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Um die Frage zu beantworten, ob man Energie-Autarkie mit Solar erreichen kann, sollte man zuerst die Frage stellen, was Autarkie denn überhaupt bedeutet? Laut Wikipedia bedeutet Autarkie: «Autarkie ist die wirtschaftliche Unabhängigkeit eines Privathaushalts […] die vollständige oder teilweise Selbstversorgung mit Gütern und Dienstleistungen.» Soll also eine komplette Energie-Autarkie erreicht werden, würde dies bedeuten, die Energie für Strom, Heizung, Mobilität selbst zu erzeugen (oder einzusparen) – und das am Besten in der eigenen Liegenschaft.
Im weiteren Sinne dürfte man aber auch keinerlei Produkte konsumieren, die von anderen mit irgendeiner Art von Energie hergestellt würden – das klingt dann doch ziemlich unrealistisch. Bleiben wir also erst auf der realistischen Seite.
Energie-Autarkie mit Solar? Strom
Kann man Autarkie in der Stromversorgung erreichen? Vereinfacht gesagt würde dies bedeuten, dass kein Stromkabel vom öffentlichen Netz an die Immobilie angeschlossen ist. D.h. der konsumierte Strom müsste komplett und jederzeit auf dem eigenen Grundstück erzeugt werden. Dies kann man erreichen, bei einem niedrigen Verbrauch in Kombination mit einer grossen Solaranlage und einer grossen Batterie.
Nehmen wir als Beispiel (die folgenden Berechnungen habe ich mit den Solarrechner von Energie Schweiz durchgeführt) einen Jahresverbrauch von 1’000 kWh (dies kann als extrem niedriger Verbrauch einer Familie, oder als eher niedriger Verbrauch einer einzelnen Person angesehen werden). In Kombination mit einer grosszügig bemessenen 10 kW-Solaranlage (die in Summe ca. 10 mal mehr Strom produziert als benötigt) und einer ebenfalls grosszügig bemessenen Solar-Batterie mit einem Energieinhalt von 10 kWh ergibt sich eine Autarkie von ca. 99%. D.h. 99% des verbrauchten Stromes würde von der eigenen Solaranlage geliefert.
Aber wieso hat man keine 100% Autarkie, da doch die Solaranlage 10mal soviel Strom produziert wie benötigt? Der Grund ist die fehlende Gleichzeitigkeit von Stromproduktion (dann wenn die Sonne scheint) und Verbrauch (dann wenn Strom benötigt wird).
Mittels Batterie kann diese Überschussenergie zwar zwischengespeichert werden. Aber für den Fall einer länger anhaltenden Schlechtwetterperiode im Winter mit gleichzeitig höherem Strombedarf für Licht müsste die Batterie noch grosszügiger dimensioniert werden. Erst ab einer Batteriegrösse von 18kWh wäre die Autarkie bei 100%. Allerdings sollte noch angemerkt werden, dass die Amortisationszeit einer solchen Anlage bei 69 Jahren liegt. D.h. die Solaranlage wird sich während ihrer Lebenszeit wohl nicht rentieren!
Die bessere Alternative wäre, das eigene Verbrauchsverhalten stärker an die Stromproduktion resp. den Energieinhalt der Batterie anzupassen. Aber natürlich ist es unrealistisch, dies z.B. einen ganzen Winter durchhalten zu können, wenn der Bedarf für Licht z.B. deutlich höher ist als im Sommer. Dennoch könnte Autarkie so eher erreicht werden. Aber um es deutlich zu sagen: 100% Stromautarkie ist bereits recht schwierig zu erreichen und in den allermeisten Fällen nicht machbar.
Und wie sieht es bei der Heizung mit der Autarkie aus?
Als Faustregel kann man davon ausgehen, dass es sich bei zwei Drittel der in einem Haus verbrauchten Energie um Heizenergie handelt. Das allein zeigt schon, dass Autarkie hier noch schwieriger zu erreichen ist als im Strombereich.
Autarkie im Heizbereich würde bedeuten, dass man kein Öl und kein Gas von ausserhalb bezieht. Wenn man nicht gerade in einem Wald mit genügend Holz wohnt, reduziert sich damit die autarke Versorgung mit Heizenergie auf die Sonnenenergie oder auf die Nutzung der Umgebungswärme mittels Wärmepumpen.
Um es kurz zu sagen: die komplett autarke Heizung mit einer PV-Anlage ist eher nicht realistisch. Denn eine PV-Anlage produziert just dann am wenigsten Strom (im sonnenarmen Winter), wenn der Bedarf an Heizenergie am grössten ist. Und Batterien sind nur dazu ausgelegt, um Strom vom Tag in die Nacht zu transferieren. Für einen Transfer von Sonnenenergie von dem Sommer in den Winter sind sie viel zu teuer.
