Projektarbeit Energie Energieträger der Schweiz

Energieträger der Schweiz

Energieträger der Schweiz und deren Anwendungen


Die Energieträger der Schweiz sind breit gefächert: Sie reichen von Erdöl über Gas und Holz sowie Kohle bis hin zur Elektrizität. Obwohl wir uns hier hauptsächlich mit der Elektrizität beschäftigt haben, sollten die anderen Energieträger nicht vernachlässigt werden.

Anteil am Energieverbrauch der Schweiz nach Energieträgern seit 1910. Verbrauchszahlen in Terajoule

Erdöl

Erdöl ist ein fossiler Brennstoff, bestehend aus diversen Kohlenstoffverbindungen, der durch Transformation organischer Stoffe, z.B. kleine Meerestierchen wie Plankton, entstanden ist. Grosse Teile des Erdöls lagern im Nahen Osten, Osteuropa und Vorderasien. Erdöle sind in ihr Grundbeschaffenheit überall gleich, jedoch unterscheiden sie sich in der Art der enthaltenen Kohlenwasserstoffe je nach Herkunft.[1]

In der Schweiz findet das Erdöl hauptsächlich Verwendung im Verkehr und zum Betreiben von Erdölheizungen. Beim Verkehr stagniert der Verbrauch seit Jahren, wobei er hingegen bei Erdölheizungen seit Jahren rückläufig ist. Dort gibt es einen Übergang hin zu alternativen Quellen, wobei neu mehrheitlich nur noch Gasheizungen und Wärmepumpen verbaut werden.[2] Die Schweiz ist im Bereich Erdöl stark von Importen abhängig, wobei der Hauptteil aus Libyen, Kasachstan und Nigeria bezogen wird.[3] Der Transport erfolgt hier in der Schweiz hauptsächlich über die Binnenschifffahrt und den Schienenverkehr und über kurze Distanzen mit LKWs.

Erdgas

Info

Unter Inkohlung versteht man den natürlichen Entstehungsprozess von Kohle.

Erdgas ist ein fossiler Brennstoff bestehend aus Kohlenstoffverbindungen entstanden aus Transformation organischer Stoffe, wie beim Erdöl. Das Gas entstand dabei hauptsächlich bei einem Inkohlungsprozess bei der Bildung von Torf. Dabei entstand hauptsächlich Methan. Grosse Teile des Erdgases finden sich auf Gebieten der Russischen Föderation sowie im Nahen Osten. Erdgase unterschieden sich allgemein in Anteilen von Methan und anderen Gasen, was hauptsächlich je nach Anwendungsbereich abhängig ist.[4]

In der Schweiz findet Erdgas hauptsächlich Verwendung in der Industrie, zum Heizen, zur Erzeugung von Strom und selten im Verkehr. Der Gasverbrauch ist seit Jahren in der Stagnation. Die Schweiz deckt ihren Erdgasverbrauch zu über 95% über Importe, welche grösstenteils aus der Russischen Föderation und Norwegen bezogen werden.[5] Der Transport erfolgt hauptsächlich durch Pipelines sowie der Binnenschifffahrt sowie über kurze Distanzen mit LKWs. Zum Transportieren muss Erdgas häufig jedoch als Erstes verflüssigt werden, was eine niedrige Energiebilanz zur Folge hat.

Aufgrund der Ukrainekrise, die seit 2014 andauert, variieren die Gasexporte der Russischen Föderation häufig. Seit der Eskalation im Februar 2022 ist Erdgas ein beliebtes Druckmittel Russlands gegen den Westen, um seine Forderungen durchzusetzen. Die derzeitige Versorgung Zentral- und Westeuropas ist teils ungewiss. Deshalb gibt es z.B. Vorstösse mehr Erdgas aus den USA zu beziehen und die Abhängigkeit von Russland allgemein zu überdenken und zu hinterfragen. (Stand: 22. März 2022)

Fernwärme

Fernwärme ist eine Energieerzeugungsmöglichkeit, bei der häufig mit Erdöl oder Erdgas oder Abfällen, in grossen Anlagen Wasserdampf erzeugt wird. Seltener wird zur Wärmeerzeugung auch geothermische oder Solarenergie verwendet.[6]

In der Schweiz findet die Fernwärme vor allem Anwendung zu Heizen. In urbanen Gebieten erfolgt Energieerzeugung häufig durch Kehrrichtverbrennungsanlagen. In ruralen Gebieten findet die Energieerzeugung häufig bei der Verbrennung von Bioabfällen statt. Der Anteil von Erdgas und Erdöl an der Fernwärmegewinnung ist gering und beträgt etwa nur 15%, während der der KVAs und Bioabfällen bei rund 66% liegt.[7]

Treibstoffe

Die Raffinerie Cressier hier um 1970

Treibstoffe sind raffiniertes also weiterverarbeitetes Erdöl, was Benzin, Diesel, Kerosin sowie Heizöl im alltäglichen Gebrauch abdeckt. Die Raffination zu Treibstoffen erfolgt grösstenteils in der Schweiz selbst in der Raffinerie Cressier am Neuenburger See.

