem lösen? Seit Jahren streiten Experten darüber. Eine neue Studie gibt nun eine überraschende Antwort.

Jürg Meier

Es ist eine der umstrittensten Fragen in der Energiepolitik: Wie viel Strom kann in der Schweiz produziert werden, wenn wir unsere Hausdächer mit Photovoltaik-Anlagen bestücken? Dazu gibt es inzwischen eine Vielzahl von Studien, doch ihre Resultate liegen weit auseinander. 2018 schätzte das Bundesamt für Energie (BfE) das Potenzial auf 50 Terawattstunden. Zum Vergleich: Die Schweiz verbraucht pro Jahr rund 60 Terawattstunden Strom. Doch im gleichen Jahr ermittelte eine Studie der ETH Lausanne (EPFL) eine viel geringere Menge: Sie betrug nur 16 Terawattstunden.

Diese Zahlen werden gerne in politischen Diskussionen herumgereicht. Die einen wollen damit beweisen, das die Energiewende ein Klacks ist. Die anderen, dass sie gescheitert ist, bevor sie richtig angefangen hat.

Überraschend hoch

Ein Team um Jürg Rohrer, Dozent für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz an der ZHAW, hat nun nochmals nachgerechnet. Die Resultate seiner im Auftrag des BE erstellten, aber noch nicht publizierten Studie liegen der «NZZ am Sonntag» vor. Sie ermittelt ein Gesamtpotenzial von über 44 Terawattstunden. Damit liegt sie nur wenig unter den Schätzungen des Bundes.

Die Resultate kamen für Jürg Rohrer überraschend. Er hatte sich bisher kritisch zu den Berechnungen des Bundes geäussert – weil er sie für zu hoch hielt. Zwar kam Rohrer tatsächlich auf ein tieferes Potenzial als der Bund. Seine Studie rechnet aber mit einem Wirkungsgrad der Solarmodule von 17%. Heute liegt dieser jedoch bei 20%. Bezieht man das mit ein, beträgt das Potenzial der Solarenergie gar 52 Terawattstunden. «Für die weitere energiepolitische Diskussion können wir mit gutem Gewissen von einem Potenzial von rund 50 Terawattstunden auf den Hausdächern ausgehen, sagt er.

Sein Team nutzte eine neue Berechnungsmethode. Die Forscher wählten nach Zufallsprinzip über 600 Dächer in der Schweiz aus. Dann planten sie für jedes einzelne eine Solaranlage. So stellten sie sicher, dass sie nur jene Dachflächen einberechnen, die tatsächlich mit Solarpanels belegt werden können. Ein Schwachpunkt früherer Studien war, dass Hindernisse wie Kamine oder Dachfenster nicht beachtet wurden.

Für dię «NZZ am Sonntag» hat Rohrer zudem berechnet, wie viele Hausdächer mit Panels bestückt werden müssten und wie hoch die Kosten dafür wären. Würde die Schweiz das volle Potenzial von 52 Terawattstunden nutzen, hätten 90 bis 95% aller Gebāude eine PV-Anlage. 41% der Fläche aller Dächer wären mit PV-Modulen belegt – dies, weil kaum je das ganze Dach nutzbar ist. Die Kosten für diesen Ausbau würden bis 2050 ungefähr 68 Mrd. Fr. betragen.

Die Photovoltaik ist die Technologie, die laut Jürg Rohrer am meisten zum Ersatz der Energie aus den Kernkraftwerken sowie zur Deckung des zusätzlichen Strombedarfs beitragen kann. Dieser entsteht durch den Ersatz der fossilen Energien beim Autofahren und Heizen.

Das berechnete Potenzial von 50 Terawattstunden auf den Hausdächern übertrifft die Ausbauziele des Bundes deutlich. Gemäss dem Basisszenario der Energiestrategie soll die Photovoltaik im Jahr 2050 insgesamt 34 Terawattstunden an unsere Stromproduktion beitragen.

