Konkurrenz auf dem Dach

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Dank großzügiger Förderung lohnt es sich mittlerweile, mit Photovoltaikstrom zu heizen. Dabei ist Solarthermie energetisch sinnvoller.

Als die Europäische Vereinigung der Photovoltaikindustrie Anfang des Jahres ihre neuesten Marktzahlen vorstellte, war die Fachwelt baff: Innerhalb eines Jahres senkten die Hersteller ihre Preise um durchschnittlich ein Drittel auf 2000 Euro pro Kilowatt. Damit kommt Sonnenstrom nun auch für Anwendungen infrage, die früher geradezu absurd erschienen – zum Beispiel für die Erzeugung von Wärme.

Energiebewussten Zeitgenossen galt das Verheizen von Strom lange Zeit als Unding. Schließlich ist Elektrizität als edelste und vielseitigste Form von Energie viel zu schade, um in schnöde Wärme umgesetzt zu werden. Doch rein wirtschaftlich betrachtet, sieht die Sache anders aus: "Wenn die Kosten weiter fallen wie zuletzt, wird Solarstrom in vier bis fünf Jahren nur noch elf bis zwölf Cent pro Kilowattstunde kosten und dann direkt mit Öl für die Heizung konkurrieren", prognostiziert Volker Quaschning, Professor für regenerative Energien und Solarenergie in Berlin.

Schon heute können Privatleute ihr Warmwasser unter bestimmten Bedingungen preiswerter per Photovoltaik erzeugen als mit herkömmlichen Sonnenkollektoren, wie die Fachzeitschrift "Photon" berechnet hat. Wenn der Sonnenstrom eine Wärmepumpe antreibt, lässt sich die Kilowattstunde (kWh) Wärme demnach bereits für fünf bis sieben Cent erzeugen. Klassische Solarthermieanlagen hingegen produzieren Warmwasser für acht bis zwölf Cent pro kWh. "Damit amortisiert sich das Photovoltaik-System schon nach zwölf Jahren", sagt Christoph Podewils, stellvertretender Chefredakteur von "Photon". Solarthermieanlagen rechnen sich hingegen meist erst gegen Ende ihrer rund 20-jährigen Lebensdauer.

Eine Wärmepumpe verwertet den Solarstrom sehr effizient, weil sie ihn nutzt, um der Umgebung Wärme zu entziehen. Aus einem Kilowatt elektrischer Antriebsleistung kann sie so drei bis vier Kilowatt Wärme erzeugen. Selbst wenn eine Art Tauchsieder den Photovoltaik-Strom direkt zum Erhitzen von Wasser verwendet, kann sich das rechnen: Dann entfällt zwar der Effizienzhebel der Wärmepumpe, aber dafür muss der Bauherr auch viel weniger investieren.

Wirtschaftlich gesehen ist diese energetisch ungünstige Lösung deshalb sogar die attraktivere: Laut "Photon" verkürzt sich die Amortisationszeit der PV-Anlage dadurch um weitere zwei auf rund zehn Jahre. Der entscheidende Pluspunkt für die Photovoltaik ist aber: Wenn es keinen Bedarf an Wärme gibt, kann der Sonnenstrom das ganze Jahr über für knapp 20 Cent pro kWh ins Netz eingespeist werden. Die überschüssige Wärme einer Solarthermieanlage lässt sich bisher hingegen kaum nutzen.

Erste Komplettsysteme aus Wärmepumpe, Warmwasserspeicher, Solarmodulen und Wechselrichter kommen gerade auf den Markt. Der Münchener Hersteller Centrosolar beispielsweise bietet ein solches Paket unter dem Namen "Cenpac plus" mit drei bis fünf kW elektrischer Spitzenleistung an. Die Pumpe nutzt die Wärme der Umgebungsluft, der dazu nötige Wärmetauscher ist im Gerät integriert. Ein Energiemanagementsystem regele, wann der Solarstrom die Wärmepumpe und wann er andere elektrische Geräte betreiben soll, erklärt Produktingenieur Sebastian Voigt. "So maximieren wir den lukrativen Eigenverbrauch."

