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In Deutschland Setzen Sich Solarbetriebene Häuser Durch

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Video: In Deutschland Setzen Sich Solarbetriebene Häuser Durch

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Video: Photovoltaik durchgerechnet: Kosten vs. Sparpotenzial 2023, Dezember
Anonim

Diese Geschichte wurde ursprünglich von Yale Environment 360 veröffentlicht und ist hier als Teil der Climate Desk-Zusammenarbeit wiedergegeben.

Stefan Paris ist ein 55-jähriger Radiologe, der in einem Berliner Vorort lebt. Er, sein Partner und seine dreijährige Tochter teilen sich ein gemütliches, zweistöckiges Haus mit einem Pool. Die Pariser, die ein zweites Kind erwarten, sind weder wohlhabende noch umweltbewusste Menschen. Das Ehepaar entschied sich jedoch dafür, 36.000 US-Dollar für ein Solarsystem zu Hause auszugeben, das aus 26 Solarzellen besteht, die diesen Monat frisch auf dem Dach installiert wurden, und einer intelligenten Batterie - etwa so groß wie ein kleiner Kühlschrank -, die im Keller geparkt ist.

An sonnigen Tagen versorgen die Photovoltaik-Module den gesamten Strombedarf des Pariser Haushalts und laden auch die elektrische Batterie ihres Hybridautos auf. Sobald diese Grundlagen abgedeckt sind, wird der auf dem Dach erzeugte Strom in die stationäre Batterie eingespeist, bis er voll ist - vorbereitet für den nächtlichen Energiebedarf und bewölkte Tage. Nach dem Auffüllen der Batterie leitet die digitale Steuerung des Geräts überschüssige Energie automatisch in das Berliner Stromnetz um, für die die Pariser vom örtlichen Netzbetreiber entschädigt werden.

„Sie haben mich überzeugt, dass sich das in 10 Jahren auszahlt“, erklärt Paris Enerix, ein bayerischer Einzelhändler, der Solarsysteme und Installationsdienstleistungen anbietet. „Danach kostet uns der größte Teil unseres Stroms nichts mehr.“Die Investition sei eine Absicherung gegen steigende Energiekosten. Darüber hinaus können die Pariser mithilfe der intelligenten Software des Geräts die Erzeugung, den Verbrauch und die Speicherung von Elektrizität überwachen sowie die Einspeisung in das Stromnetz in Echtzeit verfolgen.

Die Pariser sind einer von mehr als 120.000 deutschen Haushalten und Kleinunternehmern - und schätzungsweise 1 Million Menschen weltweit -, die tief in die Tasche gegraben haben, um in Solarmodule mit Batteriespeicher zu investieren, seit es seit fünf Jahren kostengünstigere Systeme auf dem Markt gibt vor. „Mit einem solchen Wachstum hat niemand so schnell gerechnet“, sagt Kai-Philipp Kairies, Experte für Stromerzeugungs- und Speichersysteme an der RWTH Aachen.

Heute wird jeder zweite Auftrag für Dach-Solarmodule in Deutschland mit einem Batteriespeichersystem verkauft. Das Einrichtungsunternehmen Ikea bietet sogar installierte Solarpakete mit Speicherkapazität an. Die Batteriepreise sind so drastisch gesunken, dass die deutsche Entwicklungsbank die von 2013 bis 2018 angebotenen Batterierabatte, die rund 30 Prozent der Kosten ausmachen, inzwischen gekratzt hat.

Allerdings machen 120.000 Haushalte und Kleinunternehmen nur einen winzigen Bruchteil der 81 Millionen Menschen in Deutschland aus. Laut Analysten zeigt dieses jüngste Wachstum die starke Anziehungskraft einer grünen Vision für die Zukunft: eine Solaranlage auf jedem Dach, ein Elektrofahrzeug in jeder Garage und eine Batterie in jedem Keller. Analysten sehen in der Einführung von Heimbatterien einen wichtigen Schritt in Richtung einer Zukunft, in der kohlenstoffarme Volkswirtschaften auf eine zunehmend dezentralisierte und fluktuierende Versorgung mit erneuerbaren Energien angewiesen sind. Bisher ist die Speicherung von Strom weit hinter den Fortschritten bei der Solarenergie zurückgeblieben. Wenn jedoch die Batterien billiger und leistungsfähiger werden, werden sie zunehmend die ungleiche Leistung von Wind- und Solarenergie speichern, was zu der Flexibilität beiträgt, die eine wetterabhängige Quelle erfordert.

