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| 8.8.2012 Wissenswertes über Energie-Produktion 
Die Schweiz braucht Energie. Viel Energie. Im Jahr 2011 waren es laut vorläufiger Statistik 852'330 Terrajoule oder 236'770 Gigawattstunden (GWh). Beinahe die Hälfte davon wurde zum Heizen benötigt, ein gutes Drittel wurde für die Mobilität eingesetzt. Für Kochen, Abwaschmaschine, Kühlschrank und Tiefkühler brauchten die Privathaushalte von Herr und Frau Schweizer beinahe 5'000 GWh Strom.
Dagegen nimmt sich der Stromverbrauch der Landwirtschaft von rund 2'900 GWh und der landwirtschaftliche Treibstoffverbrauch von 3'000 GWh fast schon bescheiden aus. Doch es könnte noch weniger sein; viele Sparpotentiale liegen brach. Vor allem aber könnte die Landwirtschaft viel, wenn nicht sogar die ganze Energie, die sie braucht, selbst produzieren. Doch die verbrauchte Energie ist nur ein Teil der Realität. Zu einer vollständigen Energiebilanz gehört nämlich auch die graue Energie: Jene Energie, die für Futtermittel, Dünger, Gebäude und Maschinen benötigt wird. Der Anteil der grauen Energie macht in der Landwirtschaft rund 60% der benötigten Gesamtenergie aus, Strom und Treibstoffe stellen die restlichen 40% dar. Der Energieimport über eingeführte Futtermittel hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Dagegen ist der Energiebedarf für Dünger und Pestizide kontinuierlich gesunken. Dass der landwirtschaftliche Energieverbrauch in den letzten Jahrzehnten gestiegen ist, ist kein Wunder: Die Bauern bewirtschaften immer grössere Flächen, und das geht nun mal nicht mehr von Hand. Manche Bäuerin und manches Bauernkind mag froh um diese Entwicklung sein, denn die Mechanisierung führte zu einer starken körperlichen Entlastung. Dafür wird das Budget stärker belastet: In den letzten zehn Jahren stiegen die Ausgaben für Strom und Treibstoff in der Landwirtschaft deutlich an. Erneuerbare Energie Die Schweiz importiert mehr als 75% ihres Energiebedarfs. Gesamthaft betrachtet, ist der Anteil erneuerbarer Energien am schweizerischen Endenergieverbrauch bescheiden: Er lag letztes Jahr bei rund 19%. Von der Energie, die im Inland produziert wird, stammt ein grosser Teil – rund zwei Drittel – aus Wasserkraft. Die in der Statistik unter dem Begriff "übrige erneuerbare Energien" zusammengefassten Beiträge von Agrotreibstoff, Biogas, Sonne, Wind und Umweltwärme deckten letztes Jahr gerade mal 1,7% des gesamten Energieverbrauchs. Doch dieser Anteil wächst: Er hat sich allein in den letzten zwanzig Jahren vervierfacht. Im Jahr 2010 wurden hierzulande rund 4'600 GWh Energie mit Sonne, Wind, Biogas und Umweltwärme erzeugt. Solarenergie In unseren Breitengraden liefert die Sonne bei wolkenlosem Himmel über die Mittagszeit rund 1'000 Watt Einstrahlungsleistung pro Quadratmeter. An trüben Wintertagen kann diese Leistung auf rund 20 Watt sinken. Vorerst lohnt sich die Produktion von Solarstrom vor allem dann, wenn eine kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) bezahlt wird. Die KEV gibt es über die gesamte rechnerische Lebensdauer der Anlage, bei Photovoltaikanlagen sind das 25 Jahre. Sie ist abhängig vom Typ der Anlage, also ob diese freistehend, auf dem Dach montiert oder ins Dach integriert ist. Und von der Grössenklasse. Vor allem aber ist die KEV-Summe begrenzt. Statt Solarstrom zu erzeugen, stehen deshalb viele Bauern zusammen mit anderen auf der Warteliste für 12'500 Photovoltaikanlagen (Stand: März 2012). Nur dank der Sonne wachsen überhaupt Pflanzen auf der Erde, mit denen Menschen ernährt und Tiere gefüttert werden können. Schweizer Bauernfamilien nutzen die Sonnenenergie seit den frühen achtziger Jahren auch als Energiequelle. Damals wurden die ersten solaren Heutrocknungsanlagen gebaut. Inzwischen sind 3'462 solcher solar-betriebenen Heubelüftungen im Einsatz. Laut Agrarbericht 2011 lassen sich damit jährlich 19 GWh elektrische und 50 GWh thermische Energie einsparen. Sonnenenergie wird zudem auf