Forschungskompetenz im Dienst der Energiewende

Diesen und weitere Artikel finden Sie im Jahresbericht 2025 der SCNAT.

Im vergangenen Jahr hat die Energiekommission der Akademien zwei Berichte zu Energiefragen publiziert, die in der Öffentlichkeit auf grosses Interesse stiessen. Im Bericht «Perspektiven für die Kernenergie in der Schweiz» zum allfälligen Bau neuer Kernkraftwerke analysierten Forschende die Möglichkeiten und Herausforderungen für neue KKW, wie sie zurzeit diskutiert werden. Der Bericht betont, dass ein Bau neuer Kernkraftwerke von vielen Faktoren abhängt. Auch bei einer Aufhebung des Neubauverbotes gäbe es noch zahlreiche politische, technologische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Unsicherheiten. Demnach ist mit mehreren Volksabstimmungen und auch mit Einsprachen zu rechnen. Die Mehrheiten sind aus heutiger Sicht unsicher und können sich aufgrund von Einzelereignissen wie Fukushima verändern. Ein neues Kernkraftwerk sei in der Schweiz frühestens 2050 realisierbar, so die Energiekommission.

Der Bau eines neuen KKW erfordert hohe Investitionen, die über eine lange Zeit gebunden sind. Auch die Erlöse sind in einem weitgehend liberalisierten und künftig von erneuerbaren Energien dominierten Strommarkt unklar, insbesondere im Sommer. Angesichts der hohen finanziellen Risiken und politischen Unwägbarkeiten sei ein Neubau ohne signifikante staatliche Unterstützung unrealistisch, schreiben die Forschenden. Für einen ungeplanten Ausfall eines KKW braucht es im Stromnetz Reservekapazitäten in der Höhe der Leistung der grössten Anlage. Mit dem EU-Stromabkommen ist dieses Back-up durch die Einbindung in das europäische Stromnetz und dessen Reserveleistungen gegeben. Ohne EU-Strom-Abkommen dagegen müssen als Back-up nationale Reservekraftwerke im Inland bereitgestellt oder gebaut werden, mit entsprechenden Kostenfolgen. Dies gilt auch für die bestehenden KKW.

Für die Energiewende braucht es saisonale Energiespeicher

Der zweite Bericht «Saisonale Energiespeicher im Überblick» kommt zum Schluss, dass solche Energiespeicher für die Energiewende zentral sind. Technisch seien viele Lösungen vorhanden oder befänden sich in Entwicklung, doch unklare politische Rahmenbedingungen würden die Investitionen in saisonale Energiespeicher hemmen.

Die Energiewende, insbesondere der Ausbau der Photovoltaik und die Elektrifizierung der Wärmeproduktion, führt dazu, dass künftig im Sommer tendenziell zu viel Energie produziert wird, im Winter dagegen droht eher eine Lücke. Durch saisonale Energiespeicher lässt sich dies ausgleichen. Energie kann auf vielfältige Weise über Monate hinweg gespeichert werden: als Wasser in Speicherseen, als Wärme im Boden oder in Tanks, als Gase in Felskavernen oder als Holz. Eine ganzheitlich optimierte und real umsetzbare Speicherstrategie und die Regelungen zu den Energiereserven sollten alle Arten von saisonalen Speichern berücksichtigen und ausreichend vergütet werden, so die Autoren.

Gerade saisonale Wärmespeicher sind technisch weitgehend ausgereift, werden in der Schweiz jedoch noch nicht grossflächig eingesetzt. Ein Grund dafür sind regulatorische Unsicherheiten und komplexe raumplanerische Verfahren. Dabei bieten Wärmespeicher beträchtliches Potenzial: Sie sind kostengünstig, effizient, senken den Strombedarf im Winter und dienen im Sommer der Kühlung.

