Dank Photovoltaik-Anlage und Batteriespeicher sind Millionen Haushalte in Europa bereits heute teilautark. Wie groß wäre der Schritt zu einer vollständigen Autarkie – und wie groß ist das Potenzial über alle Einfamilienhäuser hinweg? Das haben Forscher des Karlsruher Institut für Technologie (KIT), des Forschungszentrums Jülich sowie der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) und des Paul Scherrer Instituts aus der Schweiz berechnet.
Grundlage für ihre Berechnungen ist eine Datenbank, in der geografisch hoch aufgelöste Informationen zum europäischen Gebäudebestand und den darin lebenden Haushalten mit lokalen klimatischen und wirtschaftlichen Bedingungen kombiniert wurden. Durch den Einsatz neuartiger Methoden zur Komplexitätsreduktion auf Hochleistungsrechnern wurden zunächst für 4 000 repräsentative Einfamilienhäuser kostenoptimierte energieautarke Versorgungssysteme konfiguriert. In einem weiteren Schritt wurden dann neuronale Netze eingesetzt, um die Ergebnisse auf die 41 Millionen untersuchten Einfamilienhäuser zu übertragen.
„Unter heutigen Bedingungen sind 53 Prozent der 41 Millionen Gebäude technisch in der Lage, sich unabhängig von externer Infrastruktur allein durch die Nutzung der lokalen Sonneneinstrahlung auf dem Dach zu versorgen, und dieser Anteil könnte aufgrund verbesserter Technologien bis 2050 auf 75 Prozent steigen“, sagt Professor Russell McKenna von der ETH Zürich und Leiter des Labors für Energiesystemanalyse am Paul Scherrer Institut. „Wenn man nun annimmt, dass Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer dazu bereit wären, bis zu 50 Prozent mehr zu investieren, als für ein vergleichbares Energiesystem mit Netzanschluss notwendig wäre, dann könnten bis 2050 bis zu zwei Millionen Einfamilienhäuser das Stromnetz verlassen.“
Abkopplung von Netz aus Systemsicht nicht sinnvoll
Ein ausgeprägtes Potenzial für energieautarke Wohngebäude sehen die Forscher vor allem in Regionen mit geringen saisonalen Wetterschwankungen, beispielsweise in Spanien, oder mit hohen Strompreisen wie in Deutschland. Bei der Gestaltung kostenoptimierter Systeme spielt die Elektrolyse eine zentrale Rolle: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein erfolgreiches, kostenoptimales und autarkes Energieversorgungssystem für Gebäude in Mitteleuropa aus Photovoltaik zur Stromerzeugung sowie einer Kombination von kurzfristiger Batteriespeicherung und einem langfristigen, saisonalen Wasserstoffspeichersystem bestehen wird“, so Jann Weinand, Abteilungsleiter am Forschungszentrum Jülich.
Bleibt unter anderem die Frage, ob eine großflächige Verbreitung vollständig autarker, vom Netz abgekoppelter Versorgungssysteme aus energiesystemischer Perspektive überhaupt sinnvoll ist. Denn schließlich können Einfamilienhäuser eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung eines auf den Erneuerbaren basierenden Energiesystems spielen – etwa durch Lastverschiebung, die bedarfsgerechte Einspeisung von Solarstrom oder das Bereitstellen von Regelenergie.
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Klaro, mit einem 100kW Speicher geht das vielleicht. Ist dann aber unbezahlbar.
Ich hab 30kW(p) auf dem Dach und 30kW Speicher in der Garage und hatte dennoch bei den verregneten Oktobertagen bereits 3 Tage dabei, in denen ich aufs Stromnetz angewiesen war. Und die echten Wintertage mit noch weniger Sonne kommen ja erst noch.
Die Wärmepumpe nagt eben nahezu durchgehend mit 1kW Dauerlast am Akku.
Der technologische Fortschritt wird es richten.
Vermutlich eher deutlich schneller als man heute annimmt.
Andreas: mit einem 100kWh Speicher geht das vielleicht. Ist dann aber unbezahlbar
–> was meinen Sie kostet dieser Speicher im Jahr 2050 in heutiger Währung?
Ich schätze nicht mehr wie 5k€. Sollte für jeden machbar sein.
Übrigens die Einheiten sollte man richtig verwenden. kWh ist die Energiemenge die ein Speicher speichern kann. kW ist die Aufnahme bzw. Abgabeleistung.
Ich bräuchte 60 kWp süd um eine Energieautarkie zu erreichen.
