Kernkraft gegen Sonne. Ein Stromkosten-Vergleich

Eine zwar auf Deutschland nicht direkt übertragbare Kostenbetrachtung gleichwohl aber sehr aufschlussreich von: Emanuel Höhener, Silvio Borner*)

Im Mai 2017 hat das Schweizer Volk mit der Zustimmung zum Energiegesetz im Prinzip ja gesagt zur sogenannten Energiestrategie 2050, die einen Ersatz der Kernkraft primär durch Solar­ und Windenergie vorsieht. Damals war heftig umstritten, wie teuer dieser Totalumbau werden würde. Die offiziell genannten Kosten von 40 Franken pro Jahr und Haushalt differierten erheblich mit den Berechnungen der Autoren von 2014. Diese ergeben Investitionskosten von 100 Milliarden Franken. Noch greller war der Kontrast zu den 3200 Franken pro Jahr und Haushalt, die das Nein­Komitee als Kosten der Energiewende errechnet hatte. Weiß man heute mehr? 

Die in Grundzügen dargelegte realistischen Kostenschätzung wird auf den Vergleich der Kernkraft mit der Solarenergie und einem geringen Anteil Windkraft (11 Prozent) durchgeführt. Letztere wird wegen des riesigen Platzbedarfs, der schwachen Winde und des Landschaftsschutzes in der Schweiz eine Nische bleiben. Bis 2035 werden Geothermie sowie Biomasse und Wasser kein oder kaum zusätzliches Potenzial haben. 

Ausgehend vom erwarteten landesweiten Stromverbrauch für 2035, schätzen die Autoren die Nuklearproduktion, die zu ersetzen ist, auf 20 550 GWh pro Jahr (nur noch das KKW Leibstadt wird aktiv sein). Aus konventioneller Sicht könnte ein thermischer Kraftwerkspark (Betrieb mit Kohle, Öl, Gas oder Nuklearenergie) mit 2600 MW nomineller Leistung diese Lücke füllen. Aber die Energiestrategie 2050 verbietet Kernkraftwerke, und die CO2 Emissionsziele schließen fossile Energie aus. Ohne den Ersatz aus thermischen Kraftwerken müssten deshalb die Solaranlagen bis 2035 pro Jahr 18 350 GWh und Windräder 2200 GWh ins Netz pumpen, um den Kernkraftausfall zu kompensieren. 

Die Investitionskosten würden sich auf 93,8 Milliarden Franken für Sonnen­ und Windenergieanlagen summieren – gigantisch im Vergleich mit der Summe für neue Kernkraftwerke der modernen dritten und vierten Generation, die auf 18,7 Milliarden Franken zu stehen kämen, oder für Gaskraftwerke, die für 2,6 Milliarden Franken zu haben wären. 

Konsequenzen für die Haushalte: Statt der offiziell genannten Kosten von 40 Franken pro Jahr und Haushalt würden bei Kernenergienutzung die Kosten auf 200 Franken steigen und auf rund 1600 Franken die Lösung mit Solar­- und Windenergie mit der billigsten Speicher­variante. Nach der Abschaltung von Leibstadt, aber mit zusätzlichen Netzausbaukosten sind 2000 Franken pro Jahr die vorsichtige Schätzung der Autoren für einen durchschnittlichen Haushalt. Das sei etwa fünfzigmal mehr, als der Bund vor der Abstimmung im Mai 2017 dem Stimmvolk vorgegaukelt hat. 

Fazit: Solar­- und Windkraftkapazitäten als Ersatz der Kernkraft würden rund fünfmal höhere Investitionskosten verursachen als neue Nuklearanlagen – die gegenüber Solaranlagen übrigens nur einen Siebtel an anrechenbarem CO­-Ausstoß brächten. Energie aus Erdgas käme nur auf etwa einen Dreißigstel der Solar­-Lösung zu stehen, allerdings mit schwierig abschätzbaren Kosten für den CO2­ -Ausstoß. 

