Fachreferat am Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen an der ZHAW in Wädenswil

1. The energy challenge 1
Energiestrategie ≠ Energiewende
Bastien Girod
IUNR connect 2013, Wädenswil

2. The energy challenge 2
Übersicht
 Kritik 1: Es wird gefährlicher
 Kritik 2: Erneuerbare werden gebremst
 100% Erneuerbar ist möglich
 Herausforderung 1: Ausgleich Solar Tagesspitzen
 Herausforderung 2: Ausgleich Solar Jahresspitzen
 Strategisches

3. The energy challenge 3
Sicherheitstechnisch gefährlicher Ansatz des
Bundesrates
2.2 Entscheid zum Ausstieg aus der Kernenergie: „Der Bundesrat
rechnet mit einer sicherheitstechnischen, alleine von den Sicherheits-
überprüfungen des Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorats
(ENSI) und nicht von der Politik abhängigen Laufzeit von voraussichtlich
50 Jahren.“
• Es gibt weder allgemeine, international anerkannte und
angewandte Sicherheitskriterien zur Beschränkung der Laufzeit,
noch einen „Stand der Nachrüsttechnik“ welcher eine
„Sicherheitsmarge“ garantiert (dixit ENSI).
• Beispiel 1: Mühleberg wäre in Deutschland aufgrund der
Kernmantelrisse seit 20 Jahren nicht mehr am Netz. In Japan wäre der
Kernmantel ersetzt worden.
• Beispiel 2: Beznau 1 + 2, Mühleberg und Gösgen hätten in
Deutschland 2011 aufgrund ihren Alters die Betriebsbewilligung
verloren.

4. The energy challenge 4
Risiken AKW Mühleberg
 Risse im Kernmantel
 Notsysteme sind die ungenügend gegen Erdbeben gesichert
 Gebäudehülle würde einem Flugzeugabsturz nicht standhalten
 Notkühlung nur über die Aare – keine alternative Kühlquelle
 Veraltete Konstruktion mit Notkühlpumpen zuunterst im
Reaktorgebäude
 Bielersee als Vorfluter des AKWs Mühleberg

5. The energy challenge 5
Risiken der AKW Beznau I & II
 Beznau I: ältestes AKW der Welt, das noch in Betrieb ist
 Risse im Stahlcontainment
 unzuverlässige Notstromversorgung
 rissiger Reaktordeckel

6. The energy challenge 6
Risiken Leibstadt und Gösgen
 AKW Gösgen: Brennstabkühlbecken im Grundwasser
Allgemein:
 Bei schwerem Reaktorunfall: Fehlende
Notfallmassnahmen zum Schutz von Flüssen, Seen und
Grundwasser
 Nach schwerem Reaktorunfall: x 100 Milliarden Schäden
zu lasten des Bundes

7. The energy challenge 7
Massnahmen zur Garantie der nuklearen Sicherheit der
Schweiz im Rahmen des Atomausstiegs:
 Politische Begrenzung der maximalen Laufzeit
 Planungssicherheit, Sicherheit in Personalpolitik, Sicherheit in
Investitionspolitik.
 Verstärkung der Aufsicht, namentlich der Zweitmeinung
(KNS).
 Garantie der Einhaltung des Öffentlichkeitsprinzips
(namentlich im Bereich ENSI) und Ausdehnung auf
nukleare Entsorgung (Status Nagra).
 Schaffung einer Fach- und Sicherheitskommission zur
Begleitung des Ausstiegs und namentlich des Rückbaus
der KKW‘s.

8. The energy challenge 8
Zubau PV (GWh): Szenario Bundesrat vs. Grüne
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Zubau bisher (BFE) Schätzung der Solarbranche 2013
Neuanmeldungen KEV Vorschlag BR 2020
Szenario Grüne

9. The energy challenge 9
4
6
3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
4
14
Hydro Nuclear
26
Bio-CHP Geothermal Wind PV
Leibstadt
Gösgen
Beznau I & II
Mühlenberg
TWh/a
Potential of local renewable energy exceeds nuclear
energy production
SOURCE: For RE: Andersson, G., Boulouchos, K., & Bretschger, L. (2011). Energiezukunft Schweiz. Zurich: ETH Zurich. For nuclear energy: Wikipedia
Comparison of plausible installation for renewable power by 2050 with current nuclear
power production

