• Wie entwickelt sich die Energiewelt?

Wie entwickelt sich die Energiewelt?

14.12.2018 THOMAS AMMANN dipl. Arch. FH Ressortleiter Energie- und Bautechnik, HEV Schweiz

Energie und Ausblick – Die Energieerzeugung wie auch die Energienutzung befinden sich im Umbruch. Wie diese Entwicklung weitergehen könnte, zeigt eine Studie zur neuen Energiewelt.

In seinem Bericht zu den Grenzen des Wachstums hat der Club of Rome 1972 prognostiziert, dass die damals bekannten Erdölreserven noch für 20 Jahre ausreichen würden. Was damals nicht in die Modelle miteinbezogen wurde, ist der Umstand, dass der Mensch fähig ist, sich in Krisen weiterzuentwickeln und neues Potenzial zu erschliessen. Diese Tatsache stellt die neueste Studie des Gottlieb Duttweiler Instituts (GDI) ins Zentrum. Die Studie zeichnet für einmal ein optimistischeres Bild der Energiezukunft, wenn auch der Weg dorthin durch einige Krisen führen dürfte.

Energie im 21. Jahrhundert

Im Auftrag des Bundesamts für Energie entstand die Studie «Die neue Energiewelt». Diese soll für einmal nicht nur die nächsten 10 oder 20 Jahre beleuchten, sondern einen Blick auf das gesamte 21. Jahrhundert werfen. Der Untertitel «Vom Mangel zum Überfluss» nimmt den Inhalt der Studie bereits etwas vorweg. Im betrachteten Zeitraum soll sich das globale Energiesystem des Mangels und der Knappheit in ein System des Überflusses wandeln. Möglich machen dies die immer günstiger werdenden erneuerbaren Energien sowie neue Speichertechnologien.

Ebenfalls komplett neu dürfte bis zum Ende des laufenden Jahrhunderts der Strommarkt organisiert werden. Die Forscher prognostizieren einen Wandel von den heutigen Big Playern zu einer dezentralen Stromversorgung und einem ebensolchen Handel. Dank vermehrter Kommunikationsleistung und der berührungslosen Stromübertragung werden der Austausch und die Speicherung von Strom in deutlich kleinräumigeren Massstäben möglich. So könnten zum Beispiel intelligente Strassenkreuzungen die jeweils an der Ampel wartenden Elektroautos als Zwischenspeicher nutzen und für das Lastmanagement eines Quartiers «verwenden». Dies natürlich nur, sofern es bis dann überhaupt noch Kreuzungen mit Lichtsignalen gibt – digitales Fahren ersetzt diese vielleicht in Zukunft?

Gleichzeitig dürfte die Dezentralisierung neue Regulatorien hervorrufen, die den wachsenden Markt an Anbietern regeln. Sollte die Energie eines Tages tatsächlich im Überfluss vorhanden sein, stellt sich unweigerlich die Frage nach der Preisentwicklung bei der Energie. Wo kein Markt besteht, fallen die Preise. Bezahlt wird lediglich die Dienstleistung der Lieferung, bei Eigenerzeugungsanlagen nicht einmal dies. Die Erfahrung lehrt uns jedoch, dass es nichts gratis gibt. Vielmehr ist es denkbar, dass wir in Zukunft unsere Energie vermehrt mittels Daten bezahlen – Daten über uns und unser Konsumverhalten.

Der Weg als Herausforderung

Der Weg in diese Energiezukunft wird, so die Studienverfasser, nicht linear und gemütlich verlaufen, sondern von Krisen geprägt sein. Erst in der Krise bewegt sich der Mensch und ist bereit, die Komfortzone zu verlassen. Der Ölschock in den 1970er-Jahren des letzten Jahrhunderts oder das Reaktorunglück in Fukushima zeigen, dass dies so war.

