Wie müsste Solarthermie in Deutschland eingesetzt werden...?

Question

..., dass sie ihren entsprechenden Anteil zur Energiewende beitragen könnte?

Answer 1

 

Die Solarthermie stellt eine wichtige ad hoc Maßnahme dar, um in der Energiewende voran zu kommen.

Sonnenkollektoranlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung können bei Auslegung auf beste Wirtschaftlichkeit rund 25% des Energieverbrauchs von Wohngebäuden decken, bei Auslegung auf möglichst hohe solare Deckung (und niedrigem Heizwärmebedarf) können es auch ohne weiteres 50% solare Gesamtdeckungsrate sein.

Das ist mit der vorhandenen Technik überall dort machbar, wo die Kollektorfläche möglichst nicht mehr als 45 Grad von der Südausrichtung abweicht. Sprich: es ist ein massenhafter Einsatz möglich, der den Energieverbrauch von Gebäuden massiv senkt, und der keinerlei negative Auswirkungen auf die Stabilität des Stromnetzes hat.

Eine typische Sonnenkollektoranlage mit 10 m² Kollektorfläche erzeugt mit 50 kWh Pumpenstrom - der naturgemäß aus einem mit PV-Strom gesättigen Stromnetz bezogen wird - rund 3.500 kWh Wärme.

Im Zusammenhang mit Wärmenetzen gibt es für den Einsatz von Sonnenkollektoren drei Optionen:

• zentrale Solarthermie, die mit extrem gut gedämmten Kollektoren hohe Vorlauftemperaturen liefert und dabei die Netzverluste umweltfreundlich abdeckt;
• dezentrale Solarthermie, wobei klassische solare Kombianlagen auf der Verbraucherseite in den Sommermonaten ziemlich stabile 100% Volldeckung schaffen,so dass in dieser Zeit die Netzverluste der Hausanschlussleitungen drastisch sinken. In der übrigen Zeit des Jahres bringt die Anlagentechnik der Solarthermie niedrige Netzrücklauftemperaturen mit sich, wovon der Netzbetreiber mehr profitiert, als vom Wärmeverkauf im Sommer.
  
• dezentrale Solarthermie mit Rückspeisung ins Wärmenetz, was ab einer gewissen Mindestgröße des versorgten Objekts sinnvoll ist.
  

Darüber hinaus gibt es eigentlich vielfältige Einsatzmöglichkeiten für Solarthermie in Landwirtschaft, Gewerbe und Industrie, überall dort, wo viel Wärme auf niedrigem Temperaturniveau benötigt wird. Allerdings sind hier die Tarife für konventionelle Energie häufig sehr niedrig, und die Wirtschaftlichkeit wird mit besonders spitzer Feder gerechnet.

Die aktuellen Förderprogramme wie z. B. das Marktanreizprogramm des BAFA werden der Bedeutung m Beitrag  der Solarthermie zur Energiewende durchaus gerecht. Die größere Schwierigkeit liegt eher darin, einen kompetenten und motivierten Heizungsbauer zu finden, der routiniert (also ohne Angstzuschläge im Angebot) eine gute Solarthermieanlage installieren kann. Bedenklich ist auch, dass die großen Heizungstechnikhersteller in letzter Zeit Systeme auf den Markt bringen, bei denen viel zu kleine Speicher mit relativ großen Kollektorflächen gekoppelt werden, z. B. 400 Liter Speicher in einem Kompaktgerät mit integriertem Gasbrennwertkessel zusammen mit 9,7 m² aktiver Kollektorfläche. Das macht die Anlagen zwar billig, lässt die Kollektortechnik im Sommerbetrieb aber schneller altern. Kein Wunder, dass mein Beitrag im Forum von Energiesparkonto.de zum Überschussmanagement drastisch mehr Klicks bekommt, als alle anderen Themen im Bereich Solarthermie.

Es gibt in Deutschland rund 15 Millionen Ein- und Zweifamilienhäuser. Wenn alle mit durchschnittlich 1.000 Liter Pufferspeicher ausgerüstet wären, um klassische Solarwärme oder Power-to-Heat aus überschüssigem PV-Strom zu nutzen - dann wäre ein wichtiger Schritt zur Nutzung der Solarthermie für die Energiewende geschafft.

