Großanlagen und Speicher liegen im Trend

Brancheninsider sehen in der solaren Prozesswärme einen der größten Wachstumsmärkte im Bereich der Solarthermie. „Der Großteil der installierten solarthermischen Anlagen dient derzeit der Trinkwassererwärmung und der solaren Raumheizung. Für Landwirtschaft, Gewerbe und Industrie wird aber Prozesswärme aus solarthermischen Großanlagen zunehmend attraktiv“, sagt Dr. Werner Platzer, Abteilungsleiter Solarthermie beim Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Unterstützt wird diese Entwicklung durch das Inkrafttreten des neuen Marktanreizprogramms des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) im August vergangenen Jahres. Es unterstützt nicht nur solarthermische Anlagen zum Gebrauch in Wohnanlagen, sondern auch deren Nutzung für industrielle Fertigungsprozesse.

Attraktive Zuschüsse für die Solarthermie

„Wer künftig mit der Sonne Wärme erzeugt, ganz egal, ob die Heizung zu Hause ersetzt wird oder ein Unternehmen Prozesswärme nutzt, spart bares Geld. Der Staat bietet attraktive Zuschüsse für die Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien – auch für Unternehmen“, erklärt Matthias Reitzenstein, Vorstandsmitglied des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar). „Die Solarthermie ist die effizienteste Form der Wärmeerzeugung. Die Technik ist ausgereift und jeder Vermieter, jeder Hausbesitzer, jeder Unternehmer sollte prüfen, wie er solare Wärme nutzen kann“, rät Reitzenstein. Die BAFA fördert nun solarthermische Anlagen zur Gewinnung von Prozesswärme mit einer Bruttokollektorfläche bis 1000 m² mit bis zu 50 % der Investitionskosten. Das Potenzial in diesem Bereich ist enorm, denn zwei Drittel der von der gesamten Industrie genutzten Energie wird für die Wärmegewinnung verbraucht.

Vor allem für Firmen, die in ihren Prozessen Temperaturen bis knapp unter 100 °C benötigen, sei solare Prozesswärme interessant. Die europäische Technologieplattform für erneuerbares Heizen und Kühlen (RHC) schätzt, dass bis 2050 Solarthermie-Anlagen 20 % der gesamten Niedrigtemperatur-Prozesswärme liefern könnten. Das größte Potenzial liege bei Bierbrauereien, der Lebensmittelverarbeitung und der Reinigung von Transportmitteln. „Laut der Internationalen Energieagentur IEA ist bis 2050 das Potenzial der solaren Prozesswärmeerzeugung weltweit gleich groß wie die solare Warmwasserbereitung und solares Heizen zusammen“, sagt Werner Weiss, Vorsitzender des IEA-Programms für solares Heizen und Kühlen und Mitglied des RHC-Vorstands.

Solares Bier aus der Hofmühl-Privatbrauerei

Eine Brauerei, die solare Prozesswärme bereits für sich entdeckt hat, ist die Hofmühl-Privatbrauerei in Eichstätt. Dort unterstützen Vakuumröhrenkollektoren auf 835 m², verteilt auf drei Dächern, den Herstellungsprozess. Damit war Hofmühl die erste Solarbrauerei der Welt. In ihr können unterschiedliche Produktionsabschnitte mit solarer Prozesswärme versorgt werden, wie zum Beispiel die Flaschenreinigung mit warmem Wasser. Dadurch könne die Brauerei ihren Bedarf an herkömmlicher Energie um einiges verringern. Wie die Brauerei mitteilte, spart sie jährlich bis zu 80000 l Heizöl ein. Außerdem darf sie ihren Gerstensaft aus der Flasche mit dem Siegel Solarbier versehen. Darüber hinaus gibt es noch einen Vorteil. Im Sommer produziere die Brauerei fast doppelt so viel Bier wie im Winter und das ist genau die Zeit, in der die Sonne am meisten scheint.