Also ich hätte noch Platz für weitere 5 kwp. Aber dann ist auch Ende 🙈
Vielleicht ist ihr System schlecht abgestimmt? Ich habe 24,8kWp mit 45kWh Speicher und Wärmepumpe. Trotz dem wenigen Tageslicht bisher komme ich autark durch, 4 Tage in Folge in Hamburg.
Für die Anschaffungskosten, könnten Sie auch 20 Jahre lang Ihre Stromrechnung bezahlen.
Die Aussage „ich komme vier Tage autark durch“ ist doch ein Witz. „Autark“ kann nur heißen, dass man nie Fremdenergie braucht. Sonst kann jeder eine Teilautarkie für sich beanspruchen. Zum Beispiel tagsüber im Sommer bei der Gartenarbeit. Da muss man nicht heizen, das Licht im Haus ist aus, und Internetrouter oder ähnliches ist auch aus – kein Strom-, Gas- oder sonstiger Verbrauch. Aber so etwas als „drei Stunden autark“ zu bezeichnen ist einfach lächerlich. Zum „“vier Tage autark“ ist das nur ein gradueller Unterschied. Autarkie verlangt 365/24, sonst ist sie ein Etikettenschwindel.
Link zur Studie:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435123004026
Danke für den Link zur Studie.
Traurig, dass der Link nicht schon im Artikel vorkommt!
Mir erscheint die Formulierung „50% mehr investieren“ mißverständlich. Wenn man mehr investiert, dann aber später geringere laufende Kosten hat, könnte sich das hier angedachte System ja sogar amortisieren. Ich glaube aber, die Formulierung müsste eher heißen „Gesamtkosten 50% höher“. Und das wird imho noch nicht reichen. Um die Formulierung „50% mehr“ etwas besser nachvollziehbar zu machen, müsste man auch erst mal angeben, was die Basis ist, von der man ausgeht. Setzt man die hoch genug an, kommt bei „50% mehr“ sicher ein hübsches Sümmchen heraus. Als Basis für politische Entscheidungen taugt eine so mangelhaft dokumentierte Studie eher weniger.
Dass das System in Spanien, Südfrankreich, Italien und Griechenland funktioniert, glaube ich sofort, vor allem, wenn dort die laufenden Kosten der sommerlichen Klimatisierung sinken. Da ist PV-Strom eine ideal passende Quelle. Dass für Deutschland die dort angeblich so hohen Strompreise als Begründung für eine mögliche Wirtschaftlichkeit herhalten müssen, lässt befürchten, dass hier doch eher gefühlte als realistische Wahrheiten transportiert werden.
„Wenn man nun annimmt, dass Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer dazu bereit wären, bis zu 50 Prozent mehr zu investieren, als für ein vergleichbares Energiesystem mit Netzanschluss notwendig wäre […]“
Wie kann man das anders verstehen als genau das, was da steht? Sie interpretieren da wohl etwas zu viel rein. Was dort berechnet wurde, ist eine KI-gestützte Fortrechnung vereinfachter Beispielhäuser. Nicht mehr, und auch nicht weniger.
PS: Vermutlich liegt der Wert der Studie zumindest für die Macher im Experimentieren mit der KI 😉 Mit neuronalen Netzen zu spielen, ist meistens interessant und weckt den Erkunder- und Spieltrieb.
PPS: Nur weil KI draufsteht, heißt das für die Bewertung des Outputs noch gar nichts.
Das ist ja gerade das Problem: Der Phantasielose interpretiert eine mehrdeutige Aussage so, wie es ihm gerade einfällt. Dass man sie auch anders interpretieren könnte, ist jenseits seines Horizontes. Und weil er über den nicht hinausschauen kann, glaubt er, auch alle anderen müssten das gleiche wie er verstehen.
Das Wort „investieren“ wird umgangs- und fachsprachlich unterschiedlich verwendet. In seiner fachsprachlichen Bedeutung wäre es entschieden falsch, weil die Investitionskosten für eine PV+Batteriespeicher+Wasserstoffelektrolyse+Brennstoffzelle mehr als viermal so hoch sind wie für beispielsweise eine Wärmepumpe. Also wird hier der umgangsprachliche Bedeutungshorizont gemeint sein. Der ist aber ziemlich unscharf und kann mit der Umschreibung „Geld in die Hand nehmen“ beschrieben werden, womit auch (abgezinste) laufende Kosten gemeint sein könnten. Ich vermute, dass die Unschärfe Absicht war, um nicht festgenagelt werden zu können.
