Solarer Mieterstrom

Dazu haben wir ein Simulationsmodell ent­wor­fen, wel­ches indi­vi­du­el­le und gene­ra­li­sier­te Abschätzungen über tech­ni­sche und öko­lo­gi­sche Auswirkungen einer Kombination von Mieterstrom und Elektromobilität erlaubt. Demzufolge kann durch die Einbindung von Ladesäulen in ein Mieterstromprojekt der Eigenverbrauch der Solaranlage um bis zu sie­ben Prozent erhöht wer­den, ohne auf einen Stromspeicher zurück­grei­fen zu müs­sen. Im güns­tigs­ten Fall las­sen sich durch Laden mit Solarstrom bis zu vier Tonnen CO2 pro Jahr zusätz­lich ein­ge­spart werden.

Solarer Mieterstrom im Mehrfamilienhaus mit Ladeinfrastruktur für Elektromobilität:

1. Ermittlung von mög­li­chen CO2 Einsparungen
2. Lokal erzeug­ten Überschussstrom zum Laden des eige­nen E‑Autos nutzen
3. Eigenverbrauch und Autarkie
4. CO2 Einsparungen durch Sektorkopplung in Mehrfamilienhäusern
5. Fazit

1. Ermittlung von möglichen CO2 Einsparungen

Wir haben drei ver­schie­de­ne Gebäudegrößen sowie drei ver­schie­de­ne Batteriegrößen von aktu­ell erhält­li­chen E‑Autos in Deutschland unter Nutzung einer han­dels­üb­li­chen Ladesäule mit­ein­an­der ver­gli­chen. Vorher durch­ge­führ­te Studien erga­ben zudem, dass das Auto in Deutschland durch­schnitt­lich 39 km am Tag bewegt wird. Als Grundannahme wurde fest­ge­legt, dass die E‑Autos unter der Woche zwi­schen 6 und 16:30 Uhr nicht vor der Haustür ste­hen und damit nicht gela­den wer­den kön­nen. Am Wochenende dage­gen ste­hen die Autos aller­dings größ­ten­teils vor dem Haus.

Der Ladevorgang wurde so gestal­tet, dass vor­ran­gig Solarstrom genutzt wird. Nur falls die Batterie nicht voll genug ist, um min­des­tens 1,5 Tagesstrecken zu meis­tern, wird Strom aus dem Netz nach­ge­la­den, um die­sen Ladestand zu errei­chen. Vereinfachend sind wir in unse­rem Beispiel davon aus­ge­gan­gen, dass die Gebäude in der Klimareferenzzone Potsdam lie­gen. Aus ande­ren Studien wis­sen wir, dass nur Ladesäulen mit einem Mindestanteil von 15 Prozent an Solarstrom tat­säch­lich CO2-Emissionen redu­zie­ren. Daher wur­den unse­re Ladesäulensysteme so aus­ge­legt, dass die­ser Wert immer ein­ge­hal­ten wird.

2. Lokal erzeugten Überschussstrom zum Laden des eigenen E‑Autos nutzen

Technisch stellt das Laden zuhau­se mit Sonnenstrom kein Problem dar, dank Einbindung moder­ner Energiemanagementsysteme und aus­ge­reif­ter Hardware. Da in unse­rer Untersuchung nur Strom zum Laden ver­wen­det wird, der ansons­ten ins Netz ein­ge­speist wer­den würde, kon­kur­riert der Strombedarf des E‑Autos nicht mit dem übli­cher­wei­se anfal­len­den Stromverbrauch im Haus. Man spricht bei vor Ort erzeug­tem und genutz­tem Strom von Eigenverbrauch. Dieser wird durch das Laden vor dem Haus erhöht, was die Stromnetze ent­las­tet und zusätz­lich den Vorteil hat, dass der Ladesäulenbesitzer güns­ti­gen Mieterstrom vor Ort nut­zen kann.

Außerdem redu­ziert jede genutz­te Kilowattstunde Solarstrom die CO2-Emissionen, da Photovoltaikanlagen im Betrieb keine Emissionen gene­rie­ren. Allerdings berück­sich­tigt die Betrachtung auch jene Emissionen, die für die Materialgewinnung, Herstellung und Transport der Solarmodule sowie anschlie­ßen­de Verwertungsmaßnahmen anfal­len. Trotzdem erge­ben sich Einsparungen von unge­fähr 400 g CO2-Äquivalenten pro genutz­ter Kilowattstunde Strom aus Solaranlagen für das Jahr 2018, im Vergleich zu nor­ma­lem Netzstrom.

