Die Sonne und das liebe Geld

Die Grundidee eines Solarstromspeichers besteht darin, den Speicher über Tag so zu füllen, dass die Verbraucher in der Nacht aus dem Speicher möglichst komplett versorgt werden. Auf diese Weise werden zum einen die Stromkosten deutlich reduziert, zusätzlich werden Einnahmen durch den Verkauf von Überschussstrom erzielt.

Kritiker merken an, dass sich angesichts der aktuell am Markt beobachteten Preise für Speichersysteme die Frage stellt, wie sich diese Systeme rechnen, wenn doch die Speicherkosten bei 35 bis 50 Eurocent pro gespeicherter kWh liegen. Diese Preise ergeben sich aus der einfachen Rechnung, bei der der Preis für den Speicher einfach durch die Kapazität in kWh und die Zahl der Zyklen dividiert wird. Eine nähere Betrachtung, bei der die Erträge der Anlage über einen längeren Zeitraum ­bilanziert werden, ergibt jedoch ein anderes und differenzierteres Bild.

Üblicherweise werden die Stromgestehungskosten für Solarstrom dadurch bestimmt, dass die innerhalb der Systemlebensdauer produzierte Energie durch den Anschaffungspreis geteilt wird. Je nach Standort und angenommener Lebensdauer können so Stromgestehungskosten von 6 bis 9 ct/kWh errechnet werden.

Um die Kosten der Solarstromspeicherung hinzuzufügen, müssen nun die Kosten für die Solaranlage, d.h. Module, Wechselrichter etc., von den Kosten für die Speicherung, d.h. Batterie und Batterieladeregler, voneinander getrennt werden. Während dies bei AC-Systemen noch sehr einfach geht, wird es bei DC-Systemen, die den Wechselrichter für die Solarproduktion integriert haben, intransparent, da der Kostenanteil des Solarwechselrichters am Gesamtsystem nicht eindeutig zu ermitteln ist. Doch selbst, wenn die Anschaffungskosten für Speicherung von den Kosten für die Produktion sauber getrennt werden können, ist es relativ schwer, eine genaue Zahl für die Speicherkosten zu ermitteln, denn je nachdem wie viele Vollzyklen man während des Lebenszyklus des Speichers annimmt kommen unterschiedliche Kosten für die gespeicherte Kilowattstunde heraus.

Bilanzrechnung für ein konkretes Beispiel

Eine verlässlichere Aussage erhält man, wenn die tatsächlichen Energiekosten und Erträge bilanziert werden. Für einen Haushalt mit einem Jahresverbrauch von 4500 kWh und einem Strompreis von 28 ct/kWh ergeben sich jährliche Stromkosten von 1260 Euro. In Bild 2 sind beispielhaft die Energieströme für den gleichen Haushalt dargestellt, wenn dieser sich eine Solaranlage mit Stromspeichersystem anschafft. 3750 kWh kann der Haushalt allein durch Eigenverbrauch decken. Lediglich 750 kWh müssen eingekauft werden, gleichzeitig wird noch ein Überschuss von 1250 kWh mit einer Einspeisevergütung von 14 ct/kWh verkauft. Die Summe der Energiekosten liegen dann bei 35 Euro. Der Kunde spart also im ersten Jahr 1225 Euro.

Für eine aussagekräftige Betrachtung der Vorteilhaftigkeit der Investition ist es nun notwendig, die Rechnung nicht nur für das erste Jahr, sondern über die gesamte System­lebensdauer durchzuführen. Hierzu müssen zukünftige Strompreiserhöhungen eingerechnet und die Erträge abgezinst werden. Mit Abzinsen ist gemeint, dass man zukünftige Erträge mit einem Wertverlust versieht, der dem heutigen Geldwert entspricht.

Abzinsen der künftigen Erträge auf heutige Werte

Um diesen Ertrag zu errechnen, wird die Summe aus gesparten Stromkosten und den Verkaufserlösen der Überschussproduktion auf das Jahr der Anschaffung zurückgerechnet. Der so ermittelte Geldwert ist somit inflations- und zinsbereinigt und kann mit dem aktuellen Anschaffungspreis verglichen werden. Solange der abgezinste Ertrag größer oder gleich des Anschaffungspreises ist, ist die Anschaffung einer Solarstromanlage mit einem Speicher sinnvoll.

Für die Bestimmung des Abzinsfaktors wird der Anlagezins r_A benötigt. Dies entspricht dem Zinssatz, den man im Mittel für eine konservative Geldanlange erhalten kann. In diesem Artikel wird von einem Anlagezins von 2,5 % ausgegangen. Der Abszinsfaktor für das Jahr x mit einem Anlagezins r_A errechnet sich durch die Formel:

A_X = (1 + r_A) ^–X

Bei einer Einspeisevergütung von 14 ct/kWh und einer Einspeisemenge von 1250 kWh kann nun für jedes Jahr der abgezinste Ertrag ermittelt werden. Die Tabelle in Bild 3 zeigt die abgezinsten Werte für 20 Jahre.

