Axpo Energy Reports: Gasenergie

Heute gibt es keine grossen, marktaktiven Gaskraftwerke in der Schweiz, obwohl sie flexibel Strom im Winter bereitstellen könnten. Die Axpo Energy Reports zeigen auf, unter welchen Bedingungen Gaskraftwerke bis 2050 einen Beitrag leisten könnten. 

Gaskraftwerke wären technisch machbar und geeignete Standorte wären vorhanden. Sie benötigen aber gezielte regulatorischen Anpassungen:  CO2-Doppelbelastung entfernen, kantonale Abwärmevorgaben anpassen, und Förderinstrumente einführen. Gemessen an «Förderfranken pro MWh Winterstrom» wären effiziente marktaktive Gaskraftwerke eine vergleichsweise sehr günstige Lösung, um die drohende Winterstromlücke zu schliessen. Mittelfristig würden Gaskraftwerke mit Erdgas betrieben werden und damit CO2 ausstossen. Für einen emissionsarmen Betrieb der Gaskraftwerke kommen langfristig verschiedene Lösungen wie ein Betrieb mit Wasserstoff oder mit CO2-Abscheidung und Speicherung in Frage, welche – Stand heute – jedoch noch mit grossen Unsicherheiten hinsichtlich Verfügbarkeit und Kosten verbunden sind. 

Flexible Gaskraftwerke können bedarfsgerecht und kurzfristig einspringen, wenn im Winter die Stromnachfrage hoch ist, die inländische Erzeugung nicht ausreicht, um diese zu decken (tiefe Pegelstände bei Speicherseen, Kraftwerksausfälle), und Stromimporte teuer sind. Damit ergänzen sie fluktuierende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien sowie die flexiblen, aber in der Energiemenge beschränkten Speicherwasserkraftwerke und erhöhen die Versorgungssicherheit in angespannten Wintersituationen. 

Sind die Rahmenbedingungen einmal vorhanden, können Gaskraftwerke innerhalb weniger Jahre gebaut werden. Sie können flexibel und bedarfsgerecht – abhängig von der Betriebsdauer der bestehenden Kernkraftwerke, vom Tempo des Zubaus der anderen Technologien, sowie der Entwicklung der Stromnachfrage – mehr oder weniger zur Stromversorgung beitragen. 

Gaskraftwerke sind gemäss den Axpo-Szenarien zur Sicherung der künftigen Schweizer Versorgung notwendig, stossen aber CO2-Emissionen aus. Wir sehen jedoch selbst mit Gaskraftwerken einen deutlichen Rückgang der Schweizer CO2-Emissionen. Haupttreiber ist die weitgehende Elektrifizierung von Wärme, Mobilität und Industrie, die eine substanzielle Dekarbonisierung ermöglicht. Die zusätzlichen Emissionen durch Gaskraftwerke sind im Vergleich zu den bestehenden und zukünftigen Emissionen eher klein. So sinken laut der «Langfristige Klimastrategie 2050» die jährlichen CO2-Emissionen von heute 40 Mt CO2 auf 12 Mt CO2 bis 2050, mit Gaskraftwerken im «Erneuerbaren + Gas» Szenario wären es 1 Mt mehr. Gaskraftwerke dienen also in einem übergeordneten Rahmen der Dekarbonisierung: Wer seine Mobilität oder Wärmeversorgung auf Strom umstellt, wird durch hocheffiziente Gaskraftwerke abgesichert. Die restlichen Emissionen werden laut Klimastrategie über Negativemissionstechnologien im In-und Ausland ausgeglichen.  

Marktaktive Gaskraftwerke nehmen regulär am Strommarkt teil. Sie erzielen laufend Erlöse aus dem Stromverkauf und können damit einen wesentlichen Teil ihrer Kosten decken. Entsprechend ist ihr Förderbedarf geringer als bei reinen Reservekraftwerken. Zudem reduzieren sie den Importbedarf, da sie Strom liefern, wenn Marktpreise entsprechende Signale setzen. In Knappheitssituationen tragen sie dazu bei, starke Preisausschläge zu dämpfen, indem sie das verfügbare Angebot im Markt erhöhen. Die Kehrseite marktaktiver Gaskraftwerke ist, dass sie – zumindest mittelfristig – mit fossilem Erdgas betrieben werden und damit zu höheren inländischen CO₂‑Emissionen führen. 

Reservekraftwerke hingegen werden ausschliesslich für kurzfristige Unterversorgungen (wenn der Markt nicht mehr schliesst) und seltene Mangellagen vorgehalten. Sie laufen im Normalfall nicht. Sie erzielen damit keine Markterträge und müssen damit vollständig durch staatliche Unterstützung finanziert werden. Ihr Beitrag zur Emissionsbelastung fällt aufgrund der geringen Laufzeiten grundsätzlich weniger ins Gewicht. CO₂‑arme Auslegungen (z. B. der Einsatz emissionsarmer Brennstoffe) können die Bewilligungsfähigkeit und gesellschaftliche Akzeptanz erhöhen. Aus volkswirtschaftlicher Sicht ist das Kosten‑Nutzen‑Verhältnis eines CO₂‑armen Betriebs bei Reservekraftwerken jedoch ungünstig, da dies mit relevanten Zusatzinvestitionen einhergeht, die Anlagen aber sowieso nur selten tatsächlich Strom produzieren und Emissionen ausstossen. 

Bisher spielen Gaskraftwerke in der Schweiz eine untergeordnete Rolle: Im Jahr 2023 wurden rund 0,7 TWh Strom auf Basis von Erdgas und Biogas erzeugt. Die Stromproduktion erfolgt überwiegend in Wärme‑Kraft‑Kopplungsanlagen (WKK), meist dezentralen Anlagen mit einer elektrischen Leistung von wenigen MW. Diese Anlagen stellen primär Wärme für industrielle Prozesse oder thermische Netze bereit; der Strom fällt dabei als Koppelprodukt an. Diese Anlagen sind zudem mit hohen Investitionskosten pro MW verbunden und nur schwer skalierbar. 

Marktaktive Gaskraftwerke eignen sich hingegen insbesondere dann, wenn der Strombedarf im Vordergrund steht und eine flexible, bedarfsgerechte Stromproduktion erforderlich ist. Der Wirkungsgrad liegt mit rund 60 % zwar unter jenem von WKK‑Anlagen (über 80 %), jedoch ist die Wertigkeit des erzeugten Produkts Strom höher als bei WKK‑Anlagen, die sowohl Wärme als auch Strom liefern. Eine weitere Wärmeauskopplung ist für marktaktive Gaskraftwerke praktisch ausgeschlossen, da in der Regel keine geeigneten grossen und flexiblen Wärmeabnehmer zu Verfügung stehen. Das wäre aber dann im Einzelfall entsprechend zu überprüfen.