Saisonale Speicher profitieren von starken saisonalen Unterschieden bei den Energiepreisen. Da die künftige Preisentwicklung jedoch ungewiss ist, bestehen Investitionsrisiken und der Anreiz zum Bau solcher Speicher ist gering. Durch geeignete Rahmenbedingungen kann der Bau von Energiespeichern gefördert werden. Dazu gehören ein verbindlicher Dekarbonisierungspfad, die angemessene Bepreisung von fossilen, leicht speicherbaren Energieträgern und die Aushandlung internationaler Abkommen zu Strom, Wasserstoff oder Biomethan. Abkommen sind insbesondere wichtig, da die Herstellung speicherbarer chemischer Energieträger wie Wasserstoff, Biomethan oder E-Fuels in der Schweiz kaum im gros-sen Massstab rentabel sein wird.

INTERVIEW MIT URS NEU

Handlungsoptionen und keine Abstimmungsempfehlungen

Urs Neu, Sie sind der Leiter der Energiekommission und haben die beiden erwähnten Berichte betreut. Wie ist es zu diesen Studien gekommen?

Das Thema Kernenergie wurde von der Energiekommission aufgegriffen, da es in der Politik in letzter Zeit an Bedeutung gewonnen hat. Dabei haben wir nicht nur technische, sondern auch wirtschaftliche und gesellschaftliche Aspekte betrachtet. So arbeiteten Fachleute aus Kernforschung, Ökonomie, Transitionsforschung, Politikwissenschaften und Energiesystemforschung am Bericht mit. Zahlreiche weitere Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Praxis haben den Entwurf begutachtet und kommentiert. Der Bericht zu saisonaler Speicherung wurde parallel zu einem Auftrag des Bundesamtes für Energie erarbeitet. Dieser beinhaltete die Identifikation von Forschungslücken bei diesem Thema.

Mit dem Bericht zur Zukunft der Kernenergie bewegen sich die Akademien auf politisch heiklem Gebiet. Was bedeutete dieses Spannungsfeld für die Erarbeitung dieser Publikation?

Die Akademien verstehen sich als unabhängige Plattform zur Vermittlung von Wissen zwischen Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Gerade bei einem sehr umstrittenen Thema wie der Kernenergie, das Emotionen weckt, versuchen wir, das vorhandene Wissen zusammenzutragen und ohne Wertung möglichst objektiv darzustellen. Die Akademien streben an, Handlungsoptionen und deren Folgen zu diskutieren, geben aber beispielsweise keine Abstimmungsempfehlungen heraus. Die grosse Herausforderung bei politisch umstrittenen Themen besteht darin, robuste Informationen zu finden und eine allfällige Voreingenommenheit der Informationsquellen zu erkennen und einzuordnen. Das bedeutet beispielsweise, immer mehrere Quellen mit möglicherweise anderem politischem Hintergrund miteinander zu vergleichen. Das betrifft unter anderem die Auswahl der verwendeten Daten oder die Annahmen über zukünftige Entwicklungen. Diese Vorgehensweise gilt auch für die Auswertung wissenschaftlicher Studien, was einen deutlich grösseren Aufwand zur Folge hat als bei weniger umstrittenen Themen.

Sind weitere Berichte im Energiebereich geplant?

Nachdem die Energiekommission 2022 eine Übersicht über das Energiesystem der Schweiz und deren Dekarbonisierung veröffentlicht hat, erarbeitet sie nun Berichte zu spezifischen Teilbereichen des Systems. Nach Studien zur Rolle kritischer Materialien für die Energiewende, zur Kernenergie und zur saisonalen Energiespeicherung folgt 2026 ein Bericht zur Versorgungssicherheit mit Strom. Auch die Versorgungssicherheit ist in der gegenwärtigen geopolitischen Lage ein kontrovers diskutiertes Thema. Es gibt sehr unterschiedliche Ansichten darüber, wie sie zu erreichen ist.

Transdisziplinäre Expertise für die Energiestrategie 2050

Auch für das Netzwerk für transdisziplinäre Forschung (td-net) war Energie im vergangenen Jahr ein Schwerpunkt. Im Rahmen eines Beratungsmandats unterstützt es das Förderprogramm SWEET des Bundesamts für Energie. «Swiss Energy Research for the Energy Transition» fördert Innovationen, die zur erfolgreichen Umsetzung der Energiestrategie 2050 des Bundes und zur Erreichung der Schweizer Klimaziele beitragen. SWEET fokussiert auf lösungsorientierte Forschung und auf die Umsetzung von Resultaten in die Praxis. Gefördert werden transdisziplinäre Forschungs- und Innovationsprojekte.

