Die Ausbaupotenziale der Wasserkraft und ihre Bedeutung werden oft unterschätzt. Alleine in Mitteldeutschland könnten diese neuen Strom für 80.000 Wärmepumpen liefern. Darauf hat der Präsident des Wasserkraftverbandes in Mitteldeutschland, Martin Richter, vor kurzem bei einer Pressekonferenz hingewiesen.

Dies ist für den Ersatz von Erdgas- und Erdölheizungen, die ab 2024 nicht mehr neu gebaut werden sollen, sehr bedeutsam, weil ja gerade im Winter Strom für Wärmepumpen benötigt wird und Solarstrom dann bekanntlich schwach ist. Die Wasserkraft liefert in unseren Breiten im Winter mehr Strom als im oft vom Regenmangel geplagten Sommer und dies gerade auch in den langen und dunklen Winternächten. Sie ist also die ideale Ergänzung zum Solarstrom.
Wasserkraft im überragenden öffentlichen Interesse

Auf der Pressekonferenz stellte die Leipziger Rechtsanwaltgesellschaft eine Analyse zur Bedeutung der Wasserkraft-Aufnahme in den §2 EEG vor. Damit wird nun nach einigen politischen Kämpfen im letzten Jahr der Wasserkraft ein „überragendes öffentliches Interesse“ gesetzlich attestiert.

Dieses Gutachten kommt zum Ergebnis, dass die neue Gewichtungsvorgabe des § 2 EEG in allen Ermessens- und Abwägungsentscheidungen behördlicherseits miteinbezogen und geachtet werden, was zu einem erheblichen Anschub in den Vorhaben rund um die Erneuerbaren Energien allgemein – und im Speziellen auch für die Wasserkraft – führen muss.

Um diese Potenziale der CO2-freien Wasserkraft verstärken zu können und gleichzeitig dem überragenden öffentlichen Interesse im neuen § 2 EEG gerecht zu werden, müssen für die Wasserkraft nun folgende politische und administrative Handlungen – gegenüber der bisherigen Praxis – neu geordnet werden:

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Der Landeswirtschaftsminister fordert vom Bund, diese Hemmnisse schnell zu beseitigen, um mehr Tempo beim Ausbau von Photovoltaik, Windkraft und Co. zu erzeugen. Im Austausch mit Bürgern und Praktikern sollte die Liste weitergeführt und regelmäßig nach Berlin gemeldet werden. Bezüglich Photovoltaik enthält die Liste sechs Punkte, wobei noch weitere hinzukommen, die nicht explizit dem Kapital zugeordnet sind.

Bayerns Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger (Freie Wähler) hat eine Auflistung von Stolpersteinen für die Energiewende veröffentlicht. Sie enthalte 34 „Bagatellhemmnisse“, wie sie genannt werden, die aktuell den Zubau von erneuerbaren Energien behindern. „Der Bund kann und muss mehr tun, um Tempo beim Hochlauf der Energiewende zu machen“, fordert Aiwanger, der die Liste an Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck (Grüne) übermitteln will. „Wir befragen regelmäßig die Macher in Bayern, die die erneuerbaren Energien voranbringen und sich täglich durch die Unwägbarkeiten mit endlosen Genehmigungsprozessen und Bürokratie kämpfen müssen. In Gesprächen mit Bürgern, Selbstständigen, Unternehmen und Landwirten erfahren wir täglich von den Problemen. Diese Mühlsteine um den Hals der Macher müssen rasch weggeräumt werden, um den Ausbau der erneuerbaren Energien zu beschleunigen.“

Die notwendigen Änderungen fielen nicht nur in Habecks Ministerium, sondern auch andere teils „überladene Bundesgesetze“ müssten abgeschafft oder an die Dynamik der Energiewende angepasst werden. Aiwanger kündigte zudem an, dass er im engen Kontakt mit Bürgern und Praktikern vor Ort die Liste weiterführen und die wahren Probleme regelmäßig nach Berlin melden wolle. „Energiewende funktioniert nicht aus der Hauptstadt von oben herab, sie funktioniert besser, wenn man das Ohr an den Menschen hat, die sie täglich umsetzen und wissen, wovon sie reden“, so Aiwanger weiter.

