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Tagungsdokumentation zur Fachtagung „Forum Synergiewende“ vom 9. Oktober 2019 in Mainz

Direkteinstieg:

Sektorenkopplung stellt ein vielversprechendes Prinzip dar, um die Energiesektoren Strom, Wärme und Mobilität intelligent miteinander zu verbinden, den Einsatz Erneuerbarer Energien zu erhöhen und die Energieversorgung damit möglichst vollständig zu dekarbonisieren. In Rheinland-Pfalz, Saarland, Hessen und Baden-Württemberg spielt der weitere Ausbau und die optimale Ausnutzung der Photovoltaik (PV) eine zentrale Rolle im Kontext der Kopplung von Strom und Wärme. Dort wird es für viele private und gewerbliche Anlagenbetreiber*innen immer interessanter, den Sonnenstrom aus der PV-Anlage selber zu verbrauchen und beispielsweise über eine Wärmepumpe zum Heizen zu nutzen oder in einem Speicher zwischenzulagern.

Keynote – Ulrike Höfken, Ministerin für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz

Frau Ministerin Höfken hob einleitend die herausragende Bedeutung der Solarenergie für eine erfolgreiche Energiewende in Rheinland-Pfalz sowie in ganz Deutschland hervor. Sie merkte an, dass das Bundesland die angestrebten Treibhausgasemissions-Einsparung von über 40 Prozent bis 2020 (im Vergleich zu 1990) zwar noch nicht erreicht hat, mit aktuell 37 Prozent aber schon über dem Bundesdurchschnitt liegt. Rheinland-Pfalz strebt an, bis 2030 den kompletten Stromverbrauch über Erneuerbare Energien zu decken, davon rund ein Viertel aus Solarenergie.
Einen Beitrag dazu soll das von Frau Ministerin Höfken im Rahmen des Forums Synergiewende erstmalig präsentierte „Solar-Speicher-Programm“ leisten. Damit fördert das Land fortan die Nutzung von Strom aus Photovoltaikanlagen in Kombination mit Batteriespeichern und unterstützt sowohl Privathaushalte als auch Kommunen finanziell.
Des Weiteren übte die Ministerin deutliche Kritik am Klimapaket der Bundesregierung und dem Entwurf zum Klimaschutzgesetz. Die darin enthaltenen Maßnahmen seien nicht ansatzweise ausreichend zur Erreichung der Klimaziele und setzten völlig falsche Signale.

Vortrag – „Sektorkopplung im Quartier zum Schutz des Klimas“, Prof. Dr. Ralf Simon, Transferstelle Bingen (siehe Präsentation)
Professor Simon stellte das Konzept für ein Nullemissions-Neubaugebiet vor. Dieses verfolgt die Ziele von Nullemissionen im gesamten Quartier, die Nutzung von Elektromobilität und intelligentes Lastmanagement zur Optimierung der Eigenstromversorgung. Basis für die Wärmeversorgung der Gebäude im Quartier ist ein kaltes Nahwärmenetz mit Erdwärmenutzung.
Der Strombedarf von Wärmepumpen sowie Carports mit E-Ladesäule sollen über Photovoltaikanlagen gedeckt werden. Dazu skizzierte Prof. Simon verschiedene Ideen.
In einem ersten Szenario würde das Quartier zu einer Kundenanlage zusammengefasst. Innerhalb dieser werden Netzentgelte, netzseitigen Umlagen, Stromsteuer sowie Konzessionsabgabe ausgeklammert. Dies ermöglicht die Optimierung der Eigenversorgung. Allerdings gebe es hier einige zu beachtende Fallstricke im Energiewirtschafsgesetz, die einer Genehmigung des Quartiers als Kundenanlage im Wege stehen könnten (u.a. die Definition des „räumlich zusammenhängenden Gebietes“).
In einem zweiten Szenario wird eine Batterie in das Quartier integriert. Diese Option ist leichter zu realisieren. Sie könnte für Primärregelleistung bei Basisfinanzierung, zur Mitnahme von günstigen Spotmarktpreisen, zum Peak Shaving und für die Reduktion der Anschlusskosten genutzt werden. Das Geschäftsmodell der Batterie hänge deutlich von der Nutzung der Elektromobilität ab. Investitionen in Batterien werden aber immer günstiger. Zudem schafft die Summe der Geschäftsmodelle für den Betrieb von Batterien höhere Wertschöpfung und Redundanz bei den Einnahmen. Hierzu ist die Integration in ein virtuelles Kraftwerk notwendig.