Hunderten von Bauernhöfen für die Warmwasseraufbereitung, Heizung, Kräutertrocknung oder die Stromgewinnung genutzt. Viehhüter bzw. Weidezaungeräte mit Solarpanels sind ebenfalls beliebt. Und zunehmend setzen Bauern und Bäuerinnen auch auf die Stromproduktion mittels Photovoltaikanlagen. Das ist naheliegend, denn die Sonne scheint gratis und viele Bauernhöfe haben grosse und günstig gelegene Dachflächen, die sie nutzen können. Biogas Das Potential, aus Biomasse Ökostrom und Ökowärme zu gewinnen, ist gross. Das grösste ungenutzte Potenzial liegt bei den Hofdüngern Mist und Gülle. In der Schweiz wird bis jetzt nur ein kleiner Teil davon – weniger als zehn Prozent – genutzt, obwohl die ersten Biogasanlagen bereits in den späten siebziger Jahren gebaut wurden und ausgereifte Technologien zur Verfügung stehen. Um eine Biogasanlage rentabel betreiben zu können, müssen mehrere Bedingungen erfüllt sein: Es braucht eine gewisse Grösse, genügend verfügbare und bezahlbare Co-Substrate und nicht zuletzt auch die Akzeptanz der Bevölkerung gegenüber den nicht gänzlich zu vermeidenden Geruchsemissionen. Und es braucht einen Standort, der verkehrstechnisch gut erschlossen ist und an dem es möglichst viele Abnehmer für die produzierte Wärme in der Nähe hat. Im Jahr 2011 waren 80 landwirtschaftliche Biogasanlagen in der Schweiz in Betrieb. Sie lieferten 12 GWh Wärmeenergie, 51 GWh Strom und spiesen rund 7 GWh Energie ins Erdgasnetz ein. Weitere 50 bis 100 Anlagen dürften in absehbarer Zukunft entstehen, hauptsächlich in der Westschweiz, weil dort bisher eher wenige Anlagen stehen. In bäuerlichen Biogasanlagen werden einerseits Gülle, Mist und Zwischenfrüchte vom eigenen Landwirtschaftsbetrieb vergoren und andererseits organische Nebenprodukte von Gemeinden, Gewerbe und Industrie mitverarbeitet. Diese sogenannten Co-Substrate können Rasenschnitt, Küchenreste oder Abfälle aus der Lebensmittelverarbeitung und Gastronomie sein. Das daraus gewonnene Biogas kann via Wärme-Kraft-Kopplungsanlage in Wärme und Strom umgewandelt werden, oder, wenn gewisse Bedingungen erfüllt sind, ins Erdgasnetz eingespeist werden. Die Anlage darf nicht Hauptzweck des Landwirtschaftsbetriebes sein, sondern muss sich diesem unterordnen. Wichtig ist zudem, dass die Nährstoffbilanz auf betrieblicher Ebene eingehalten werden kann: Die Nährstoffe verschwinden beim Vergären nämlich nicht. Die Gärreste müssen vor Ort wieder ausgebracht oder abtransportiert werden. Im Gegensatz zu z.B. Solaranlagen, müssen Biogasanlagen täglich "gefüttert" und überwacht werden. Sie sind wie ein grosses Tier, das auch in Zeiten mit hohen Arbeitsspitzen betreut werden muss, und beanspruchen rasch einmal eine halbe Arbeitskraft. Koordinierte Abfallverwertung In der Schweiz werden Biogasanlagen als Abfallanlagen betrieben – dies im Gegensatz zum Ausland, wo Biogasanlagen nahezu ausschliesslich mit Rohstoffen wie Mais oder Silage "gefüttert" werden können. Um effizient Gas produzieren zu können, sind landwirtschaftliche Anlagen jedoch auf die Zufuhr von Co-Substraten angewiesen. Das Vorhandensein von genügend und bezahlbaren Co-Substraten ist derzeit einer der begrenzenden Faktoren. 22 gewerbliche Biogasanlagen sowie zahlreiche Abwasserreinigungsanlagen treten als Konkurrenten bei der Co-Substratbeschaffung auf. Ein grosser Teil der landwirtschaftlichen Biogasanlagenbetreiber haben sich in der Genossenschaft Ökostrom Schweiz zusammengeschlossen. Ökostrom Schweiz versucht, den Fluss von industriellen Nebenprodukten und kommunalen Abfällen so zu koordinieren, dass diese möglichst regional verwertet werden können. Sie stellt auch Grünstromzertifikate aus und übernimmt die Projektabwicklung und Vermarktung von CO2-Equivalentpapieren. Holz Holz ist heimelig und gibt warm. Das schätzen die Schweizer offenbar sehr: Im Jahr 2010 waren rund eine halbe Million Holzöfen in der Schweiz installiert, dazu kamen rund 76'000 Holz-Gebäudeheizungen und knapp 7'000 automatische Holzfeuerungsanlagen. Mit Holz werden derzeit 4% der im Inland verbrauchten Energie gedeckt. Ungefähr jeder zweite Bauer der Schweiz ist auch Waldbesitzer: 34'000 Landwirte bewirtschaften hierzulande 11'100 Hektar Wald. Damit stehen ihnen viele Möglichkeiten offen: Sie können das betriebseigene Holz selbst nutzen und als Brennholz verkaufen. Sie können Holzschnitzel und Energieholz daraus herstellen, sowie Holzpellets produzieren. Sie können auch ein Wärmeverbundnetz bilden und hölzerne Wärme an Mehrfamilienhäuser oder Mehrzweckgebäude liefern. Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energieträgern, ist Holz auch ohne Unterstützung der KEV mehr oder weniger konkurrenzfähig. Das natürliche Wachstum setzt der Holznutzung jedoch enge Grenzen: Es kann nicht mehr geerntet werden, als nachwächst. Kurzumtriebsplantagen mit schnellwachsenden Holzarten wie im Ausland sind in der kleinen Schweiz nicht verbreitet. Das liegt auch daran, dass es dafür keine Direktzahlungen gibt. Windkraft Mit der Verabschiedung des revidierten Energiegesetzes vom März 2008 wurde die Latte für die erneuerbaren Energien, und damit auch für die Windenergie, höher gesetzt: Bis 2030 sollen 600 GWh Strom pro Jahr vom Wind erzeugt werden. Doch den geplanten Windkraftanlagen weht ein rauer Wind entgegen. Natur-, Landschafts- und Vogelschützer laufen Sturm. Die SwissWinds AG, eine Projektentwicklerin für Windparks, hat inzwischen 114 von 166 ursprünglich für die KEV angemeldete Standorte zurückgezogen, weil sie eine Umsetzung in absehbarer Zeit nicht für realistisch hält. 
Dabei gäbe es in der Schweiz durchaus Gebiete mit Windenergiepotential. Im Jura und Wallis, sowie in einigen Gebieten der Voralpen liessen sich Anlagen in der Grössenordnung von mehreren Megawatt realisieren. Grössere Windkraftwerke sind auf Windgeschwindigkeiten von 4 bis 7 m/s angewiesen.
Die hohen Investitionskosten schrecken die Bauern jedoch ab. Für eine Anlage mit z.B. 2 MW installierte elektrische Leistung muss man rund 5 Mio. Franken auf den Tisch legen. Anders sieht es bei Kleinwind- und Schwachwindkraftwerken für die Selbstversorgung aus. Diese Anlagen sind bereits ab 10'000 Franken zu haben. Solange eine Anlage nur dazu dient, den eigenen Strombedarf zu decken, ist sie in der Landwirtschaftszone sogar zonenkonform. Ein zeitweiliges Einspeisen von Überschüssen ins Netz ist dennoch erlaubt, wenn übers Jahr gesehen nicht viel mehr als der Eigenbedarf gedeckt wird. Zur Energie-Selbstversorgung stehen auch Bauformen wie Windschaufelräder, Wind-Turbinen oder vertikale Windräder zur Verfügung. Schwachwindkraftwerke produzieren zwar wenig Strom (1 bis 10 KW), dafür drehen sie schon bei einem lauen Lüftchen. Sie sind so sensibel, dass man mit ihnen sogar auf dem Dach des Bundeshauses in Bern Strom gewinnen könnte. Allerdings gilt auch hier: Mehr Wind bringt mehr Strom. Wasserkraft Wo Wasser fliesst, fliesst auch Energie. Diese Energiequelle kann nicht nur mit Stauseen, Druckleitungen und grossen Turbinen genutzt werden, sondern auch mit Kleinwasserkraftwerken. Solche Kleinwasserkraftwerke können von Bauern z.B. in Bewässerungsleitungen, Trinkwasserleitungen und sogar Milchpipelines eingebaut werden. Sie eignen sich besonders für abgelegene Orte wie Alpen oder Maiensässe, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind. Sobald es jedoch um grössere Dimensionen der Wassernutzung geht, werden die Anlagen teuer und die gesetzlichen Auflagen so gross, dass es für einen einzelnen Landwirt kaum noch in Frage kommt. Agrotreibstoffe Als Agrotreibstoffe gelten Energieträger aus Biomasse. Das können pflanzliche Produkte sein, recyclierte pflanzliche Rohstoffe und tierische Abfälle wie Fette. Seit 2008 gibt es in der Schweiz keine eigene Produktion von Bioethanol mehr. Die gesamte verbrauchte Menge wird importiert. Das waren im 2010 rund 2,6 Mio. Liter. Beim Agrodiesel werden von den verbrauchten 9,3 Mio. Liter rund 7 Mio. Liter in der Schweiz hergestellt, aus Raps oder