Förderung transdisziplinärer Konsortien

Doch transdisziplinäre Forschungsansätze lassen sich nicht ohne Weiteres fördern. Dazu braucht es geeignete Strukturen, Prozesse und Kapazitäten sowohl auf Seiten des Förderinstruments wie auch in den geförderten Forschungskonsortien. Das td-net verfügt über diese Expertise und unterstützt SWEET unter anderem bei der Konzeption und Ausschreibung von Forschungsvorhaben und mit Workshops und Coachings für die Konsortien sowie bei der Synthese der Forschungsergebnisse. So werden etwa Handlungsempfehlungen für Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Verbände und Zivilgesellschaft synthetisiert, kommuniziert und verbreitet. «Transdisziplinäre Forschung ist ein vielversprechender Ansatz zur Bewältigung komplexer gesellschaftlicher Herausforderungen», sagt Stefan Müller, Projektleiter bei td-net. «Deshalb erachtet SWEET diesen Ansatz als elementar und stellt ihn in den Mittelpunkt des Programms.»

Der Schwerpunkt von SWEET liegt auf der Förderung von transdisziplinären Konsortien, die sich über einen Zeitraum von sechs bis acht Jahren mit vorab festgelegten, aus den Zielen des Programms abgeleiteten Forschungsherausforderungen befassen. Das Leitthema der jüngsten SWEET-Ausschreibung war, wie mit schwer reduzierbaren Treibhausgasemissionen umgegangen werden kann, um das Ziel der Schweiz eines Ausstosses von netto null zu erreichen. Das in diesem Rahmen geförderte Konsortium entwickelt Pfade zur Abscheidung und Nutzung von CO2 aus Verbrennungsprozessen. Mit dem Ziel, bis 2030 politik-orientierte Lösungen zu liefern und diese bis 2050 skaliert umzusetzen, werden auch zur CO2-Entnahme aus der Atmosphäre sowie zu Kreislaufwirtschaft und nachhaltiger Biomassenutzung Projekte durchgeführt.

Antworten zur Versorgungssicherheit

Die transdisziplinäre Ausrichtung des Projekts wird von der Zusammensetzung des Konsortiums unterstrichen: Neun Hochschulen und fünf Partner aus dem Privatsektor arbeiten mit Akteuren aus Wirtschaft, Verbänden und Verwaltung zusammen. Gemeinsam werden sie Optionen analysieren und Entscheidungsgrundlagen für den Einsatz der evaluierten Technologien erstellen.

Das td-net unterstützt SWEET nicht zuletzt auch bei dessen strategischer Weiterentwicklung. So war es massgeblich am Design und der Entwicklung von SWEETER beteiligt. Im erweiterten Programm sollen die Forschenden Antworten auf dringende Fragen der Schweizer Energiezukunft erarbeiten, insbesondere bei der Versorgungssicherheit und der Umstellung auf Netto-Null-Emissionen. Das Parlament hat dazu finanzielle Mittel von über 100 Millionen Franken bewilligt. «Gemeinsam mit den Programmpartnern diskutierten und reflektierten wir Erkenntnisse und Erfahrungen mit Fachpersonen aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Zivilgesellschaft und Wissenschaft», erklärt Stefan Müller die Rolle des td-net. «Auf dieser Grundlage wurden verschiedene Optionen entwickelt, um die geförderte Forschung qualitativ zu verbessern.»

Weitere Höhepunkte der Zusammenarbeit des td-net mit SWEET waren ein Workshop für sieben Forschungskonsortien sowie eine programmweite Synthese, die im Rahmen der Energy Week 2025 an der ETH Zürich präsentiert und diskutiert wurde.

Kaspar Meuli