Verwendung finden diese raffinierten Erdölprodukte hauptsächlich im Verkehr, der Industrie und zum Heizen. Der Transport dieser Produkte erfolgt wieder hauptsächlich über die Binnenschifffahrt, den Schienenverkehr sowie LKWs.

Kohle

Kohle ist ein fossiler Brennstoff, der durch die bereits beschriebene Inkohlung entsteht. Dabei lagern sich häufig in Mooren tote Pflanzen und Kleinstlebewesen an, die sich im ersten Schritt in Torf verwandeln. Nachfolgend kommt es über lange Zeit zur Verdichtung und Verfestigung dieses Torfs und somit zur Bildung von Kohle. Diese nennt man dann Braunkohle. Andererseits gibt es auch die Steinkohle, die hingegen zur Braunkohle deutlich dichter ist.[8] Grosse Teile der Kohle kommen aus der Volksrepublik China sowie Indien sowie in Europa aus Deutschland.

In der Schweiz findet Kohle praktisch keine Anwendung im Energiesektor mehr, der Anteil liegt bei etwa 0,5%. Einzig wird es noch in der Schwerindustrie eingesetzt. Schweizer Energieunternehmen sind, wenn überhaupt, an ausländischen Kohlekraftwerken beteiligt.[9] Die Kohle, die überhaupt noch importiert wird, kommt meist aus deutschen Vorkommen. Der Transport erfolgt praktisch nur mit der Binnenschifffahrt direkt an die Industriegebiete, die sich häufig in Flussnähe befinden.

Abfälle

Abfälle sind Restprodukte, die im alltäglichen Leben entstehen. Man unterscheidet dabei in Haushalts-, Industrie- und Sonderabfälle. Während Haushaltsabfälle vielfach weiterverwendet werden, müssen Industrie- und Sonderabfälle häufig speziell und aufwändig entsorgt werden.

In der Schweiz erfolgt die Verarbeitung von Abfällen oft in Kehrrichtverbrennungsanlagen. Dort wird der Abfall verbrannt und dessen Energie in Wärme umgesetzt. Teilweise kann auch die Verstromung dieser Wärmeenergie über Generatoren erfolgen. Der in den KVAs verarbeitete Abfall kommt häufig aus der umliegenden Agglomeration und wird per LKW transportiert.

Elektrizität

Info

Unter Wechselstrom versteht man Strom, der regelmässig seine Polung verändert, sodass sich die positiven und negativen Zeitpunkte so ergänzen, dass der Strom gesamthaft null ist.

Unter Gleichstrom versteht man Strom, der seine Polung nicht verändert.

Elektrizität ist eine Form der Energie, bei der sich elektrische Landungsträgern zusammen in eine bestimmte Richtung bewegen, magnetische Felder erzeugen und so elektrischen Strom erzeugen. Strom kann durch diverse Verfahren erzeugt werden, wovon einige in Stromwerke der Schweiz vorgestellt werden.

In der Schweiz wird bei der Übertragung vor allem auf Wechselstrom gesetzt. Dieser hat einen geringeren Leistungsverlust als Gleichstrom und ist somit für den Transport gut geeignet. Er kann mit Umspannkraftwerken auch effizienter umgespannt werden. Geräte brauchen häufig Gleichspannung, weshalb viele elektrische Gerät ein Netzteil mit Transformator für die Gleichrichtung des Stroms besitzt. Der Transport der Elektrizität erfolgt in der Schweiz über grosse Distanzen mit grossen Hochspannungsleitungen.

Holz und Holzkohle

Holz und Holzkohle sind regenerative also erneuerbare Brennstoffe, bestehend aus Kohlenstoffverbindungen. Es gibt auf der ganzen Welt grosse Waldgebiete mit unterschiedlichen Holzarten, die sich alle mehr oder weniger zur Energiegewinnung eignen.

In der Schweiz findet Holz an sich hauptsächlich Verwendung bei einzelnen zum direkten Heizen oder industriell in z.B. Schnitzelkraftwerken. Dort wird die Energie entweder in Fernwärme oder in Elektrizität umgesetzt. Holzkohle entsteht durch das langsame Verglühen von Holz unter Sauerstoffabschluss. Als «Energieholz» klassifiziert werden etwa 40% des in der Schweiz verarbeiteten Holz.[10] Grosse Teile, etwa 4,5 Mio. m3, des in der Schweiz verwendeten Holz stammen aus heimischer Produktion. Die restlichen 6,5 Mio. m3 sind importiert und stammen grösstenteils aus Osteuropa.[11] Der Transport von Holz erfolgt in der Schweiz bevorzugt mit dem Schienenverkehr und seltener mit der Binnenschifffahrt und über kürzere Distanzen werden auch LKWs verwendet.

