Von 2004 bis 2007 befasste sich das Bun- desamt für Energie (BFE) eingehend mit Energieszenarien mit dem Zeithorizont 2035.
Im Vordergrund standen grundlegende Wirkungszusammenhänge: Wie wirken sich Energiepreise, die wirtschaftliche Rahmen- entwicklung (Wirtschafts- und Bevölkerungs- wachstum), Vorschriften, preisliche Instru- mente oder Förderinstrumente auf das Energiesystem der Schweiz aus?
Diese fundamentalen Zusammenhänge wurden mit Hilfe von quantitativen Modellen sichtbar gemacht. Im Wesentlichen kamen
zwei Modelltypen zur Anwendung (siehe Gra- fik 1):
– Zur Darstellung von Energienachfrage und -angebot wurden Bottom-up-Ener- giemodelle eingesetzt. Diese berechnen, ausgehend von Anzahl, Grösse und Alter der Bauten, Geräte, Fahrzeuge und An- lagen, den Energieverbrauch für jeden Wirtschaftssektor, gegliedert nach Strom, Wärme und Treibstoff. Der Nachfrage- entwicklung wurden verschiedene Strom- angebotsvarianten gegenübergestellt.
– Ein dynamisches Gleichgewichtsmodell stellte die globalen und nationalen CO2- Reduktionsziele ins Zentrum. Unter Be- rücksichtigung der internationalen Ver- flechtung der Schweiz mit dem Ausland sind Auswirkungen von globalen und schweizerischen Energie- und Klimapoliti- ken auf die Wirtschaft und den Konsum untersucht worden.
Die Arbeiten wurden von einer Arbeits- gruppe mit Fachleuten aus der Wissenschaft, der Energiewirtschaft und ihren Fachverbän- den sowie der Verwaltung begleitet.1
Energieperspektiven 2035 – Veränderung der Prioritäten in der Energiepolitik notwendig
Dr. Felix Andrist Leiter Sektion Statistik und Perspektiven, Bundesamt für Energie BFE, Bern
Dr. Michel Piot Leiter Sektion Energieversorgung, Bundesamt für Energie BFE, Bern
Zurzeit setzt sich die schweizeri- sche Politik mit den Klimaschutz- zielen nach 2010 auseinander.
Das Programm EnergieSchweiz und das CO2-Gesetz müssen auf das Jahr 2020 und darüber hinaus ausgerichtet werden. Zwischen 2019 und 2022 kommen die ältes- ten Kernkraftwerke der Schweiz an das Ende ihrer Laufzeiten.
Langfristige Importverträge laufen allmählich aus. Wie soll die daraus entstehende Stromlücke geschlossen werden? Die Ergeb- nisse der Energieperspektiven 2035 sind eine Diskussionsgrund- lage für die energiepolitischen Weichenstellungen und damit für die Energiezukunft der Schweiz.
Die vom Bundesamt für Energie (BFE) erstellten Energieperspektiven 2035 untersuchen die grundlegenden Wirkungs- zusammenhänge des Energiesystems Schweiz. Aus den vier behandelten energiepolitischen Szenarien ergeben sich – je nach gewählten politischen Massnahmen – stark unterschiedliche Energie- und Stromverbrauchsentwicklungen.
Bild: Keystone
1 Alle Grundlagenarbeiten, Schlussberichte und Resultate sind auf www.energie-perspektiven.ch verfügbar.
Politikvarianten der Szenarien
Die Energieperspektiven umfassen vier energiepolitische Szenarien:
– Im Szenario I «Weiter wie bisher» wird die Wirkung beschlossener und in Kraft ge- setzter Instrumente dargestellt. Die Zulas- sungsvorschriften im Bereiche Energie- technik sowie Zielvereinbarungen gemäss Energiegesetz des Bundes werden weiter- geführt und dem technischen Fortschritt angepasst.
