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Staatlich geförderte Solarstromspeicher – eine sinnvolle Ergänzung zur Photovoltaik?

Autor:

Datum: 2013-04-19

(Anmerkung: Ein aktuellerer Blog-Artikel von 2018 mit dem Titel "Solarstromspeicher – inzwischen wirtschaftlich?" kommt trotz inzwischen deutlich geänderter Zahlenwerte zum gleichen Resultat.)

Kürzlich wurde bekannt, dass das schon länger geplante Marktanreizprogramm für Solarstromspeicher in Deutschland nun anläuft. Dies bedeutet, dass die Ergänzung sowohl neuer als auch bestehender Photovoltaikanlagen durch einen Solarstromspeicher über die KfW finanziell gefördert wird. Angesichts dazu kursierender Propaganda, die viele Interessenten völlig irreführen dürfte, erscheint ein Artikel, der die Lage seriös analysiert, sehr dringlich. Denn selbst wer diverse Ratgeber oder einen Leitfaden zu solchen Stromspeichern durchgelesen hat, ahnt oft noch nicht, wie unausgereift dieses Konzept ist. Diverse Kritik an Solarstromspeichern (z. B. vom Öko-Institut, dem BDEW, der Deutschen Energieagentur und dem Landesnaturschutzverband Baden-Württemberg) ist bereits aufgetaucht, aber z. T. zu wenig ausformuliert und deswegen wenig beachtet worden.

Da die Details des Marktanreizprogramms z. B. in Ref. [1] und [2] beschrieben sind, sollen hier nur kurz die Eckpunkte genannt werden:

(Selbstverständlich kann vom Autor keine Garantie für die Richtigkeit all dieser Bedingungen gegeben werden, die auch noch Änderungen erfahren könnten.)

Das angestrebte Ziel aus energiewirtschaftlicher Sicht

Zweifellos können Solarstromspeicher – wenn man von den Kosten einmal völlig absieht – einen hilfreichen Beitrag für die Energiewirtschaft bringen. Insbesondere können sie einen Teil der PV-Erzeugung von den Mittagsstunden in die Morgen- oder Abendstunden verschieben, so dass man dem Bedarf damit besser entspricht. Dass der Anteil des Eigenverbrauchs dadurch deutlich steigt, ist aus energiewirtschaftlicher Sicht weniger relevant als häufig angenommen: Ob etwa der Betreiber einer Anlage seinen eigenen Strombezug zu gewissen Zeiten reduziert oder aber diese Energie einspeist, so dass sie von seinen Nachbarn verbraucht wird, ist letztlich nicht entscheidend.

Heute gibt es gar kein wirkliches Problem, das mit Solarspeichern gelöst werden könnte; man kann bisher einfach die Mittellastkraftwerke entsprechend regeln. Wenn der Photovoltaik-Ausbau allerdings schnell weitergeht, wird es in einigen Jahren durchaus zu Überkapazitäten zur Mittagszeit kommen. Dann hätten Energiespeicher tatsächlich einen Nutzeffekt.

Eine andere Frage ist, ob die ergriffene Maßnahme sinnvoll ist, um das Ziel zu erreichen. Genauer: Ist es der vernünftigste Ansatz, oder gäbe es bessere Lösungen dafür? Es ist nun ziemlich offensichtlich, dass es in der Tat viel vernünftigere Lösungen gäbe:

  • Wenn es schon Batteriespeicher sein sollten, wären diese auf kommunaler Ebene, betrieben z. B. von Stadtwerken, wesentlich besser platziert. Die Systemkosten wären so nämlich wesentlich geringer, der administrative Aufwand ebenfalls, und gleichzeitig würde der energiewirtschaftliche Nutzen bezogen auf die installierte Speicherkapazität größer ausfallen. Man könnte dann nämlich den Betrieb unter Berücksichtigung der Verhältnisse z. B. in einem ganzen Stadtteil optimieren, was bei dezentralen Anlagen mangels Information bis auf weiteres unmöglich ist. Dieser Informationsmangel kann nämlich z. B. dazu führen, dass Solarstromspeicher geladen werden, obwohl man gerade erhöhten Bedarf im Stromnetz hat – was die dezentrale Anlage gar nicht “wissen” kann, eine kommunale dagegen schon.
  • Die spezifischen Kosten wären freilich weitaus geringer, wenn andere Technologien für Energiespeicher gewählt würden. Beispielsweise sind Pumpspeicherkraftwerke wirtschaftlich weitaus attraktiver – mit grob geschätzt zehnmal niedrigeren spezifischen Investitionskosten beim bis 2017 geplanten (dann aber aufgegebenen) Pumpspeicherwerk Atdorf im Schwarzwald, um ein Beispiel zu nennen. Die Energieverluste sind dort zwar deutlich höher, aber das wird zumindest zum Teil durch den bedarfsgerechteren Einsatz wieder wettgemacht.

