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Stromspeicher fürs Haus – Zukunftstechnologie oder Geldverschwendung?

Bei der diesjährigen Intersolar in München (19.-21.Juni 2013) war es unverkennbar: Stromspeicher sind die große Zukunftshoffnung der deutschen Solarbranche – und für manche Hersteller womöglich auch der rettende Strohhalm, an den sie sich klammern.

Jedenfalls hatte die Messe fast eine komplette Messehalle freigeräumt, in der die Unternehmen ihre Produkte aus diesem Bereich präsentieren durften. Die Größenordnungen reichten vom kühlschrankgroßen Element für den Privataushalt bis zum Container von der Größe eines halben Einfamilienhauses, der eine komplette Wohnanlage oder einen Gewerbebetrieb versorgen kann.
Rund 50 Hersteller bieten bereits Stromspeicher für den Hausgebrauch an. Diese sind in der Regel modular aufgebaut (Bild rechts), so dass ihre Speicherkapazität sich an die Anlagengröße und den Stromverbrauch im Haus anpassen lässt.

Stromspeicher fürs Haus
Foto: Schüco
Stromspeicher fürs Haus
Foto: Centrosolar

Eigenverbrauch ist lukrativ geworden
Ein Treiber dieser Entwicklung ist vor allem das Preisgefüge am deutschen Strommarkt: Die Einspeisevergütung für Solarstrom ist auf rund 15 Cent je Kilowattstunde (ct/kWh) gesunken; der Strompreis, den Privatkunden ihrem Stromanbieter zahlen, steigt jedoch stetig: Er liegt im Bundesdurchschnitt schon bei fast 26 ct/kWh. Entsprechend lukrativ ist es für die Besitzer einer PV-Anlage, möglichst viel Strom vom eigenen Dach selbst zu verbrauchen (und damit teuer eingekauften Strom zu sparen) anstatt ihn ins Netz einzuspeisen.
Allerdings reicht die Differenz zwischen Einspeisevergütung und Haushaltsstrompreisen bisher noch nicht aus, um die Zusatzinvestition in eine Batterie zu rechtfertigen. Denn je nach Technologie kosten Hausbatterien derzeit noch rund 3000 Euro je Kilowattstunde Speicherkapazität. Legt man diesen Anschaffungspreis auf die Lebensdauer einer Batterie um, kostet es rund 20 Cent je Kilowattstunde, Solarstrom in einer Lithiumbatterie zwischenzuspeichern. Die Anschaffungskosten für die Solaranlage auf dem Dach sind hierbei noch nicht mit einberechnet.

Stromspeicher fürs Haus
Grafik: Bundesverband Solarwirtschaft<br>Im Gleichschritt nach unten: Die Einspeisevergütung für Solarstrom und die Kosten für Photovoltaikanlagen haben sich in den vergangenen Jahren (nahezu) parallel entwickelt.

50 Hersteller aber erst 3000 installierte Anlagen
Batteriespeicher sind damit noch an der unteren Schwelle der Wirtschaftlichkeit, sagen Experten. Wie sich dies künftig weiterentwickelt, hängt von vielen Faktoren ab: der Preisentwicklung für die Batterien selbst, aber auch für den eingesparten Haushaltsstrom, sowie dem weiteren Absinken der Einspeisevergütung. Die Zukunftserwartungen der Branche sind vor diesem Hintergrund groß: Rund 50 Anbieter drängen sich mit ihren Produkten in einer Marktnische, die nach Angaben des Fachmagazins „pv magazine“ deutschlandweit gerade einmal 3000 bislang installierte Anlagen umfasst.

Die KfW fördert Hausbatterien
Dennoch hat die Bundesregierung beschlossen, den Einbau von Batteriespeichern in Privathäusern über die Förderbank KfW zu unterstützen. Für Anlagen, die nach dem 1. Januar 2013 installiert wurden, zahlt der Staat einen Zuschuss von bis zu 660 Euro je Kilowattstunde installierter Speicherkapazität: außerdem gewährt die KfW zinsgünstige Kredite für die Installation der Speicher.
Eine wichtige Einschränkung gilt dabei, die die Stromnetze entlasten soll: Wer sein Speichersystem vom Staat fördern lässt, dessen Photovoltaikanlage darf künftig nur noch maximal 60 Prozent ihrer Maximalkapazität ins Netz einspeisen. Die restlichen 40 Prozent muss der Anlagenbesitzer selbst verbrauchen oder in der Batterie speichern; anderenfalls wird die Anlage abgeregelt. Hierfür muss der Hausbesitzer dafür sorgen, dass der Netzbetreiber über eine entsprechende Steuerung auf das Speichersystem zugreifen kann.