Das Solar-Speicher-Programm – Fördervoraussetzungen und Antragstellung, Tobias Woll, Energieagentur Rheinland-Pfalz (siehe Präsentation)
Das neue Solar-Speicher-Programm soll dazu beitragen, den Anteil Erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung und den Zubau von PV-Anlagen zu erhöhen, mehr Speicherkapazität zu schaffen und die Eigenversorgungsquote zu erhöhen.
Gefördert werden stationäre Batteriespeicher, die in Verbindung mit einer neuen PV-Anlage zum Einsatz kommen. Die Förderung gilt hierbei ausschließlich für den Batteriespeicher. Antragsberechtigt sind Privathaushalte und kommunale Gebietskörperschaften.
Die Förderhöhe für Privathaushalte beträgt 100 € pro Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität (Mind. 5 kWh Speicher erforderlich in Verbindung mit neuer PV-Anlage von mind. 5 kWp) bei einer maximalen Förderung von 1.000 € je Vorhaben. Die Förderhöhe für Gemeinden pro kWh ist die Gleiche, allerdings wird ein Speicher von mind. 10 kWh sowie eine neue PV-Anlage von mind. 10 kWp vorausgesetzt. Die maximale Fördersumme je Vorhaben für Gemeinden liegt bei 10.000 €.
Die Antragstellung muss vor Maßnahmenbeginn über die Energieagentur Rheinland-Pfalz erfolgen. Anträge können ab sofort postalisch eingereicht werden, die Formulare sind zu finden unter: www.energieagentur.rlp.de/solarspeicher.

Das Solar-Speicher-Programm – Monitoring des Programms und Speicher-Monitoring, Joachim Walter, Transferstelle Bingen (siehe Präsentation)
Die Teilnahme an einem wissenschaftlichen Monitoring-Programm ist eine weitere Fördervoraussetzung. So könne gezeigt werden, wie das Programm wirkt und Erkenntnisse über Akzeptanz der Förderung, der Verbreitung von Batteriespeichern als auch deren Netzdienlichkeit getroffen werden. Das Monitoring gliedert sich dabei in drei Stufen: Ein Basis Monitoring, das für alle Fördermittelnehmer*innen verpflichtend ist, ein Standard-Monitoring für kommunale Einrichtungen und ein freiwilliges Detail-Monitoring für ausgewählte Anlagen mit genaueren Daten. Es handelt sich um eine wissenschaftliche, anonymisierte Auswertung durch die Transferstelle Bingen.

Best-Practice

1) Passivhaus als Energiegewinnhaus in Bad-Neuenahr-Ahrweiler – Udo Heimermann, Architekt (siehe Präsentation)

Der Architekt Udo Heimermann stellte das Passivhaus der Familie Schumacher in Bad-Neuenahr-Ahrweiler vor, um die Bedeutung von Energieeffizienz und PV-Dachanlage anhand eines Praxisbeispiels zu verdeutlichen.
Das Haus umfasst zwei Wohneinheiten und die Errichtungskosten beliefen sich auf insgesamt 550.000 €. Die Mehrkosten für den Passivhausstandard betrugen dabei ca. 35.000 €, die sich über die eingesparte Energie (mit aktuellen Energiekosten) in ca. 13 Jahren amortisieren. Die Kosten für Strom, Warmwasser und Heizung belaufen sich für die Familie Schumacher auf lediglich 5,67 € monatlich.
Zu den technischen Kernkomponenten des Gebäudes zählen eine Erdwärmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von 4,5, eine PV-Anlage mit 9 kWp, ein Batteriespeicher mit einer Kapazität von 6,5 kWh und eine Lüftungsanlage. Die Außenwände wurden mit einer 30 cm dicken, verputzten Außenwärmedämmung aus Mineralwolle hergestellt. Letzteres sorgt im Sommer für einen guten Hitzeschutz und damit angenehme Innentemperaturen.
Durch die Kombination von PV und Speicher konnte der Strombezug aus dem Netz stark reduziert werden.