Die über 20 Jahre durch den Verkauf erreichte Summe entspricht also einem heutigen Wert von 2903,10 Euro. Anders gesagt: Legt man 2903,10 Euro heute auf die Bank, würde man bei einer Verzinsung von 2,5 % genauso viel Geld auf dem Konto haben, wie man durch den Verkauf von Überschussstrom über 20 Jahre erzielen würde.

Rechnung für die gesparten Stromkosten

Für die gesparten Stromkosten gilt, dass eine jährliche Strompreissteigerung noch mit eingerechnet wird. In diesem Artikel wird von einem Wert von r_B = 4,4 % ausgegangen, dieser setzt sich aus einer angenommenen Inflation von 2 % und einer Preissteigerung von 2,4 % zusammen. Der Strompreis im Jahr x unterscheidet sich vom ursprünglichen Strompreis um den Faktor:

B_X = (1 + r_B) ^X

Bei einer Einsparung von 3750 kWh und einem Ausgangsstrompreis von 28 ct/kWh können für jedes Jahr die abgezinsten Einsparungen errechnet werden. Diese sind in der Tabelle Bild 4 für die 20 Jahre Laufzeit ausgewertet.

Die erzielten Einsparungen entsprechen bei einer effektiven Strompreissteigerung von 4,4 % einer heutigen Geldmenge von 26659 Euro. Der Gesamtertrag eines Speichersystems würde sich in diesem Beispiel also auf etwa 29560 Euro belaufen, wobei hier sehr deutlich zu erkennen ist, dass die eingesparten Stromkosten einen deutlich höheren Anteil als der Verkauf der Überproduktion als Ertrag des Gesamtystems haben.

Diese Rechnungen können relativ einfach auch mit einer Tabellenkalkulation umgesetzt werden. Mittlerweile bieten die meisten Solarstromspeicherhersteller eigene Rechner an, so auch die Bosch Power Tec. Details hierzu finden Sie im Infokasten auf Seite 26. Mit diesem Programm können Anwender ihre eigene PV-Anlage konfigurieren und erhalten eine Übersicht über die Rentabilität. Ausgangsbasis, sind die hier beschriebenen Berechnungen. Die Rechnungen und Ergebnisse können somit leicht nachvollzogen werden. Da der Ertrag sehr stark vom individuellen Verbrauchsverhalten abhängt, verwendet der Rechner Last- und PV-Profile von realen Anlagen. Der Nutzer hat so die Möglichkeit, die Wirtschaftlichkeit für verschiedene reale Haushalte zu vergleichen.

Darüber hinaus bietet Bosch Power Tec in Schulungen Handwerkern ein weiteres Tool an, womit diese Berechnungen schnell und einfach vor Ort durchgeführt werden können. Auf diese Weise kann der Angebots­erstellung eine Wirtschaftlichkeitsanalyse beigefügt werden.

Bedingungen für einen wirtschaftlichen Betrieb

In Bild 6 sind für verschiedene Haushalte, die mit einer 5-kWp-Solarstromspeicheranlage ausgerüstet sind, die abgezinsten Erträge dargestellt. In dieser Kalkulation wurde von einer Lebensdauer von 10 bzw. 20 Jahren ausgegangen. Die Kapazität des Systems ist auf 8,8 kWh festgelegt, wobei mit einer Entladungstiefe von 80 % gerechnet wurde Das in Bild 2 betrachtete Beispiel weist ein Verhältnis PV-Produktion zu Verbrauch von 1,11 auf, d.h. die PV-Produktion ist etwa 11 % größer als der Verbrauch. Bild 7 zeigt, dass bei einer Solaranlage mit einem Speicher dieser Größe Erträge zwischen 25000 und 35000 Euro erwirtschaftet werden können.

Aus diesen Erträgen lässt sich nun relativ einfach ermitteln, ob die Investition in einen Speicher sinnvoll ist oder nicht. In unserem Beispiel wurde ein Ertrag von 29560 Euro ­berechnet, d.h. die Anlage inklusive Speicher erwirtschaftet einen Geldwert, der im Jahr Null dieser Summe entspricht. Wenn der Preis der Anlage, inklusive Installation und sonstigen Kosten, unterhalb dieses Wertes liegt, ist die Investition sinnvoll. Liegt der ­Anlagenpreis bei 1500 ­Euro pro kWp, darf der Speicher also noch 22060 Euro kosten. Jeder Euro weniger stellt daher den Gewinn dar, den man mit der Investition erzielen kann. Systeme mit einer Lebensdauer von 15–20 Jahren liegen in der Regel preislich zwischen 10000 und 15000 Euro. Man erkennt also, dass hochwertige Speicher sich sehr wohl rechnen.