– Szenario II zeichnet sich durch eine «Ver- stärkte Zusammenarbeit» zwischen Staat und Wirtschaft aus, mit einer moderaten Verschärfung von Vorschriften und der Einführung einer CO2-Abgabe auf Brenn- stoffen, welche einen Anreiz für Zielver- einbarungen zwischen Staat und Wirt- schaft schafft. Mit der Weiterführung des Klimarappens bis 2035 und der Einfüh- rung eines Stromrappens werden finan- zielle Förderprogramme verstärkt. Sie werden für Effizienzmassnahmen im Wär- me-, Treibstoff- und Strombereich sowie zur Förderung der erneuerbaren Stromer- zeugung verwendet.
– Szenario III «Neue Prioritäten» untersucht die Möglichkeit einer deutlichen CO2-Re- duktion und einer wesentlichen Steigerung der Energieeffizienz durch konsequente Anwendung bester vorhandener Techno- logien. Zudem sollen die Anteile der erneu- erbaren Energien in der Strom- und Wär- meproduktion und im Treibstoffbereich erhöht werden. Zentrales Instrument ist die Verteuerung der nicht erneuerbaren Energien und der Elektrizität mit einer Lenkungsabgabe ab 2011, welche der Wirt- schaft und den Haushalten vollumfänglich
zurückbezahlt wird. Ausgehend von der realen Preisentwicklung von Szenario I bedeutet dies für Heizöl und Benzin unge- fähr eine Verdoppelung der Preise und für Elektrizität eine Erhöhung um rund 50%.
Es wird zudem von einer internationalen Harmonisierung der energiepolitischen Ziele und Instrumente ausgegangen. Ein Alleingang der Schweiz wird ausgeschlos- sen.
– Szenario IV bildet den Übergang zur
«2000-Watt-Gesellschaft», welche bis 2100 erreicht werden soll. Dafür erforderlich sind – neben einer Verstärkung der Mass- nahmen und Instrumente von Szenario III – die Marktdurchdringung von neuen Schlüsseltechnologien, Produkten und Produktionsverfahren der Industrie sowie Strukturänderungen bei den Wohn-/Ener- giebezugsflächen und im Verkehrsverhal- ten. Wiederum wird vorausgesetzt, dass diese Ziele international abgestimmt sind.
Das zentrale Instrument einer Lenkungs- abgabe bewirkt gegenüber den Preisen in Szenario III nochmals einen Aufschlag um 11% beim Benzin und bis zu 37% bei der Elektrizität.
Es gilt zu beachten, dass Szenarien keine Prognosen liefern, sondern Entwicklungen verschiedener Politikvarianten aufzeigen und Antworten auf die Frage «Was wäre wenn?»
suchen.
Energie- und Elektrizitätsnachfrage Aus den vier untersuchten Szenarien erge- ben sich stark unterschiedliche Energie- und Stromverbrauchsentwicklungen. Die Ener- gienachfrage in Szenario I nimmt bis 2035 leicht zu. Mit Politikinstrumenten lässt sich die Gesamtnachfrage in Szenario II gegenüber 2000 leicht verringern. Erst in den Szenarien III und IV ist ab 2012 mit einer Nachfragere- duktion zu rechnen, welche einen deutlichen Rückgang der Gesamtnachfrage im Jahr 2035 im Vergleich zu 2000 mit sich bringt (siehe Grafik 2).