Stromspeicher fürs Haus
Grafik: Bundesverband Solarwirtschaft<br>Die Förderhöhe für Stromspeicher hängt von mehreren Parametern ab – darunter die Größe der Solaranlage und die Kosten der Batterie. Maximal zahlt der Staat 3000 Euro pro Anlage.
Stromspeicher fürs Haus
Grafk: Bundesverband Solarwirtschaft<br>Wenn eine Batterie das Stromnetz entlasten soll, kommt es auf ein intelligentes Lademanagement an. Mit anderen Worten: Batterien sollten nicht vorwiegend dann beladen werden, wenn sie leer sind, sondern wenn am meisten Strom im Netz zur Verfügung steht.

Die Glaubensfrage: Blei oder Lithium?
Momentan konkurrieren am Markt vor allem zwei Batterietypen miteinander: Blei-Gel-Akkus und Lithiumbatterien. Die Blei-Akkus sind bereits vielfach erprobt und relativ preisgünstig. Sie gelten jedoch als träge beim Be- und Entladen und haben vor allem einen geringeren Wirkungsgrad und eine geringere Lebensdauer als Lithiumbatterien. Letztere sind (derzeit noch) um einiges teurer und verursachen einen größeren Aufwand, um sie unter allen Umständen brandsicher zu machen.
Die Lebensdauer einer Batterie lässt sich mit zwei Kennzahlen angeben: Die Zyklenanzahl gibt an, wie oft eine Batterie be- und entladen werden kann, bevor ihre Kapazität auf 80 % des Ausgangswerts gesunken ist. Die entsprechenden Werte liegen für Bleibatterien bei 1600 bis 3000 Zyklen und für Lithiumbatterien bei 2600 bis 10000 Zyklen. Doch Batterien altern auch durch bloßes Herumstehen. Daher erreichen Bleibatterien auch bei Nicht-Nutzung lediglich eine Lebensdauer zwischen 8 und 15 Jahren; bei Lithiumbatterien erreicht diese 10 bis 25 Jahre. Zum Vergleich: Soll eine Batterie ebenso lange halten wie die Einspeisevergütung für Solarstrom gezahlt wird (nämlich 20 Jahre) und wird die Batterie 250 mal pro Jahr be- und entladen, so müsste sie eine Lebensdauer von mindestens 5000 Zyklen erreichen.

Stromspeicher fürs Haus
Grafik: Bundesverband Solarwirtschaft<br>Konventionelle Aufdachanlagen ohne Stromspeicher erreichen derzeit Eigenverbrauchsquoten um die 30%. Mit einer 4 kWh-Batterie (Kosten ca. 12 000 Euro) lässt sich die Quote in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus auf 60% verdoppeln.

Wie lange noch bis zur Wirtschaftlichkeit?
Derzeit ist, wer seine Photovoltaikanlage auf maximale Rendite trimmen will, noch gut beraten, diese so groß wie möglich zu bauen und auf eine Batterie zu verzichten. Schließlich lässt sich mit herkömmlichen Aufdach-Anlagen auf Einfamilienhäusern auch ohne Stromspeicher eine Eigenverbrauchsquote von 30% erreichen. Das heißt: Knapp ein Drittel des Stroms vom eigenen Dach wird im Haus selbst verbraucht; der Rest gelangt ins öffentliche Stromnetz und wird vergütet.
Mittel- bis langfristig hingegen spricht vieles dafür, dass der Einbau von Batterien sogar höhere Renditen bringen könnte als Anlagen ohne Stromspeicher. Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) in Berlin, macht hierzu folgende Rechnung auf: Die Einspeisevergütung für Solarstrom dürfte langfristig komplett wegfallen und die Stromspeicherkosten auf 600 Euro je Kilowattstunde (also ein Fünftel ihrer derzeitigen Höhe) fallen.  Dann würde es betriebswirtschaftlich optimal, rund 70% des auf dem Dach erzeugten Stroms selbst zu verbrauchen. Das bedeutet: Die Anlagen würden tendenziell kleiner; dafür käme im Regelfall ein Stromspeicher im Keller hinzu.

