energiestrategie ≠ energiewende, 2013
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The energy challenge 1
Energiestrategie ≠ Energiewende
Bastien Girod
IUNR connect 2013, Wädenswil
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
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-
überpru ̈fungen 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.
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
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
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
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.
The energy challenge 8
Zubau PV (GWh): Szenario Bundesrat vs. Grüne
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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
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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
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
The energy challenge 11
Wind potential: definitions and current estimates
Technical: 58.5
Economic: 15.6
Sustainable (including forest): 5.3
Target for 2050 inenergy
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
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
Pro
du
cti
on
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Potential of local renewable exceeds nuclear energy
production
Comparison of potential for renewable power (including new wind potential) with
current nuclear power production
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Hydro Nuclear
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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.
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
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
Po
we
r [M
W]
Pumped hydro (prod.)
Pumped hydro (storage)
PV - pumped hydro
Import
CHP/IGCC
Wind
Hydro power (storage)
Hydro power (river)
Nuclear
Load
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2011 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Req
uir
ed
ba
lan
cin
g
cap
acit
y [
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
Cap
acity [G
W]
2010
2010 +
+ in construction
2010
+ in construction
+ in planning
Pump-
storage
Storage
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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
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3000
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6000
7000
8000
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Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Mo
nth
ly e
ne
rgy
pro
du
ctio
n [
GW
h]
Import
Biomass
PV
Wind
Hydro storage
Hydro river
Nuclear
Therm/CHP/IGCC
Consumption
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)
The energy challenge 19
Strategien für –und gegen -
Energiewende
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