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Die aufkeimende Popularität von Solarmodulen und Batteriesystemen, getrieben von gesunkenen Lithium-Ionen-Batteriepreisen, hat den in den letzten Jahren ins Stocken geratenen deutschen Solarbereich zum Leben erweckt, was auch auf die kostengünstige Produktion von Solarmodulen zurückzuführen ist in China. Der fortschreitende Rückgang der Einspeisetarife - eine garantierte Vergütung für die Verbraucher, die Energie ins Netz einspeisen - führte auch zu einem starken Rückgang der Solarenergienutzung.

Doch Unternehmen wie Enerix, Sonnen und Solarwatt sind trotz aller Widrigkeiten dank Energiespeichersystemen für zu Hause wieder auf die Beine gekommen. 2012 musste Enerix acht seiner 15 Tochterunternehmen in Deutschland und Österreich schließen. Aber seit dem Batterieboom wurden alte Läden wiedereröffnet und neue eröffnet. Heute gibt es 54 Läden, in denen Panels, Batterien und Energieoptimierungssysteme verkauft werden. In Deutschland gibt es mittlerweile rund 44 Hersteller von Energiespeichersystemen für Privathaushalte. Die Deutschen haben in mehr als 1 Million Gebäuden Solarpanels installiert, aber den meisten fehlten Speichereinheiten. Inzwischen kaufen immer mehr Hausbesitzer Batterien. Auch in Frankreich, Großbritannien, Italien, den Niederlanden und Spanien sowie in Australien und Südkorea werden deutsche Stromspeicher verkauft.

Der Preis für ein Hausspeichersystem hängt von der Größe des Hauses oder Geschäfts, dem Energiebedarf des Eigentümers, dem Zugang des Gebäudes zur Sonne und der Qualität der Paneele, Batterien und Managementsysteme ab. Für ein kleines Haus mit nur 20 Panels kann man damit rechnen, etwa 8.000 bis 11.000 US-Dollar für die PV-Anlage und ungefähr den gleichen Betrag für die Batterie und den Wechselrichter zu zahlen. Die größten Heimbatterien kosten rund 34.000 US-Dollar. Und für weitere 500 US-Dollar können fortschrittliche Geräte das System an Haushaltsgeräte anschließen, den Energieverbrauch optimieren und die Einspeisung in das Netz regulieren. Mit dieser Spitzentechnologie und viel Sonnenlicht könnte ein Eigentümer bis zu 80 Prozent Stromkosten sparen, so Solarwatt, ein in Dresden ansässiges Unternehmen, das intelligente Technologien herstellt.

Die Wirtschaftlichkeit der Batteriespeicherung ist jedoch nicht die einzige oder sogar die Hauptmotivation der meisten Käufer von Batteriesystemen, sagt Matthias Schulnick von Enerix Berlin. „Immer mehr Menschen wollen unabhängig von den Energieversorgungsunternehmen und steigenden Preisen sein“, sagt er. "Und sie wollen einen grünen Fußabdruck, um etwas für die Zukunft zu tun."

In Deutschland haben sich in nur wenigen Jahren Speichereinheiten für Privathaushalte von einem schrulligen Nischenprodukt für Tech-Nerds und Wähler der Grünen zu einem Produkt mit enormem Mainstream-Potenzial entwickelt. Das Beratungsunternehmen McKinsey prognostiziert, dass die Kosten für Energiespeichersysteme bis 2025 weltweit um 50 bis 70 Prozent sinken werden, "aufgrund von Fortschritten im Design, Skaleneffekten und optimierten Prozessen."

Anzeichen für die Explosion des Interesses gibt es überall: Anfang des Monats hat der britisch-niederländische Ölkonzern Royal Dutch Shell Sonnen, Deutschlands führenden Hersteller von Heimbatterien, gekauft. Der deutsche Energieversorger E. ON ist Shell einen Schritt voraus, nachdem er sich 2016 mit Solarwatt zusammengetan hat, um kombinierte Solar- und Batterieeinheiten zu verkaufen.

Die Energy Storage Association, eine in den USA ansässige Handelsgruppe, geht davon aus, dass sich die Energiespeicherkapazität von 2015 bis 2020 verachtfachen und zu einem 2, 5-Milliarden-Dollar-Markt entwickeln wird. Projekte von Bloomberg New Energy Finance, bei denen der weltweite Energiespeichermarkt, zu dem nur ein Teil der Eigenheimspeicher gehört, innerhalb von 20 Jahren Investitionen in Höhe von 620 Milliarden US-Dollar erzielt hat.

In Kalifornien müssen ab 2020 alle neu errichteten Wohngebäude mit Sonnenkollektoren ausgestattet werden. Die Eigentümer dieser Gebäude werden den Batteriesystemen bei fallenden Preisen mit Sicherheit einen harten Blick geben. Das Hinzufügen von Heimbatterien wird für Verbraucher, die Elektrofahrzeuge besitzen, besonders attraktiv.

