Windenergie: Ein unverzichtbares Puzzleteil

Die Dekarbonisierung führt, wie bereits oben erwähnt, zu einem höheren Strombedarf. Dieser soll selbstverständlich möglichst mit erneuerbaren Quellen gedeckt werden. Doch auch andere Faktoren beeinflussen den zukünftigen Zubau von neuen Erzeugungsanlagen:

• Laut einer Studie der Hochschule Luzern im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE) verbrauchten Rechenzentren in der Schweiz im Jahr 2019 rund 2,1 Terawattstunden Strom, etwa 3,6 Prozent des Landesverbrauchs. Gemäss Adrian Altenburger, Studienautor und Professor an der Hochschule Luzern, hat sich der Stromverbrauch der Rechenzentren zwischen 2019 und 2024 fast verdoppelt. Damit machten die Rechenzentren im Jahr 2024 7 Prozent des gesamten Schweizer Stromverbrauchs aus. Der Anteil könnte – bei künftig landesweit konstantem Stromverbrauch – bis 2030 auf bis zu 15 Prozent anwachsen. Das wäre mehr als der gesamte Kanton Zürich im Jahr 2023 verbrauchte. Eine weitere Studie kommt zu ähnlichen Ergebnissen. Gemäss dieser macht der ICT-Sektor fast 12 % des gesamten Stromverbrauchs des Landes aus, davon entfällt rund die Hälfte auf Rechenzentren. Quellen: swissinfo und E4S & Resilio 

• Ein Drittel der Stromerzeugung wird in der Schweiz bis 2050 wegfallen, da die bestehenden Kernkraftwerke altershalber stillgelegt werden. Im Jahr 2024 betrug der Kernenergieanteil 31 % der Nettostromerzeugung.

Nettostromerzeugung: Menge an Strom, die nach Abzug des Eigenverbrauchs der Kraftwerke ins Netz eingespeist wird.

Der Stromverbrauch hat sich zwischen 2005 und 2024 praktisch nicht verändert und betrug im Jahr 2024 57,5 TWh. Dies trotz einer Zunahme der Bevölkerung, mehr Gebäuden, mehr Wärmepumpen und den Bau von Rechenzentren. Das lässt sich nur so erklären, dass Anlagen, Geräte und Beleuchtungen effizienter geworden und bei gleichem Komfort weniger Strom benötigen. Ausserdem wurden viele ineffiziente Stromfresser (Elektroheizung, Elektroboiler) durch bessere Technologien (Wärmepumpe, Wärmepumpenboiler) ersetzt. Es besteht also Grund zur Hoffnung, dass die zusätzlich möglichen Effizienzgewinne in den Prognosen unterschätzt werden und dass deshalb der Stromverbrauch weniger stark ansteigt als befürchtet. Denn nach wie vor besteht und grosses Einsparpotential durch effiziente Anlagen und Geräte, intelligente Systeme und Verhaltensänderungen.

Zukünftig muss also bedeutend mehr Strom aus erneuerbaren Quellen produziert werden. Das Potenzial der Wasserkraft ist nahezu erschöpft; Biomasse kann nur einen begrenzten Beitrag leisten. Strom aus Sonne und Wind müssen es also richten. Die meisten Studien kommen zum Schluss, dass ein optimaler Mix von Photovoltaik und Windkraft die beste Option ist. So schreibt der VSE in seiner aktuellen Studie «Update Energiezukunft 2050»: «Die beiden Technologien ergänzen sich, haben beinahe komplementäre Produktionsmuster: Ein optimaler Mix der beiden Technologien würde nicht nur die Winterstromlücke verkleinern (auf ca. 4 TWh) und zu tieferen Systemkosten führen, sondern auch die Überschüsse im Sommer wegen weniger Photovoltaik reduzieren.» Siehe auch die Seite Windenergiepotenzial und Ausbauziele in der Schweiz.

Doch, wie sieht die Realität aus? Photovoltaik deckt im Jahr 2024 bereits über 10 % des Endbedarfs, Windenergie aber erst 0,3 %. Das Verhältnis installierter Leistung Photovoltaik zu installierter Leistung Windenergie beträgt rund 80 zu 1 (Ende 2024).

In den meisten europäischen Ländern wurde der Ausbau der Photovoltaik und der Windenergie parallel vorangetrieben. In Deutschland beträgt das Verhältnis installierter Leistung Photovoltaik zu installierter Leistung Windenergie rund 1,3 zu 1, in Frankreich 0,9 zu 1, in Italien 0,7 zu 1 und in Österreich 2 zu 1. Die Schweiz ist also beim Ausbau der Windenergie arg in Rücklage und weit vom Ziel von 4,3 TWh entfernt (2024: 0,17 TWh).

Die meisten bisher installierten Solarstromanlagen sind so aufgestellt worden, dass der Jahresertrag möglichst hoch ist. Dies ist bei einer Dachneigung bzw. einem Aufstellwinkel zwischen 30 und 45 Grad und einer Ausrichtung nach Süden der Fall. Gemäss Berechnung mit dem Solarrechner-Tool beträgt bei einer optimalen Dachneigung von 35 Grad der Anteil der im Winterhalbjahr produzierten Energie etwa ein Drittel der Jahresenergie. Betrachten wir nur den meteorologischen Winter von Dezember bis Februar sind es bloss 13 %.

Bei einem Flachdach kann man die Solarpanels auch fast senkrecht montieren. Bei einem Aufstellwinkel von 80 Grad sinkt wohl der Jahresertrag um rund 20 %, doch der Ertrag im Winterhalbjahr steigt auf 42 % und im meteorologischen Winter auf 18 %.

Nun betrachten wir die gleiche Anlage in Davos. Der Jahresertrag bei einer Dachneigung von 35 Grad ist 20 % höher als in Schaffhausen. Der Ertrag im Winterhalbjahr beträgt 37 % und im meteorologischen Winter sind es 16 %. Bei einem Aufstellwinkel von 80 Grad sinkt der Jahresertrag ebenfalls um rund 20 %, doch der Ertrag im Winterhalbjahr steigt auf 48 % und im meteorologischen Winter immerhin auf 23 %.

Bis vor kurzem bestand kaum ein Anreiz, die PV-Anlagen so aufzustellen, dass möglichst viel Strom im Winterhalbjahr produziert wird. Deshalb hat der Bund einen Neigungswinkelbonus eingeführt und diesen per 1. Januar 2025 deutlich erhöht. Bedingung ist, dass die Anlage eine Neigung von mindestens 75 Grad aufweist.