Wenn sich mit Photovoltaik schon günstig Warmwasser erzeugen lässt – warum soll sie dann nicht auch gleich das ganze Haus heizen? Bei der Solarthermie werden die meisten Anlagen mittlerweile ohnehin so dimensioniert, dass sie die Heizung unterstützen oder gar ganz ersetzen. Auch hier will die Photovoltaik einen Fuß in die Tür bekommen. Centrosolar entwickelt bereits ein entsprechendes Paket zur Heizungsunterstützung, verrät Voigt. Es enthält eine leistungsstärkere Wärmepumpe als die Warmwasser-Variante, arbeitet aber ebenfalls mit einem integrierten Luft-Wärmetauscher. Aufwendige Erdsonden, die Wärme aus dem Boden gewinnen, sind also nicht nötig. Das System erhitzt dabei vorrangig das Brauchwasser, speist überschüssige Wärme aber direkt in das Heizungssystem ein.

Dank Photovoltaik kommt eine weitere Öko-Alternative zu Öl- und Gasthermen in Sicht, die in deutschen Kellern immer noch weitgehend konkurrenzlos vor sich hinköcheln. Obwohl sich die Preise für Heizöl und Gas in den letzten zehn Jahren nahezu verdoppelt haben, ist der Anteil erneuerbarer Energien am deutschen Wärmemarkt nach Angaben des Heizungsverbands BDH seit 2008 um ein Drittel auf elf Prozent gesunken. Ein Grund dafür: Die Förderung regenerativer Wärmeerzeugung und Effizienzmaßnahmen wurde von 2009 bis 2011 nahezu halbiert. Zuschüsse für Warmwasserkollektoren wurden 2010 sogar komplett gestrichen. Dies ist eine von mehreren Erklärungen dafür, dass die Solarthermie im Vergleich zur Photovoltaik im Moment so schlecht abschneidet. Fakt ist aber auch, dass die Solarthermie-Anbieter ihre Kosten kaum senken.

Gerade die größeren Anlagen mit Heizungsunterstützung sind mit durchschnittlichen Wärmegestehungskosten von 15 Cent pro kWh noch unwirtschaftlicher als reine Warmwasseranlagen. Das liegt zum Teil daran, dass solche "Kombianlagen" prinzipiell wegen ihrer großen Kollektoren über das Jahr gesehen weniger Ertrag pro Fläche erbringen – im Sommer haben sie den Wärmebedarf eines Haushalts schnell gedeckt und schalten sich dann ab. Das eigentliche Problem ist jedoch die Innovationsträgheit der Branche. "Da die Kunden von den Herstellern keine vergleichbaren Informationen über Leistung und Ertrag von solarthermischen Anlagen erhalten, konnte sich in der Solarthermie bislang kein Effizienz- und Preiswettbewerb entwickeln", erklärt Gerhard Stryi-Hipp, Leiter der Forschungsgruppe Thermische Kollektoren am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Während der Betreiber einer Photovoltaik-Anlage jederzeit auf Cent und Wattstunde den Stromertrag nachvollziehen kann, muss sich der Kollektorbesitzer mit deutlich weniger Informationen zufriedengeben: Das Display seiner Anlage zeigt nur an, ob sie in Betrieb ist, welche Temperatur seine Kollektoren aufweisen und wie voll der Speicher ist. Wie viel Energie seine Solarkollektoren tatsächlich eingespart haben, kann der Hausherr erst später anhand der Heizkostenabrechnung abschätzen.

Ist der Zug für die Solarthermie abgefahren? So einfach ist es nicht. Werner Koldehoff, langjähriges Vorstandsmitglied im Bundesverband Solarwirtschaft, glaubt an die Zukunft der Solarthermie. "Zur Warmwasserbereitung und im Neubau macht Photovoltaik vielleicht Sinn, nicht aber für die Beheizung älterer Gebäude", sagt Koldehoff. In Altbauten müsse wegen der schlechten Dämmung mehr Wärme bereitgestellt werden, und das erfordert relativ hohe Vorlauftemperaturen von bis zu 60 Grad. "Wenn man diese Temperaturen mit Wärmepumpen erzeugen will, verringert sich ihre Effizienz rapide", sagt Koldehoff. "Energetisch gesehen ist das Quatsch."