Anleitung

Diese Visualisierung, welche auf Daten des Bundesamtes für Energie (BFE) basiert und im Rahmen der Open Data Vorlesung der Universität Bern erstellt wurde, besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil der Visualisierung ist der Choropleth der Schweiz, bei welchem die Kantone aufgrund ihres Solarenergiepotenzials pro Kopf eingefärbt wurden. Der zweite Teil besteht aus dem Kasten neben dem Choropleth. Wenn ein Kanton angeklickt wird, erscheinen in einer Tabelle rechts die absoluten Werte dieses Kantons. Es gibt dabei vier verschiedene Szenarien. Das Szenario 1 berücksichtigt nur die Dachflächen und das Potenzial des Solarstroms. Szenario 2 berücksichtigt ebenfalls nur die Dachflächen, aber umfasst neben dem Solarstrom auch die Solarwärme. Im Szenario 3 wird wiederum nur das Potenzial des Solarstroms gemessen, dieses Mal aber von den Dach- und den Fassadenflächen. Das Szenario 4 besteht aus dem Potenzial der Kombination von Solarstrom und Solarwärme der Dach- und Fassadenflächen.

Der Choropleth

Für die Darstellung der Pro-Kopf Solarpotenziale der Kantone wurde ein Choropleth der Schweiz gewählt, welcher nebst den Landesgrenzen auch die Kantonsgrenzen beinhaltet. Der Choropleth wurde mithilfe des Colorbrewers eingefärbt. Relevant für die Einfärbung der Kantone waren deren aggregierte Solarpotenziale, das heisst die potenzielle Solarwärme und der potenzielle Solarstrom auf den Dächern und an den Fassaden (Szenario 4). Nachdem diese Potenziale der Gemeinden für den Kanton addiert wurden, haben wir anhand des Bundesamtes für Statistik die Einwohnerzahlen der Kantone übernommen. Die aggregierten Potenziale wurden anschliessend durch die dazugehörigen Einwohnerzahlen der Kantone dividiert, welche den relevanten Quotienten für die Einfärbung bestimmten. Die 26 Quotienten wurden in neun Intervalle eingeteilt. Dementsprechend sind alle Kantone nun anhand einer der neun Farben, passend zur Intervallskalierung, eingefärbt. Da ein Intervall keinen entsprechenden Kanton zugewiesen bekam, sind nur acht der neun möglichen Einfärbungen ersichtlich. Die Kantone sind anhand folgender Skalierung eingefärbt: Je heller, desto weniger Solarpotenzial pro Kopf ist im Kanton vorhanden. Fährt man mit dem Cursor über einen Kanton, verringert sich die Stärke der Einfärbung des Kantons, um diesen so hervorzuheben. Wird ein Kanton dann angeklickt, erscheinen im Kasten auf der rechten Seite die dazugehörigen Informationen bezüglich der vier Solarpotenziale.

Die absoluten Solarenergiepotenziale

Auf der rechten Seite der Visualisierung ist ein Kasten mit zwei Tabellen. Eine Tabelle präsentiert die absoluten Solarenergiepotenziale des angeklickten Kantons. Die darunterliegende Tabelle mit der Dropdown-Liste zeigt die Daten auf Gemeindeebene. In der Dropdown-Liste kann eine Schweizer Gemeinde ausgewählt werden. Falls sich die Dropdown-Liste nach der Gemeindeauswahl wieder öffnet, was unglücklicherweise öfters geschieht, kann mittels Doppelklick, irgendwo beliebig neben der Dropdown-Liste, die Fehlfunktion umgangen werden. Diese Dropdown-Liste auf Gemeindeebene dient dazu, dass man einerseits Informationen zu den verschiedenen Solarenergiepotenzialen der Gemeinden erhält, andererseits kann die ausgewählte Gemeinde auch mit den Kantonen verglichen werden. Hier kann man also beispielsweise einsehen, wie viel Potenzial eine Stadt im Vergleich zum eigenen oder einem anderen Kanton hat. Es ist wichtig zu erwähnen, dass diese Informationen nicht mehr pro Kopf berechnet wurden, sondern ausschliesslich die vom BFE überreichten Daten sind. Das heisst, dass es sich hier um die reinen, absoluten, aggregierten Solarpotenziale der Kantone handelt.