Der Schlusssatz: „Unsere Enkel werden sich die Augen reiben über die solare Verblendung und politische Naivität der sogenannten Energiewende.“

*) Emanuel Höhener, Dipl. Ingenieur ETH, Silvio Borner, emeritierter Ökonomieprofessor der Universität Basel. Beide im Vorstand des Carnot-Cournot-Netzwerkes, einer Plattform für politische und wirtschaftliche Fragen, Weltwoche Nr. 03.19. <https://wwz.unibas.ch/fileadmin/user_upload/wwz/99_WWZ_in_den_Medien/2019_01_17_Kernkraft_gegen_Sonne.pdf>

Bedeutung der E-Autos für die Stromversorgung

Autor des nachfolgenden Beitrages: Prof. Dr.-Ing. Helmut Alt, Fachhochschule Aachen

Das Bemühen zur Beeinflussung des Klimawandels durch CO2 -Emissionsminderung, ohne die Ursache der Wirkungsrelevanz abschließen erforscht zu haben, gibt Anlass, das CO2 -Minderungspotential der beiden Alternativen der Primärenergie als Antriebsenergie bei den Fahrzeugen zu ermitteln. Die relative Unkenntnis über die dominierenden Ursachen der Klimaänderung hat dazu geführt, dass die sachliche Auseinandersetzung, wie ein wirksamer Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden kann, auf der Strecke geblieben ist. Schlimmer noch: Die Deutschen sind im Inbegriff, ihre noch führende Autoindustrie, zugrunde zu richten. Denn die überhastete Transformation in der Autoindustrie senkt die Wettbewerbsfähigkeit und bedroht Arbeitsplätze. Unsere Kinder werden uns zu Recht fragen, was wir uns dabei gedacht haben, wenn Klimaforschung zu weiteren und anderen als den heutigen Erkenntnissen gelangt.

Bezüglich der Fahrzeugemission sind Elektroautos eine gute Antwort auf das CO2-Problem im Mobilitätssektor, aber keine ultimative – zumindest nicht heute, auch nicht in den nächsten Jahren und vor allem nicht in Deutschland. Dem mit fortgeschrittener Energiewende bereits bis auf 40 % erneuerbarer Energieanteil, ausgehend von 5 %, angestiegene CO2-freie Anteil im Primärenergiemix für die Stromerzeugung in Deutschland verdankt das Land einen Strommix, der pro kWh etwa 489 g CO2 (2017) erzeugt und gleichzeitig ein zunehmendes Überangebot an Strom aus erneuerbare Energien im Tagesverlauf zu bewältigen hat, was zeitweise zu negativen Strompreisen an der Börse führt.

Kommen jetzt Elektrofahrzeuge hinzu, so bewirken diese eine zusätzliche Stromnachfrage, die bei einer 100 prozentigen Durchdringung der deutschen Pkw-Flotte einen zusätzlichen Bedarf von bis zu 100 Terawattstunden (TWh) erzeugen wird. Das sind dann immerhin rd. 15 Prozent des gesamten heutigen deutschen Strombedarfs oder anders ausgedrückt – etwa zehn Kernkraftwerke.

Da die Elektromobilität eine zusätzliche Stromnachfrage bewirkt, steht diese im Wettbewerb zur Reduzierung der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen, zu allererst der Braunkohle. Mit einer kWh erneuerbarer Energie lässt sich entweder eine kWh Braunkohlestrom substituieren oder ein Elektroauto betreiben. Wegen der hohen Leistungskosten in der Stromversorgung wird man die Aufladung möglichst auf die Nachtzeit verlagern. Solarstrom scheidet somit als Energiequelle aus, um den zusätzlichen Bedarf zu decken. Hauptsächlich werden andere Energiequellen benötigt, nämlich Strom aus Windenergieanlagen oder aus Biomasse. Ersetzt die Kilowattstunde erneuerbare Energie eine Kilowattstunde Braunkohlestrom, so reduziert sich die CO2-Emission um etwa 910 g/kWh. Nutzt man die besagte Kilowattstunde stattdessen für den Betrieb eines E-Mittelklasse-Pkw, so kann man damit bei 0,15 kWh/km Stromverbrauch 6,7 km weit fahren und spart die entsprechende Emission eines verbrennungsmotorischen Fahrzeugs ein. Mit realistischem Praxisverbrauch von 6 l/100 km gerechnet, emittiert ein Dieselauto auf dieser Strecke für 0,4 l Diesel 1.050 g CO2 – und damit rd. 15 % mehr, als die Substitution von Braunkohlestrom durch Solar- oder Windstrom bringen würde.

