Solarthermie im Gebäudeenergiegesetz

März 2023: Ganz Deutschland redet über über das Verbot von Gas- und Ölkesseln. Dabei ist im Entwurf für das Gebäudeenergiegesetz auch eine böse Überraschung versteckt, die ältere Sonnenkollektoranlagen betrifft:

㤠71e Anforderungen an solarthermische Anlagen
Wird eine solarthermische Anlage mit Flüssigkeiten als Wärmeträger genutzt, müssen die darin enthaltenen Kollektoren oder das System mit dem europäischen Prüfzeichen „Solar Keymark“ zertifiziert sein …“

Es ist gut und richtig, dass die Sonnenkollektoren von neu installierten Solarthermieanlagen nach Solar Keymark zertifiziert sein müssen.
https://solarkeymark.eu/

Das neue GEG darf aber nicht dazu führen, dass bereits in Betrieb befindliche Sonnenkollektoren nicht mehr für den EE-Anteil angerechnet werden dürfen (oder sogar stillgelegt werden müssen?), falls das zum Zeitpunkt der Installation gültige Solar Keymark zwischenzeitlich erloschen ist. Das betrifft viele Bestandsanlagen mit älteren Sonnenkollektoren, die nicht mehr am Markt angeboten werden und deshalb auch kein aktuell gültiges Solar Keymark Zertifikat mehr haben. Es darf nicht sein, dass solche Kollektoren, die weiterhin hervorragende Solarerträge liefern, abgebaut werden, nur weil sie ein formales Kriterium nicht erfüllen.

§ 71e muss klarstellen, dass für Solarthermie-Bestandsanlagen auch erloschene Solar Keymark Zertifikate anerkannt werden und dass ersatzweise durch einen Wärmemengenzähler im Solarkreis die Wirksamkeit der Installation nachgewiesen werden kann.

Eigentlich findet die Solarthermie im Entwurf für das neue Gebäudeenergiegesetz sehr positive Erwähnung gleich nach der Wärmepumpe:

Insbesondere der Nutzung der überall kostenlos verfügbaren erneuerbaren Umweltwärme mittels Wärmepumpen und Solarthermie wird dabei eine entscheidende Rolle zukommen.

Was dazu im Gesetz noch fehlt, ist eine einfache, niedrigschwellig anwendbare „Bierdeckel-Formel“, um den konkreten Solarthermie-Anteil einer Heizungsanlage zu bestimmen.

Die folgenden drei Parameter können im Zusammenhang mit der Sanierung einer Heizungsanlage mit Solarthermie als bekannt vorausgesetzt werden:

  • Heizlast (Pdesign) des Gebäudes in kW
  • jährlicher Kollektorertrag (GTY , nach Solar Keymark, Würzburg, 50 °C) der zu installierenden Kollektorfläche
  • jährliche Volllaststunden (HHE), festgelegt auf 2.066 jährliche Volllaststunden, was dem europäischen Regelwert zur Energieeffizienz entspricht.

So ergibt sich als einfache Formel:

Anteil Solarthermie = GTY / (Pdesign x HHE)

Damit geht sowohl die Qualität des baulichen Wärmeschutz wie auch die Effizienz des konkreten Sonnenkollektor-Produkts in die Berechnung ein, ohne für ein Bestandsgebäude den enormen Aufwand für eine vollständige Wärmebedarfsrechnung nach DIN V 18599 treiben zu müssen.

Bleibt zu hoffen, dass die Abgeordneten der Ampelregierung für diese Vorschläge aufgeschlossen sind, wenn das GEG im Bundestag beraten wird.

Effizienz von Heizsystemen

Immer wieder werden Infografiken durch die sozialen Netzwerke geschickt, die elektrische Wärmepumpen als effizienteste Heizungstechnik darstellen:
„Aus 100% Ökostrom wird 350% Wärme zum Heizen“.
Dagegen sei eine Gasbrennwertheizung auf Basis von grünem Synthesegas echte Energieverschwendung, weil durch die Umwandlungsverluste der Power-to-Gas Anlagen nur gute 60% der ursprünglichen Energie übrigbleiben. Perfiderweise stimmt die Story bei isolierter Betrachtung der Wärmepumpe und der Synthesegasherstellung sogar. Aber eben nicht bei ehrlicher Bilanzierung im Gesamtsystem.

  • Es wird noch lange dauern, bis Wärmepumpen zu jeder Stunde eines Jahres mit 100% Ökostrom betrieben werden können. Anfang 2021 erreichten Solarstrom und Wind eine ganze Woche lang zusammen nur 17% Anteil im Strommix (Quelle: energy-charts.info), und das obwohl im Schnitt des Jahres 2020 ihr Beitrag zur Stromerzeugung über 37% ausmachte. So gehört also einiger Optimismus dazu, wenigstens 50% der Stromversorgung für Wärmepumpen „frisch gepresst“ aus Photovoltaik und Windenergie zu erhalten. Die anderen 50% müssen den langen Weg über Power-to-Gas und Rückverstromung gehen, wobei nur 30% der ursprünglichen elektrischen Energie herauskommen.
  • Wer bei der Heizungserneuerung lediglich den Ölkessel gegen Gasbrennwerttechnik austauscht, verschenkt hohe Zuschüsse: 40% der anrechenbaren Kosten! Diese Fördergelder werden nur gezahlt, wenn dabei eine Solarthermieanlage für Warmwasserbereitung und Raumheizung entsteht, decken dann aber einen Großteil der Mehrkosten ab. Der Sonnenkollektor und die damit verbundene hocheffiziente Anlagentechnik sollten unter normalen Verhältnissen den Gasverbrauch um 40% reduzieren können.
  • Als dritter Weg steht auch der Anschluss an ein Wärmenetz offen, wenn ein solches vor Ort verfügbar ist oder in der Nachbarschaft organisiert werden kann. Seit Anfang 2021 gibt es abhängig vom Anteil erneuerbarer Energien in aus der Zentrale des konkreten Wärmenetzes im Normalfall wenigstens 30 Prozent, bei Austausch eines Ölkessels gegen einen Wärmenetzanschluss womöglich sogar 45 Prozent Zuschuss.

Wenn man für alle möglichen Varianten die Effizienz bezogen auf den eingesetzten Ökostrom berechnet, ergibt sich bei der Solarthermie Verblüffendes: Die Pumpe im Solarkreis braucht kaum mehr als 20 Watt und holt so mit einer Kilowattstunde elektrischer Hilfsenergie über 50 kWh Solarwärme in den Speicher. So werden aus 100% Strom über 5.000% Wärme.

Ob beim Umwandeln von überschüssigem Ökostrom in Synthesegas oder bei der Rückverstromung im Bedarfsfall, es entsteht jedes Mal Abwärme, die ohne zusätzlichen Strombedarf für Heizzwecke genutzt werden kann. So sind dekarbonisierte Wärmenetze auf Basis von Solarthermie, Abwärme und vielleicht auch mit Wärmepumpen die effizienteste Heiztechnik.

Für alle Nutzungspfade ergeben sich prozentuale Anteile der direkten und der indirekten, mehr oder weniger effizienten Nutzung von Ökostrom mit einer entsprechenden Gesamteffizienz. Um diese einfacher nachvollziehbar zu machen, habe ich sie in einer Infografik zusammengefasst:

Effizienz im Gesamtsystem

Dieselbe Grafik im PDF-Format hier

Ergebnis: Solarthermie mit Gasbrennwertkessel schneidet kaum schlechter ab als Luft-Wasser-Wärmepumpen. Klare Gewinner sind dekarbonisierte Wärmenetze.