Dissertation beleuchtet regionale Potenziale von Solarthermie

Solare Wärme spielt ihre Möglichkeiten nicht aus

Solarthermie spielt bislang ihr Potenzial nicht aus. © Roto

Solarthermie: 25 Prozent der Heizenergie könnten durch solare Heizung gedeckt werden.

Will man beschreiben, wie hoch die Energieeinsparpotenziale sind, die sich durch Solarthermie in der Bundesrepublik heben lassen, genügt es nicht, die solare Einstrahlung für bestimmte Gegenden zu benennen. Um exaktere Vorhersagen zu treffen, ist eine Verknüpfung theoretischer Möglichkeiten mit dem realen Gebäudebestand sinnvoll. Die Dissertation von Roger Corradini hat diese Verknüpfung geleistet und belegt gemeindescharf Potenziale für Solarthermie. Bislang gibt es die Potenzialanalyse in der Dissertation selbst, ab 2014 sollen die Daten auf einer eigenen Web-Seite abrufbar und nutzbar sein.

Corradini setzt dabei insgesamt bei den selbstnutzenden Eigentümern an. Da liege die Entscheidung zur Modernisierung der Heizungsanlage beim technisch interessierten Laien, der auf Selbstinformation angewiesen ist. Er beschreibt die Potenziale für Gebäude mit einer Wohneinheit und zählt dazu Einfamilienhäuser, Doppelhaushälften und Reihenhäuser. Dort sei die Motivation höher, etwas zu tun: "In Mietobjekten ist lediglich eine Investitionsumlage unabhängig von der Energiekostenersparnis möglich, während im selbstgenutzten Haus die Energiekostenersparnis direkt dem Investor zu Gute kommt", so der Autor. Identifiziert hat Corradini zudem Hindernisse. Ein wesentliches sei - neben der schwer bestimmbaren Wirtschaftlichkeit aufgrund nicht prognostizierbarer Energiepreisentwicklungen - die schwankende Förderung durch das Marktanreiz-Programm.

Um die Potenziale zu zeigen hat der Forscher eine Methodik entwickelt, die neben dem nach 12.278 Gemeinden differenzierten Gebäudebestand auch die energietechnische Seite der Gebäude mit einbezieht. Beim Gebäudebestand hat er zunächst Daten aus unterschiedlichen Quellen und Studien zum Gebäudebestand zusammengeführt um herauszufinden, wie viele Wohneinheiten in einer Kommune selbstgenutzt sind. Der Gebäudebestand wird anschließend unter Berücksichtigung der wärmetechnischen Qualität der Gebäude, der Beheizungsart, sowie der lokalen klimatischen Bedingungen und solaren Einstrahlung gemeindespezifisch klassifiziert.

"Jedes Referenz-Typgebäude erhält in Abhängigkeit des Standortes einen wohnflächenspezifischen Wärmebedarf für Raumwärme zugeordnet. Zusätzlich wird den Gebäuden ein Wärmebedarf zur Warmwasserbereitstellung unabhängig vom jeweiligen Standort oder dem Baualter zugewiesen", beschreibt er sein Herangehen. Darauf aufbauend hat er für 30 Referenz-Typgebäuden solarthermische Simulationen für drei Ausbau-Szenarien an fünf Referenz-Standorten durchgeführt.

Die Referenz-Standorte decken jeweils die Extreme bei den Gradtagszahlen und der Einstrahlung ab. Die Gradtagszahl gibt die Differenz zwischen gewünschten 20 Grad Innentemperatur und Außentemperatur an. Je höher sie ist, desto höher der Heizbedarf.

Für das technische Potenzial unterstellt Corradini, dass alle Gebäude mit einer Wohneinheit unabhängig einer potenziellen Wirtschaftlichkeit eine Solarthermie-Anlage je nach gewähltem Ausbau-Szenario erhalten. Die potenzielle Wirtschaftlichkeit sei bei Solarthermie ohnehin kaum zu ermitteln, da weder die Förderung noch die Entwicklung der Energiepreise für andere Energieträger halbwegs vernünftig zu prognostizieren seien, betont Corradini. Drei Szenarien sehen 10 m² Kollektor und 800 Liter Pufferspeicher, 15 m² und 1.000 Liter und 20 m² und zweimal 800 Litern Speicher vor.

Spannend sind dabei neben der differenzierten Analyse nach Kommunen auch generelle Aussagen zu Standorten wie dem ostdeutschen Illmenau, die nicht prädestiniert für Solarthermie erscheinen: Eine solarthermische Anlage könne "selbst in Illmenau als ‘Extremstandort’ mit hoher Gradtagszahl und geringer Einstrahlung Standorte wie Bochum und Freiburg hinsichtlich der solarthermisch substituierbaren Endenergiemenge übertreffen", so Corradini. Es seien also nicht nur die sonnenreichen Standorte gut, wenn es um die Substitution gehe, sondern auch Gegenden, in denen der Energiebedarf durch lange Kälteperioden höher ist.

Als Gesamtpotenzial für Solarthermie bei selbst genutzen Häusern errechnet Corradini je nach gewähltem Szenario mit zu 203 bis knapp 280 PJ/a. Die dafür notwendige Kollektorfläche beträgt zwischen 167 und 333 Millionen m² bei 16,67 Millionen Anlagen. Das wäre, bezogen auf den Heizenergieverbrauch des Jahres 2011, ein substituierbarer Endenergieanteil von bis zu 25 Prozent. von Pia Grund-Ludwig

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Kommentare (2)

  1. Ulrich Engelke am 08.10.2013
    Bedeutende Einsparpotentiale würden sich auch durch eine solare direkte Wandheizung (Transparente Wärmedämmung) realisieren lassen. Leider sind die Bauteile noch sehr teuer. Aber dies ist ein lösbares Problem.

    beispiellink: http://www.architonic.com/de/pmpro/transparente-waermedaemmung-waermedaemmung-isolation-hochbau/3233129/2/2/1

    mfg Ulrich Engelke
  2. Dietmar Spiegel, Aachen am 08.10.2013
    Mit weiter erhöhtem Dämmstandard (Passivhaus/Euronorm) rückt je nach Gebäudeart, -grösse und -standort früher oder später die solartechnische Voll-Versorgung (Insel) wirtschaftlich in den Fokus - wegen Systemoptimierung und saisonaler Grossspeicher bleiben Neubau/Ersatzbau effizienter als Modernisierung.

    Bei der Stromversorgung ist die Einbindung ins \"grüne Netz\" (Last- und Leistungsspitzen) nachhaltig. Der Inselbetrieb für Brauch- und Abwasser ist noch nicht gesichert.

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