Die Liste ist in verschiedene Abschnitte zu den verschiedenen Erneuerbaren unterteilt. Bei der Photovoltaik werden sechs Stolpersteine benannt. So seien die Anforderungen an Stecker-Solar-Geräte, insbesondere hinsichtlich der Netzintegration zu hoch. Auch administrative Vorgaben verzögerten Vorhaben. Ähnlich wie von anderer Seite fordert Bayern ebenfalls die Leistungsgrenze für den Anschluss an das Hausnetz von derzeit 600 auf 800 Watt anzuheben, den Anschluss unter Verwendung eines Schuko-Steckers zu ermöglichen, einen vereinfachten Anmeldungsprozess für die Meldepflicht bei Stecker-Solar-Geräte zu etablieren.

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Das Flächenproblem der Photovoltaik sorgte wieder für eine mutige Vision: Photovoltaik auf Masten entlang von Autobahnen. Dabei entstünde ganz nebenbei ein riesiges DC-Smart-Grid. Wenn es mutig genug umgesetzt wird, vielleicht sogar in ganz Europa.

Neben schwimmenden- und Agri-Photovoltaik-Anlagen wären Autobahnen ein ideale Standort, um das Flächenproblem der Photovoltaik zu lösen. Schon bis 2030 könnten entlang der deutschen Autobahnen jährlich bis zu 200 Terawattstunden Solarstrom erzeugt werden. Ein Smart Grid würde bei der Umsetzung so eines Vorhabens gleich mitentstehen; und die Vorteile hören da nicht auf.

Um zu verstehen, wie das gehen soll, braucht es nicht allzu viel Vorstellungskraft. Links und rechts entlang der Autobahnen entsteht alle 15 Meter ein Mast aus Stahlfachwerk. Zwischen den Masten werden Stahlfachwerkträger gehängt, an denen Module angebracht werden. So könnte sich ein Band von Solarmodulen entlang der Verkehrsachsen zwischen den großen Verbrauchszentren wie Städten, Industriegebieten und Flughäfen ziehen – ein Energieband.
45.000 Kilometer Straße

Diese Energiebänder entspringen den Köpfen der Mitarbeitenden der Stiftung „Altes Neuland Frankfurt“, einem gemeinnützigen Verein bürgerlichen Rechts. Die Stiftung hat so eine Vision entwickelt und das Konzept schon einmal durchgerechnet. Werden 80 Prozent der Autobahnen und 65 Prozent der Bundesstraßen mit Gerüsten und Photovoltaik-Modulen, ähnlich wie im Bild oben ausgestattet, sieht die Stiftung ein Potenzial von 200 Terawattstunden im Jahr. Das wären knapp 45.000 Kilometer, die dann von Photovoltaik auf Masten gesäumt werden. Dabei gehen die Visionäre von einer Nutzung von bifazialen Modulen mit 25 Prozent Wirkungsgrad aus.

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Das Parlament hat eine „hohe Einmalvergütung“ (HEIV) beschlossen, mit der bestimmte Photovoltaik-Anlagen mit maximal 60 Prozent der Investitionskosten gefördert werden. Die Änderungen treten am 1. April 2023 in Kraft und sind bis 2025 befristet.

Der Schweizer Bundesrat hat die Änderungen des Energiegesetzes beschlossen. Damit wird die Umsetzung der vom Parlament beschlossenen Änderungen des Energiegesetzes offiziell, die seit dem Oktober 2022 in Kraft sind. Photovoltaik-Anlagen können eine Einmalvergütung von bis zu 60 Prozent der Investitionskosten erhalten. Die Änderungen treten am 1. April 2023 in Kraft und sind bis 2025 befristet.