Eines der führenden Unternehmen in diesem Bereich ist die Ritter XL Solar GmbH mit Sitz in Karlsbad bei Karlsruhe. „Bisher haben wir Großanlagen mit einer Gesamtfläche von rund 30000 m² geplant und umgesetzt, wobei natürlich jedes Mal Vakuum-Röhrenkollektoren zum Einsatz kommen. In denen verwenden wir Wasser statt Frostschutzmittel als Wärmeträger“, sagt Martin Willige, zuständig für Vertrieb und Marketing bei dem Unternehmen. Wie zum Beispiel in Rahden in Nordrhein-Westfalen, wo Ritter XL Solar eine Solarthermieanlage für das dortige Familienunternehmen Hustert Galvanik plante. Die solare Wärme kommt bei galvanischen Prozessen zum Einsatz. „Die Solltemperatur für die galvanischen Bäder beträgt 80°C. 45 Vakuumröhrenkollektoren mit zusammen 221 m² Bruttofläche speisen dafür mit 90 °C Vorlauftemperatur direkt in die hydraulische Weiche der bestehenden Kesselanlage ein“, erklärt Willige. „Unter Berücksichtigung des Jahresnutzungsgrades der Heizkesselanlage werden so rund 12500 l Heizöl pro Jahr weniger gebraucht.“ Installiert wurde die Anlage von der ortsansässigen Firma Schapka Haustechnik. „Wir entwerfen die Anlagen, installiert werden sie von Dritten. Meistens wird der Auftrag ausgeschrieben oder der vom Kunden gewünschte Installateur übernimmt die Aufgabe“, so Willige. Derzeit plane Ritter XL Solar gerade zwei weitere Projekte. Dabei handelt es sich um eine Anlage für eine Lackierhalle der Kölner Verkehrsbetriebe sowie eine Anlage für ein Testbecken des Süddeutschen Kunststoffzentrums.

Die Solarthermie stößt in größere Dimensionen vor

Während hier in Deutschland die meisten bei Solarthermie noch an Anlagen zur Erwärmung von Trinkwasser für Familienhäuser oder Hotelbetriebe denken, hat das Marktsegment mittlerweile größere Dimensionen angenommen. „Die Zeit ist reif für solarthermische Großanlagen. Gewinnt der Einsatz von ökologischen Heizsystemen im privaten Wohnraum immer mehr an Bedeutung, so gilt dies selbstverständlich auch für größere Einheiten“, so Willige. Neben dem interessanten ökologischen Aspekt rechnen sich solare Großanlagen ab einer Bruttofläche von über 30 m² auch mit einer guten Rendite. Amortisationszeiten liegen oft deutlich unter zehn Jahren, die Lebenszeit jenseits von 20 Jahren.“ Derzeit setzt Ritter XL Solar in Büsingen in der Nähe zur Schweizer Grenze ein solarthermisches Großprojekt zur Wärmegewinnung um. Die Kollektorfläche der Anlage beläuft sich auf 1090 m². Gemeinsam mit zwei Biomassekesseln mit einer Leistung von je 900 und 450 kW soll sie ab Sommer dieses Jahres das kleine Dorf mit Fernwärme versorgen. Büsingen im Landkreis Konstanz befindet sich in einer besonderen Lage: Der Ort gehört zwar zu deutschem Hoheitsgebiet, ist jedoch Teil der Schweizer Wirtschaftszone. Aus diesem Grund gelten hier teilweise andere Gesetze – unter anderem gilt hier das EEG nicht. Daher entschieden sich die Verantwortlichen für eine Kombination aus Solarthermie und Biomasse. „Oft können solche Systeme mit den durch das EEG geförderten preislich nicht mithalten, obwohl sie effizienter sind. In Büsingen haben wir diesen Nachteil nicht“, so Detlev Seidler, Projektverantwortlicher bei Ritter XL Solar. Und auch bei der größten Solarthermieanlage zur Produktion von Fernwärme hat Ritter XL Solar seine Finger im Spiel. Dabei handelt es sich um den Energiebunker Wilhelmsburg in Hamburg. „Die Hochleistungs-Vakuumröhrenkollektor­anlage mit einer Fläche von 1348 m² ist die größte ihrer Art in Deutschland. Der Teil der Solarwärme, der nicht direkt vom Fernwärmenetz abgenommen werden kann, wird von einem 2000 m³ großen Speicher im Innern des teilweise entkernten Bunkers aufgenommen“, sagt Willige. Am Standort Hamburg und in 50 m Höhe müssten die 115 Kollektoren vom Typ XL 34/50 P nicht nur sehr gute spezifische Erträge bieten, sondern auch Standfestigkeit bei Windgeschwindigkeiten bis Orkanstärke beweisen. Hier komme Ritter XL Solar die Erfahrungen mit der Hurrikan-Zertifizierung ihrer Kollektoren für den USA Markt sehr zu gute.

