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Spezielle Speichersysteme sollen helfen, den Strom aus Photovoltaik-Anlagen besser zu nutzen.

Klimaschutz

Gut fürs Gewissen – aber auch gut fürs Klima?

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Forscher der Berliner Hochschule für Wirtschaft und Technik untersuchen die Effekte von Haus-Stromspeichern.

Im vergangenen Jahr wurden in deutschen Solarstrom-Haushalten rund 100 000 Stromspeicher in den Kellern gezählt. Jetzt spricht die Branche schon von 125 000 derartigen Batteriesystemen. Mit dem Boom verbinden die meisten mehrere gute Gefühle: Sie versorgen sich selbst weitgehend mit Ökostrom, schlagen den Stromkonzernen ein Schnippchen – und all das ist noch gut fürs Klima.

Die ersten beiden Punkte lassen sich mehr oder weniger bestätigen, bei Punkt drei sind neuerdings Zweifel angebracht. Das zeigt die jüngst veröffentlichte „Stromspeicher-Inspektion 2019“ der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) in Berlin. In der neuerlichen Auflage ging die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW erstmals der Frage nach, ob und inwieweit sich durch das Speichern des Solarstroms auch die CO2-Emissionen verringern lassen.

Was auf den ersten Blick nicht infrage zu stehen scheint, ist in der Praxis des Stromsystems gar nicht so klar: Wird der erzeugte CO2-freie Ökostrom nicht sofort verbraucht, beruht der CO2-Spareffekt des Speichers darauf, dass der Stromverbrauch zeitlich verschoben wird. „Zur Mittagszeit, wenn viele Solarstromanlagen in das Netz einspeisen, sind die CO2-Emissionen des Strommix in Deutschland geringer sind als in den Abendstunden, wenn mehr konventionelle Kraftwerke im Einsatz sind“, erläutert HTW-Forscher Johannes Weniger den Effekt. „Eine Kilowattstunde Solarstrom, die also nicht zur Mittagszeit in das Netz eingespeist, sondern gespeichert wird und dann abends den Netzstrom ersetzt, kann dadurch mehr CO2-Emissionen einsparen.“

Vereinfacht gesagt: Abends oder nachts ersetzt der eigene Ökostrom aus dem Speicher einen fürs Klima „schmutzigeren“ Strom, als wenn der Ökostrom zur Mittagszeit genutzt wird. Aus dieser „Schmutz-Differenz“ ergibt sich die CO2-Einsparung, die durch die Nutzung des Stromspeichers zusätzlich zum unmittelbaren Effekt der Solaranlage möglich ist.

Generell zeige die Inspektion 2019 laut Weniger, dass das Speichern von Solarstrom die CO2-Emissionen in Deutschland verringern kann. Allerdings seien dafür einige Voraussetzungen nötig. So gilt es, sich einen hocheffizienten Speicher anzuschaffen. Der muss geringe Verluste beim Laden und bei der Abgabe des Stroms sowie im Stand-by-Betrieb haben. Hausstromspeicher sind nach Angaben der HTW-Forscher im Schnitt 2000 bis 4000 Stunden im Jahr völlig entladen. Im „leeren“ Zustand deckt der Speicher seinen Stand-by-Bedarf dann aber aus dem normalen Netz.

Bei einem Stand-by-Verbrauch um die 50 Watt können so 100 bis 200 Kilowattstunden pro Jahr zusammenkommen, die der Speicher aus dem deutschen Strommix bezieht und deren Erzeugung mehrere Dutzend Kilogramm CO2 verursacht. Die Forscher raten deshalb, darauf zu achten, dass ein Speicher im Stand-by nicht mehr als fünf Watt benötigt.

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„Wer beim Speicherkauf auf eine hohe Effizienz achtet, spart später nicht nur bares Geld, sondern tut auch dem Klima etwas Gutes“, resümiert Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW und Mitautor der Untersuchung. Wichtig sei ein Wirkungsgrad über 95 Prozent – sowohl beim Laden als auch beim Entladen des Batteriespeichers.

Bei der CO2-Bilanz sind die Unterschiede erheblich. Bezogen auf den Strommix 2017 fanden die Forscher heraus, dass ein sehr effizienter Stromspeicher jährlich bis zu 35 Kilogramm CO2 einspart, ein wenig effizientes System aber mehr als 90 Kilo zusätzliche CO2-Emissionen verursachen kann. So viel emittiert ein Mittelklasse-Pkw nach rund 700 Kilometern Fahrt.

Allerdings tragen auch Stromspeicher – wie die Batterien von Elektroautos – vom Start weg einen ökologischen Rucksack mit sich herum, der sich aus dem Ressourcen- und Energieaufwand für ihre Herstellung ergibt. Eine Analyse der Forschungsstelle für Energiewirtschaft in München kam zu dem Ergebnis, dass je Kilowattstunde Batteriekapazität – egal, ob die Batterie später in einem Haus-Stromspeicher oder in einem E-Auto landet – zwischen 62 und 212 Kilo CO2 entstehen.

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Selbst wenn der Solarstrom-Speicher hocheffizient ist, muss ein Batteriespeicher mindestens zehn Jahre betrieben werden, um die CO2-Emissionen aus der Produktion durch Einsparungen im Betrieb auszugleichen, schätzt Johannes Weniger von der HTW.

Auch wenn ein hundertprozentig erneuerbares Stromsystem ohne Speicher nicht denkbar ist: Wer vor allem CO2 einsparen will, sollte auf seinem Dach möglichst viel Solarstrom erzeugen und davon auch viel ins Netz einspeisen, raten Experten. Beim Verbrauch sollte man dann nicht allein aufs Speichern setzen, sondern auch den Bedarf flexibilisieren – also den Ökostrom dann nutzen – zum Beispiel die Waschmaschine oder den Backofen anwerfen – wenn viel davon verfügbar ist.

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