Wie seriös sind solche „Meldungen“? Sie sind nicht das Papier wert, auf dem sie gedruckt sind. Alle wissen das, aber sie wollen daran glauben. Ich habe den Eindruck, dass sie nur verfasst werden, um in der gutgläubigen Presse breit getreten zu werden.
Radlcaesar schreibt.
Wie seriös sind solche „Meldungen“? Sie sind nicht das Papier wert, auf dem sie gedruckt sind.
@ Radlcaesar
Deshalb müssen Sie das lesen, was hier die Betreiber schreiben.
Die Auslegung der PV spielt auch eine Rolle. Wir haben 25 kWp auf dem Dach, von Ost über Süd nach West verteilt. Davon 15 kWp im Eigenverbrauchsmodus, weil die restlichen 10 „noch“ zu gut vergütet werden. Einen 30 kWh Speicher im Nebengebäude, ich kann dem Matthias nur zustimmen. Und was die Presse dazu schreibt, ist der Gegenpol zu dem, was von der kritischen Seite das Papier nicht Wert ist.
Ja genau, wenn man mal eben 200k übrig hat für 30kWp mit großem Speicher und eine Picea Anlage, funktioniert das vielleicht im Neubau…
Schon erschreckend was mittlerweile alles unter dem Deckmantel der Wissenschaft läuft.
Wenn ich einige der Kommentare hier „kommentieren“ darf:
So dusselige Hinweise: Der technologische Fortschritt wird es richen. Solche Aussagen ohne Sachbezug können Sie in sozialen Medien veröffentlichen, da sind Sie auf dem richtigen Kommentarniveau.
In den Sommermonaten rechnen sich Speicher mit 60kWh nicht. Für ein EFh reichen auch mit WP für Kühlung im Sommer 20kWh. Im Winter bringen 60kWp auch nur 10kW/24h! Sie brauchen doch für Ihre WP doch schon ca.24kW. Wie wollen Sie dann den 60kW- Speicher bedienen? Wurden Sie betrogen?
Wenn Sie einen 30kW Speicher betreibe, können Sie 3 Tage autark ausspeichern-aber ohne Sonne weitere Tage.
Und im Winter nicht eine Nacht
Der dynamische Zeitfehler.
Hier ging es doch nur darum zu sagen: Schauen Sie mal, was die letzten 5 Jahre im Markt passiert ist, in der massentauglichen Technik. Und dann projizieren Sie diese Entwicklung in die Zukunft weiter.
In 15 Jahren würden Sie über die Zahlen Ihres Posts vermutlich lachen können. Vielleicht sogar über die Technologien.
PS: Was haben Sie denn mit der 24kW Wärmepumpe vor? Auch hier gibt es mittlerweile Modelle mit einem SCOP von 5 und mehr. Meine ist 5 Jahre alt mit COP etwas über 3 würde ich grob überschlagen. Da geht noch was. Sie nennen das „dusselig“. Ich nennen das Realität.
Ich habe 2 Speicher auf vier Rädern mit 74 kWh im Carport stehen.
Wenn ich diese an mein Haus koppeln können dürfte, wäre schon das meiste gewonnen !
Was genau verhindert denn die Kopplung der E-Auto-Akkus ans Haus? Rücken die Autos den eingeladenen Strom nicht wieder heraus so dass man den nur „verfahren“ kann? Oder sind die Autos bidi-fähig, aber es wurde trotzdem keine Kopplung aufgebaut?
Autark zu sein klingt sehr gut, ist aber aktuell aus meiner Sicht noch unbezahlbar.
Ich kann kongrete Zahlen liefern.
Ich habe eine PV Anlage mit 8,5 KWp, einen Speicher mit 10 KWh. Ich heize mir einer Wärmepumpe und lade mein Elektroauto ausschliesslich zuhause, die jährliche Laufleistung beträgt knapp 10.000 km.
Meine PV Anlage hat im Jahr 2022 9.983 KWh erzeugt, mein Verbrauch lag bei 10.714 KWh.
In den Monaten März bis September habe ich 2.945 KWh ins Netz eingespeist.
In den Monaten Oktober bis Februar habe ich 3675 KWh aus dem Netz bezogen. Hätte ich einen Speicher, der meinen Überschuss im Sommer speichern kann, müsste ich nur die Differenz von 730 KWh aus dem Netz beziehen.
Bei einem Strompreis von 0,35 € pro KWh wüde ich im Jahr ca 1000 € sparen, wenn ich meine gesamten überschüssigen Strom speichern könnte.
In 20 Jahren würde ich 20.000 € einsparen. Ich halte es nicht für realistisch, dass ich für diesen Betrag in absehbarer Zeit einen Speicher bekomme.