Energieexperte Rohrer warnt aber vor Euphorie. Denn das eine ist es, das Potenzial der Solarenergie korrekt zu berechnen. «Die viele grössere Herausforderung ist es, dieses Potenzial umzusetzen», sagt er.

Das zeigt sich an Resultaten einer weiteren Studie, die bei ihm in Arbeit ist. Sie geht der Frage nach, wie viel des vorhandenen Solarpotenzials heute konkret genutzt wird, wenn Private oder Firmen Solaranlagen errichten. Das wenig erfreuliche Resultat: nur die Hälfte. Baut die Schweiz Solaranlagen weiter so wie heute, dann hat sie zwar ein Solarpotenzial von 50 Terawattstunden. Nutzen wird sie aber höchstens 25 Terawattstunden.

Der Grund dafür liegt unter anderem an den finanziellen Anreizen. Die Politik hat sie so gesetzt, dass viele Gebāudebesitzer sich mit einer Anlage begnügen, die nur gerade ihren eigenen Bedarf deckt, mehr aber nicht. «Das muss sich unbedingt ändern, sagt Rohrer.

Er weist zudem auf weitere Engpässe bei der Hebung des Solarpotenzials hin. So werden heute zwar Solaranlagen im Rekordtempo gebaut. Die Geschwindigkeit muss sich aber noch einmal um den Faktor drei erhöhen, damit wir nur schon die im Basisszenario des Bundes vorgesehenen 34 Terawattstunden erreichen. Dazu kommt: Rohrer ist überzeugt, dass die Schweiz mehr zubauen sollte. Aus seiner Sicht sollten wird 50 Terawattstunden anstreben. Denn nur so lassen sich die vom Bund festgelegten Klimaziele erreichen.

Fast jeder muss bauen

Um diese Menge auf den Hausdächern der Schweiz zu realisieren, müsste es aber gelingen, praktisch alle Gebäudebesitzer zum Bau einer PV-Anlage zu motivieren. Das hält Rohrer für wenig realistisch – ausser die Politik würde ein Solar-Obligatorium erlassen. Laut Rohrer braucht es darum verschiedene Arten der Photovoltaiknutzung, die zudem mit weiteren Technologien ergänzt werden.

Grosses Potenzial sieht er in der sogenannten Agro-Photovoltaik, in der Kombination also von Landwirtschaft und der Gewinnung von Solarenergie. Solarpanels können Strom produzieren und gleichzeitig Pflanzen Schutz vor Witterung bieten, insbesondere vor Hagel, Frost und intensiven Niederschlägen. In gewissen Fällen kann sogar der Pestizideinsatz verringert werden. Optisch bedeutet das oft keine Verschlechterung, denn «die Solarmodule ersetzen ja zum Beispiel die heute benutzten Plastikfolien», sagt Rohrer.

Zudem könnten PV-Anlagen an Strassenrändern, auf Parkplätzen oder entlang von Auobahnen viel beitragen. «Der Vorteil von solchen Grossanlagen ist, dass sie den dringend benötigten Solarausbau rasch voranbringen.»

Laut Rohrer braucht es zudem Photovoltaikanlagen in den Alpen. Der Grund: Sie liefern die Hälfte der Produktion im Winterhalbjahr. Anlagen im Flachland dagegen produzieren in dieser Zeit nur rund 25% der Energie.

Als Ergänzung zur Solarenergie wäre der Ausbau der Windkraft ideal. Sie liefert zwei Drittel des Stroms im Winter und nachts mehr als an Tag. Nötig seien zudem weitere Investitionen in die Wasserkraft, sagt Rohrer.

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Potenzial der Solarenergie

  • 44 TWh
    • So hoch ist das in Terawattstunden (TWh) gemessene Potenzial für Solarenergie auf Dächern, gerechnet mit einem Solarpanel-Wirkungsgrad von 17%.
  • 60 TWh
    • Diese Strommnenge verbraucht die Schweiz pro Jahr. Sie war in den letzten Jahren konstant.
  • 34 TWh
    • So viel Strom soll gemäss dem Bund bis 2050 durch Solarenergie produziert werden.