Es wird nun aber allein schon für die staatliche Förderung, die ja nur den kleineren Teil der Investitionskosten deckt, ein Mehrfaches von dem ausgegeben, was für einen ähnlich großen Lösungsbeitrag z. B. mit Pumpspeicherkraftwerken oder auch Druckluftspeicherkraftwerken insgesamt an Investitionen nötig wäre. Es ist erstaunlich, dass dieser wichtige Aspekt immer wieder unter den Teppich gekehrt wird, während man fleißig alle tatsächlichen und vermeintlichen Vorteile der Solarstromspeicher auflistet.

Die Lage des Betreibers

Wie sieht es nun aus betriebswirtschaftlicher Sicht aus? Betrachten wir das anhand des Beispiels A aus der Analyse des BSW-Solar [2] (Stand 2013):

  • Ein Lithium-Batteriesystem mit 3,3 kWh nutzbarer Kapazität kostet den Betreiber 11 000 €, also 3333 €/kWh. Es soll eine PV-Anlage mit 5 kW ergänzen.
  • Es gibt sich damit die maximale Förderhöhe von 600 €/kW, also insgesamt 3000 €. Dem Betreiber entstehen somit effektiv Investitionskosten von 8000 €.
  • Nehmen wir nun an, dass der Speicher pro Jahr 200 volle Ladezyklen durchläuft (was allerdings von den jeweiligen Umständen abhängt). Das bedeutet, dass er pro Jahr 660 Kilowattstunden umsetzt.
  • Nehmen wir ferner an, dass alle gespeicherte Energie später zur Deckung des Eigenverbrauchs dient, dem Betreiber dabei Bezugskosten von 26 ct/kWh spart, während sonst nur eine Einspeisevergütung von 16 ct/kWh erhältlich wäre. Die jährliche Einsparung von 660 kWh beträgt also 660 kWh · (26 − 16) ct/kWh = 66 €.
  • Wenn das System nun 20 Jahre lang tadellos funktionieren würde – ohne Effizienzverlust und ohne jegliche Wartungskosten –, würden insgesamt 20 · 66 € = 1320 € eingespart. Offenkundig würde dies nur einen kleinen Teil der Investitionskosten von 8000 € amortisieren.

Im Beispiel B von BSW-Solar sieht es zwar weniger schlimm aus, aber noch lange nicht gut:

  • Die Speicherkosten für ein System mit Bleiakkus mit 3,3 kWh für eine 4-kV-PV-Anlage sind 6000 €, mit 1800 € Förderung effektiv noch 4200 €.
  • Die jährliche Einsparung dürfte ähnlich wie oben sein, da die Kapazität die gleiche ist. Aber auch hier wird man die Investition niemals amortisieren können, zumal die Lebensdauer noch kürzer ist (siehe unten).

Aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist die Lage also ziemlich katastrophal. Dabei wurden diverse negative Aspekte noch gar nicht berücksichtigt:

  • Es fallen Zinsen an, was für eine so lange Laufzeit wesentlich ist, selbst bei vergünstigten Krediten.
  • Ob die Lebensdauer der Batterie 20 Jahre betragen wird, muss als zumindest sehr unsicher gelten, wenn nicht als unwahrscheinlich. Erfahrungen mit anderen Lithium-Ionen-Akkus, z. B. für Notebooks oder Gartengeräte, deuten eher auf eine Lebensdauer von deutlich unter 10 Jahren hin – wobei allerdings immerhin denkbar ist, dass für Solarstromspeicher bessere Batterien verwendet werden. Die vom Marktanreizprogramm geforderte Herstellergarantie ist allerdings auch nur 7 Jahre auf den Zeitwert. (Wenn der Akku also nach 6,5 Jahren defekt ist, entsteht dem Betreiber immer noch ein großer Schaden – nach 7,5 Jahren ist es noch schlimmer.) Es wäre also ziemlich verwegen, bei der betriebswirtschaftlichen Kalkulation von 20 Jahren auszugehen. Die billigeren Blei-Akkus haben übrigens eine noch kürzere Lebensdauer.
  • Die Energieverluste des Speichers von z. B. 10 % beim Lithium-Akku und mindestens 15 % beim Blei-Akku wurden noch nicht berücksichtigt, auch nicht der zu allen Zeiten anfallende Eigenverbrauch des Systems.
  • Womöglich geht ein Teil der Einspeisung verloren, weil die Einspeiseleistung begrenzt wird – siehe den nächsten Abschnitt.

Man vergleiche diese Lage mit den Anpreisungen von Herstellern und anderen Protagonisten dieser Technologie. Es wird sehr häufig suggeriert, dass sich eine solche Investition lohnt, oder zumindest dass es sich “für immer mehr Menschen” lohnt. Dabei kann man kaum einen Musterfall konstruieren, in dem die Rechnung aufgeht. Viele Interessenten dürften durch solche unseriösen Anpreisungen irregeführt werden.