Liest hier eigentlich jemand neben den Überschriften überhaupt noch die Artikel?
Meine Zahlen sehen ähnlich aus (je 80% von Ihren) und ich komme zu den gleichen Schlüssen.
Wenn man in Gebieten mit richtigem Winter autark sein will, zahlt man gegen 10’000.- pro Jahr drauf. Das neue Picea-System mit H2-Speichern für meinen Bedarf würde etwa 150’000.- kosten plus 750.- Wartungskosten pro Jahr. Nur schon die Wartungskosten sind höher, als ich aktuell per Saldo (Bezug, Einspeisung) an das E-Werk pro Jahr zahle.
Es gibt auch keinen vernünftigen Grund, unbedingt autark sein zu wollen. Das ist meist weder rentabel noch ökologisch. Ein vernünftiges Ziel ist, mindestens so viel Energie wie man verbraucht auch selbst zu produzieren.
@HD: Das ist ja gerade das Problem: Selbst wenn man den Artikel noch liest, was übrig bleibt, ist die Überschrift, die Schlagzeile. Als erster hat die BLÖD-Zeitung das erkannt, und macht entsprechend Politik mit schlechten Schlagzeilen. Wenn sich jemand beklagt, dass die Schlagzeile unzutreffend ist, wird darauf verwiesen, man solle doch den ganzen Artikel lesen. Die Wirkung der falschen Schlagzeile bleibt trotzdem.
Aber die Arroganz „liest hier überhaupt jemand …“ (außer mir, natürlich) können Sie sich sparen. Die meisten (Sie auch?) haben den ganzen Artikel gelesen, und kommentieren trotzdem hauptsächlich die Schlagzeile. Das ist ja das perfide an falschen Schlagzeilen.
Auch habe mich mal für Autarkie interessiert und bin zum Schluss gekommen, dass sich das nicht rechnet. Für Netzstrom zahle ich z.Z. €0,31 /kWh. Nimmt man eine Lebensdauer des Speicherakkus von 20 Jahren an (was schon lang ist), sollte der Speicher Akku nicht mehr als €6,2/kWh kosten. Davon sind wir noch meilenweit entfernt. Ich habe mal simuliert, wie groß der Speicher sein müsste, um durch den Winter 20/21 ohne Netzstrom zu kommen. Ergebnis: 2,1 MWh. Würde Hunderttausende kosten.
Schön, wer sich eine Picea Anlage leisten kann, aber ich bezweifele, dass die sich auch mit genutzter Abwärme rechnet.
Schön, dass man hier kommentieren darf! Der SPIEGEL läßt Kommentare nur noch für Abonnenten zu…
Zum Thema: Wenn man die Szenarien durchrechnet und das haben ja einige Kommentatoren gemacht sind die Kosten für Autarkie derzeit unbezahlbar. Die Lösung der Regierung wäre wohl, alles andere so teuer zu machen, dass es sich lohnen würde – für Menschen, also Personen mit mehr als 200.000 € Jahresgehalt – dem Rest einfach das Heizen verbieten und als Unterstützung jeweils einen großen Plastikdaumen zur Verfügung stellen, der Anhaltern die Fahrt zur Arbeit erleichtert. Dies ist natürlich alles Populismus! Das derzeit laufende Programm, um an die riesigen Sparguthaben der Bürger ranzukommen greift. Diese Vermögen waren ja schon lange Ziel unserer gierigen Politiker.
Ansonsten ist Autarkie natürlich gut, speziell auf der ISS. Dort gibt es sicher keine Alternative.
Auch ich hatte mich für Autarkie interessiert, denke aber jetzt, dass es sich nicht rechnet. Für Netzstrom zahle ich gerade €0,31/kWh. Angenommen, das ein Heimakku 20 Jahre hält, darf die gespeicherte kWh €6,2 kosten, um den break even zu erreichen. Von solchen Preisen sind wir noch meilenweit entfernt. Für den Winter 20/21 habe ich simuliert, welche Kapazität der Heimakku haben müsste, um durch den Winter zu kommen. Ergebnis: 2,1 MWh. Diese gibt es zwar, aber kosten Hunderttausende, wenn nicht Millionen. Platz genug hätte ich.
Glücklich der, der sich Picea leisten kann, wenn er dann auch die Abwärme nutzt. Doch glaube ich nicht, dass sich das rechnet.