2) Sektorenübergreifendes Energiemanagement: Einblicke, Neuigkeiten und Potenziale, Matthias Klein, Fraunhofer ITWM

Matthias Klein vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM stellte das Amperix Energiemanagementsystem und die daran gekoppelte myPowerGrid Plattform als zentrale Enabler für die Sektorenkopplung (Nutzung von Strom im Wärme- und, Mobilitätsektor) vor.
Amperix ermöglicht die optimierte Steuerung von Batteriespeichersystemen, Wärmepumpen und Ladestationen für E-Fahrzeuge. Dazu werden alle Energieflüsse in einem Haushalt erfasst: Die Erzeugung von Energie durch PV-Anlagen, der Bezug oder die Einspeisung von Energie aus dem Netz oder größere Verbraucher wie eine Wärmepumpe oder ein Fahrzeug.
Über die myPowerGrid Webplattform haben Nutzer*innen jederzeit Zugriff auf diese Energieflüsse, welche anhand von Graphiken und Datenanalysen transparent dargestellt werden. Zudem ermöglicht myPowerGrid die Anbindung dezentraler Speichereinheiten an eine zentrale myPowerGrid-Plattform. Diese dient dann als Aggregator der verteilten Speichereinheiten und optimiert deren Einsatz.
Als Spin-Off der am Fraunhofer ITWM entwickelten Anwendungen ist die Wendeware AG mit Sitz in Kaiserslautern hervorgegangen, die künftig die Software zur Umsetzung der Energiewende zur Marktreife bringt.

Zusammenfassung der Podiumsdiskussion „Mit Photovoltaik von der Stromwende zur Energiewende – Herausforderungen und Potenzial“

CO2-Bepreisung – Kommentierung Beschluss des Klimakabinetts
Das vom Bundeskabinett beschlossenen „Klimaschutzprogramm 2030“ sieht eine CO2-Bepreisung von zunächst 10 € pro Tonne ab 2021 vor. Dieser Einstiegspreis sei nach Auffassung der Diskutant*innen viel zu niedrig und schaffe keinerlei „Level-Playing-Field“ zwischen den Sektoren. Nötig sei eher ein Einstieg von mindestens 40 € pro Tonne. In Rheinland-Pfalz bedürfe es im Falle eines deutlich höheren CO2-Preises dann einen sozialen Ausgleichsmechanismus, da viele Haushalte noch mit einer Ölheizung versorgt werden.

Handlungsbedarf für Ausbau der Photovoltaik

  • Die Belastung von Eigenstromverbrauch stellt ein Hemmnis dar, weshalb PV-Anlagen bis mind. 30 kWp von der Umlage befreit werden sollten
  • Das Mieterstrommodell müsse reformiert und weniger kompliziert gestaltet werden. Derzeit werden so gut wie keine Mieterstromprojekte realisiert, obwohl das Potenzial für die Installation von PV-Anlagen auf Bestandsgebäuden in Städten enorm groß ist.
  • Abschaffung des 52-Gigawatt-Deckel für Photovoltaik
  • Denkmalschutz schränkt die Nutzung öffentlicher Gebäude für PV-Anlagen ein
  • Zeitvariable Stromtarife lassen sich zum Teil schon realisieren, die Voraussetzung für eine breite Verankerung ist aber ein flächendeckender Smart Meter Rollout.

Die Rolle von Bürger-Energiegenossenschaften
Die Bürgerenergie-Bewegung erhält durch die neue Erneuerbare-Energie-Richtlinie der EU enormen Rückenwind. Dies erlaubt Einzelpersonen und Gemeinschaften selbst Energie zu erzeugen, zu speichern, zu verbrauchen und zu handeln. Diese Regelungen müssen jetzt in den EU-Mietgliedstaaten in der Praxis umgesetzt werden. Auch für das deutsche Energierecht ergibt sich Handlungsbedarf. Unter anderem müsse die EE-Eigenversorgung aus Anlagen mit einer Leistung unter 30 kW von allen Abgaben, Umlagen und Gebühren freigestellt werden, sofern keine Förderung nach EEG in Anspruch genommen wird.

Efficiency First im Bestand
Der Gebäudebestand müsse zunächst energetisch ertüchtigt werden, um den Energiebedarf und die nötigen Vorlauftemperaturen beim Heizen zu reduzieren. Erst dann könne der effiziente Einsatz einer Wärmepumpe gewährleistet werden. Dem wurde entgegnet, dass es im Gebäudebestand zum Teil sinnvoller sein könne, ein Blockheizkraftwerk bzw. Brennstoffzellentechnologie zur Wärmeversorgung einzusetzen. Das würde allerdings ausreichende Mengen grüner Gase als Brennstoffbasis voraussetzen, deren Verfügbarkeit und Preis noch nicht absehbar sind. Für die energetische Sanierung bedürfe es weiterer Zuschüsse, damit es sich für Hauseigentümer*innen finanziell noch attraktiver werde.