Der Stromverbrauch weist – mit Ausnah- me von Szenario IV – einen deutlichen Zu- wachs aus. Obschon angenommen wird, dass neue Stromanwendungen eine höhere Effizi- enz aufweisen, steigt in Szenario I die End- nachfrage nach Strom bis 2035 um rund einen Viertel. Die angenommenen Politikinstru- mente in Szenario II vermögen den Zuwachs der Endnachfrage nach Strom leicht zu dämpfen. In Szenario III steigt sie bis 2020 deutlich, sinkt danach leicht ab. Sie liegt aber im Jahr 2035 immer noch über dem Ver- brauch von 2000. Unter den Voraussetzungen des Szenarios IV geht die Elektrizitätsnach-
Wirtschaftliche und demografische Rahmenentwicklungen Technologieentwicklungen
Globale Klimaschutzpolitik Schweizerische Politikvarianten
Volkswirtschaftliche Auswirkungen
Dynamisches Gleichgewichtsmodell Herausforderungen:
– Versorgungssicherheit und Umweltschutz – Wirtschaft und Gesellschaft
– Politik und Recht
Synthese Schlussberichte Energienachfrage
Sektorenmodelle Energieangebot
Kraftwerkparkmodell
Quelle: BFE / Die Volkswirtschaft Grafik 1
Methodisches Vorgehen
frage schon ab 2012 zurück und liegt im Jahr 2035 leicht unter dem Niveau des Jahres 2000.
Elektrizitätsangebot, Stromlücke und Kosten der Lückenschliessung
Erfolgt zwischen 2005 und 2035 kein Kapa- zitätsersatz im schweizerischen Kraftwerk- park, öffnet sich in den Jahren 2018 bis 2020 eine Stromlücke. Der Zeitpunkt des Eintritts der Lücke variiert zwischen den Szenarien kaum, da die Elektrizitätsnachfrage in allen Szenarien bis mindestens 2012 noch ansteigt.
Hingegen ist der Bedarf an neuen Produkti- onskapazitäten oder einer Erhöhung der Im- porte bis 2035 in Szenario I wesentlich grösser als in Szenario IV (siehe Tabelle 1).
Für die Deckung der Stromlücke werden sieben Angebotsvarianten untersucht:
A Nuklear: Der Ausbaubedarf wird ab 2030 durch neue Kernkraftwerke (KKW) ge- deckt. Als Übergangslösung sind von 2020 bis 2030 zusätzlich neue Stromimporte nötig.
B Nuklear und fossil-zentral: Um Stromim- porte bis zur Inbetriebnahme eines neuen Kernkraftwerks zu vermeiden, werden vor- erst Gaskombikraftwerke zugebaut.
C Fossil-zentral: Bis 2035 wird die Lücke durch Gaskombikraftwerke geschlossen.
D Fossil-dezentral: Der Ausbaubedarf wird durch fossil befeuerte Wärme-Kraft-Kopp- lungsanlagen (WKK) gedeckt.
E Erneuerbare Energien: Die Lücke wird aus- schliesslich mit erneuerbaren Energien geschlossen.
F Veränderte Laufzeit: Es wird eine Verkür- zung der Laufzeit der bestehenden Kern- kraftwerke auf 40 Jahre unterstellt. Als Al- ternative wird eine Verlängerung der Laufzeiten der Anlagen Beznau und Müh- leberg auf 60 Jahre untersucht.
G Import: Die Lücke wird vorwiegend mit Stromimporten geschlossen.
Alle möglichen Varianten zur Deckung des Strombedarfs weisen Vor- und Nachteile auf.
Kernenergie ist zwar CO2-frei und im Ver- gleich zu andern Produktionstechnologien kostengünstig; dafür ist die Frage der Entsor- gung nicht geklärt und die soziale Akzeptanz nicht gewährleistet. Gaskombikraftwerke sind rasch und kostengünstig gebaut, belasten je- doch die CO2-Bilanz und erhöhen die Abhän- gigkeit von fossilen Energieträgern. Erneuer- bare Energieträger sind nachhaltig, aber teuer, und sie beeinträchtigen zum Teil das Land- schaftsbild. Die Importvariante ist grundsätz- lich kostengünstig, doch können zum Beispiel bei Kältewellen physische Engpässe auftreten, die sowohl die Versorgungssicherheit beein- trächtigen als auch hohe finanzielle Risiken bergen.
Es werden nicht alle Angebotsvarianten in allen Szenarien gerechnet (siehe Tabelle 2).
