Versorgungssicherheit & Autarkiekonzepte Inselstrom auf der grünen Wiese

Im Gewerbegebiet von Neuenstadt in Baden-Württemberg hat Friedhelm Widmann auf 950 Quadratmetern eine Insel geschaffen. Seit Mai 2014 hatte der Geschäftsführer von Endreß & Widmann Solar dort ein Büro- und Werkstattgebäude geplant und gebaut, das ohne Anschluss ans öffentliche Stromnetz auskommt und sich vollständig aus erneuerbaren Energien versorgt.

Eine 112 kW starke Photovoltaik­anlage auf dem Dach und an den Fassaden liefert pro Jahr rund 90.000 kWh Strom. Um eine möglichst gleichmäßige Energieversorgung über den Tag sicher­zustellen, sind die Module in unterschiedliche Himmelsrichtungen aus­gerichtet. Überschüssige Sonnenenergie wird in einem 400 kW großen Blei-Gel-Batteriespeicher geladen. Der Anteil des Photovoltaiksystems an der gesamten Energieversorgung des Gewerbebaus liegt bei rund 80 Prozent.

Reicht an strahlungsarmen Tagen die Sonnenenergie nicht aus, springt ein mit Biogas gespeistes Blockheizkraftwerk (BHKW) mit 40 kW elektrischer Leistung ein. Das Biogas wird über eine bestehende Gasleitung von den örtlichen Stadtwerken bezogen. Mit nur 6 Cent/kWh liegt der selbst erzeugte Solarstrom laut Widmann ein Vielfaches unter den üblichen Tarifen der Versorger. Weil kein Anknüpfungspunkt an das Stromnetz besteht, müsse auch keine EEG-Umlage bezahlt werden. 14 Cent/kWh kostet der in der Batterie zwischengespeicherte selbst erzeugte Solarstrom, 20 Cent/kWh der aus Biogas gewonnene BHKW-Strom. Werden die drei hauseigene Elektroautos mit überschüssigem selbst erzeugten Strom betankt, kosten 100 Kilometer Fahrt nur 85 Cent.

Regelbare Wärmepumpe

Gekühlt und geheizt wird das Gebäude über eine 60 kW starke Wärmepumpe, deren Kompressor nicht wie üblich nach der Vorlauftemperatur, sondern abhängig von der Leistung der Photovoltaikanlage geregelt wird. So lasse sich ein Wärme- und Kältepreis von nur 2 Cent/kWh erreichen. Muss das ­BHKW im Winter einspringen, liegen die Wärmeerzeugungskosten bei rund 10 Cent/kWh, denn das Biogas ist derzeit noch vergleichsweise teuer. Nach ersten Abschätzungen wird das BHKW rund 28.000 kWh Wärme und 14.000 kWh Strom im Jahr produzieren.

Erzeugt es mehr Strom als gebraucht wird oder gespeichert werden kann, springt zusätzlich wieder die Wärmepumpe an. Der Gesamtheizbedarf liegt voraussichtlich bei etwa 62.000 kWh jährlich, so dass die Wärmepumpe etwas mehr als die Hälfte davon übernimmt. Der sommerliche Kühlbedarf ist auf rund 26.000 kWh pro Jahr veranschlagt.

Entscheidend bei dem Konzept ist ein intelligentes Energiemanagement. In mehrjähriger Arbeit entwickelte Widmann eine Software dafür. Diese greift auf eine Wettervorhersage über drei Tage zu, errechnet daraus den Wärme- und Kühlbedarf für das Gebäude und verwaltet die variable Regelung der Raumtemperaturen, die Nutzung von abschaltbaren Verbrauchern, die optimierte Beladung der Elektroautos sowie die Stabilisierung des autarken Stromnetzes. Das Unternehmen will damit auch vormachen, wie ein vernetztes und intelligentes Stromnetz funktionieren kann und will nun das autarke Gebäudekonzept als „EnFa – Die Energiefabrik“ vermarkten.

Immer mehr Eigenversorger

Nur wenige Unternehmen gehen in Deutschland bisher bei einer energieautarken Versorgung so weit wie Widmann. Doch immer mehr Firmen erzeugen zumindest einen Teil ihres Stroms selbst. Neben BHKW sind hier vor allem PV-Anlagen beliebt. So nahm Geiss in Oberfranken im September 2014 eine 99 kW starke PV-Anlage auf einer neuen Produktionshalle in Betrieb. Sie produziert jährlich rund 80 MWh Strom. 85 Prozent davon werden vor Ort verbraucht, der Rest ins öffentliche Stromnetz eingespeist.