Der Nachteil des Batteriebonus ist, erklärt Kairies, dass es unter den heutigen Bedingungen etwa ein Jahrzehnt dauert, bis sich die Batterie aus Einsparungen bei den Energiekosten bezahlt macht. Die meisten dieser Batterien haben heutzutage eine Lebensdauer von nicht mehr als 10 Jahren, höchstens 15 Jahren. Dann musst du dir einen neuen kaufen. “

Der Boom ist zum großen Teil eine Folge der spektakulären Leistungsverbesserungen bei Lithium-Ionen-Batterien - dem Standardbatterietyp, der in den meisten Elektrofahrzeugen und Mobiltelefonen zu finden ist. Unter Laborbedingungen erhöhten Techniker, die an der Verbesserung der Batterien von Elektrofahrzeugen arbeiteten und nicht an den Speichereinheiten zu Hause, die Dichte der Lithium-Ionen-Batterie, indem sie die Leiter und Chemikalien optimierten, wodurch sich die Speicherkapazität verdoppelte. Dadurch sank der Preis für die Speicherung, gemessen pro Wattstunde, um die Hälfte. Auch Solarmodule sind billiger als je zuvor, obwohl sich ihr jahrzehntelanger Preisverfall abgeflacht hat.

Über die Zukunft batteriebasierter Speichertechnologien und die Auswirkungen auf die dezentrale Energieerzeugung gehen die Experten weit auseinander. Einige, wie Julia Poliscanova von der in Brüssel ansässigen Watchdog-Gruppe Transport and Environment, argumentieren, dass Lithium-Ionen auf absehbare Zeit der bevorzugte Batterietyp bleiben wird. Das Aufkommen von recycelten Elektrofahrzeugbatterien, die zwar zu wenig Kapazität für Autos, aber genug für den Haushaltsbedarf haben, würde die Kosten noch weiter senken und den Lithium-Ionen-Batterien ein zweites und drittes Leben einhauchen, sagt sie.

Andere, wie Stefano Passerini, Direktor des Helmholtz-Instituts in Ulm, eines Batterieforschungszentrums in Deutschland, sagen, dass die nächste Generation von kleinen Speichern Natriumionenbatterien sein wird, die im Gegensatz zu Lithiumbatterien kein Kobalt benötigen abgebautes chemisches Element, das immer schwerer zu finden ist. „Da Heimbatterien größer sein können als Elektrofahrzeugbatterien, sollten wir das für Autos verfügbare Kobalt schonen und bei der Heimspeicherung einen anderen Weg einschlagen“, sagt er. Der Clean-Energy-Pionier EWS Schönau entwickelt umweltfreundliche Batterien, wie zum Beispiel weitgehend recycelbare Salzwasserbatterien, die weder krebserregende Schwermetalle noch knappe Mineralien enthalten.

Unabhängig vom Batterietyp können Energiespeicher im Haus dazu beitragen, Schwankungen bei der Stromerzeugung auszugleichen. Diese Funktion wird als „Ausgleich“bezeichnet. Wenn das Netz mit Strom bündig ist, können Netzbetreiber beispielsweise Batterieeigentümer bezahlen - auch solche ohne Strom Solar-Array an sie gebunden - um den Überschuss für sie zu speichern. Wenn das Stromnetz Strom benötigt, können Heim- und Autobatterien Strom in das Stromnetz einspeisen. Experten sagen, dass das Balancing für das größere Projekt einer kohlenstoffarmen Welt entscheidend ist.

Dieses Szenario liegt jedoch noch weitgehend in der Zukunft. „Was wir jetzt haben, hilft sicherlich“, sagt Passerini, „aber es ist immer noch sehr wenig.“Der nächste Schritt besteht darin, den heimischen Energieerzeugern den Verkauf an Nachbarn und Mieter zu ermöglichen, ein Service, der als Peer-to-Peer-Service bekannt ist. Peer-Stromhandel. Dies würde es Verbrauchern ohne Zugang zu selbst erzeugtem Strom ermöglichen, die saubere Energie derer zu nutzen, die mehr produzieren, als sie benötigen.

Volker Quaschning, Professor für erneuerbare Energiesysteme an der Fachhochschule in Berlin, stellte das Ausmaß der Herausforderung ins rechte Licht: „Wir haben über 100.000 Systeme zur Erzeugung und Speicherung von Eigenheimen [in Deutschland], aber um die Pariser Ziele zu erreichen, müssen wir brauche allein in Deutschland 10 Millionen. Es gibt ein riesiges Potenzial, aber es muss billiger und einfacher sein. “Er sagt, dass es erforderlich ist, die Energieverbrauchssteuern für Haushalte und Unternehmen, die Strom für den Eigenbedarf erzeugen, zu beseitigen und die garantierten Tarife für Solarenergie beizubehalten, um Investitionen zu fördern.

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