Die „hohe Einmalvergütung“ (HEIV) gilt für Anlagen mit einer Leistung ab 2 bis unter 150 Kilowatt, die ab dem 1. Januar 2023 in Betrieb sind. Sie sieht vor, bis zu 60 Prozent der bei der Inbetriebnahme maßgeblichen Investitionskosten von Referenzanlagen zu erstatten. Dies gilt nach Angaben des Bundesamtes für Energie (BFE) für Anlagen ohne Eigenverbrauch.* Leistet die Anlage mehr als 150 Kilowatt, wird die HEIV per Auktion vergeben. Diese Regel gilt, bis die neuen Anlagen in der gesamten Schweiz eine jährliche Gesamtproduktion von maximal zwei Terawattstunden erreichen.

Um den Zubau-Schwellenwert von zwei Terawattstunden zu bestimmen, melden die Kantone dem BFE laufend die geplanten Projekte und deren Stand von der öffentlichen Auflage bis zur Inbetriebnahme. Das BFE führt eine öffentlich zugängliche Liste mit den Informationen.

Zudem legt die Verordnungsänderung fest, wie Baubewilligungen erteilt werden. Sie müssen durch den Kanton erfolgen und setzen voraus, dass die Standortgemeinde und die Grundeigentümer zugestimmt haben. Im Rahmen der Baubewilligung muss der Kanton auch die Auflagen für den Rückbaus festlegen. Die Genehmigung für die elektrische Erschließung erfolgt durch das eidgenössische Starkstrominspektorat oder das Bundesamt für Energie.

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Die Industrieverbände der Heizungs- und Automobilindustrie sprechen sich für die Ausgestaltung von dynamischen Stromtarifen aus. Gezwungene Eingriffe in die Lasten von Wärmepumpen und Wallboxen durch den Netzbetreiber könnten zu einem Akzeptanzproblem bei solchen Technologien führen.

Flexibilität im Netz soll nur auf Grundlage von marktlichen Anreizen geschaffen werden. Das ist die Auffassung des Bundesverbands der Deutschen Heizungsindustrie BDH und des Verbands der Automobilindustrie VDA. In einem gemeinsamen Positionspapier heben die Industrieverbände den Stellenwert von intelligent steuerbaren Wärmepumpen und Ladesäulen hervor.

Besonders diese beiden Produktkategorien könnten nachfrageseitige Flexibilität in Stromnetz bringen. In diesem Sinne begrüßen die Verbände den Weg, den das Gesetz zum Neustart der Energiewende einschlägt, drängen aber zugleich auf eine rasche und konsequente Umsetzung der dafür notwendigen Regulatorik.

In dem Gesetz, durch das ein neuer Versuch beim Smart-Meter-Rollout angegangen werden soll, werden variable Stromtarife verpflichtend. Der Gesetzgeber erhofft sich dadurch, dass Verbraucher mit Elektroautos und Wärmepumpen solche Tarife wahrnehmen wollen, um die Betriebskosten dieser Technik zu senken. Um solche Stromtarife zu nutzen, müssen Smart Meter bei den Kunden eingebaut werden. Das soll den Rollout beschleunigen.

„Mit variablen Netzentgelten können Elektroautos netzdienlich geladen und Netzengpässe präventiv vermieden werden“, sagte VDA-Geschäftsführer Andreas Rabe. “Die Fahrzeuge tragen so zu einer Stabilisierung der Stromnetze und einer sicheren und bezahlbaren Stromversorgung bei.“

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Immer mehr Menschen wollen in Photovoltaik-Anlagen und Batteriespeicher investieren. Allerdings gibt es einige Mythen, die nach Ansicht von Verbraucherschützern dann zu Enttäuschungen bei Kunden führen können. Dazu gehört, dass man sich komplett unabhängig vom Stromanbieter machen kann oder ein Stecker-Solar-Gerät die Kaffeemaschine versorgt.