Stromspeicher fürs Haus
Foto: Solarwatt<br>Große PV-Anlagen werden künftig immer seltener als rein netzgekoppelte „Kraftwerke“ betrieben werden. Wichtiger wird vielmehr die Frage, wieviel Strom vom eigenen Dach der Anlagenbetreiber selbst verbraucht.

Nur eine von vielen Speichertechnologien
So weit die betriebswirtschaftliche Betrachtung der Batteriesysteme. Doch Hausbatterien sind nicht die einzige Möglichkeit, Solarstrom in Gebäuden zu speichern – und erst recht nicht der einzige Weg, um im deutschen Stromnetz die Stromerzeugung und den Stromverbrauch zeitlich in Deckung zu bringen. Im Einzelhaushalt ließe sich überschüssiger Solarstrom zum Beispiel auch dazu nutzen, eine Wärmepumpe laufen zu lassen, die so erzeugte Wärme zwischenzuspeichern und sie zeitversetzt zur Gebäudeheizung zu nutzen.
Auf gesamtgesellschaftlicher“ Ebene konkurrieren die Batterien mit anderen, effizienteren Speichersystemen. Diese reichen von Pumpspeicherkraftwerken über Druckluftspeicher bis zur Erzeugung von Wasserstoff oder Methan, das sich im bestehenden Gasnetz speichern ließe. Aber auch der Netzausbau und das zuletzt viel gepriesene „Smart Grid“, in dem „intelligente“ Stromverbraucher und Kraftwerke direkt miteinander kommunizieren, zielen letztlich in die gleiche Richtung. Ökostrom soll dann zur Verfügung stehen, wenn er gebraucht wird – oder aber er soll dann verbraucht werden, wenn er zur Verfügung steht.
Bei der Vielzahl der Lösungen wird es letztlich wohl auf ein „Sowohl-als auch“ hinauslaufen statt auf ein „Entweder-oder“: Einige Technologien eignen sich eher zur langfristigen, andere zur kurzfristigen Stromspeicherung; einige sind bereits am Markt verfügbar (und rentabel) und andere benötigen noch einige Jahre Forschung und Entwicklung, bis sie die Rentabilitätsschwelle erreichen. Die Kunst wird darin bestehen, auch die Entwicklung solcher Lösungen, die sich für Staat und Verbraucher derzeit noch nicht auszahlen, weiterzutreiben, ohne die volkswirtschaftlichen Kosten dafür allzusehr in die Höhe zu treiben.

Wann beginnt das Speicherzeitalter?
Denn im Moment sind sich noch nicht einmal die Experten einig, welchen Mix aus Stromspeichern und größeren oder „intelligenteren“ Stromnetzen wir in 10 oder 20 Jahren haben werden. Während etwa Eicke Weber, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) das Förderprogramm der KfW für Hausbatterien begrüßt, hält Uwe Leproch vom Institut für Zukunftsenergiesysteme (Izes) in Saarbrücken die Zeit der Stromspeicher erst ab 2020 für gekommen. Bis dahin, so Leprich in einem Interview mit der Fachzeitschrift „Neue Energie“, lassen sich durch den derzeit laufenden Ausbau der Stromnetze, durch Lastmanagement und Drosselungen innerhalb des bisherigen Kraftwerksparks noch genügend Potenziale erschließen, um Blackouts im Stromnetz zu verhindern. Außerdem bestünden die größten Engpässe derzeit vor allem im Bereich der Langfrist-Stromspeicher – also etwa, wenn im Winter einmal zwei Wochen Windflaute zu überbrücken seien. Dazu eignen sich Hausbatterien aber nur sehr eingeschränkt. Vielversprechender, so Leprich, sei hier die „Power-to-Gas“-Technologie, bei der Strom dazu genutzt wird, per Elektrolyse Methan zu erzeugen. Dieses ließe sich dann praktisch unbegrenzt im bestehenden Erdgas zwischenspeichern – doch auch das ist einstweilen noch Zukunftsmusik, da die entsprechenden Herstellungsverfahren derzeit noch teuer und mit hohen Umwandlungsverlusten behaftet sind.

Jakob Schoof

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