Es ist eine Paradoxie dieser Zeit, wie einige prominente Vertreter der Klimaschutzbewegung die drohende Gefahr der bereits einsetzenden Klimakatastrophe beschwören – aber zu ihrer Abwendung ausschließlich Strom aus Sonne und Wind gelten lassen.
Windräder und Photovoltaikanlagen stellen zweifellos die wichtigsten Bausteine der künftigen Energieversorgung dar. Nur geht ihr Ausbau aus technischen wie aus politischen Gründen viel zu langsam voran, um alleine damit noch vor 2035 den gesamten Energiebedarf zu decken. Vor allem im Wärmesektor gibt es aber viele Möglichkeiten, mit minimalem Einsatz elektrischer Energie sehr große Beiträge zur Dekarbonisierung zu liefern. Solarthermie, also Wärme aus „klassischen“ Sonnenkollektoren, und damit verbundene Effizienztechnologien können die Lücke schließen, die eine verschleppte Energiewende im Stromsektor gerissen hat.
Keine Energiewende ohne Solarwärme
Wer Klimaschutz ernst meint, kann Solarthermie-Anlagen für Warmwasser und Raumheizung nicht schlechtreden. Nichts gegen Photovoltaikanlagen, dafür gibt es neben dem Sonnenkollektor meistens noch viel freien Platz auf dem Dach. Nichts gegen Wärmepumpen, wenn diese auch im Winter noch wenigstens drei Kilowattstunden Wärme pro Kilowattstunde Strom produzieren. Leider ist das aber keine Selbstverständlichkeit, erst recht nicht bei der Umstellung alter Heizungsanlagen, und jede Kilowattstunde mehr Stromverbrauch erhöht zuerst einmal den Anteil fossiler Energien am Strommix.
Solarthermie ist: am Sommerabend ein durchgeladener Solarspeicher für wenigstens 48 Stunden voll-solare Wärmeversorgung
Optimale Wirtschaftlichkeit der „Faktor 2-Anlage“
Einfache Trinkwasser-Solaranlagen schaffen im Jahresschnitt immerhin rund 15% Einsparung. Das liegt aber weit unter dem Potenzial einer Sonnenkollektoranlage. Bei einer „Faktor-2-Anlage“, also Verdoppelung der Kollektorfläche gegenüber der einfachen Auslegung für die Trinkwassererwärmung, lassen sich pro Quadratmeter Kollektorfläche immer noch genauso viel Kilowattstunden Solarwärme herausholen wie bei den kleinen Anlagen. Das meiste davon fließt innerhalb weniger Stunden oder Tage in den Verbrauch für Trinkwassererwärmung und Heizung. Dafür ist im Einfamilienhaus ein Pufferspeicher in der genannten Dimensionierung zwischen 750 und 1.500 Liter Volumen erforderlich, mehr nicht. Auf dieser Basis ist im Hochsommer eine komfortable Volldeckung des Wärmebedarfs möglich, und dem Kessel bleibt viel energie- und materialverschleißender Teillastbetrieb erspart. Solche Anlagen kommen je nach Dämmstandard des Hauses auf 25 bis 50% solare Brennstoffeinsparung. Das ist nicht wenig. Und weil die Investkosten vorrangig in gut genutzte Kollektorfläche und effiziente Anlagentechnik fließen, ist es auch wirtschaftlich. Die im Januar 2020 drastisch verbesserte Förderung von BAFA und KfW wird vielen Projekten über die Schwelle der Wirtschaftlichkeit helfen.
Solarthermie ist: ein robustes, langlebiges und gleichzeitig effizientes Anlagenkonzept
Langzeitspeicherung mit gespartem Brennstoff
Nicht verbrauchter Brennstoff, ob Öl, Gas oder Holzpellets, ist nichts anderes als die wirtschaftlichste Form der Langzeitspeicherung von Energie. Im Gegensatz zu einem Wärmespeicher oder einer Batterie ist die Energiedichte enorm und es gibt praktisch keine Speicherverluste. Auf diese Weise genutzt, schafft die Solarthermie eine wichtige Voraussetzung, dass regenerativ gewonnene Brennstoffe – vor allem aus Wäldern und Power-To-Gas-Anlagen – mengenmäßig ausreichen könnten: für die Erzeugung von Strom während der „dunklen Flaute“, für den Verkehrsbereich, für die vielen kleinen brennstoffgespeisten Wärmeerzeuger, die es weiterhin in Einfamilienhäusern geben wird.
Solarthermie ist: mit der Sonne so viel Brennstoff sparen, dass es für den Winter reicht
Solarthermie ist effiziente Anlagentechnik
Dieses Prinzip muss man natürlich konsequent weiterdenken. Viele Häuser haben einfach kein einigermaßen nach Süden orientiertes Dach, und die meisten Mehrfamilienhäuser nicht einmal für die solare Trinkwassererwärmung genügend Dachfläche. Hier können aus Photovoltaikstrom gespeiste Wärmepumpen oder Elektro-Direktheizungen die Rolle des Kollektorkreises übernehmen und Wärme in eine Anlagenschaltung liefern, die weitgehend von der klassischen Solarthermie übernommen ist. Dadurch ist eine optimale Nutzung des thermischen Pufferspeichers gewährleistet, wobei hier die Stichworte Exergieoptimierung und Trinkwasserhygiene zu nennen sind.
Energiewende im Dreieck von Strom und Wärme und Brennstoff
Es ist höchste Zeit, Stromtarife anzubieten, die stromnetzweit einen Anreiz schaffen, Erzeugungsspitzen von Ökostrom (und vorrangig nur diese!) in eine thermische Nutzung abzuleiten. Wenn Norddeutschland den Gasverbrauch drosselt, indem es Windstrom in Power-to-Heat und Power-to-Gas umsetzt, müssen keine Stromleitungen in den Süden gebaut werden. Wenn in Süddeutschland die Solarthermie den Gasverbrauch reduziert, kann viel Gas in großen Kavernen zwischengespeichert werden. Über das Gasnetz steht dann ausreichend Energie zur Verfügung, um bei Bedarf Lastspitzen abzudecken. Dafür braucht es keinen Neubau von Gaskraftwerken, sondern Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die auf diese Weise ein optimaler Systempartner der Solarthermie werden.
Fazit: Eine Energiewende ohne Solarthermie ist möglich. Aber sie dauert länger, als uns nach der Logik von Fridays for Future noch an Zeit bleibt. Also müssen wir die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Solarthermie nutzen und bei der Energiewende nicht nur Strom, sondern auch die Brennstoffe aus erneuerbaren Quellen konsequent einbeziehen.