Ganzheitlicher Wirtschaftlichkeitsrechner für Photovoltaik und Batteriespeicher

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Wer den Wirtschaftlichkeitsrechner anklickt, den Kathrin Graulich und ihr Team entwickelt haben, könnte eventuell kurz innehalten und nachdenken. Denn außer der über die Betriebsdauer aufsummierten Kosten-Nutzen-Bilanz der Investition in Photovoltaik und Batteriespeicher sieht der Nutzer, wie viel es bringt, gleichzeitig in Energieeffizienz zu investieren. „Unterm Strich macht der Rechner die hohen ökonomischen Vorteile des Stromsparens deutlich – unabhängig davon, ob eine Photovoltaik-Anlage bereits existiert, neu installiert oder durch einen Batteriespeicher ergänzt wird“, sagt Graulich, die das Projekt am Öko-Institut in Freiburg leitet.

Viele in der Solarbranche Tätigen dürften in erster Linie ans Erzeugen, weniger ans Einsparen denken. Schließlich gibt es das Sonnenlicht im Überfluss und in der schönen neuen Energiewelt steht unter Umständen viel mehr Strom zur Verfügung als benötigt wird.

Ein Standpunkt den Kathrin Graulich nicht teilt. Der Stromverbrauch werde durch die Elektromobilität und die Digitalisierung sowieso ansteigen, sagt sie. Zumindest für die Übergangsphase, in der noch nicht der gesamte Strom regenerativ erzeugt wird, sei die Effizienz sehr relevant. Muss man wegen zu geringer Effizienz mehr Solaranlagen und Stromtrassen installieren, koste das schließlich auch Ressourcen.

Grundsätzlich geht es den Mitarbeitern in dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt darum, die Diskussion über die Nachhaltigkeit der Batteriespeicher anzuregen.

„Für den Klimaschutz ist nicht unbedingt sinnvoll, in Batteriespeicher zu investieren“, sagt Graulich. Es hängt von den Umständen ab. Wenn man investiere, lohne sich etwa darauf zu achten, ein „zukunftsfähiges“ Gerät zu installieren. Dazu gehöre etwa, dass das Gerät Schnittstellen hat, mit denen es später auch für einen netzdienlicheren Betrieb genutzt werden kann.

Eine vollständige Ökobilanz, die auch den Ressourceneinsatz bewertet, übersteigt den Projektumfang. Trotzdem bewerten Graulich und ihr Team verschiedene Batteriespeichertechnologien unter anderem in den Kriterien Langlebigkeit, Wirkungsgrad und Sicherheit. Sie kommen zu dem Schluss, dass „keine Batterietechnologie uneingeschränkt empfehlenswert ist, bei Salzwasser- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien jedoch die positiven Aspekte im Vergleich zu Bleibatterien und Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien überwiegen“. Zumindest bezüglich der Sicherheit dürfte das nicht auf einhellige Zustimmung in der Branche stoßen, wie die Diskussion darum zeigt, ob Lithiumeisenphosphat in dieser Hinsicht wirklich einen Vorteil bietet. Etliche unabhängige Experten sehen diesen nicht (siehe aktuelle pv magazine Ausgabe).

Die Forscher nehmen sich auch eines anderen Themas an, das in der Solarbranche immer wieder zu heftigen Diskussionen führt. Soll eine Photovoltaikanlage kleiner gebaut werden, als es die Dachfläche zulässt, um eine höhere Eigenverbrauchsquote zu erreichen? Kathrin Graulich gibt den Tipp, dass Dachflächen vollständig für Photovoltaik ausgenutzt werden sollten. „Das ist im Sinne der Energiewende“, sagt sie. „Außerdem ist es wirtschaftlich.“

Einfluss der Energieeffizienz im Detail

Der Stromspar-Speicherrechner, mit dem die Botschaften des Forschungsprojekts zu Energieberatern, Installateuren und Verbrauchern getragen werden sollen, ermöglicht nun mit den vielen Eingangs-Parametern zu spielen und sich ein eigenes Bild zu machen.