Aber auch technologische Errungenschaften wie zum Beispiel das Smartphone können zu grossen Umbrüchen in der Energiepolitik führen. Die Studienautoren benennen 30 Entwicklungen, die uns auf dem Weg zum Energieüberfluss ereilen könnten. Als Beispiel werden die smarten Energielieferverträge genannt. Dank der Blockchain-Technologie werden der Verkauf und Bezug von Energie vereinfacht und automatisiert. Als «Prosumer» benötige ich kein Elektrizitätswerk mehr. Vielmehr wird mein Strom automatisch zu den günstigsten Konditionen bezogen und zu den besten wieder verkauft.

Ein anderes Szenario beschreibt den Kobaltschock: Dank neuer Speichertechnologien verlieren Erdöl und Kohle an Bedeutung. Im Gegenzug steigt die Nachfrage nach Kobalt und Lithium, was zu erheblichen Verschiebungen auf dem Rohstoffmarkt führt. In einem weiteren Szenario wird die Möglichkeit von zunehmenden Cyberattacken auf das ganze Energiesystem dargestellt. Die damit verbundenen Gefahren reichen von gestohlenen Daten über Stromausfälle bis hin zur Zerstörung von physischen Gütern. All dies verursacht erhebliche finanzielle Verluste.

Die Frage nach dem Wie

Dass sich die Energielandschaft in den kommenden Jahren und Jahrzenten verändern wird, steht ausser Frage. Welche Ereignisse und Entwicklungen hierzu hauptsächlich ausschlaggebend sein werden, wird sich weisen. In der fiktiven Entwicklungsgeschichte, die in der Studie abgedruckt ist, zeigt sich deutlich: Ein zyklisches Ineinandergreifen von technologischen und gesellschaftlichen Entwicklungen und einer sich wandelnden Gesetzgebung wird die Entwicklung begleiten.

Aufgrund der aktuell zunehmenden Regulierungsdichte durch Energiegesetz, CO2-Gesetz und Luftreinhalteverordnung scheinen wir uns zurzeit im regulatorischen Zyklus zu befinden. Es ist zu hoffen, dass dieser bald wieder durch eine Phase der Liberalisierung abgelöst wird. Dabei sollten die Schwerpunkte so gesetzt werden, wie sie auch Benoît Revaz, der Direktor des Bundesamts für Energie, im Vorwort der Studie beschreibt: «Das oberste Ziel bleibt es, eine sichere, bezahlbare und umweltfreundliche Energieversorgung für uns alle zu garantieren.»


«Irgendwann wird induktives Laden möglich sein»

Interview mit Claudio Pfister, Leiter der Fachgesellschaft e'mobile by Electrosuisse, über die Zukunft der Elektromobilität.

DER HAUSEIGENTÜMER: Verkehrsministerin Doris Leuthard hat im Juni 2018 anlässlich eines Runden Tisches mit Vertretern der Elektrizitäts- und Mobilitätsbranche sowie Bund, Kantonen und Städten ein ehrgeiziges Ziel formuliert: Bis 2022 soll bei Neuzulassungen der Anteil Elektrofahrzeuge von momentan 2,7 Prozent auf 15 Prozent erhöht werden. Wie zeigt sich die Situation heute?

CLAUDIO PFISTER: Im Moment zirkulieren in der Schweiz ungefähr 20 000 rein batterie-elektrisch betriebene Autos. Dazu kommen etwa 15 000 Plug-in-Hybride, also Hybridfahrzeuge mit Stecker und grösserer Batterie-Reichweite. Vor zehn Jahren ging es los mit dem ersten grossen Schub bei Elektroautos. Damals hatte man die Idee, mit einem Elektrofahrzeug vor allem kurze Distanzen, z. B. in der Stadt, zurückzulegen. Grössere Reichweiten konnten nur mit Plug-in-Hybriden erreicht werden. Heute sieht es anders aus: Auch rein elektrisch betriebene Fahrzeuge schaffen grössere Distanzen. Elektroautos sind alltagstauglich geworden. Der Mensch ist aber ein Gewohnheitstier und braucht immer eine Weile, bis er sich an neue Technologien gewöhnt. Dies und auch die zaghafte Entwicklung des Angebots sind aktuell die grössten Hürden für eine schnelle Marktdurchdringung von Elektroautos.

Wie haben sich die Batterien und deren Preise entwickelt?