Übrige erneuerbare Energien

Sonstige erneuerbare Energien sind die Energie der Sonne, Biogas, Biotreibstoffe sowie Umweltwärme.

Sonnenenergie kann z.B. durch Photovoltaik verstromt werden oder mithilfe von Solarthermie in Wärmeenergie umgewandelt werden. Biogas wird in speziellen Biogas-Anlagen hergestellt, indem Grünabfälle verrottet werden. Biotreibstoffe sind Treibstoffe die direkt aus Biomasse hergestellt werden. Dafür eignen sich vor allem Ölpflanzen, Getreide, Zuckerrüben oder -rohr, Wald- und Restholz, Holz aus Schnellwuchsplantagen, spezielle Energiepflanzen sowie tierische Abfälle. Umweltwärme schliesst Wärmepumpen sowie die Geothermie ein. Der Anteil an der Energieproduktion all dieser Energieträger ist gering, jedoch gibt es viele Vorstösse zur Implementierung in den Alltag. So verlangt z.B. die «Energiestrategie 2050»: «Kleinere Photovoltaikanlagen unter 30 kW erhalten Einmalvergütungen in Höhe von maximal 30% der Investitionskosten.»[12]

Quellen

  1. SpringerLink. (2009). Erdöl [Web-Artikel]. Gefunden unter https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-00781-1_7, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  2. SES energiestiftung.ch. (2022). Situation der Schweiz: Massive Auslandabhängigkeit [Web-Artikel]. Gefunden unter https://www.energiestiftung.ch/fossile-energien-schweiz-oel.html, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  3. Bundesamt für Energie. (2013). Schweizer Erdöleinfuhren Herkunft, Einfuhrwege, Hauptakteure [Web-Artikel]. Gefunden unter https://pubdb.bfe.admin.ch/de/publication/download/7017, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  4. Swiss Centre for Life Cycle Inventories. (2007). Erdgas [Web-Artikel]. Gefunden unter https://www.researchgate.net/profile/Niels-Jungbluth/publication/230725630_Erdgas/links/5c7a6547a6fdcc4715a758be/Erdgas.pdf, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  5. gazenergie.ch. (2022). Gas in Zahlen Ausgabe 2020 [Web-Artikel]. Gefunden unter https://gazenergie.ch/fileadmin/user_upload/e-paper/GE-GasInZahlen/GiZ_20_de.pdf, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  6. ScienceDirect. (2017). International review of district heating and cooling [Web-Artikel]. Gefunden unter https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036054421730614X?via%3Dihub, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  7. EnergieSchweiz. (2021). Faktenblatt Thermische Netze [Web-Artikel]. Gefunden unter https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/energieeffizienz/fernwaerme.exturl.html/aHR0cHM6Ly9wdWJkYi5iZmUuYWRtaW4uY2gvZGUvcHVibGljYX/Rpb24vZG93bmxvYWQvMTA0MDA=.html, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  8. Springer. (1931). Die Chemie der Kohle [Web-Artikel]. Gefunden unter https://books.google.ch/books?hl=de&lr=lang_de&id=S4iiBgAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA1&dq=Kohle&ots=SZ3brnCA_0&sig=jq5au8_gL1ZD8SbyysvcORsOnD8&redir_esc=y#v=onepage&q=Kohle&f=false, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  9. SES energiestiftung.ch. (2021). Kohlekraft in der Schweiz [Web-Artikel]. Gefunden unter https://www.energiestiftung.ch/fossile-energien-schweiz-kohle.html, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  10. Bundesamt für Statistik. (2022). Forstwirtschaft [Web-Artikel]. Gefunden unter https://www.bfs.admin.ch/bfs/de/home/statistiken/land-forstwirtschaft/forstwirtschaft.html, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  11. FeuerschutzTeam AG. (2020). Woher kommt unser Holz? Importe vs. Heimmarkt [Web-Artikel]. Gefunden unter https://www.tschudinag.ch/ueber-uns/news/woher-kommt-unser-holz-importe-vs-heimmarkt.html, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
  12. Wikipedia. (2021). Energiestrategie 2050 [Web-Artikel]. Gefunden unter Entnommen aus: https://de.wikipedia.org/wiki/Energiestrategie_2050, zuletzt abgefragt am 22.03.2022
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