Bei PV wird Eigenverbrauch immer mehr zum Hauptmotiv

Auch im Bereich Photovoltaik ist in Deutschland ein neuer Trend deutlich auszumachen – und der heißt Solarstromspeicher. „Der Wille, den mit der PV-Anlage selbst erzeugten Strom auch selber zu verbrauchen, entwickelt sich zum Hauptmotiv für den Kauf einer PV-Anlage“, sagt Markus Hoehner, Geschäftsführer des Marktforschers EuPD Research. Grund dafür ist der stetig steigende Strompreis, der in den Medien zu einem täglichen Thema geworden ist. „Auf dem Markt liegen die Preise für eine kWh Strom mittlerweile zwischen 25 und 30 Eurocent“, sagt Eva Bretschneider, stellvertretende Pressesprecherin des deutschen Bundesverbandes Solarwirtschaft e.V. (BSW-Solar). Der Preis für die kWh Strom für einen durchschnittlichen privaten Haushalt stieg von 14 Eurocent in 2000 auf 26 Eurocent in 2012. Demgegenüber seien die Kosten für die Erzeugung von Strom mit einer PV-Anlage mittlerweile auf 15 Eurocent pro kWh gesunken. Da sei es verständlich, dass bei den Endkunden der Wunsch nach Eigenverbrauch von Solarstrom steigt.

Völlig unabhängig vom Stromanbieter werde ein Anlagenbesitzer mit einem Speicher für Solarstrom heute zwar noch nicht, so Eva Bretschneider. „Aber der Eigenverbrauch kann mehr als verdoppelt werden.“ In einem Einfamilienhaus mit einer Photovoltaik-Anlage können Verbraucher in Kombination mit einem Batteriespeicher ihren externen Strombezug damit um bis zu 60 % reduzieren, rechnet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme vor. Gefördert werden neu errichtete Photovoltaik-Anlagen mit Solarstrom-Speicher sowie nachträglich installierte Solarstrom-Speicher für Photovoltaik-Anlagen, die nach dem 31.12.2012 in Betrieb genommen wurden. Wird eine Photovoltaikanlage neu installiert, erhält deren Besitzer einen Zuschuss von maximal 600 Euro pro kWh Leistung seiner Anlage, wenn er auch ein Speichersystem dazu kauft. Ab dem 1. Juli dieses Jahres kann dann auch eine solche Förderung für bereits installierte Anlagen gestellt werden. Eben jene, die nach dem 31.12.2012 installiert wurden und mindestens seit einem halben Jahr in Betreib sind. Besitzer solcher Anlagen erhalten für das Nachrüsten eine finanzielle Unterstützung von maximal 660 Euro pro kW_p. Um eine Förderung für einen Solarstrom-Speicher zu erhalten, darf die installierte Leistung der Photovoltaik-Anlage, die mit dem Solarstrom-Speicher verbunden ist, 30 kW_p nicht überschreiten.

Verschiedene Technologien stehen zur Auswahl

Speicher für Solarstrom sind gerade erst im Kommen, der Markt für sie ist noch jung. Dabei dominieren zwei Akku-Technologien das Angebot. Auf der einen Seite die schon seit längerem bekannten Blei-Säure- und Blei-Gel-Akkus. Auf der anderen Seite die relativ neuen Lithium-Ionen-Akkus. „Im Vergleich zu Blei-Batteriesystemen verfügen Lithium-Batteriesysteme über eine längere Lebensdauer“, so Julia Kowal, Oberingenieurin am Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe in Aachen. „Die Zahl der Entladungszyklen ist einfach um ein vielfaches höher.“ Das gleiche gilt für die Entladungstiefe. Bei den Lithium-Systemen läge diese bei rund 90 %, bei den Bleisystemen seien es gerade mal 50 %. Außerdem würden Blei-Systeme um einiges größer sein und entsprechend mehr Platz im Keller eines Hauses einnehmen. Was jedoch für die Blei-Batteriesysteme spreche, sei der Preis. „Da bei den Lithium-Systemen viel kostspieligere Materialien, wie zum Beispiel Kobalt, zum Einsatz kommen, sind diese auch sehr viel teurer.“ Wer genügend Platz im Keller hat, sollte Kowals Ansicht darüber nachdenken, ein Blei-Batteriesystem zu verwenden, das er öfters austauscht. „Das ist immer noch günstiger als ein Lithium-Batteriesystem“, so Kowal.

Bisher seien erst sehr wenige Speichersysteme verkauft worden, so Markus Hoehner, Geschäftsführer des Marktforschers EuPD Research. Aber das werde sich bald ändern. In 2012 seien in Deutschland Speicher mit einer Gesamtkapazität von rund 10 MWh an den Mann gebracht worden. „Der Speichermarkt befindet sich in einer frühen Take-off-Phase. Durch die Förderung droht ein Vorzieheffekt mit anschließendem Marktrückgang. 2015 ist dann mit einem stabilen Wachstum zu rechnen, allerdings auf moderatem Niveau“, so Hoehner. Für dieses Jahr rechnet EuPD Research mit dem Verkauf von rund 46 MWh. „Selbst grünen Strom produzieren und so viel wie möglich davon für den eigenen Verbrauch speichern: Das wollen die Besitzer von Photovoltaikanlagen“, so Michael Wieser, Vertriebsvorstand bei dem Speicherhersteller Neovoltaic. Und dafür empfiehlt er im Gegensatz zu Julia Kowal Lithium-Ionen-Batterien, weil diese leistungsstärker und effizienter seien. Wichtig sei auch eine Leistungsgarantie für den Speicher. Diese müsse für mindestens zehn Jahre gegeben werden. „Die meisten Geräte halten aber doppelt so lange.“ Durch die Einsparungen beim Stromverbrauch und die aktuelle BAFA-Förderung soll sich das Speichersystem jetzt amortisieren, führt Wieser aus. Außerdem könnten mit einem Speicher auch Stromausfälle überbrückt werden.

