Studie der Schweizerischen Energiestiftung: ideologisch voreingenommen

Der Originalbeitrag ist als „Schlumpfs Grafik 104“ im Online-Nebelspalter vom 11. März 2024 zu lesen.

Neuerdings machen Atomgegner mit einem neuen Argument Stimmung gegen Kernenergie: Kernkraftwerke seien ein unverantwortbares Klumpenrisiko. So sagte etwa SP-Nationalrätin Nadine Masshardt im letzten September in der SRF-Arena zum Thema Klima- und Energiepolitik: «…das zeigt, das Klumpenrisiko (der KKW) ist der falsche Ansatz» (siehe hier). In die gleiche Kerbe schlägt eine Studie, die von der Schweizerischen Energiestiftung in Auftrag gegeben wurde (siehe hier). Hier zeige ich, wie tendenziös diese Studie mit dem zentralen Aspekt Sicherheit der Stromversorgung umgeht.

Was wichtig ist:

– Die AKW-Gegner argumentieren neuerdings damit, Kernkraftwerke würden ein unverantwortliches Klumpenrisiko darstellen.
– Eine Studie der Schweizerischen Energiestiftung, die Atom- mit Solarstrom vergleicht, schlägt genau in diese Kerbe.
– Eine Analyse der Studie zeigt, dass die Autoren voreingenommen ans Werk gegangen sind.
– In Wahrheit ist die Zuverlässigkeit von Solarstrom um Grössenordnungen schlechter als diejenige von Atomstrom.

Die Schweizerische Energiestiftung (SES) setzt sich seit ihrer Gründung 1976 für den Ausstieg aus der Kernenergie ein. 2022, genau zu der Zeit, als die Initiative «Jederzeit Strom für alle (Blackout stoppen)» lanciert wurde, hat die SES in Kooperation mit dem Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) die Studie «Resilienz in der Schweizer Energieversorgung auf dem Weg zur Klimaneutralität – ein modellbasierter Szenarienvergleich für 2035» herausgegeben (siehe hier). Hauptautor eines achtköpfigen Teams des DIW ist Mario Kendziorski.

Unrealistischer Solarausbau bis 2035

Die Studie gelangt in ihrer Zusammenfassung zu folgendem Schluss: «Der Weg zur Klimaneutralität lässt sich durch den beschleunigten Ausbau von Photovoltaik in Richtung 2035 versorgungssicher beschreiten. Ein Umweg über eine Laufzeit von bis zu 60 Jahren der KKW Gösgen und Leibstadt ist aus Gründen der Versorgungssicherheit nicht sinnvoll.»

Es geht also um die sichere Stromversorgung, und zwar im Wettstreit zwischen Atom und Solar. Deshalb wird in der Studie ein Atom- mit einem Solar-Szenario für das Jahr 2035 verglichen. Die beiden Szenarien unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, dass im Atom-Szenario die beiden Kernkraftwerke Gösgen und Leibstadt 2035 noch laufen, während im Solar-Szenario der Strom aus diesen beiden Anlagen durch den Strom eines forcierten Ausbau der Fotovoltaik (PV) ersetzt wurde. Dabei gehen die Autoren davon aus, dass der Solarausbau, der in der «Energiestrategie 2050» des Bundes für das Jahr 2045 angenommen wird, bereits zehn Jahre früher realisiert ist. Ob das angesichts des zur Zeit stockenden «Solarexpresses» realistisch ist, scheint zweifelhaft.

Methodisch falsche Fragestellung

Nach welchen Kriterien wird in der Studie aber die Sicherheit der Stromversorgung analysiert? Bei den Kernkraftwerken wird gefragt, wie oft sie ausfallen. Bei den Solaranlagen jedoch geht es um die Genauigkeit der Prognosen, den PV-Stromertrag vorauszusagen. Das sind aber zwei völlig verschiedene Kriterien, die nichts miteinander zu tun haben. Eine wissenschaftlich saubere Arbeit müsste beide Energieträger nach den gleichen Kriterien analysieren: nämlich nach denjenigen, die für die Versorgungssicherheit zentral sind.

Ohne Frage ist das erste Kriterium «Ausfall einer Energiequelle» zentral für die Sicherheit der Stromversorgung. Warum also fragen sich die Autoren nicht: Wie oft fallen Solaranlagen aus? Die Antwort liegt auf der Hand: Das Resultat wäre verheerend. Dies kann sogar anhand einer Grafik aus der Studie gezeigt werden, auf der die jährliche Arbeitsauslastung von PV-Anlagen in der Schweiz dargestellt ist:

Die Arbeitsauslastung eines Energieträgers kann wie hier in Volllaststunden pro Jahr angegeben werden (ein Jahr hat 8760 Stunden). Damit wird ausgedrückt, wie viele Stunden pro Jahr dieser Energieträger seine ganze Leistung, also 100 Prozent, bringt. Bei PV-Anlagen ist das selbstverständlich eine rein theoretische Zahl, denn Solarpanels nutzen ihr Leistungspotenzial in Wirklichkeit nur zwischen Null Prozent (in der Nacht, wo sie ausfallen) und maximal um etwa 50 Prozent im Sommer.