Komplexität Energierecht
Angeregt wurde die Erstellung einer Übersicht, die Aufschluss darüber gebe, welche der rund 13.000 energierechtlich relevanten Gesetze Energiewende und Klimaschutz direkt oder indirekt behindern würden. Im Anschluss müsse über grundlegende Reformen nachgedacht werden, die zu einer deutlichen Vereinfachung des Energierechts führen.
Für das gerade auf den Weg gebrachte Klimapaket wurde eine Übersicht von Becker-Büttner-Held im Auftrag der dena erstellt, die Aufschluss darüber gibt, welche Gesetze vom Klimapaket berührt sind und entsprechend geändert werden müssen.

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Architekt Albin Toth – „Mein Haus, Mein Kraftwerk, Meine Tankstelle“ (Albin Toth)

Das vorgestellte Bauprojekt „Pavillon NORA“ produziert emissionsfrei mehr Energie als es ganzheitlich benötigt. Es kommt auf einen Verbrauch von 6.000 kWh pro Jahr bei einem Ertrag von 8.000 kWh jährlich. Installiert ist eine PV-Anlage mit einer Leistung von 10 kWp. Tagsüber werden die Stromverbraucher direkt betrieben. Mit den Überschüssen werden zum einen die Batteriespeicher des Hauses geladen, die in den Abend- und Nachstunden die benötigte Energie zur Verfügung stellen. Zum anderen werden das Elektroauto und ein Wärmepufferspeicher mit Strom versorgt. Die Wärmeerzeugung erfolgt über eine Wärmepumpe und direkt über eine 1 kWp Power-to-Heat Anlage.
(Siehe auch Präsentation)

UrStrom eG – PV-Dachanlage für E-Autos eines Industriebetriebes (Philipp Veit)

  Die Energiegenossenschaft „UrStrom eG“ aus Mainz hat eine PV-Anlage auf einem Dach der Firma „essity“ mit einer Leistung von 380 kWp installieren lassen. Diese wird ergänzt durch eine Doppel-Ladesäule für die Elektroautos der Mitarbeiter*innen von Essity, die tagsüber aus der PV-Anlage und in der Nacht mit „UrStromPur“ versorgt wird. Die Anlage wurde weitgehend durch Eigenkapital finanziert, das die Genossenschaftsmitglieder durch die Zeichnung weiterer Anteile sowie Nachrangdarlehen bereitgestellt haben. Zudem betreibt die UrStrom eG unter dem Namen UrStromMobil seit Juni 2018 CarSharing mit Elektro-Autos im Mainzer Stadtteil Hartenberg.

Heidelberger Energiegenossenschaft – Quartiersversorgung konkret (Michael Gißler)

In der Heidelberger Südstadt wird ein Quartier mittels Mieterstrom-Modell und Stromspeicher mit Sonnenstrom versorgt. Ergänzt wird es durch eine Lade-Infrastruktur für Elektromobilität. Damit beziehen die Bewohner aus dem Quartier nicht nur Solarstrom vom eigenen Dach, sondern der überschüssige Strom speist zudem in einen Speicher und in die Elektroladesäule ein. Dadurch kann fast der gesamte PV-Strom direkt im Quartier genutzt werden.

eMobilität für alle eG – Die 3inEINS Unternehmerlösung für nachhaltigere Mobilität – Klima schützen, Zeichen setzen, Kosten senken (Ulrich Zimmermann)

Die EMA Genossenschaft hat für das Lösen der finanziellen Hürden auf dem Weg zur E-Mobilität ein Gehaltskonzept entwickelt. Im Kern gestaltet die Genossenschaft Gehaltsstrukturen neu, so dass sich Angestellte mit dem gleichen finanziellen Aufwand wie bisher für einen gebrauchten Verbrenner ein neues oder gebrauchtes E-Fahrzeug leisten können. Dazu gibt es einige Realisierungswege, die zwischen Arbeitgeber*innen und Arbeitnehmer*innen möglich sind. Die EMA möchte hier den günstigsten Weg gestalten.

node.energy GmbH – Software für Planung und Management dezentraler Energieerzeugung – Weniger Aufwand, geringere Kosten und weniger CO2 (Marcel Kraft)

Die von node.energy entwickelte Software opti.node soll die kaufmännische Bewertung und Optimierung sowie das effiziente Management dezentraler Energiekonzepte ermöglichen. Die komplexen Vorschriften und Regeln des Energierechts wurden digital abgebildet und mit leistungsfähigen mathematischen Algorithmen verknüpft. So können sowohl die komplexe finanzielle Optimierung als auch das aufwändige fortlaufende Management dezentraler Energiekonzepte stark automatisiert werden. Die Software ermöglicht so auch eine betriebswirtschaftlich optimale Planung und Auslegung von PV-Anlagen mit lokaler Stromnutzung.

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