Vielversprechender ist hier eine Lösung der solaren Wärme. Der Hauptvorteil dabei ist, dass sich Wärme deutlich besser und günstiger speichern lässt als Strom. Es gibt heute bereits vereinzelte Anlagen, wo Sonnenwärme unterirdisch in einem Reservoir gespeichert wird. Mit dieser Wärme kann dann im Winter geheizt werden. Im Moment steht einer grossflächigen Verbreitung hier aber der Preis entgegen. Zudem sind die erheblichen räumlichen Bedürfnisse (für Solarkollektoren als auch für Wärmespeicher) in vielen Fällen nicht gegeben.
Aber mit der E-Mobilität gibt es doch für die Mobilität eine Lösung, oder?
Ja, die E-Mobilität ist eine vielversprechende Lösung, um in der Mobilität autark(er) zu werden. Die Elektroautos können zu Hause mit überschüssigem Strom aus der Solaranlage geladen werden. Die Batterie im Elektroauto kann darüberhinaus (theoretisch) als Energiespeicher für zu Hause genutzt werden.
Leider ist die Realität aber noch nicht so weit. Stand heute haben die Automobilhersteller die Batterien in den Fahrzeugen noch nicht so ausgelegt, dass der Strom wieder ins Haus zurück gespeist werden kann. Aber gehen wir davon aus, dass die Automobilhersteller diese Funktion in Zukunft freigeben. Elektroautos mit grossen Batterien haben heute einen Energieinhalt von ca. 50 kWh.
Elektroautos mit grossen Batterien sind leider zumeist auch Elektroautos mit einem hohen Verbrauch von (je nach Fahrweise) 15 bis 20 kWh pro 100 Kilometer. (E-Kleinautos verbrauchen nur 10 kWh/ 100 km). Oft werden Autos nicht mehr als 30 Kilometer pro Tag bewegt. D.h. für diese Fahrstrecke benötigt man ca. 5 kWh, eine Energiemenge die von einer 5 kW-Solaranlage bei günstigen Bedingungen in einer Stunde erzeugt werden.
Bei solchen geringen Kilometerleistungen ist die Mobilitätsautarkie sehr realistisch. Bei längeren regelmässigen Fahrten oder auch bei der langen Urlaubsreise stösst man jedoch an die Grenzen der Autarkie und wird unterwegs nachladen müssen.
Aber Plus-Energie-Häuser erreichen doch Energie-Autarkie mit Solar, oder etwa nicht?
Sogenannte Plus-Energie-Häuser erzeugen in der Liegenschaft selbst mehr Energie, als von aussen zugeführt wird. Sie erreichen dies, indem solche Häuser hocheffizient gedämmt sind, um den Verbrauch an Heizenergie niedrig zu halten. Zudem sind viele energiesparende Technologien verbaut, wie z.B. sparsame LED-Lampen oder Elektrogeräte der A+++ Effizienzklasse.
Aber dennoch sind diese Häuser ans Stromnetz angeschlossen. Wieso denn das, wenn sie mehr Energie produzieren als sie verbrauchen? Nun, Solaranlagen produzieren den Strom nicht unbedingt dann, wenn er benötigt wird, sondern wenn die Sonne scheint. Dies bedeutet, dass auch Plus-Energie-Häuser in sonnenarmen Zeiten auf eine Stromlieferung von aussen angewiesen sind. Und dies, obwohl sie über das ganze Jahr betrachtet mehr Energie produzieren, als sie benötigen.
Von daher sind (die allermeisten) Plus-Energie-Häuser nicht energie-autark. Um solche Häuser energie-autark zu gestalten, sind zumeist noch technische Einrichtungen notwendig, um den Stromverbrauch stärker an die Stromproduktion anzukoppeln (z.B. die Waschmaschine dann betreiben, wenn die Sonne scheint).
Fazit: kann man Energie-Autarkie mit Solar erreichen?
Eine Energie-Autarkie mit Solar im strengen Sinne ist in der Schweiz wegen des generell hohen Energiebedarfs für Strom und Wärme eher schwer umzusetzen. Die gute Nachricht ist: mit einer Solaranlage steigert man die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz. Und mit einer Batterie kann man diese Unabhängigkeit noch weiter steigern. Will man aber wirklich als energetischer Selbstversorger leben, so erfordert dies technische Anstrengungen und Anstrengungen in der Lebenshaltung, die darüber hinaus gehen. Aber auch hier die gute Nachricht: es wird momentan eifrig daran gearbeitet, die Autarkie weiter voran zu treiben. Sind wir gespannt, wie weit diese Anstrengungen noch gedeihen! Lass‘ und doch von Deinen Autarkie-Erfahrungen in der Facebook-Gruppe Photovoltaik Schweiz der Schweizer Photovoltaik Community hören.