Solar auch mit Umlage günstig

Aufgrund des Stromnetzanschlusses fällt die PV-Anlage unter die Regelungen des im August 2014 novellierten Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG). Dies bedeutet, dass für jede selbstverbrauchte Kilowattstunde Sonnenstrom eine anteilige Umlage von 30 Prozent fällig ist, in diesem Fall 1,8 Cent. Trotzdem ist der selbst erzeugte Solarstrom der Anlage mit rund 9 Cent/kWh laut Planer Horst Ebitsch weit günstiger als der Gewerbestrom vom Energieversorger. Das Unternehmen Geiss rechnet damit, auf diese Weise in den kommenden 20 Jahren mindestens 230.000 Euro Stromkosten zu vermeiden. Die Eigenkapitalrendite liege bei neun Prozent.

Pachten statt investieren

Für Unternehmen, die auf Eigenverbrauch setzen, ihr Kapital jedoch nicht durch langfristige Investitionen binden wollen, kann auch die Pacht interessant sein. Baywa Renewable Energy bietet dies seit kurzem an, plant, baut und finanziert daher für gewerbliche Kunden PV-Anlagen. Das pachtende Unternehmen stellt das Dach, ist Betreiber der Anlage und nutzt den größten Teil des Stroms selbst. Den Überschuss speist es ins Netz ein. Nach 20 Betriebsjahren kann der Pächter die Anlage übernehmen und im Eigenbetrieb weiter nutzen.

51.000 Euro Pacht pro Jahr verlangt Baywa bei einer Vertragslaufzeit von 18 Jahren für eine 499,8 kW starke PV-Dachanlage in Süddeutschland. 56.000 Euro kann ein Unternehmen jährlich an Stromkosten einsparen, bei einem jährlichen Strombrauch von 1.000.000 kWh, einem Strombezugspreis von 15,66 Cent/kWh netto und einer jährlichen Strompreissteigerung von zwei Prozent, rechnet Matthias Taft vor, der Vorsitzende der Geschäftsführung von Baywa Renewable Energy. Jüngst setzte der Landmaschinenhersteller Agco/Fendt in Marktoberdorf auf dieses Geschäftsmodell und betreibt auf einer Werkshalle eine gepachtete 675-kW-PV-Anlage. Den selbst erzeugten Strom nutzt er für die Traktorenproduktion.

Selbst erzeugte Prozesswärme

Auf die kostengünstige Energie vom eigenen Dach setzt auch die Auto­lackiererei Schulte in Meppen. 140 Quadratmeter solarthermische Vakuumröhren-Kollektoren liefern den Großteil der benötigten Prozesswärme. Das von der Sonne erhitzte Wasser wird in zwei je 5000 Liter großen Tanks gespeichert. Mit Hilfe von Wärmetauschern erwärmt es dann die Luft in der Lackieranlage auf die nötigen 23 °C und in der Trockenkammer auf 70 °C. Zusätzlich sorgt ein Rotations-Wärmetauscher auf dem Dach dafür, dass die Wärme der Abluft genutzt wird.

Nur wenn die gespeicherte Sonnenwärme nicht ausreicht, hilft ein Ölbrenner nach. Insgesamt kann das Unternehmen damit über 50 Prozent Energiekosten sparen. Dazu kommt eine attraktive staatliche Förderung. Bis zu 50 Prozent der Nettoinvestitionskosten von Anlagen zur Erzeugung solarer Prozesswärme in Industrie und Gewerbe werden derzeit vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) bezuschusst. Inklusive dieser Förderung amortisiert sich die Investition von Schulte innerhalb von sechs Jahren.

Den Trend zur dezentralen regenerativen Eigenversorgung unterstreicht auch eine Online-Befragung des Bundesverbands Mittelständische Wirtschaft Bayern vom Oktober 2014, an der sich 109 Unternehmen beteiligten. 81 Prozent der Befragten stimmten demnach der Aussage zu „Energie sollte in Zukunft so dezentral wie möglich erzeugt werden, und nur so zentral wie nötig“. Energieträger der Zukunft sind nach Ansicht der Unternehmen vor allem Solar- und Windenergie (je 86 Prozent), Wasserkraft (72 Prozent), Erdwärme (57 Prozent) und Biomasse (47 Prozent). 16 Prozent der befragten Unternehmen gaben an, in ihrem eigenen Unternehmen bereits selbst Strom zu produzieren.