Grafik: Elektroautos dezen­tral und außer­halb der Arbeitszeiten mit Sonnenstrom laden

3. Eigenverbrauch und Autarkie

Aktuelle PV-Mieterstromanlagen errei­chen, je nach Anlagengröße und Strombedarf vor Ort, Eigenverbrauchsquoten von lokal erzeug­tem Sonnenstrom zwi­schen 30 und 50 Prozent, da Verbrauchs- und Produktionsspitzen nicht deckungs­gleich sind. Eine wei­te­re wich­ti­ge Kenngröße ist die soge­nann­te Autarkie, wel­che den Grad der Unabhängigkeit eines Stromverbrauchers vom Netz beschreibt. Eine Solaranlage ohne Stromspeicher kann bis zu 40 Prozent des Gesamtstromverbrauches eines Mehrfamilienhauses decken, wenn sowohl Hausstrom als auch Mieter mit Sonnenstrom belie­fert werden.

Im betrach­te­ten Szenario kann durch die Belieferung von Ladesäulen mit über­schüs­si­gem Sonnenstrom der Eigenverbrauch um bis zu sie­ben Prozent erhöht wer­den, wenn E‑Autos mit sehr gro­ßer Batterie ver­wen­det wer­den. Aber auch Autos mit klei­ne­ren Batterie kön­nen den Anteil des lokal genutz­ten Sonnenstroms um bis zu drei Prozent erhö­hen. Jährlich kön­nen so zwi­schen 3 — 10 MWh Strom aus Solaranlagen mehr genutzt wer­den als ohne ein­ge­bun­de­ne Ladeinfrastruktur.

Es wurde zudem ermit­telt, dass zwi­schen fünf und sie­ben E‑Autos pro Gebäude und Jahr mit nach­hal­tig gene­rier­tem Strom gela­den wer­den kön­nen. Dafür wäre eine ähn­li­che Anzahl an Ladepunkten not­wen­dig, um die zur Verfügung ste­hen­de Energie opti­mal zu nut­zen. Der Ladestrom besteht dabei zu 15 bis 72 Prozent aus Sonnenstrom.welcher beson­ders hoch für den ers­ten belie­fer­ten Ladepunkt ist und dann mit jedem zusätz­li­chen Ladepunkt abnimmt.

Grafik: Erhöhung des Eigenverbrauchs durch Einbindung von Ladesäulen in Mieterstromanlagen

4. CO2 Einsparungen durch Sektorkopplung in Mehrfamilienhäusern

Durch die rich­ti­ge Wahl von PV-Anlagengröße, E‑Auto Batteriegröße und Ladekapazität ist es mög­lich, fast 4 Tonnen CO2 pro Jahr in gro­ßen Mehrfamilienhäusern mit 30 Wohnungen ein­zu­spa­ren. Dies ent­spricht einer Flugreise nach Thailand und zurück für eine Person (Quelle / Rechenbasis: Atmosfair). Kleinere Mehrfamilienhäuser mit 12 Wohnungen haben immer noch das Potenzial, 1,5 Tonnen jähr­lich zu spa­ren. Am bes­ten ist es zudem, eine Ladesäule mit 11 kW Leistung zu nut­zen, um mög­lichst viele E‑Autos mit über­schüs­si­gen Sonnenstrom täg­lich laden zu können.

Addiert man dies zu den gespar­ten CO2 Emissionen aus der PV-Mieterstromanlage, kann man die CO2 Bilanz noch um 7,5 bis 10 Prozent ver­bes­sern. Aus kli­ma­po­li­ti­scher Sicht macht diese Form der Sektorkopplung also rich­tig Sinn!

In einer Untersuchung aller deutsch­land­weit im Bestand exis­tie­ren­den Immobilien, die sich für Mieterstrom qua­li­fi­zie­ren, wurde zudem ermit­telt, dass ein CO2 Vermeidungspotenzial von bis zu 790.000 Tonnen jähr­lich besteht, soll­ten diese Gebäude zusätz­lich mit Ladesäulen aus­ge­stat­tet werden.

Grafik: Jährliche CO2-Einsparung pro Jahr und Gebäude durch die Nutzung von Sonnenstrom

5. Fazit

Sektorkopplung von PV-Mieterstromanlagen und Ladesäulen durch Lieferung von über­schüs­si­gem Sonnenstrom bie­tet die Möglichkeit, Ihre Anlage effek­ti­ver zu nut­zen und auf ein­fa­che Weise CO2-Emissionen zu redu­zie­ren. Zudem wird die Umsetzung sol­cher Gesamtanlagen im Hinblick auf die stei­gen­de Elektrifizierung des deut­schen Fahrzeugbestandes immer wich­ti­ger, wenn mög­lichst viel CO2 ein­ge­spart wer­den soll. SOLARIMO bie­tet die Möglichkeit, poten­zi­el­le Reduzierungen von CO2-Emissionen für ein Objekt zu simulieren.