Die Nachfrage nach Photovoltaik-Anlagen und Heimspeichern in der Bevölkerung wächst immer weiter. Die Zubauzahlen belegen das steigende Interesse, dass nach Ausbruch des Ukraine-Krieges und den damit verbundenen höheren Energiekosten noch weiter angezogen ist. Doch nicht alles, was den privaten Investoren versprochen wird, die in eine Photovoltaik-Anlage und einen Batteriespeicher investieren, erfüllt sich. Die vier größten Irrtümer zu diesem Thema will Sören Demandt von der Verbraucherzentrale NRW nun ausräumen. „Wichtig ist, sich die persönlichen Ziele der Photovoltaik-Nutzung bewusst zu machen und sich dann zu informieren. So können Enttäuschungen vermieden und der Sonnenstrom wirklich effizient genutzt werden“, sagt der Energieexperte.

Der erste Irrglaube sei, Menschen zu versprechen, dass sie sich mit Photovoltaik-Anlage und Speicher autark versorgen können und von ihrem Stromanbieter unabhängig machen. Dies stimme so nicht, denn Photovoltaik-Anlage und Heimspeicher können nur einen gewissen Anteil der Jahresstromversorgung der Haushalte übernehmen. Der zu erzielende Autarkiegrad liege zwischen 25 und 90 Prozent – abhängig davon, ob ein Speicher installiert wurde und wie hoch der Stromverbrauch ist. Besonders in den Wintermonaten reiche der erzeugte Solarstrom bei weitem nicht aus und Netzstrom müsse zugekauft werden, so Demandt weiter. Nur mit einem zusätzlichen Saisonspeicher, wie etwa mit Wasserstoff, lasse sich eine vollständige Autarkie erreichen. „Doch das ist technisch aufwändig und wirtschaftlich für das Eigenheim kaum sinnvoll“, so Demandt weiter.

Irrtum zwei bezieht sich auf die Aussage, dass sich eine Photovoltaik-Anlage nur mit einem Batteriespeicher kombiniert lohnt, da die Einspeisung des Solarstroms finanziell wenig attraktiv sei. Diese Einschätzung teilt die Verbraucherzentrale NRW so nicht. „Eine Photovoltaik-Anlage lohnt sich finanziell bereits ohne Speicher. Ob sich zusätzlich zur Photovoltaik-Anlage auch ein Stromspeicher rentiert, hängt von mehreren Faktoren ab – hauptsächlich vom eigenen Haushaltstrombedarf und den Stromkosten“, erklärt Demandt. Private Investoren sollten daher prüfen, wie hoch ihr Eigenverbrauchsanteil ohne Speicher ist. Die Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils durch den Batteriespeicher sollten sie dann mit den doch noch recht hohen Anschaffungskosten abwägen.

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Insgesamt wurden rund 746 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt, so das Umweltbundesamt. Die Werte der einzelnen Sektoren sind höchst unterschiedlich. In der Energiewirtschaft stiegen die Emissionen 2022 im Vergleich zum Vorjahr um 4,4 Prozent, in der Industrie sanken sie um 10,4 Prozent gesunken. Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck ist positiv überrascht.

Das Umweltbundesamt (UBA) hat seine Prognose für die CO2-Emissionen im Jahr 2022 veröffentlicht. Sie sanken gegenüber 2021 leicht um rund zwei Prozent. Aufgrund der Folgen des russischen Angriffskriegs habe er mit schlechteren Zahlen gerechnet, so Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck (Grüne). Agora Energiewende zufolge wurde der Rückgang nicht durch Klimaschutzmaßnahmen erzielt, sondern durch Energiespareffekte und Produktionsrückgänge.
2022 wurden in Deutschland rund 746 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt.

Im Sektor Energiewirtschaft sind die Treibhausgasemissionen um 4,4 Prozent auf 256 Millionen Tonnen CO2 gestiegen. Grund ist der vermehrte Einsatz vor allem von Stein- und Braunkohle zur Stromerzeugung. Der Anstieg der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien um neun Prozent gegenüber 2021 konnte den Effekt einschränken, so das UBA.

Im Sektor Industrie sanken die Emissionen 2022 um 10,4 Prozent auf 164 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente. Dies habe an den stark gesunkenen Energieeinsätzen infolge des Krieges in der Ukraine gelegen. Damit sanken auch die teilweise die Produktionszahlen, insbesondere bei den energieintensiven Industrien.