Abfallstoffen wie Fritieröl und importierten Rohstoffen. Teller – Trog – Tank: Diese Reihenfolge gilt auch für Agrotreibstoffe. Landwirtschaftliche Rohstoffe sollen zuerst für die Produktion von Lebensmitteln, dann als Tierfutter und erst in dritter Linie als Treibstoff verwendet werden. Agrotreibstoffe gehören zu den erneuerbaren Energien und sind CO2-neutral. Das heisst, sie geben beim Verbrennen die gleiche Menge CO2 an die Umwelt ab, wie z.B. die Pflanze zuvor beim Wachstumsprozess aus der Luft absorbiert hat. Sie leisten damit einen Beitrag an die CO2-Reduktion und den Klimaschutz. Da sie jedoch in Flächenkonkurrenz um Nahrungsmittel stehen und vom Staat nicht gefördert werden, wird in der Schweiz nur wenig produziert. Um den Dieselbedarf der Landwirtschaft mit nachwachsenden Rohstoffen zu decken, müssten rund 13% der landwirtschaftlichen Nutzfläche z.B. mit Raps bebaut werden. Biomasse Der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen, die als Biomasse vergast, verstromt oder verbrannt werden können, wie z.B. Chinaschilf, hat in der Schweiz (noch) keine grosse Bedeutung. Biomasse hat gegenüber Sonne oder Wind zwar den Vorteil, dass sie gespeichert und gezielt bei Bedarf eingesetzt werden kann. Sie erfordert aber bei der Nutzung, z.B. als Brennstoff, spezielle Technologien. Aktuell ist eine Verbrennung von Chinaschilf in Kleinfeuerungsanlagen mit weniger als 70 kW gar nicht erlaubt. Ein Problem ist zudem, dass Chinaschilf von den Standortansprüchen her in direkter Konkurrenz zu Getreide- und Maisanbauflächen steht. Und Fläche ist in der Schweiz bekanntlich knapp. Erdwärme Geothermische Energie steht jederzeit, unabhängig von Wind, Wetter und Sonneneinstrahlung, zur Verfügung. Wärmesonden für Wohnhäuser sind heute bereits serienreif und etabliert. Die Verwendung von Tiefenwärme, z.B. für das Beheizen von Gewächshäusern, befindet sich dagegen noch im Pilotstadium. Ein erstes Projekt im Thurgau sieht vielversprechend aus. Mit dem heissen Wasser aus der Tiefe sollen künftig 3,5 Hektaren Gewächshäuser beheizt werden. Über die Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit kann vorerst noch wenig gesagt werden. Virtuelle Kraftwerke Viele Anlagen, die Strom aus neuen erneuerbaren Energieträgern produzieren (Biomasse, Sonne, Kleinwasserkraft, Wind), haben den Nachteil, dass sie klein sind. Ihre Produktion schwankt oft stark, was die Energieversorgungsunternehmen als Abnehmer nicht besonders schätzen, denn es macht die Planbarkeit der Stromversorgung schwierig. Kleine Anlagenbetreiber haben in der Regel keine starke Marktstellung. (Text: LID) Ökostrom Schweiz arbeitet deshalb an der Umsetzung eines virtuellen Kraftwerkes: Dabei werden dezentrale Biogasanlagen zu einem Verbund zusammengeschlossen, der nach aussen als Einheit auftritt, auch, wenn die Anlagen räumlich weit voneinander entfernt liegen. Biomasse-, Windenergie- und Photovoltaikanlagen sowie Kleinwasserkraftwerke könnten ebenfalls in das System aufgenommen werden. Damit würde die Marktposition der kleinen Anlagen verbessert und die Abnahmesicherheit erhöht. (Quelle: Ökostrom Schweiz) Vom Joule zum Watt Wenn der Energieverbrauch in Joule angegeben ist, die Leistung dagegen in Kilowatt, wirkt das verwirrend. Dabei ist es ganz einfach: Ein Watt entspricht einem Joule pro Sekunde, eine Kilowattstunde (kWh) hat deshalb 3'600'000 Joule. Von Terrawatt zu Kilowatt kommt man, indem man laufend Nullen anhängt: 1 Terrawatt TW = Tausend Gigawatt GW = 1 Mio. Megawatt MW = 1 Mrd. Kilowatt oder 1 Billion Watt. Eine kWh, das ist die Energie, die ein Energiewandler (z.B. ein Windrad oder ein Sonnenkollektor) mit einer Leistung von tausend Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt. Mit 1 kWh kann man zum Beispiel 7 Stunden fernsehen, 25 Minuten staubsaugen, 10 Liter Wasser von 20 °C auf 100 °C erhitzen oder mit der Melkmaschine 15 Liter Milch aus dem Euter einer Kuh saugen. (Bundesamt für Energie, BFE / Wikipedia / Agridea) | |