Die Alternative ist, denn Winter im tropischen Süden zu verbringen. Das spart Heizkosten. Autarkie? Weiss ich noch nicht.
die Überschrift hat mich interessiert . Die Aussage steht erst mal unter nicht detailliert genannten Vorraussetzungen – heisst ja noch lange nicht , dass es in vollem Umfang umsetzbar ist . Es kommt auf die individuellen , auch finanziellen , Verhältnisse an . Meine Situation z.B.: ich hatte vor 30 Jahren auf Nachtspeicher gesetzt – das war damals günstig , vom Staat favorisiert und subventioniert – heute sieht das anders aus – Eine Investition in eine Wärmepumpenheizung liegt für uns bei ca 80-90 Tausend Euro – also nicht realisierbar. Ich selbst habe vor 4 Jahren 11.000 € in eine 7.7kWp PV Anlage investiert – die rechnet sich in ca 10 Jahren – dann bin ich 70 und profitiere hoffentlich davon – meine Nachtspeicher darf ich laut Vorschrift nicht damit aufladen ..Wenn ich hier lese , dass man 2 Elektroautos oder auch 24 kW Und größere Speicher besitzt , sind das Investitionen im zigtausend Euro Bereich . – Viele Eigenheimbesitzer werden das Geld nicht übrig haben . Man muß auch bedenken , dass wir eine Alternde Gesellschaft haben – lohnt sich für diese Leute ein Investment ( wenn alles gut geht ) in 20 Jahren oder mehr zurückkommt ? – Wenn Du älter als 60 bist erlebst Du das evtl nicht mehr . – Werden diese Umstände in der Studie berücksichtigt ?
Wenn man den break even nicht mehr selbst erlebt dann könnte einfach Blick durchs Fenster nach draußen helfen und dem verrückten (wörtlich nehmen!) Wetter- und Klimageschehen geschuldet den nachfolgenden Generationen einen Gefallen tun und das Geld trotzdem in die Hand nehmen für ein sinnvolles Investment. Wer jetzt behauptet, daß an Alle gedacht ist, wenn man nur jeder an sich selbst denkt, der sollte nochmal von vorne anfangen zu lesen, bis er es verstanden hat – anstatt alternativ sein Geld mit einer Reise auf einer Aida sowieso incl. zwei Freiflügen in ein paar Tonnen CO2 umzutauschen.
Ein rentables Investment lohnt sich betriebswirtschaftlich immer, auch wenn ein Teil der für die Rentabilität erforderlichen Geldflüsse erst in einer Zukunft erfolgt, in der man selbst nicht mehr lebt. Manchen reicht es, dieses gute Investment an seine Erben weiterzugeben, andere verkaufen es gewinnbringend an einen, der rechnen kann, wenn sie das Geld brauchen. Ein Haus soll 100 Jahre halten. Das baut man auch, ohne sich zu grämen, dass man die 100 Jahre nicht wird abwohnen können.
Der Artikel über die Möglichkeit, dass 53 Prozent aller Einfamilienhäuser in Europa bis 2050 energieautark werden könnten, bietet eine faszinierende Perspektive auf die Zukunft der Energieversorgung. Es ist ermutigend zu sehen, wie Fortschritte in der Photovoltaik und Speichertechnologien eine solche Unabhängigkeit ermöglichen könnten. Allerdings werfen diese Visionen auch Fragen zur Machbarkeit und zu den Kosten auf. Interessant sind die Kommentare unter dem Artikel, die eine Mischung aus Skepsis und Optimismus zeigen. Einige Leser weisen auf die hohen initialen Investitionskosten hin, die für viele Haushalte eine Herausforderung darstellen könnten. Andere wiederum betonen den potenziellen langfristigen Nutzen und die Unabhängigkeit von traditionellen Energiequellen. Die Idee, dass die Technologie sich so weit entwickeln könnte, dass eine Mehrheit der Haushalte unabhängig vom Stromnetz operieren kann, ist sicherlich inspirierend.
Dies würde nicht nur den CO2-Fußabdruck verringern, sondern auch die Energieversorgung dezentralisieren. Eine Frage, die der Artikel aufwirft, ist, wie sich diese Entwicklung auf unterschiedliche Regionen auswirken könnte. Sind städtische und ländliche Gebiete gleichermaßen geeignet für solche Technologien? Zum Schluss wäre es interessant, die Meinung des Autors dazu zu hören, wie sich die Energiepolitik und -wirtschaft anpassen müssen, um solche ambitionierten Ziele zu unterstützen. Und für diejenigen, die sich für die Implementierung von Photovoltaikanlagen interessieren, wäre es ratsam, sich an qualifizierte Fachkräfte zu wenden, um eine sichere und effiziente Installation zu gewährleisten.