Bald 50 Jahre ist es her, als mit der ersten weltweiten Ölkrise damit begonnen wurde, ernsthafte Machbarkeitsstudien zur Versorgung der damals gerade aufkeimenden regenerativen Energieträger anzustellen. Wenig später schon galt der Wind- und Solarenergiemarkt als eröffnet. Der Wunsch nach der eigenen Stromversorgung schlug seitdem mehr und mehr bis zu den Verbrauchern durch. Elektroenergie selbst erzeugen, um sich unabhängig von den großen Stromversorgern zu machen, ist heute, in Zeiten stets steigender Strompreise längst kein Wunschtraum mehr, sondern ungebrochener Trend.
Selbsterzeugung von Strom kennt fünf alternative Varianten
Vorerst jedenfalls, denn Wissenschaftler aller Länder arbeiten mit Hochdruck an einer Reihe ernst zu nehmender Projekte, die für Otto-Normalverbraucher heute nicht einmal vorstellbar sind. Von ihrer praktischen Realisierbarkeit her sind es gegenwärtig fünf marktreife Technologien, die sich dazu eignen, dass Haus- oder Grundstückbesitzer, und in gewissem Umfang auch Wohnungsmieter, ihren benötigten Strom selber erzeugen können.
1. Sonnenergie kommt gratis vom Hausdach
Das ständige Hin-und-her-Gerede um die Förderung von Sonnenstrom hat in den vergangenen Jahren eine Reihe potenzieller Käufer von Solaranlagen stark verunsichert. Dennoch sind die kleinen Kraftwerke auf dem Dach der Eigenheimbesitzer auch heute kaum von Subventionsstreichungen oder größeren Abgaben betroffen. Photovoltaik-Anlagen bleiben rentabel, wenn zuvor vorausschauend geplant wurde. Die staatliche Förderung für Hausbesitzer, die ihren Strom selber erzeugen, verharrt für eine 20-jährige Laufzeit und liegt seit Mitte 2016 konstant bei 12,31 Cent pro kWh.
Die Kosten einer Solarstromanlage
- Photovoltaikanlage: Für eine typische Dachanlage mit fünf kW Leistung sollten rund 10.000 € eingeplant werden.
- Solarmodule: für 200 bis 350 Watt Leistung ist bei Modulpreisen von 0,50 bis 0,80 € pro Watt mit Gesamtkosten zwischen 2.500,- und 4.000,- Euro zu rechnen.
- Wechselrichter: wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um und schlägt mit 500,- bis 1.500,- € zu Buche.
- Montagekosten: Module verschrauben, Komponenten verkabeln und die Anlage ans Netz zu bringen kostet je kW 100,- bis 200,- €, also 500,- bis 1.000,- € für eine 5-kW-Anlage.
- Stromspeicher: als zusätzliche Option, wenn die Sonnenenergie auch in den Abendstunden genutzt werden soll, bedeutet Kosten zwischen 5.000,- und 15.000,- € (staatl. Förderung bis 3.000,- €).
- Betriebskosten: jährlich etwa zwei Prozent der Anlagenkosten für Versicherungen, Wartungen und Stromzähler vom Netzbetreiber.
Möglichkeiten der Kostensenkung
Mittel- und langfristig ist mit einer Kostensenkung der Photovoltaikanlagen zu rechnen – meinen Experten. So sollen nicht nur die Materialkosten geringer, sondern, durch neue Montagetechniken, auch die notwendigen Installationszeiten verkürzt werden. Größeres Einsparpotenzial steckt darüber hinaus bei den heute noch sehr teuren Speichern, da hier die Entwicklung zur Massenproduktion noch in den Kinderschuhen steckt. Einige aktuelle Beispiele dazu:
| Hersteller | Speicherart | Leistung | Preis |
|---|---|---|---|
| TESVOLT | Lithium | 10 kWh | 14.650,- € |
| Fronius Solar | Lithium | 9 kWh | 8.112,- € |
| Dowell iPower | Lithium | 9,6 kWh | 7.664,- € |
| LG Speicherset | Lithium | 6,4 kWh | 6.800,- € |
| Fronius Solar | Lithium | 6,0 kWh | 6.211,- € |
| SMA | Lithium | 5,0 kWh | 4.344,- € |
| Hoppecke sun | Bleiakku!! | 11,0 kWh | 2.998,- € |
Zuschüsse vom Staat für Photovoltaikanlagen
Sonnenstrom wird seitens der KfW durch einen Kredit gefördert, der je nach Bonität des Antragsstellers ab 1 Prozent verzinst wird. Die Mittel können auch für die Erweiterung bereits bestehender Anlagen verwendet werden, allerdings unter der Bedingung, dass hierdurch eine Leistungssteigerung erreichbar sein muss. Darüber hinaus muss gewährleistet sein, dass ein Teil der gewonnenen Energie in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Das Förderprogramm wurde zwar Mitte 2016 ausgesetzt, seit Januar 2017 ist es jedoch wieder möglich, Finanzierungsanträge zu stellen. Allerdings mit niedrigerem Tilgungszuschuss, der künftig alle sechs Monate um drei Prozent sinkt.