Beispielsweise ist Szenario I «Weiter wie bis- her» nicht mit einer Angebotsvariante E «Er- neuerbare Energien» vereinbar, da als Folge fehlender Förderinstrumente die ausschöpf- baren Potenziale für die Deckung der grossen Nachfrage zu klein sind. Die Varianten D und E sind erst in den Szenarien III und IV mach- bar, aber Variante D stösst an die Grenzen der möglichen Produktionspotenziale, und Vari- ante E ist insbesondere bei der Geothermie mit Unsicherheiten über die Technologie- entwicklungen verbunden. Deshalb ist in den Szenarien III und IV eine Kombination der Angebotsvarianten D&E sinnvoll. Eine weite- re sinnvolle Mixvariante besteht in Szenario III aus der Kombination von Gaskombikraft- werken und erneuerbaren Energien (Variante C&E). Dabei werden für die Stromerzeugung neben dem Gaskombikraftwerk-Projekt Cha- valon noch zwei weitere Gaskombikraftwerke benötigt, für welche eine Zufeuerung von 20%
Holzgas unterstellt wird. In der Variante G erfolgt die Lückenschliessung durch Stro- mimporte. Grundsätzlich besteht die Mög- lichkeit, dass sich schweizerische Akteure an ausländischen Kraftwerken (Kernkraftwerke, fossil-thermische Kraftwerke) beteiligen, da langfristige Bezugsverträge auch in einem ge- öffneten Markt zu Grenzkostenpreisen mög- lich sein sollten. Falls Grünstrom importiert
In PJ
Vergangenheit Sz I Sz II Sz III Sz VI
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 Endenergie
Elektrizität
Quelle: Prognos AG / Die Volkswirtschaft Grafik 2
Endenergie- und Elektrizitätsverbrauch: Entwicklung 1950–2004 und Prognosen bis 2035 gemäss Szenarien
wird, ist davon auszugehen, dass einerseits die im Vergleich zum Marktpreis noch für längere Zeit höheren Gestehungskosten und anderer- seits die bei stochastischer Einspeisung (Wind- und Solarenergie) erforderliche Ausregulie- rung (durch Kraftwerke im Ursprungsland oder durch schweizerische Speicherkraftwer- ke) mitfinanziert werden müssen.
Um die Kosten der Angebotsvarianten miteinander vergleichen zu können, werden die für den Ausbau auf die Gegenwart diskon- tierten direkten Gesamtkosten ermittelt. Bei den Kernkraftwerken sind alle Kosten (inklu- sive Entsorgung) berücksichtigt, nicht aber subjektive Risikozuschläge. Bei den Gaskom- bikraftwerken sind die Kosten der CO2-Kom- pensation enthalten. Auswirkungen der ver- schiedenen Angebotsvarianten auf die Netzkosten sind umstritten, dürften sich je-
doch im betrachteten Zeitraum wenig vonein- ander unterscheiden, da alle Szenarien von den gleichen Wirtschaftsstrukturen, Infra- strukturen und Gebäudeparks ausgehen. Bil- den die diskontierten Gesamtkosten der Lü- ckenschliessung Grundlage des Vergleiches, so ist Szenario IV als Folge des geringeren Strom- verbrauches am günstigsten. Interessant ist das Ergebnis, dass die Gesamtkosten der de- zentralen Varianten des Szenarios IV in der Grössenordnung der zentralen Varianten der Szenarien I und II liegen. Die höchsten Ge- samtkosten weist das Szenario III in Kombina- tion mit dezentralen Angebotsvarianten auf.
Dies liegt daran, dass sowohl in Variante D als auch E als Folge des nach wie vor zunehmen- den Stromverbrauchs grosse Potenziale er- schlossen werden müssen, die teilweise sehr teuer sind.
Gesamtwirtschaftliche Auswirkungen Im verwendeten dynamischen allgemeinen Gleichgewichtsmodell werden alle relevanten inländischen und ausländischen Wirtschafts- verflechtungen erfasst. Es ermöglicht, die wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen von politischen Massnahmen abzuschätzen.
