Plus-Energie-Bilanz durch den Einsatz erneuerbarer Energien

Am Beispiel eines Einfamilienhauses soll die Plus-Energie-Bilanz in Verbindung mit dem Einsatz von Photovoltaik dargestellt werden. Das Diagramm in der Abbildung oben zeigt den Primärenergiebedarf des Gebäudes, das bei einem Heizwärmebedarf von 15 kWh/m²a und einer Versorgung durch eine Flüssiggas-Brennwerttherme einen eher ungünstigen Primärenergiefaktor für die Wärmebereitstellung aufweist. Die Warmwasserbereitung wird in diesem Fall solarthermisch unterstützt mit einem solaren Deckungsgrad von 60 %. Der Haushaltsstromverbrauch ist optimiert auf einen Wert von etwa 1.500 kWh/a. Die tatsächlich eingebaute PV-Anlage mit 14 kW_peak erzeugt trotz Abzügen für die Monatsbilanzierung deutlich mehr als das Doppelte des Primärenergiebedarfs für den Betrieb des Gebäudes. Bilanziell ist die Elektromobilität ebenso durch die Plus-Energie-Bilanz abgedeckt wie die Graue Energie für die Erstellung des Gebäudes. Der Bauherr hat sich noch den Luxus eines 4.000-Liter-Flüssiggastanks geleistet, der ihn heizungsmäßig für 15 Jahre autonom hält. Das Gebäude ist selbstverständlich mit dem Stromnetz verbunden.

Solarthermie (Lernfeld Grundlagen Solarthermie und Solares Kühlen): Solarthermie kann einen wesentlichen Beitrag zur Versorgung eines Gebäudes im Bereich der Warmwasserversorgung mit erneuerbaren Energien beitragen. Je nach Auslegung der Anlage sind das zwischen 40 bis gegebenenfalls über 60 Prozent der erforderlichen Energie für die Warmwasserbereitung. Das Spannungsverhältnis zu Photovoltaik sowie die eher ungünstige Situation bei Effizienzhäusern hinsichtlich der Heizungseinbindung wurden bereits weiter oben beschrieben.

Biomasse (Lernfeld Biomasseverbrennungstechnologien): Ebenfalls im vorletzten Kapitel werden Angaben zur Biomasseheizung gemacht. In ländlichen Gebieten ist die Nutzung von Biomasse zur Beheizung von Einfamilienhäusern durchaus zu empfehlen, wenn die Anlagen hinsichtlich der Emissionen optimiert sind und insbesondere wenn die Bereitstellung der Biomasse nachhaltig in die Umgebung integriert ist. In verdichteten Gebieten sollte bedacht werden, dass Anlagen hinsichtlich der Rauchgasreinigung optimiert ausgeführt werden müssen. Darüber hinaus sollte die Kopplung von Kraft und Wärme angestrebt werden, das heißt, die Anlagen sollten als Biomasse-Heizkraftanlagen erstellt werden. Das ist aber nur bei Nah- oder Fernwärmenetzen sinnvoll durchführbar und im kleinteiligen Bereich eher aufwendig.

Windkraft (Lernfeld Grundlagen der Windkraft): Windkraftanlagen werden im Allgemeinen als Anlagen im Megawattbereich errichtet und erzielen auf diesem Weg eine hohe Wirtschaftlichkeit. Je Quadratmeter Rotorfläche ernten sie bei hohen Nabenhöhen und einer daraus resultierenden Windgeschwindigkeit von 8 m/s über 1.000 kWh/a. Kleine Windkraftanlagen werden von zahlreichen Firmen angeboten. Da sie jedoch in geringer Höhe montiert werden und es in Wohngebieten nur in Ausnahmesituationen sehr ertragreiche Windsituationen gibt, ist der Ertrag deutlich geringer. Der Ertrag steigt mit der Windgeschwindigkeit in der dritten Potenz. Beträgt die Windgeschwindigkeit 5 m/s, so wird der Ertrag mit einem Faktor von 5*5*5 = 125 ermittelt. Liegt die Windgeschwindigkeit jedoch nur bei 3 m/s, was in den meisten Wohngebieten selbst bei einer Nabenhöhe von 10 m einen eher optimistischen Wert darstellt, so liegt der Faktor bei 3*3*3 = 27. Pro m² Rotorfläche ernten kleine Windkraftanlagen bei 3 m/s nur etwa 50 kWh/a.

Die Erträge von gebauten Windrädern liegen meist deutlich niedriger als von den BauherrInnen auf Grundlage der Herstellerangaben erwartet. Zudem gibt es zahlreiche Hürden bei der Erstellung einer solchen Anlage. Zunächst ist sie im Allgemeinen genehmigungspflichtig. NachbarInnen werden weder von hohen Masten noch von den potenziellen Geräuschen, die nur bedingt auszuschließen sind, begeistert sein. Wenn die Anlage auf dem Haus errichtet wird, muss mit Übertragungsgeräuschen gerechnet werden, die nur schwierig zu unterbinden sind.