Wenn demnächst 40 Millionen E-Autos in Deutschland fahren sollen, die eine Fahrleistung von jährlich je 15.000 km haben, so bedeutet das bei dem günstigen spezifischen Verbrauch von 15 kWh je 100 km einen jährlichen Strommehrbedarf von 90 TWh oder rd. 15 % der derzeitigen jährlichen Stromerzeugung von rd. 600 TWh.

Für die Mehrarbeit ist das sicher kein großes Problem, aber sehr wohl für die Bereitstellung der elektrischen Leistung, bei den Kraftwerken und im Netz, die ja bisher gleichzeitig nur 1 kW/Haushalt bei den Kraftwerken und rd. 4 kW/Haushalt im Niederspannungsnetz beträgt und auf diesem niedrigen Niveau auch bei hoher Versorgungssicherheit ausreichend ist!

*) Prof. Dr.-Ing. H. Alt, “CO2-Emissionsvergleich E-Auto zu Brennstoff-Auto”, Ausgewählte Kapitel der Energiewirtschaft, Fachhochschule Aachen

Trotz eisiger Temperatur Verlass auf US-Kernkraftwerke

Wie „World nuclear news” am 4.2.2019 berichtete, hat der Stromversorger Exelon seinen Mitarbeitern dafür gedankt, dass sie “der Kälte trotzen” und die Kernkraftwerke in Illinois, New Jersey und New York am Laufen gehalten haben, als letzte Woche extreme Witterungsbedingungen die USA getroffen hatten. Zwölf Kernkraftwerke von Exelon befinden sich in den drei Staaten, die extremen Bedingungen ausgesetzt waren. Die Tagestemperaturen in der Region Philadelphia sanken auf -14 °C und die Windkühle-Temperatur (engl. wind chill faktor) bei -37,2 °C brachen den Rekord von 1948.

“Unsere Kernkraftwerke gehören zu den sichersten und zuverlässigsten Kraftwerken im Land. Wir sind bestrebt, verlässlich auch dann zu sein, wenn die Kunden uns selbst bei den kältesten Wetterbedingungen am dringendsten benötigen”, sagte Bryan Hanson, Chief Nuclear Officer von Exelon. Er dankte den Tausenden von Mitarbeitern der Kernkraftwerke, die “der eiskalten Kälte trotzen”, um die Flotte von Exelon in dieser Zeit großer Nachfrage aufrecht zu erhalten. Einwohner in den betroffenen Staaten sollten sich nicht zwischen sauberer Energie und Zuverlässigkeit entscheiden müssen – “unsere sicheren und gut betriebenen Kernkraftwerke liefern beides”.

Das extreme Wetterereignis wurde durch den polaren Wirbel verursacht, ein großer Bereich mit niedrigem Druck und kalter Luft, der beide Pole der Erde umgibt. Dieses Gebiet mit niedrigem Druck und niedrigen Temperaturen ist das ganze Jahr über vorhanden, schwächt jedoch im Sommer und wird im Winter stärker, erklärt die US-amerikanische Behörde für Ozeanien und Atmosphären. Der Begriff “Wirbel” (engl. vortex) bezieht sich auf den Luftstrom gegen den Uhrzeigersinn, der dazu beiträgt, die kältere Luft in der Nähe der Pole zu halten. Im Winter kann sich der Polarwirbel in der nördlichen Hemisphäre ausdehnen und kalte arktische Luft nach Süden ableiten.