Im Verkehr wurden im Jahr 2022 rund 148 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente ausgestoßen. Das ist ein Anstieg von 0,7 Prozent gegenüber 2021. Gleichzeitig verfehlte der Verkehrssektor die im Bundesklimaschutzgesetz für 2022 zulässige Jahresemissionsmenge von 138,8 Millionen Tonnen. Die Gründe sieht das UBA in dem Anstieg des Verkehrs nach Corona und im Tankrabatt.

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Photovoltaik leistet bereits jetzt einen entscheidenden Beitrag zur Energieversorgung in Deutschland. Doch um unsere Klimaziele zu erreichen und unabhängig von fossilen Energieträgern zu werden, ist ein noch massiverer Ausbau nötig.

Dabei stehen wir vor einer Reihe von Herausforderungen: Solarmodule haben bei der Leistung immer noch das Nachsehen. Für die erforderliche Menge an Photovoltaik müssen neue Flächen erschlossen werden; und schließlich geht es darum, Solarzellen noch umweltfreundlicher zu gestalten und das Recycling voranzutreiben. Zum Glück stehen bereits Technologien in den Startlöchern, die diese Probleme in Zukunft lösen könnten.

In diesem Beitrag wage ich einen vorsichtigen Ausblick, wie sich die Solarenergie in den nächsten Jahren und Jahrzehnten entwickeln wird.

These 1: Solarmodule werden immer günstiger

Bei der ersten These lehne ich mich nicht sehr weit aus dem Fenster – denn um sie zu untermauern, muss man sich nur die Preisentwicklung der letzten Jahre ansehen. Zum Vergleich: 2006 kostete eine Photovoltaik-Anlage noch durchschnittlich 5.000 Euro pro installiertem Kilowatt. Heute sind es nur noch 1.400 Euro/Kilowatt. Geht man weiter zurück – etwa ins Jahr 2000 – fällt der Preisverfall noch deutlicher aus.

Doch lässt sich dieser Trend fortführen? Experten meinen: Ja – zumindest bis zu einem gewissen Grad. Der Grund: Die Fertigung von Solarmodulen wird immer effizienter und günstiger. Gleichzeitig buhlen mehr und mehr Anbieter um Kunden und versuchen, sich gegenseitig zu unterbieten, sodass die Kosten bis 2030 um ein Drittel sinken könnten.

Moment mal wird der ein oder andere sagen. So ganz stimmt das mit dem Preisverfall nicht, denn 2022 sind die Kosten für Photovoltaik leicht gestiegen. Der Einwand ist berechtigt. Doch hat dieser Kostenanstieg vor allem mit der Verknappung von Rohstoffen wie Silizium sowie der allgemeinen Inflation zu tun. Solche Preisschwankungen werden wahrscheinlich auch in Zukunft auftreten. Den langfristigen Trend repräsentieren sie jedoch nicht.

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In einem neuen Bericht stellt der Verband fest, dass Haushalte in Deutschland, Spanien und Italien ihre Einsparungen mehr als verdreifachen können, wenn sie Photovoltaik mit Wärmepumpen kombinieren. Dem Bericht zufolge konnten die Haushalte in diesen Ländern durch diese Kombination bis 2022 zwischen 62 und 84 Prozent ihrer jährlichen Energiekosten einsparen. In Deutschland waren es in der Solarpower Europe-Rechnung im vergangenen Jahr 3614 Euro.

Es lohnt sich, in Deutschland, Spanien und Italien Wärmepumpen zusammen mit einer Photovoltaik-Anlage in Wohnhäusern zu installieren, anstatt jeweils nur eine der beiden Technologien zu nutzen. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie von Solarpower Europe. „Eine Photovoltaik-Anlage ergänzt die Wärmepumpen eines Haushalts und deckt einen erheblichen Teil des Strombedarfs ab. Die Einsparungen für beide Technologien zusammen sind dann höher als für jede einzelne Technologie“, heißt es in dem Bericht.