2. Strom selber erzeugen im Blockheizkraftwerk
Vom Grundprinzip arbeiten die Mini-Kraftwerke im Keller, wie die Großen der Energieversorger. Brennstoffe, wie Kohle, Öl, Erdgas oder auch Holzpellets werden verbrannt und erzeugen auf diese Weise Elektroenergie. Auch Biomasse und sogar Biomüll wären theoretisch als Brennstofflieferanten geeignet. Allerdings ist die Preisentwicklung fossiler Brennstoffe am Markt schwierig einzuschätzen, sodass ein BHKW auf einen möglichst niedrigen Brennstoffbedarf ausgerichtet sein sollte. Wer mit dieser Technologie Strom selber erzeugen will, muss berücksichtigen, dass die Minikraftwerke mit ihrem Verbrennungsmotor Abwärme erzeugen, und zwar auch dann, wenn sie nicht gerade für den Heizungsbetrieb im Winter genutzt werden kann.
Investitionskosten für ein Blockheizkraftwerk
Je nach Leistung wird in der Praxis zwischen Nano-BHKW (unter 2,5 kW), Mikro-BHKW (2,5 bis 15 kW) und Mini-BHKW (15 bis 50 kW) unterschieden. Für die kleinste Variante sollte realistischerweise von einem Anschaffungspreis ab 15.000,- € ausgegangen werden. Für die größeren Mikro-Kraftwerke können Sie inkl. aller Nebenkosten 20.000,- bis 25.000,- € veranschlagen.
Betriebskosten und Amortisation von BHKW
Neben den Brennstoffpreisen fallen darüber hinaus fixe Wartungskosten in Höhe von ca. 75 Cent je kWh an. Blockheizkraftwerke unterliegen strengen Vorschriften seitens der Gesetzgebung und müssen bei ihrer Installation professionell in die vorhandene Gebäudetechnik integriert werden. Von daher ist bereits während der frühen Planungsphase das Hinzuziehen einer erfahrenen Fachfirma zu empfehlen. Generell und in Abhängigkeit des verwendeten Brennstoffs und einiger anderer Faktoren, amortisieren sich BHKWs innerhalb von sieben bis zehn Jahren.
3. Kleinwindkraftanlagen in Deutschland noch Neuland
Die Installation der kleinen Windkraftwerke steckt hierzulande noch in den Kinderschuhen. Das erste dieser Art wurde im Sommer 2014 statistisch erfasst. Gegenwärtig liegt der Bestand bei 15.000 bis 20.000 Anlagen. Sie sollten so projektiert werden, dass die Jahreserträge den eigenen Energiebedarf decken, da eine Resteinspeisung in das öffentliche Netz unrentabel wäre. Im Prinzip wächst die mögliche Höhe des selbst erzeugten Stroms mit der Größe der Rotorblätter und der mittleren jährlichen Windgeschwindigkeit. Die Übersicht lässt erkennen, dass ein Kleinwindrad bei durchschnittlichen Windverhältnissen von 4 m/s recht beachtliche Mengen an Energie erzeugen kann.
Auf den richtigen Standort kommt es an bei der Windkraft
| Nennleistung (kW) | Windverhältnisse | Jahresertrag (kWh) |
|---|---|---|
| 1,5 | schwach (3 m/s) | 480 |
| 1,5 | gut (4 m/s) | 1.270 |
| 1,5 | sehr gut (5 m/s) | 2.250 |
| 3,5 | schwach (3 m/s) | 770 |
| 3,5 | gut (4 m/s) | 2.400 |
| 3,5 | sehr gut (5 m/s) | 4.700 |
| 6,0 | schwach (3 m/s) | 2.000 |
| 6,0 | gut (4 m/s) | 5.800 |
| 6,0 | gut (5 m/s) | 10.000 |
| 10,0 | gut (3 m/s) | 3.000 |
| 10,0 | gut (4 m/s) | 9.000 |
| 10,0 | sehr gut (5 m/s) | 17.000 |
Quelle: Patrick Jüttemann; www.klein-windkraftanlagen.com
Inwieweit Ihr Standort dafür geeignet ist, mit dieser sehr umweltfreundlichen Technologie Strom selber zu erzeugen, lässt sich im Netz mit dem Kleinwindanlagen-Rechner recht gut feststellen. Darüber hinaus gelten natürlich auch eine Reihe gesetzlicher Vorschriften, die beachtet werden müssen. Eine davon ist die „Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm“. Die Toleranzschwellen sind danach wie folgt festgelegt:
| Gebietsform | Tag (06.00 bis 22.00 Uhr) | Nacht (22.00 bis 06.00 Uhr) |
|---|---|---|
| Industriegebiete | 70 dB(A) | 70 dB(A) |
| Gewerbegebiete | 65 dB(A) | 50 dB(A) |
| Kern-, Dorf- und Mischgebiete | 60 dB(A) | 45 dB(A) |
| Allgemeine Wohngebiete | 55 dB(A) | 40 dB(A) |
| Reine Wohngebiete | 50 dB(A) | 35 dB(A) |
| Kurgebiete, Krankenhäuser | 45 dB(A) | 35 dB(A) |
4. Die private Wasserturbine hinterm Haus?
Kleinwasserkraftwerke haben den Vorteil einer beinahe unabhängigen Versorgung mit selbst erzeugtem Strom, egal ob die Sonne scheint, oder Windstille herrscht. Um sich mithilfe des regenerativen Energielieferanten Wasser konstant mit der erforderlichen Menge Haushaltsstrom zu versorgen, braucht es ca. 400.000 Liter Wasser, die jede Stunde wenigstens einen Meter in die Tiefe fallen müssten.
Wasserkraft – NOCH nicht die Lösung für Selbstversorger
Fischfreundliche Wasserkraftschnecken, wie die modifizierte Art der Kleinwasserkraftwerke fachlich korrekt heißt, sind übers ganze Land unregelmäßig verteilt, in den letzten Jahren gebaut worden. Hierbei handelt es sich aber überwiegend um Referenzobjekte, deren Betreiber meist Firmen bzw. Verbände sind. Gegenwärtig kann, so verlockend diese uralte Idee auch sein mag, davon ausgegangen werden, dass Wasserkraftwerke im Miniaturformat, keine realistische Alternative sind, um Strom selber zu erzeugen.
Geothermie – saubere Energie aus der Erde
Diese Art der Energiegewinnung beruht auf dem physikalischen Prinzip, dass kaltes Wasser unter Druck so weit in das Erdinnere gepumpt wird, bis es sich aufgrund der heißen Gesteinsschichten in fünf bis zehn km Tiefe erwärmt, um wieder an die Oberfläche zurückzukehren. Hier wird es danach zum Heizen verwand oder mithilfe einer Turbine zur Stromgewinnung genutzt. Die Technologien der Erdwärmegewinnung sind unterschiedlich. Welche eingesetzt wird, ist in erster Linie vom geografischen Standort abhängig. Diese Art Strom selber zu erzeugen, wird im süddeutschen Raum wegen der sehr günstigen geologischen und geophysikalischen Bedingungen vergleichsweise oft praktiziert.
Je nach Tiefe der Bohrung und einer Reihe von baulichen Gegebenheiten liegen die durchschnittlichen Kosten für die geothermische Stromgewinnung zwischen 15.000,- und 30.000,- €. Mit lediglich rund 200,- € für Elektroenergie sind dafür die jährlichen Betriebskosten, die für den Betrieb der Pumpen anfallen, erfreulich niedrig. Und auch die weiteren Vorteile sprechen durchaus für einen Einsatz der Stromerzeugung durch Erdwärme:
- Umweltfreundliche und sehr effiziente Energiegewinnung
- Besonders hoher Wirkungsgrad (Strom für Pumpen könnte alternativ über PV-Anlage erzeugt werden)
- Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern und deren Preisentwicklung
- Keine Lagerflächen für Pellets, Öl oder andere Brennstoffe erforderlich
- Kaum messbare CO2-Emission im Gegensatz zu einem konventionellen Heizungssystem
- Geringe Betriebskosten, kaum Wartungs- und Pflegekosten, keine gesetzlich festgelegten Revisionsfristen
- Kaum Geräuschentwicklung während des Betriebs
Welcher Weg lohnt am meisten, Strom selber zu erzeugen?
Zumindest die Experten auf diesem Gebiet gehen davon aus, dass eine Umstellung auf Solarstrom 2017 noch lukrativer sein wird als im letzten Jahr. Die Anlagen für Photovoltaik sind schon während der letzten Monate um gut 10 Prozent gesunken. Der gestiegene Strompreis zum Jahresbeginn bringt jetzt mehr Gewinn auf den eigenen Verbrauch und bei der Einspeisevergütung wird davon ausgegangen, dass sie um zwischen 1,5 und 3 Prozent steigt. Damit macht Photovoltaik es nicht nur möglich, Strom selber zu erzeugen, sondern führt sogar zu jährlichen Renditen, die sich um die 6 Prozent bewegen.
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