Kann man mit einer Solaranlage auf seinem Einfamilienhaus die weiter wachsenden Stromkosten vermeiden, wenn man den Strom selbst nutzt? Dieser Frage ist der Vorsitzende vom Stromverbraucherschutz NAEB e.V., Heinrich Duepmann, zusammen mit den einschlägigen Energie-Experten von NAEB nachgegangen.

Solarstrom fällt überwiegend in der Mittagszeit an, wenn die Sonne am stärksten scheint. Nachts gibt es dagegen überhaupt keinen Solarstrom. Eine Eigenversorgung mit Solarstrom ist daher nur sinnvoll, wenn der größte Teil des Mittagsstromes speichert wird und ihn in der Zeit mit wenig oder keiner Sonne wieder abruft. Zu den Stromerzeugungskosten durch die Solaranlage kommen also noch die Speicherkosten in einer Batterie. Andere Speichermethoden sind nach dem derzeitigen Stand der Kenntnisse für diesen Zweck nicht sinnvoll.

Ein Haushalt verbraucht etwa 10 Kilowattstunden (kWh) pro Tag. Diese Energiemenge muss mindestens erzeugt und gespeichert werden. Zur Erzeugung dürfte eine Fotovoltaik-Fläche von 20 bis 25 Quadratmeter im Mittel ausreichen, die im Jahr aber nur 2.000 kWh erzeugt, weil im dunklen Winter mit den langen Nächten kaum Solarstrom anfällt. Die Differenz zum Durchschnittsverbrauch einer Familie von 3.500 kWh/Jahr muss aus dem Netz von konventionellen Kraftwerken kommen, wenn man auf Strom nicht verzichten will. Für diesen Spitzenstrom werden in Zukunft hohe Bereitstellungsgebühren (hohe Grundgebühr) gefordert, weil die konventionellen Kraftwerke ganzjährig in Bereitschaft gehalten werden müssen, aber Strom nur liefern dürfen, wenn der Ökostrom nicht reicht.

Die Batterie mit einem Speichervermögen von 10 kWh muss die Leistung der Solarstromanlage von mindestens 2 Kilowatt aufnehmen und auch eine gleich hohe Leistung wieder abgeben können. Nur dann ist es möglich, auch abends noch zu Kochen oder einen anderen Großverbraucher (z.B. Trockner) laufen zu lassen. Mit diesen Überlegungen können wir die Batteriespeicher bewerten:

Es müssen folgende Forderungen erfüllt werden:

• Der Preis, Masse und Volumen pro Kilowattstunde Speichervermögen sollen möglichst gering sein
• Die Speicherverluste sollen niedrig sein
• Die Selbstentladung soll gering sein
• Die Zahl der Lastzyklen soll hoch sein
• Die Alterung (Abnahme der Speicherfähigkeit) soll gering sein.

Zum Speichern kommen nur zwei Batterietypen infrage: Bleiakkumulatoren, wie wir sie als Stromquelle zum Starten in unseren Autos kennen, und Lithium-Ionen Batterien, die sich durch eine geringere Speichermasse auszeichnen.

Gespeicherter Solarstrom teurer als Netzstrom

Bleiakkumulatoren, die 10 kWh speichern, wiegen nach Wikipedia mindestens 300 Kilogramm und haben ein Volumen von etwa 120 Liter. Der Stromverlust zum Speichern und wieder Entladen liegt bei 20 Prozent und die Selbstentladung bei 0,25 Prozent pro Tag. Die Batterien kosten 1000 Euro und müssen nach 3 Jahren ersetzt werden. Dies gilt, wenn die Batterien häufig vollständig entladen werden. Bei einer Entladetiefe von 30 %, also nur Nutzung von 30 Prozent der Kapazität, steigen die Kosten wie auch die Nutzungsdauer der Akkumulatoren auf das Dreifache. Zu den Stromerzeugungskosten von 12 Cent/kWh kommen also noch weitere 19 Cent/kWh für Speicherverluste, Abschreibung der Batterie und Entladeverluste. Damit ist die Selbstversorgung mit Solarstrom kein Gewinn im Vergleich mit einer Komplettversorgung über das Netz.

Die Lithium-Ionen Batterien haben eine etwas geringe Masse pro Kilowattstunde gegenüber den Bleiakkumulatoren. Daher werden sie heute für Elektromobile eingesetzt. VW bietet für seinen e-Up Ersatzbatterien für 500 Euro pro kWh Speicherfähigkeit an. Im Handel werden Preise von 200 Euro pro KWh genannt. Es werden damit aber nur geringe Lastzyklen erreicht. Die Lebensdauer der e-Up Batterien werden auf 6 bi 8 Jahre geschätzt. Wird die Batterie ständig leergefahren, sinkt die Lebenszeit deutlich. Die Speicherverluste liegen auf gleicher Höhe wie die der Bleiakkumulatoren. Nach diesen Zahlen sind die Kosten beim Einsatz von Lithium-Ionenbatterien deutlich höher als von Bleiakkumulatoren, nämlich zwischen 20 bis 40 Cent/kWh. Die Batteriekosten des e-Up liegen bei ca. 20 Cent/km. Hinzu kommen 5 Cent/km an Stromkosten. Die Antriebsenergie für dieses kleine Auto ist also deutlich teurer als für eine Luxuslimousine. Bei diesen Fakten muss man sich fragen: Haben Politiker, die Elektroautos auf deutschen Straßen fördern wollen, keinen Sinn für die Realität?

Rohstoffe für Batterien überfordern die Weltproduktion

Die Experten von NAEB haben noch eine andere Rechnung angestellt. Nach wie vor erhebt nämlich eine Reihe von Politikern die wirtschaftlich haltlose Forderung, Deutschland sei mit 100 Prozent Ökostrom zu versorgen. Abgesehen von den horrenden Kosten wird das technisch nur möglich sein, wenn man mindestens den Strombedarf eines Tages speichern kann. Verwendet man dazu Blei-Akkumulatoren, sind zum Speichern von 1 kWh etwa 15 kg Blei erforderlich. Deutschland hat einen mittleren Tagesbedarf von 1,7 Milliarden kWh. Allein für Deutschland wären für das Speichern in Blei-Akkumulatoren 25 Millionen Tonnen Blei nötig. Die Weltproduktion von Blei liegt bei knapp 12 Millionen Tonnen. Es leuchtet wohl jedem ein: Wegen Bleimangel können noch nicht einmal in Deutschland genügend Akkumulatoren bereitgestellt werden. Vergleichbare Ergebnisse findet man auch für andere Batterien. Auch hier reichen die global verfügbaren Rohstoffe nicht aus.

„Es ist geradezu lächerlich und tragisch zugleich, mit welchen vergeblichen Klimmzügen Politiker ihre verfehlte ideologische Energiepolitik doch noch durchsetzen wollen“, stellt Heinrich Duepmann fest. „Eine Solarstromanlage auf dem Dach könnte aber dann eine sinnvolle Notstromversorgung werden, wenn es zu Stromausfällen kommt, auf die wir mit der gegenwärtigen deutschen Energiepolitik unaufhaltsam zusteuern.“

Kommentar von Prof. Dr. Hans-Günter Appel (Beiratsvorsitzender NAEB e.V.)