Die Bewertung wirtschaftlicher Auswirkun- gen unterschiedlicher CO2-Ziele auf die Volks- wirtschaft bedingt explizite Annahmen zu energie- und umweltpolitischen Zielen der Weltwirtschaft. Sowohl die aufgrund einer Expertenbefragung angenommene interna- tionale Harmonisierung der CO2-Ziele als auch das Instrument «Lenkungsabgabe» be- wirken geringe, allerdings moderat negative volkswirtschaftliche Auswirkungen der un-
Szenarien I II III IV
Endenergienachfrage
Jahr 2000: 815.1 PJ +2 –4 –14 –27
Endenergienachfrage pro Kopf
Jahr 2000: 113.1 GJ –3 –9 –18 –31
Elektrizitätsnachfrage
Jahr 2000: 52.9 TWh +29 +22 +13 –2
Elektrizitätsnachfrage pro Kopf
Jahr 2000: 7.3 MWh +23 +17 +8 –7
CO2-Emissionen (je nach Angebotsvariante)
Jahr 2000: 42.3 Mio. t –12 bis +5 –21 bis -9 –36 bis –26 –48 bis –41 Tabelle 2
Veränderungen zwischen 2000 und 2035 In %
Quelle: Prognos AG / Die Volkswirtschaft Tabelle 1
Varianten der Lückenschliessung: Benötigter Zubau und diskontierte Gesamtkosten
Quelle: Prognos AG / Die Volkswirtschaft Legende:
EE: Fotovoltaik, Wind, Geothermie, Holz, Biogas, Klärgas, Abfall (50%) und Wasserkraft bis 10 MW;
KKW: Kernkraftwerke zu 1600 MW;
GKW: Gaskombikraftwerke (Projekt Chavalon zu 357 MW und weitere Anlagen zu 550 MW);
WKK: v.a. erdgasbefeuerte Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen;
GWK: Grosswasserkraftwerke (über 10 MW).
a Gaskombikraftwerke mit Holzgaszufeuerung, ausser Chavalon.
Variante A B C D E C&E D&E G
Szenario Nuklear Fossil-zentral Fossil-zentral Fossil-dezentral EE Fossil-zentral Fossil-dezentral Importe
und nuklear und EE und EE
I 2 KKW 5 GKW 7 GKW 20.0 TWh
1 KKW (3329 MW)
15.1 Mrd. Fr. 16.5 Mrd. Fr. 16.8 Mrd. Fr. – – – – 16.3 Mrd. Fr.
II 2 KKW 3 GKW 5 GKW 12.7 T Wh
5.7 TWh EE 1 KKW 5.7 TWh EE (2114 MW)
5.7 TWh EE 5.7 TWh EE
16.7 Mrd. Fr. 17.6 Mrd. Fr. 18.0 Mrd. Fr. – – – – 17.5 Mrd. Fr.
III 1 KKW 4 GKWa 17.4 TWh 16.5 TWh EE 3 GKWa 12.1 TWh WKK 11.5 TWh
WKK 2.6 TWh GWK 8.1 TWh EE 9.6 TWh EE (1913 MW)