Verluste sparen durch Speicher auf der Gleichstromseite

Denken Besitzer von Solaranlagen über den Kauf eines Speichers nach, müssen sie beachten, dass während die Solaranlage Gleichstrom (DC) produziert, im Haushalt aber Wechselstrom (AC) genutzt wird. Und auch bei dem in das Netz eingespeisten Strom handelt es sich um Wechselstrom. Ein Wechselrichter in der Solaranlage wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom. Dieser ist grundsätzlich nicht speicherbar. Das bedeutet wiederum, dass der gewonnene Wechselstrom erst wieder in Gleichstrom umgewandelt werden muss, um ihn speicherbar zu machen. Die Folge ist ein unnötiger Energieverlust. Daher empfiehlt es sich, einen Speicher zu verwenden, der vor dem Wechselrichter in das System integriert ist. Wie zum Beispiel den Nestore des Unternehmens Neovoltaic. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes DC-Vollhybridsystem. Es speichert den von der Anlage produzierten Gleichstrom, bevor dieser den Wechselrichter erreicht. Auf diese Weise vermeidet das Speichersystem einen Energieverlust, der durch mehrfaches Umwandeln des Stroms entstehen würde. Bis ­Ende des Jahres werden in Deutschland rund 70 verschiedene Speichersysteme von knapp 30 Herstellern im Angebot sein. Noch sind die Investitionskosten für Speichersystem relativ hoch. Es muss also genau gerechnet werden, damit die Anschaffung eines Speichersystems die Rendite der Solaranlage nicht auffrisst.

Handelskrieg mit China?

Anfang Juni beschloss die Europäische Kommission, vorläufige Anti-Dumping-Abgaben auf Photovoltaikimporte aus China zu erheben. Die Strafzölle betreffen Module, Solarzellen und Wafer, die aus China in die Europäische Union (EU) importiert werden. Da der europäische Solarmarkt groß sei und das Importvolumen ebenso, sei es wichtig, den Markt nicht zu zerstören, heißt es in der Pressemitteilung. Dabei will die Kommission schrittweise vorgehen: Bis zum 6. August sollen die Strafzölle 11,8 % betragen. Anschließend sollen sie auf 47,6 % erhöht werden. Dies sei erforderlich, um die europäischen Photovoltaik-Industrie vor weiterem Schaden zu schützen. Die EU-Kommission hoffe, dass über einen Dialog mit den chinesischen ­Exporteuren und der chinesischen Handelskammer eine Lösung gefunden werden kann.

Umfrage zu Strafzöllen

Im März befragte der deutsche Informationsdienstleister Europressedienst Installateure in Deutschland zu ihrer Meinung. Themen waren die Zukunft der europäischen Industrie und die Billigkonkurrenz aus China. So gaben 80,1 % der Befragten an, dass sie die Zukunft der Solarindustrie als wichtig oder sehr wichtig erachten. 71,8 % der Installateure halten die Klage der EU-Kommission gegen chinesisches Dumping für vertretbar. Dagegen gaben 10,2 % der Installateure an, dass sie das aus ihrer derzeitigen Situation nicht beurteilen können. 64,4 % der Installateure halten Maßnahmen wie Schutzzölle für angemessen. Ebenfalls 64,4 % der Befragten erwartet keine Auswirkungen von Schutzzöllen auf das eigene Geschäft. 14,4 % würden im Fall von Schutzzöllen ihre Beschaffungspolitik ändern und weniger chinesische Module verkaufen und 5,6 % würde versuchen, andere Einkaufspreise zu reduzieren. 6,5 % der Installateure gaben an, dass sie über Entlassungen nachdenken müssten und 2,8 % würden dar­über nachdenken, ihren Betrieb zu schließen. Als Ursache für den Preisvorteil chinesischer Hersteller sehen 69,5 % der Befragten Subventionen durch den chinesischen Staat und 61,6 % einen besseren Zugang zu Kapital als Hauptgründe an.

Markus Grunwald ist Redakteur beim EuPD Europressedienst, 53111 Bonn, Telefon (02 28) 3 69 44-75, m.grunwald@europressedienst.com, https://www.europressedienst.com/