Für den Effizienzteil, den es bei anderen Wirtschaftlichkeitsrechnern so nicht gibt, bringt das Institut seine Arbeiten aus dem Feld der Energieeffizienz ein. Der „Stromspiegel“ klassifiziert die Stromverbräuche eines Haushaltes in Energieeffizienzklassen, so wie man sie vom Kühlschrankkauf kennt. Ein 4-Personen-Haushalt im Einfamilienhaus, der 4.500 Kilowattstunden pro Jahr benötigt, hat danach die Energieeffizienzklasse E. Der Stromverbrauch liegt über dem Durchschnitt. Schafft sich der Haushalt energieeffizientere Geräte an und schafft er es, 700 Kilowattstunden pro Jahr einzusparen, kann er sich auf die Energieeffizienzklasse C verbessern. Durch das Projekt EcoTopTen, das die Verbrauchsdaten und Preise diverser Haushaltsgeräte listet, haben die Experten die Erfahrung, welche Investitionen dafür nötig sind. Danach kann der Haushalt diese Einsparung erreichen, wenn bei der Neuanschaffung diverser Geräte 584 Euro mehr ausgibt. Diesen Wert zeigt der Rechner an. Erhöht man die Effizienz eines Haushaltes, steigt der Autarkiegrad, den die Käufer von Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern in der Regel besonders im Blick haben.

In einem Beispiel, in dem die Photovoltaikanlage mit 8 Kilowatt und der Batteriespeicher mit 8 Kilowattstunden geplant wird, liegt der Autarkiegrad ohne Stromspar-Investition nach dem Stromspar-Speicherrechner bei 78,8 Prozent und der wirtschaftliche Vorteil gegenüber einem Szenario ohne Photovoltaik und Speicher über 20 Jahre bei 5.186 Euro. Investiert man die 584 Euro in Energieeffizienz, steigt der Autarkiegrad auf 82,6 Prozent und der wirtschaftliche Vorteil über 20 Jahre um rund 2.500 Euro auf 8722 Euro.

Deckelt man die Gesamt-Investitionssumme und spart man die Stromsparinvestitionen bei dem Batteriespeicher ein, muss man lediglich eine halbe Kilowattstunde Speicherkapazität weniger kaufen. Dann liegt der Autarkiegrad mit 78,1 Prozent zwar leicht unter dem der Variante Batteriespeicher ohne Investition in Effizienz. Der wirtschaftliche Vorteil liegt mit 8509 Euro aber 3.300 Euro deutlich darüber.

In diesem Beispiel rechnet es sich also, zumindest teilweise in Effizienz zu investieren und dafür beim Batteriespeicher zu sparen.

Ob die ökonomische Betrachtung wirklich alleine ausreicht, zu mehr Effizienz anzuregen, ist allerdings fraglich. Es sind oft private Haushalte mit mittlerem bis höherem Einkommen, die einen hohen Stromverbrauch haben und in Photovoltaik und Batteriespeicher investieren. „In diesen Haushalten fühlen die Verbraucher keinen finanziellen Druck zum Stromsparen, sie würden von sich aus keine Beratung in Anspruch nehmen“, erklärt Graulich. „Andererseits sind hier aber auch diejenigen zu finden, die zur Energiewende beitragen wollen und in erneuerbare Energien investieren.

Außerdem hängen die Werte wie immer stark von Preisen und Annahmen zu Eigenverbrauchsquoten und vor allem der Strompreissteigerung ab. Der Rechner hinterlegt Werte, die die Autoren für sinnvoll erachten, erlaubt aber auch, diese zu ändern.

Interessant dürften vor allem auch die Annahmen zur Strompreisentwicklung sein. Man kann zwar auch die in der Branche oft eingesetzte Steigerung um 2 bis 5 Prozent pro Jahr berücksichtigen. Das Öko-Institut nimmt aber eher an, dass der Preis bis 2030 nach einem Peak wieder zurückgeht. Schließlich wird die EEG-Umlage sinken, wenn die alten EEG-Anlagen aus der Förderung fallen.

Links:

Zum Beratungstool Batteriespeicher des Öko-Instituts mit Stromspar-Speicherrechner

Informationsbroschüre des Öko-Insituts: Einsatz und Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Batteriespeichern in Kombination mit Stromsparen – Ergebnisse aus dem BMBF-geförderten Verbundprojekt BuergEn „Perspektiven der Bürgerbeteiligung an der Energiewende unter Berücksichtigung von Verteilungsfragen“

Kurzinformation des Öko-Insituts für Verbraucherinnen und Verbraucher: Einsatz und Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Batteriespeichern in Kombination mit Stromsparen

Auch die Effizienz der Batteriespeicher sollte berücksichtigt werden. Informationen dazu auf der pv magazine Seite zum Speichervergleich