Der europäische Photovoltaik-Verband hat drei Szenarien für mittelgroße Haushalte in Deutschland, Spanien und Italien während der Energiekrise im Jahr 2022 durchgespielt. Ein reines Photovoltaik-Szenario, ein reines Wärmepumpen-Szenario und ein kombiniertes Photovoltaik- und Wärmepumpen-Szenario, das auch einen Puffer – einen Warmwasserspeicher – enthält. Die Einsparungen werden mit dem Preis verglichen, den ein durchschnittlicher Familienhaushalt zahlen würde, wenn er seinen gesamten Strom aus dem Netz bezöge und einen Gaskessel zum Heizen verwendete.

Für die Photovoltaik-Anlage wurde eine Leistung von 8 Kilowatt Leistung in Deutschland sowie 7 Kilowatt in Spanien und Italien angenommen. Für die drei Länder wurde jeweils eine Luft-Wärmepumpe mit 7, 3 und 4 Kilowatt Leistung modelliert. Das Fassungsvermögen des Speichers wurde in Deutschland auf 800 Liter und in Spanien und Italien auf 400 Liter festgelegt.

Der Wärmebedarf für Raumheizung und Warmwasserbereitung wurde mit 12.000 bis 20.000 Kilowattstunden modelliert, für bestehende Gebäude und unter Verwendung eines Gaskessels mit 85 Prozent Wirkungsgrad. Der jährliche Strombedarf für ein durchschnittliches Einfamilienhaus wurde mit 4.000 bis 4.500 Kilowattstunden angenommen, und die Gas- und Strompreise für 2022 sind gemäß dem Energiepreisindex für Haushalte festgelegt worden.

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Ein Forscherteam unter Leitung des Fraunhofer IOSB zeigt anhand eines realen Wohnquartiers, dass bereits das Zusammenfassen mehrerer Gebäude zu einem Quartier den Photovoltaik-Eigenverbrauch erhöht. Dessen Optimierung lässt sich netzdienlich gestalten, so die Wissenschaftler.

Das untersuchte Quartier im Bochumer Stadtteil Weitmar besteht aus 13 Gebäuden mit insgesamt 81 Wohnungen. Auf den Dächern sind Photovoltaik-Anlagen mit einer Leistung von zusammen 228 Kilowatt installiert. Dazu kommt ein Batteriespeicher mit einer Kapazität von 154 Kilowattstunden. Zudem gibt es zwei Ladepunkte mit je 22 Kilowatt Leistung. Die Wärmeversorgung erfolgt über ein Nahwärmenetz, das von zwei Erdgas-Brennwertkessel, zwei Luftwärmepumpen und eine Erdwärmepumpe gespeist werden kann.

Ein Forscherteam des Exzellenzclusters Integrierte Energiesysteme CINES unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB hat nun anhand von drei Szenarien untersucht, wie sich die solare Eigenverbrauchsquote im Quartier durch das Ausschöpfen von Flexibilitätspotenzialen erhöhen lässt.

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass sich die Eigenverbrauchsquote bereits durch den einfachen Zusammenschluss mehrerer Gebäude zu einem Quartier erhöhen lässt – ohne dass der Verbrauch gesteuert wird. Bei Nutzung aller Flexibilitäten, vom Batteriespeicher über die Wärmepumpen bis hin zu den Ladepunkten, ist ein Eigenverbrauch von fast 80 Prozent möglich.

Die Analyse macht auch deutlich, dass der Einsatz der Flexibilitäten netzdienlich gestaltet werden kann, ohne Abstriche bei solarem Eigenverbrauch und auch anderer untersuchter Parameter wie CO2-Emissionen und Primärenergieverbrauch machen zu müssen. So könnten Vorteile für das vorgelagerte Energiesystem gewonnen werden, schreiben die Forscher, da beispielsweise dessen Integrationsfähigkeit von Erneuerbare-Anlagen erhöht wird.

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