10. The energy challenge 10
Wind energy potential in Switzerland: a closer look
SOURCE: Franz Bürgi SolE-Suisse
Wind speed for Europe and the Swiss sub-alpine mountain range (Jura)
100m above ground
Wind speed
Wind energy map of Switzerland

11. The energy challenge 11
Wind potential: definitions and current estimates
Technical:
58.5
Economic:
15.6
Sustainable
(including
forest): 5.3
Target for
2050 in
energy
strategy: 4
Wind potentials according to the federal
office of energy [TWh/year]
Federal
Authority
Suisse
Eole
Wind speed > 4.5 m/s > 5.0 m/s
Performance 3 MW 4.5 MW
Production 4.7 GWh 7.0 GWh
Surface use 360’000
m2
180’000
m2
Potential 5.3 TWh 9-11 TWh
Key assumptions for wind potential of
federal authority and wind association

12. The energy challenge 12
Rapid increase in yield per turbine in Switzerland, first
turbine with 6 GWh/a installed.
Installation of Swiss wind turbines and their yearly production
Source; Reto Rigassi, Suisse Eole
Production

13. The energy challenge 13
Potential of local renewable exceeds nuclear energy
production
Comparison of potential for renewable power (including new wind potential) with
current nuclear power production
4
6
9
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
4
14
Hydro Nuclear
26
Bio-CHP Geothermal Wind PV
Leibstadt
Gösgen
Beznau I & II
Mühlenberg
TWh/a
SOURCE: See previous sides for RE and nuclear. Wind modified by data from Suisse Eole 2012.

14. The energy challenge 14
Atomausstieg ohne Gaskraft, AKW/Kohle-Importe
Zwei Szenarien der Grünen:
Energie-Reform:
 Effizienz
 Erneuerbare
(Solar & Wind)
Kurs-Wechsel:
 Effizienz
 Suffizienz
 Erneuerbare (Solar)
Quelle:
www.gruene.ch/energiestrategien

15. The energy challenge 15
With high share of solar power, storage capacity for daily
solar power peaks will be required
SOURCE: Energiestrategie GRÜNE, www.gruene.ch/energiestrategien .
Power production during 10 days in Summer 2050 (High-PV Scenario)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Power[MW]
Pumped hydro (prod.)
Pumped hydro (storage)
PV - pumped hydro
Import
CHP/IGCC
Wind
Hydro power (storage)
Hydro power (river)
Nuclear
Load

16. The energy challenge 16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
2011 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Requiredbalancing
capacity[GW]
Year
Geplanter Ausbau Bedarf Sz. Energie-Reform
Bedarf Sz. BR
Switzerland has enough balancing and storage perfor-
mance for 100% RE with high solar share
SOURCE: Energiestrategie GRÜNE, www.gruene.ch/energiestrategien .
Additionally required balancing perfor-
mance for different scenarios
SOURCE: Andersson, G., Boulouchos, K., & Bretschger, L. (2011)
Energiezukunft Schweiz. Zurich: ETH Zurich.
Available balancing and storage
performance
Planned capacity
Required, federal strategy
100% RE, high PV
Capacity[GW]
2010
2010 +
+ in construction
2010
+ in construction
+ in planning
Pump-
storage
Storage

17. The energy challenge 17
100% RE with high solar share increases summer-winter
mismatch
SOURCE: www.gruene.ch/energiestrategien
Distribution of power supply and demand in 2050 (High-PV Scenario)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Monthlyenergyproduction[GWh]
Import
Biomass
PV
Wind
Hydro storage
Hydro river
Nuclear
Therm/CHP/IGCC
Consumption

18. The energy challenge 18
Compensating method Production of 0.25 TWh
power during winter half-year
PV plants midland 8 km2 area (50% use of area)
PV plants midland, seasonal
storage power-to-gas
6 km2 area (50% use of area)
PV plants Alps 4 km2 area (50% use of area)
Increase dam heights 0.87 km2 (23 m increase, additional storage 75 mn m3,
1300 m head)
Wind farms with 10 turbines
á 2MW
8 wind farms
Additional sufficiency Ca. 0.5 °C lower room temperature in all buildings in
Switzerland
Combined-cycle power plant 100 MW power (used mainly in winter; equivalent to ¼ of
an average CC power plant)
RE strategies to balance summer-winter: More wind
power, PV in mountains, higher dams, power-to-gas
SOURCE: www.gruene.ch/energiestrategien
Options for balancing summer and winter supply (within Switzerland)

19. The energy challenge 19
Strategien für –
und gegen -
Energiewende