13.2 Mrd. Fr. – 16.1 Mrd. Fr. 27.7 Mrd. Fr. 26.9 Mrd. Fr. 20.1 Mrd. Fr. 28.8 Mrd. Fr. 13.9 Mrd. Fr.
IV 1 KKW 3 GKW 11.5 TWh WKK 10.3 TWh EE 7.6 TWh WKK 6.6 TWh
1.0 TWh GWK 6.2 TWh EE (1100 MW)
8.7 Mrd. Fr. – 9.5 Mrd. Fr. 16.7 Mrd. Fr. 17.1 Mrd. Fr. – 17.5 Mrd. Fr. 9.1 Mrd. Fr.
tersuchten Politikvarianten. Es sind begrenzte Konsumverluste und geringe Beschäftigungs- einbussen zu erwarten. Die Kosten der CO2- Reduktion der Schweiz werden deutlich ver- ringert, wenn eine Kompensation im Ausland zugelassen wird. So sind die spezifischen Kos- ten der CO2-Reduktion in der Schweiz zwar um rund einen Faktor zehn höher als im Aus- land, dafür zielen die inländischen Instru- mente und Massnahmen auch auf die Ge- währleistung der Versorgungssicherheit, welche durch die CO2-Minderung im Ausland Abstriche erfährt. Mit energetischer Effizienz- steigerung im Inland sind zudem technische Fortschritte und Komfortgewinne (insbeson- dere im Gebäudebereich) verbunden, die bei verstärktem internationalem CO2-Handel nicht genutzt werden.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
– In einer Welt «Weiter wie bisher» (Szenario I) kompensiert der autonome technische Fortschritt die von der Wirtschafts- und Demografieentwicklung ausgelöste Zu- nahme der Nachfrage nach Energie, sodass bis 2035 mit einer Energienachfrage auf dem heutigen Niveau gerechnet werden kann. Das Szenario II «Verstärkte Zusam- menarbeit» bewirkt eine Reduktion der Energienachfrage im Vergleich zu Szenario I, bedeutet jedoch keine Trendwende. Das gesamte schweizerische Energiesystem rea- giert träge auf Preisveränderungen. Um die Energienachfrage und damit die energeti- schen CO2-Emissionen und die Energie- verbrauchsentwicklung gegenüber dem heutigen Niveau deutlich zu senken, ist eine national und international koor-
dinierte Veränderung der Prioritäten in der Energie- und Umweltpolitik notwen- dig, wie sie in den Szenarien III und IV unterstellt wird. Ein Alleingang der Schweiz wird dabei ausgeschlossen. Als Umset- zungsinstrument wird eine Lenkungsab- gabe auf alle Energieträger auf der Stufe Endverbrauch eingesetzt, welche die Ener- giepreise deutlich ansteigen lässt. Für Szenario IV wird zudem davon ausgegan- gen, dass Potenziale neuer Schlüsseltech- nologien unter Effizienzgesichtspunkten erschlossen werden. Zudem wird ange- nommen, dass bei gleicher Wirtschaftsent- wicklung weniger Flächen und weniger Verkehrsleistungen in Anspruch genom- men werden.
– Die international abgestimmte Neuorien- tierung der Energie- und Umweltpolitik wirkt sich in geringem Ausmass negativ auf Konsum und Beschäftigung in der Schweiz aus.
– Die Umsetzungsinstrumente erfordern je nach Eingriffstiefe Beschlüsse und Verein- barungen, Verordnungsänderungen, neue Gesetze oder Verfassungsänderungen.
– Auch in den Szenarien III und IV bleibt ein erheblicher Einsatz fossiler Energieträger bestehen. Allerdings reduziert sich der An- teil in Szenario III um einen Drittel und in Szenario IV um 50% im Vergleich zu Sze- nario I.
– Die Einsparungen an Treibstoff bewirken Mineralölsteuerausfälle in Milliardenhö- he. Es wird notwendig, nach alternativen Finanzierungen der Infrastrukturausga- ben zu suchen.
Das Finden von Lösungen und die Umset- zung erfordern in jedem Fall von allen betei- ligten Gruppen eine erhebliche Kompromiss- bereitschaft. Die Energieperspektiven bilden eine umfassende und wissenschaftlich abge- stützte Grundlage, um die Folgen einzelner diskutierter und notwendiger Schritte quali- tativ beurteilen und quantitativ abschätzen zu
können.
Um die Energienachfrage gegenüber dem heutigen Niveau deutlich zu senken, ist eine koordinierte Veränderung der Prioritäten in der Energie- und Umweltpolitik in Richtung erneuerbare Energien und Effizienzsteigerung notwendig, wie sie in den Szenarien III und IV unterstellt wird.
Bild: Keystone