Answer 2

Sehr geehrte Frau M.,

pauschal lässt sich da keine Antwort geben. Solarthermische Anlagen haben eine höhere Flächeneffizienz als Photovoltaikanlagen. Die Energiegestehungskosten sind ähnlich. Darum ist es sinnvoll, Wärme solarthermisch zu erzeugen, nicht durch Photovoltaikanlagen, die über einen Tauchsieder Wasser erhitzen. Letztes, neuerdings bekannt als eine der Formen von Power-to-Heat, ist nur in begrenztem Maße sinnvoll, sofern Überschüsse aus PV-Stromproduktion anders nicht genutzt werden können.

Im Gegensatz zu PV-Anlagen reduziert Teilverschattung die Energieausbeute von solarthermischen Anlagen nur wenig. Sie gehören darum auf die Teile von Dächern und Fassanden, wo sich Teilverschattungen nicht vermeiden lassen. Unverschattete Dachpartien sollten PV-Modulen vorbehalten bleiben.

Technisch-wirtschaftlich sind solarthermische Anlagen also ein wichtiger Baustein der Energiewende. Wie nun den regulatorischen Rahmen gestalten, damit solarthermische Anlagen in einem Umfang zum Einsatz kommen, der ihrem technisch-wirtschaftlichen Potenzial entspricht? Mir erscheint eine verpflichtende Nutzung Erneuerbarer Energien zur Deckung des Energiebedarfs in Gebäuden der beste Weg dazu zu sein. Eine solche Verpflichtung ist u.a. ein Beitrag zur Versorgungssicherheit.

Mit sonnigen Grüßen, M. Stöhr

Answer 3

Aus meiner Sicht hat die Solarthermie folgende Nachteile gegenüber der Photovoltaik:

• Flexibilität: Mit PV-Strom kann ich alles machen: Haushaltsgeräte versorgen, Batterie laden, Brauchwasser erhitzen (Power-to-heat), E-Auto laden und zu guter Letzt ins Netz einspeisen.
• Steuerbarkeit: Im Sommer ist meist - je nach Anlagendimensionierung -  der Pufferspeicher durch die Solarthermie voll , so dass die Energie gar nicht mehr genutzt werden kann. Außerdem kann die Wärme nicht in Strom gewandelt werden oder einer anderen Nutzung zugeführt werden.
• Wartung: Solarthermie ist wartungsintensiver wie die Photovoltaik.

Comments

Aus meiner Sicht muss langsam mal Schluss damit sein, der Solarthermie Nachteile gegenüber der Photovoltaik anzudichten.

Flexibilität: Mit Solarthermie kann ich alles machen: Haus heizen, Brauchwasser erhitzen, Strom in Waschmaschine, Geschirrspüler und Teekocher sparen (auch nachts!).

Bei ausschließlicher PV-Lösung bleibt Wärmebedarf übrig, der dann häufig über Strom aus konventionellen Kraftwerken gedeckt wird (wenn nur eine Wärmepumpe, aber kein Holzkessel vorhanden ist). Reine Solarthermie bringt natürlich wenig für den Strombedarf, aber dafür kann man neben dem Kollektor gerne noch ein PV-Feld installieren.

Steuerbarkeit: da sollte die PV lieber leise sein! Es kostet viel Regelenergie, um das Stromnetz stabil zu halten, wenn jeden Tag wie ein Stroboskop die PV-Produktion loslegt. Die Solarthermie hat dagegen in den letzten Jahren ganz gut gelernt, mit den Überschüssen umzugehen.

Wartung: da nehmen sich beide Techniken nicht viel. Auch die Leistungselektronik der Wechselrichter verschleißt. Eine vernünftig dimensionierte und ordentlich eingeregelte Solarthermieanlage läuft dagegen jahrelang ohne Wartungsbedarf. Und Pufferspeicher für Solarwärme funktionieren jahrzehntelang ohne Begrenzung der Anzahl von Ladezyklen.

Ich verstehe ja, wenn die PV-Branche ihre Umsätze maximieren will. Aber Solarthermie-Bashing auf Kosten der Energiewende geht gar nicht!