Entsteht ein ökologischer Mehrwert?

Es stellt sich aber auch generell die Frage, ob der Betreiber einer PV-Anlage mit seiner unwirtschaftlichen Investition wenigstens einen ökologischen Mehrwert erzeugt. Auch dies ist höchst fraglich:

  • Der eher marginale Beitrag zur Netzstabilisierung kann kaum einen ökologischen Nutzen haben. Allenfalls dadurch, dass der Einsatz eines Pumpspeichers reduziert wird, so dass die Energieverluste z. B. 10 % (Lithium-Batteriespeicher) statt 20 % (Pumpspeicher) sind. (Mit den billigeren Bleibatterien entfällt dieser Vorteil weitgehend.)
  • Dem stehen die ökologischen Belastungen durch das Speichersystem entgegen. Auch wenn dem Autor keine Daten hierzu vorliegen: Es ist wohl zu erwarten, dass diese Nachteile größer sind als die genannten Vorteile. Man beachte, dass graue Energie bei teureren Lösungen oft ein größeres Problem ist als bei wirtschaftlicheren.
  • Höchstens dadurch, dass durch den Einsatz von Speichern langfristig mehr PV-Anlagen in das Netz integriert werden könnten, also mehr konventionelle Kraftwerke ersetzt werden könnten, ergäbe sich ein echter Umweltnutzen. Das liegt jedoch, wenn schon, irgendwo in der Zukunft, und diese könnte durchaus auch anders aussehen: z. B. mit anderen Energiespeichern oder auch einem europäischen Supergrid, welches den Speicherbedarf massiv reduzieren würde, und zwar zu viel geringeren Kosten.

Wer investieren möchte, um einen Beitrag zu Klimaschutz und sonstigem Umweltschutz zu leisten, wird leicht andere Möglichkeiten finden, die ein weitaus besseres Kosten/Nutzen-Verhältnis aufweisen. Ein Beispiel ist die energetische Sanierung von Gebäuden. Dies betrifft zwar mehr den Wärmesektor, ist aber sicher sinnvoller. Auch im Stromsektor gäbe es Maßnahmen, z. B. die Ausmusterung von Elektroheizungen, was nebenbei auch noch einen guten Effekt zur Entlastung der Stromnetze hätte – und zwar besonders an kalten Wintertagen, wo die Versorgungssituation am ehesten kritisch wird.

Fazit

Diverse Schlussfolgerungen drängen sich auf:

  • Betriebswirtschaftlich werden Solarstromspeicher auch mit massiver staatlicher Förderung nicht rentabel. Volkswirtschaftlich sind sie ohnehin sehr fragwürdig.
  • Ob sie in Zukunft einen ökologischen Mehrwert bieten werden, ist ebenfalls zumindest unklar.
  • Jeder dort investierte Euro könnte anders eingesetzt der Umwelt helfen und die Energiewende besser unterstützen. Beispielsweise könnte die KfW mit dem gleichen Geld bei der Gebäudesanierung viel mehr erreichen, und die Stabilisierung der Netze gelingt mit zentralen Speichern besser. Wobei ein europäisches Supergrid den Speicherbedarf ohnehin massiv reduzieren würde.
  • Dass Hersteller ihre Geräte anpreisen, ohne auf die kritischen Punkte hinzuweisen, ist verständlich. Dass diverse PV-Fans und Verbände auf diesen Zug aufspringen, ist allerdings erstaunlich und ärgerlich, da damit viele Interessenten irregeführt werden dürften. Eine Folge davon könnte sein, dass die Sinnhaftigkeit der Energiewende als Ganzes in Frage gestellt wird.
  • Ein weiteres Problem ist, dass die Fokussierung auf Batteriespeicher die verfügbaren besseren Lösungen in den Hintergrund treten lässt.
  • Wer die Energiewende zum Erfolg führen möchte, muss solche Irrwege aufdecken und Maßnahmen korrigieren.

Übrigens haben wir nützliche Ratgeber-Artikel auch zu diversen anderen Themen im Energiebereich.

Literatur

[1]Richtlinien zur Förderung von stationären und dezentralen Batteriespeichersystemen zur Nutzung in Verbindung mit Photovoltaikanlagen, deutsches Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
[2]Informationen zur Förderung von Solarstrom-Speichern von BSW-Solar, Stand 17.04.2013, http://www.solarwirtschaft.de/fileadmin/media/pdf/Speicherprogramm_Hintergrundpapier.pdf
[3]Extra-Artikel: Solarstromspeicher – bedingt wirtschaftlich?

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Solarstromspeicher, Batterie, Photovoltaik, Einspeisevergütung, Eigenverbrauch

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