Interpretation

In den folgenden Abschnitten wird erläutert, wie die vom BFE überreichten Daten erhoben und verarbeitet wurden. Zudem wird beschrieben, wie die Datenvisualisierung zu verstehen ist und welche Erkenntnisse daraus gewonnen wurden.

Informationen zur Datenerhebung und -verarbeitung

Da die Daten grundsätzlich für die Projekte sonnendach.ch sowie sonnenfassade.ch erhoben wurden, ergibt es durchaus einen Sinn, die relevanten Faktoren bei der Erhebung der Potenziale zu erläutern, damit die Resultate richtig interpretiert werden. Die theoretischen Potenziale betrachten immer die ganze Teildachfläche und -fassade ohne Einschränkung. Aus diesem Grund wurde das theoretische Potenzial für die hier betrachtete Aggregationsmethode mit Hilfe von Reduktionsfaktoren angepasst. Die so ermittelten Ergebnisse sind jedoch noch immer eine Abschätzung, welche für die weitere Verwendung interpretiert werden muss. Zu beachten ist zudem, dass im ausgewiesenen Potenzial auch die zum heutigen Zeitpunkt bestehenden solaren Anlagen enthalten sind. Das ausgewiesene Potenzial ist also bereits zu einem Teil ausgeschöpft.

Bei der Berechnung des Potenzials der Dächer hat das BFE nur Dächer mit einer Grösse von mindestens 10 m2 und anschliessend mit einer mindestens «guten» jährlichen Sonneneinstrahlung berücksichtigt. Das Solarstrompotenzial der so definierten Dachflächen wurde dann mit einer realitätsnahen Belegung mit Photovoltaik-Modulen von 70% berechnet. Für die Berechnung des Potenzials der Fassaden hat das BFE alle mindestens 20 m2 grossen Fassaden mit einer mittleren bis hervorragenden Sonneneinstrahlung berücksichtigt, die zudem einen bestimmten Mindestabstand zu schützenswerten Ortsbildern der Schweiz (ISOS) haben. Das Solarstrompotenzial der so definierten Fassadenflächen wurde dann mit einer Belegung mit Photovoltaik-Modulen von 45-60% je nach Gebäudetyp berechnet.

Auf Basis dieser Daten schätzt das BFE das Solarstrompotenzial der mittelmässig bis hervorragend geeigneten Schweizer Hausfassaden auf rund 67 Terawattstunden (TWh) pro Jahr. Dabei verteilt sich dieses auf 50 TWh bei den Dächern und 17 TWh bei den Fassaden. Zum Vergleich: 2017 betrug die Solarstromproduktion in der Schweiz knapp 1.7 TWh.

Gewonnene Erkenntnisse aus der Visualisierung

Nach einer genaueren Betrachtung der Visualisierung könnte man meinen, dass der Choropleth mit den Pro-Kopf Solarpotenzialen nichts anderes als die Bevölkerungsdichte darstellt. Dies stimmt so aber nicht genau. Das Solarpotenzial basiert auf Hausdächern und -fassaden. Wo viele Leute wohnen hat es viele Dächer/Fassaden und dementsprechend auch ein grösseres Solarenergiepotenzial. Wo viele Leute verdichtet wohnen (z.B. in einer Stadt) ist das Pro Kopf Solarenergiepotenzial aber kleiner als in einem Kanton, wo viele Leute in Einfamilienhäusern (entspricht mehr Dächern/Fassaden) wohnen. Die Solarpotenziale der Gemeinden beruhen auf den Dach- und Fassadenflächen bestehender Gebäude. In Gemeinden wo viele Personen unter einem «Dach» wohnen (z.B in einem Wohnblock oder Mehrfamilienhaus), ist das Pro-Kopf Potenzial kleiner als in Gemeinden mit vielen Gebäuden und weniger Einwohnern. Somit kann man sagen, dass der Choropleth dieser Visualisierung indirekt auch zeigt, wo viele Personen unter einem Dach wohnen.