Systeme mit einer Lebensdauer von 10 Jahren erwirtschaften hingegen lediglich ­einen abgezinsten Ertrag von etwa 10000 Euro. Geht man von ­einem Anlagepreis von 1500 Euro pro kWp aus, so verbleiben vom Ertrag noch 2500 ­Euro, die für die Deckung der Solarstromspeicherkosten zur Verfügung stehen, d.h. die Systeme müssen weniger als 2500 Euro kosten, damit die Investition noch vorteilhaft ist.

Hochwertige Anlagen haben deutliche Vorteile

Die Zahlen zeigen, dass für einen wirtschaftlichen Betrieb ein langlebiges und hochwertiges Solarstromspeichersystem absolut notwendig ist. Dies wird umso deutlicher, wenn man sich den kumulierten Ertragsfluss genauer anschaut. In Bild 7 ist für einen Beispielhaushalt der kumulierte Ertrag über 20 Jahre dargestellt. Es wurde angenommen, dass das Gesamtsystem, d.h. Speicher plus Solaranlage, 21000 Euro kostet und eine KfW-Finanzierung von 5000 Euro mit einer Laufzeit von 10 Jahren gewählt wurde, um eine Förderung von 3000 Euro zu nutzen. Dabei wurde die Strompreissteigerung zwischen 1 und 10 % variiert. Die hier dargestellten Kurven lassen sich mit den Programmen von Bosch Power Tec erstellen und können so für einzelne Anlagen angepasst werden.

Zwei Dinge sind für die Investitionsentscheidung relevant: Der Wert des kumulierten Ertrages im letzten Jahr sowie der Zeitpunkt, bei dem die Kurve die Zeitachse schneidet. Dies stellt den Zeitpunkt dar, ab dem die Erträge der Anlage die Ausgaben kompensiert haben.

In Bild 7 ist dieser Zeitpunkt jeweils durch einen Pfeil markiert. Wie man sieht, liegt die jeweilige Rückflussdauer zwischen 10 und 13 Jahren. Die Variation der Stromkostensteigerung hat somit nur einen geringen Einfluss auf die Rückflussdauer. Anders sieht es bei dem kumulierten Ertrag aus. Dieser fällt deutlich geringer aus, wenn die Stromkostensteigerung lediglich bei 1% liegt, als wenn eine Stromkostensteigerung von 10 % realisiert wurde. Dann ist nämlich eine Vervierfachung des Ertrages zu erkennen. Für die Investitionsentscheidung bedeutet dies, dass die Dauer, bis zu der das investierte ­Kapital zurückgeflossen ist, kaum von den Stromkostensteigerungen abhängt, gleichzeitig aber bei steigenden Energiepreisen deutlichere Gewinne zu erzielen sind. Dies liegt daran, dass in den späten Jahren die Strompreissteigerung einen deutlich höheren Einfluss auf den Ertrag hat. In den ersten 10 Jahren wirken sich die Strompreissteigerungen noch nicht so stark aus, was man auch gut daran erkennen kann, dass die Ertragskurven in Bild 7 erst ab dem fünften Jahr anfangen, auseinander zu laufen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Solarstromspeicher sich bereits heute rechnen. Dabei ist zu beachten, dass die Qualität des Systems entscheidend ist. Nur wenn die Systemlebensdauer größer als 10 Jahre ist, kann eine wirtschaftlich sinnvolle Entscheidung getroffen werden. Für den Käufer eines Solarstromspeichers sollten daher Qualitäts- und Garantieversprechen kaufentscheidend sein.

Kalkulationshilfe im Netz

Die hier etwas ausführlicher dargestellten Wirtschaftlichkeitsrechnungen lassen sich relativ einfach auch über Tabellenkalkulationen ausführen. Hierzu bietet Bosch Power Tec ein eigenes Programm als Online-Version auf der Website an. Dort können Endkunden ihre eigene PV-Anlage konfigurieren und erhalten eine Übersicht über die Rentabilität. Ebenso lässt sich das Programm gut für die Kundenberatung durch den Installateur verwenden. Da der Ertrag sehr stark vom individuellen Verbrauchsverhalten abhängt, verwendet der Rechner Last- und PV-Profile von realen Anlagen.

Dr. Armin U. Schmiegel ist ­Portfoliomanager bei der Bosch Power Tec GmbH und für Innovation zuständig; 20097 Hamburg, Telefon (0 40) 64 50-0, armin.schmiegel@de.bosch.com, http://www.bosch-power-tec.com