Bei den Preisen hat sich in den letzten Jahren viel getan. Die Batteriepreise sind massiv gesunken. Mussten früher 1000 Franken pro kWh-Speicherleistung bezahlt werden, sind wir heute noch bei 200 bis 300 Franken pro kWh. Und ich bin überzeugt, dass die Preise noch weiter sinken werden, weil ein Volumen am Entstehen ist. Auch die Batterie- Leistung hat sich stetig und deutlich verbessert. Die kleinen Batterien von früher hatten eine beschränkte Reichweite von maximal 100 Kilometern. Heute sind leichte Batterien mit einer hohen Energiedichte sehr gefragt (über 140Wh / kg), also Lithium- Ionen- oder Lithium-Polymer- Batterien. Weltweit gibt es einen Run auf Litium-Ionen-Batterien – momentan werden diese mehrheitlich vom chinesischen Markt absorbiert. Auf solche Batterien müssen wir in Europa deshalb etwas länger warten.

Schauen wir uns den Alltag an: Wo lädt man das Elektroauto heute? Und wo werden wir es in Zukunft mit Strom «füttern»?

Das Elektroauto wird dort geladen, wo es lange steht: zu Hause oder allenfalls am Arbeitsplatz, über eine geeignete Steckdose oder eine Wallbox. Und das wird sich auch in Zukunft nicht so schnell ändern. Denkbar und technisch möglich wäre es jedoch, das Elektroauto über Induktionsschlaufen aufzuladen. Das heisst, dass ein Auto z. B. ohne Stromkabel – kontaktfrei – über eine Induktionsplatte im Boden des Parkplatzes aufgeladen werden könnte. Autohersteller haben bereits Ideen und Konzepte dafür entwickelt, und ich bin sicher, dass es irgendwann induktive Lademöglichkeiten geben wird. Bis diese aber auf den Markt kommen, dauert es noch ein paar Jahre.

Stichwort Ladeinfrastruktur im Eigenheim: Ein Einfamilienhausbesitzer sucht eine schnelle und günstige Lösung, um sein Elektroauto zu Hause aufzuladen. Wie soll er vorgehen?

Vorab: Eine Haushaltssteckdose ist für das Laden nicht geeignet! Sie ist für Haushaltsgeräte konzipiert, nicht für Autos. Die einfachste Lösung für das Laden des Elektroautos in der Garage ist der Einbau einer blauen 3,7 kW-CEE-Steckdose. Mit dieser braucht es etwa drei bis sechs Stunden, um 50 bis 100 Kilometer Reichweite zu laden. Die CEE-Steckdose passt in jede Garage und ist schnell installiert. Trotzdem sollte man dafür unbedingt einen kompetenten Elektroinstallateur beiziehen. Man kann auch mehrere Parkplätze, z. B. in einer Mehrfamilienhaus-Tiefgarage, mit solchen Steckdosen ausrüsten. Jedoch sind diese nicht intelligent – der Strombezug lässt sich nicht steuern. Die Lösung für mehrere Ladestationen ist ein intelligentes Lastmanagement-System. Die Kosten dafür sind jedoch höher. Steckdosen sind genormt und bleiben deshalb auch in den nächsten Jahren gleich. Sie sind eine gute Voraussetzung für eine allfällige spätere intelligente Wallbox oder eine induktive Lösung, wenn eine solche dann auf den Markt kommt.

Studie: vom Mangel zum Überfluss

Die im Auftrag des Bundesamts für Energie erstellte Studie «Die neue Energiewelt» geht von einer sprunghaften Weiterentwicklung des Energiesystems im 21. Jahrhundert aus und analysiert 30 mögliche Veränderungen. Eine Trendlandschaft bietet einen Überblick über die wichtigsten Einflussfaktoren auf das Energiesystem. Die Studie kann auf der Website des GDI heruntergeladen werden: www.gdi.ch 


WEITERE INFOS

Auf der Website der Fachgesellschaft e'mobile finden Sie nützliche Infos und Beratung rund ums Thema Elektromobilität: www.e-mobile.ch