Die Studie rechnet mit zu hohem Solarertrag

Zudem sind die hier gezeigten Jahreswerte, die aus Wetterdaten theoretisch errechnet wurden, offensichtlich zu hoch. Denn nach den realen Ertragszahlen, die von «Swiss Energy Charts» publiziert werden (siehe hier), ergibt sich für das Jahr 2023 eine Arbeitsauslastung für Solar von nur 700 Volllaststunden. Der in der Studie verwendete Solar-Input, der aus den Durchschnittszahlen der obigen Grafik abgeleitet wurde, liegt also mehr als 50 Prozent zu hoch.

Schauen wir jetzt, wie die Studienautoren das Ausfallrisiko der Kernkraftwerke analysiert haben. Nach Angaben zur Zeitverfügbarkeit und Arbeitsausnutzung pro Jahr der Kernkraftwerke Gösgen und Leibstadt zwischen 2011 bis 2020 folgt eine Grafik, die die monatliche Erzeugung dieser KKW zeigt:

Die rote Kurve stellt im Zeitraum von 2016 bis 2021 die monatliche Stromproduktion des KKW Gösgen, die grüne Kurve diejenige des KKW Leibstadt dar. Zur Einordnung der Zahlen braucht man die 100-Prozent-Auslastung der beiden Werke. Für die Monate mit 30 oder 31 Tagen liegt die volle Auslastung im KKW Gösgen bei 720 oder 750 Gigawattstunden (GWh), im KKW Leibstadt bei 870 oder 900 GWh.

Die Grafik zeigt also, dass Gösgen praktisch immer mit voller Leistung Strom erzeugt hat – ausser im Sommer, wo während eines Monats die geplanten Revisionen und das Nachladen der Brennstäbe stattfindet. Leibstadt dagegen war deutlich anfälliger: Ab Sommer 2016 und ab Sommer 2021 gab es zweimal einen halbjährlichen Ausfall. Zudem wurde in den Produktionsphasen nicht immer die volle Leistung erreicht.

Ein Fall von Rosinenpickerei

Damit man diese Ausfälle aber im Lichte der 40-jährigen Betriebszeit der Werke einordnen kann, muss der Betrachtungshorizont vergrössert werden. Zusätzlich müssen wir uns auf den Winter fokussieren, denn nur dann treten Probleme mit der Versorgungssicherheit auf. Berücksichtigt man diese beiden Punkte, ergibt sich ein ganz anderes Bild:

Diese Grafik, die ich in «Schlumpfs Grafik 85» im letzten Oktober gebracht habe (siehe hier), zeigt den Stromertrag aller vier Schweizer Kernkraftwerke als Prozentanteil der Nettostromerzeugung – und das für die kritischen vier Wintermonate November bis Februar in der Zeit von 1990 bis 2023.

Die kurze Zeitperiode von 2016 bis 2021, aus der in der SES-Studie das Ausfallrisiko abgeleitet wird, bedeutet also, dass gezielt diejenigen Jahre herausgepickt werden, in denen es Probleme gegeben hat. Ein solches Rosinenpicken ist aber schlechte wissenschaftliche Arbeit.

Im Dezember war die Auslastung der Kernkraftwerke 59-mal besser als die der Solaranlagen

Ausserdem zeigt diese letzte Grafik eindrücklich, wie zuverlässig die Schweizer Kernkraftwerke ihren Job im Winter über lange Zeit verrichtet haben: Im Schnitt trugen sie 45 Prozent zur gesamten Winterproduktion bei. Und selbst im schlechtesten Winter waren es 33 Prozent.

Zum Schluss mache ich noch einen direkten Vergleich der Arbeitsauslastung von Atom und Solar in der aktuellsten Winterperiode, für die Zahlen zur Verfügung stehen. Von November 2022 bis Februar 2023 haben die vier Schweizer Kernkraftwerke 8506 GWh Strom produziert, sämtliche Schweizer Solaranlagen aber nur 445 GWh. Weil die installierte Leistung der PV-Anlagen aber sogar höher war als die der Kernkraftwerke, resultiert eine Arbeitsauslastung der KKW von 99,8 Prozent gegenüber einer Auslastung der Solaranlagen von lediglich 3,3 Prozent: Die Arbeitseffizienz der Kernkraftwerke war 30-mal besser.

Und nimmt man noch den schlechtesten Solarmonat Dezember 2023, dann sinkt die Arbeitsauslastung der PV-Panels auf ein Monatsminimum von 1,7 Prozent – das ist 59-mal schlechter als bei den KKW.

Ideologisch voreingenommene Autoren

Solche Fakten scheinen die Autoren der hier besprochenen Studie aber nicht zu kümmern, denn sie beschäftigen sich trotz allem ausführlich damit, ob die Prognoseungenauigkeit bei der Solarerzeugung die Versorgungssicherheit beeinträchtige oder nicht. Angesichts einer derart mageren Stromausbeute der PV-Anlagen im Winter sollte aber sofort klar sein, dass Prognoseschwankungen bezüglich Sicherheit praktisch keine Rolle spielen.

Mit der eingangs zitierten Forderung der Studie, auf die Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke zu verzichten, nimmt sie ausgerechnet denjenigen Energieträger aus dem Spiel, der weitaus am meisten zur Stromsicherheit im Winter beiträgt: Offenbar sind die Autoren ideologisch voreingenommen.