Als praktische Implikation vergleichen wir die Kantone Wallis und Genf miteinander. Der Kanton Wallis mit seinem Pro-Kopf Solarenergiepotenzial von 12'435 kWh, verfügt über ungefähr dreimal so viel Solarenergiepotenzial pro Kopf als der Kanton Genf, welcher mit einem Pro-Kopf Solarpotenzial von 4'102 kWh tief unten in der Rangliste anzutreffen ist. Dementsprechend ist der Kanton Genf viel heller eingefärbt als der Kanton Wallis. Des Weiteren sprechen auch die absoluten Werte deutlich für sich: Im Kanton Genf ist mit insgesamt 2'031.7 GWh im Vergleich zum Kanton Wallis mit seinen 4'246.17 GWh nur knapp die Hälfte an Solarenergiepotenzial vorhanden. Woran könnte dies liegen? Zurückzuführen ist dies bezüglich der Pro-Kopf Solarenergiepotenziale einerseits sicherlich auf den Unterschied der Einwohnerzahlen. Das absolute Solarenergiepotenzial des Kantons Genf wird auf seine 495'249 Einwohner viel mehr verstreut als im Kanton Wallis mit 341'463 Einwohner. Andererseits spielt das Bau- und Wohnungswesen eine grosse Rolle. So ist der grosse Unterschied im Vergleich der Pro-Kopf Solarenergiepotenziale auch darauf zurückzuführen, dass im Kanton Genf mehr Personen unter einem Dach wohnen, sprich in Wohnblöcken, als im Kanton Wallis.

Rangliste Pro-Kopf Solarenergiepotenziale

In der Tabelle links sind die Kantone nach ihrem Pro-Kopf Solarenergiepotenzial geordnet. Diese Rangliste deckt sich mit den Behauptungen, die wir weiter oben gemacht haben. Kantone, in welchen viele Personen in Wohnblöcken unter einem Dach leben, sind hier weiter unten anzutreffen. Dies sind vor allem Kantone, die zum grossen Teil aus Städten bestehen (Basel-Stadt, Genf und Zürich). Eher ländliche Gebiete, in denen weniger Personen unter einem Dach leben, befinden sich in der Rangliste oben (Graubünden, Jura und Wallis). Als kleiner Anhaltspunkt: Der durchschnittliche Stromverbrauch einer vierköpfigen Familie in einem Einfamilienhaus liegt bei rund 5000 kWh pro Jahr (inklusive Waschen und Trocknen). Der Verbrauch in einer Mietwohnung liegt leicht unter dem genannten Wert. Natürlich hängt die benötigte Strommenge auch stark von den Lebensumständen der Bewohner ab: Ein erwerbstätiges Paar, das selten zu Hause ist, verbraucht weniger Strom als eine Familie mit Kleinkindern, die täglich kocht und bei der viel Wäsche anfällt.

Es lässt sich also festhalten, dass das Potenzial an Solarenergie in der Schweiz unglaublich riesig ist und den Stromverbrauch der Schweizer Haushalte um ein Vielfaches decken könnte. Dazu abschliessend ein kleines (hypothetisches) Gedankenspiel: Wenn wir davon ausgehen würden, dass pro Haushalt vier Personen leben, würde beispielsweise im Kanton Zürich die Umsetzung von ungefähr einem Viertel des Solarenergiepotenzials ausreichen, um den Stromverbrauch der Haushalte zu decken. Beim "Solarenergiepotenzial-Leader" Kanton Graubünden benötigte es dafür nur rund einen Zwölftel an Umsetzung des Potenzials.