Lohnen sich 15 Kilowatt-Photovoltaik-Anlagen nur mit Batteriespeichern?

Schaut man sich die gängigen Klimaschutz- und Energiewendeszenarien an, kann einem schwindlig werden. Deutschland benötigt innerhalb der nächsten 20 Jahre rund noch einmal das Achtfache der derzeit installierten Photovoltaik-Leistung. Je größer die Dachanlagen sind, umso weniger unbebaute Fläche wird dafür benötigt. Von daher lässt sich recht unbestritten behaupten, dass es sinnvoll ist, Dächer „voll zu machen“ und die Photovoltaik-Dachanlagen darauf so groß wie möglich zu dimensionieren. Bisher ließ sich das auch ökonomisch für den einzelnen rechtfertigen. Mit Eigenverbrauch und Einspeisevergütung rechnen sich solche Anlagen in der Regel. Das Bonner Marktforschungsinstitut EUPD Research hat nun darauf hingewiesen, dass durch steigende Kosten für die Installation einer Photovoltaik-Anlage und gleichzeitig fallenden Einspeisevergütungen für den Solarstrom die Rentabilität sinkt.

Doch was bedeutet das? EUPD Research hat in der von einem Batteriespeicherhersteller finanzierten Studie die Aussage getroffen, dass nur Batteriespeicher die Rentabilität solche Anlagen sichern würden. Die Ergebnisse von Renditerechnungen hängen jedoch sehr stark von Annahmen zu den Parametern ab, die sich von Einzelfall zu Einzelfall beträchtlich unterscheiden. Daher haben unsere Leserinnen und Leser diese Meldung scharf kritisiert, zumal EUPD Research die Berechnungsparameter nicht alle mitveröffentlicht hat. Das haben die Bonner Marktforscher inzwischen getan, so dass sich deren Aussage nun besser einschätzen lässt.

Photovoltaik-Anlage ohne Batteriespeicher

Zunächst die Frage, ob sich eine mit 15 Kilowatt Leistung für ein Einfamilienhaus relativ große Photovoltaik-Anlage ohne Batteriespeicher noch rechnet.

Die Einspeisevergütung ist gesetzlich geregelt und liegt für Anlagen, die im Juli in Betrieb gegangen sind, mit rund 7,4 Cent pro Kilowattstunde für 20 Jahre fest. Nicht fest steht der solare Eigenverbrauch. EUPD Research nimmt einen Haushalt an, der mit Wärmepumpe heizt und zwei Elektroautos besitzt, die tagsüber meist nicht beim Haus geparkt sind. Dann hat der Haushalt vielleicht 12.000 Kilowattstunden Stromverbrauch (typische Werte: 4.000 Kilowattstunden Haushalt, 4.000 Kilowattstunden Wärmepumpe, 4.000 Kilowattstunden Elektroautos mit einer Fahrleistung von 22.000 Kilometern). Die Marktforscher nehmen auf Basis von analysierten Lastprofilen an, dass ohne Batteriespeicher in diesem Fall 30 Prozent oder 4.300 Kilowattstunden des selbst erzeugten Stromes direkt verbraucht werden, so dass die entsprechenden Stromkosten gespart werden. Die Projektrendite beträgt nach ihren Berechnungen dann 1,7 Prozent. Das ist die Rendite nicht bezogen auf das Eigenkapital, sondern auf die Invesitionskosten, bei der aber die Finanzierungskosten mit eingerechnet werden (Parameter siehe Infokasten).

Bei diesen Parametern lohnt sich also auch eine 15 Kilowatt-Anlage ohne Speicher, wenngleich die Rendite gering ist. Rechnet man mit den gleichen Parametern beim Renditerechner der Stiftung Warentest nach, ist das Ergebnis ebenfalls positiv. Danach erreicht man eine Rendite von 4 Prozent (Rechnung mit Umsatzsteuer, ohne Einkommenssteuer, ohne Finanzierungskosten).

Parameter, die EUPD für die Berechnung nutzt:

15 kWp PV-Anlage: 960 kWh/kWp Sonneneinstrahlung; 1300 Euro/ kWp (netto inkl. Installation) Systemkosten, 1,5% Betriebskosten; 2,0% Inflation; 100% Fremdkapital, 2,0% Fremdkapital-Zins; Degradation der Anlage 0,25 Prozent/ Jahr

15 kWh Speicher: 600 Euro/kWh (netto inkl. Installation) Systemkosten, 85% Systemeffizienz, 1,0% Betriebskosten, 2,0% Inflation, 100% Fremdkapital, 2,0% Fremdkapital-Zins

Strompreis: 22,7 Cent/kWh (Anteil Arbeitspreis netto); 1,0% Strompreisanstieg pro Jahr

Haushalt: Heizung mit Wärmepumpe und zwei Elektroautos; bei 12.000 Kilowattstunden Stromverbrauch pro Jahr Eigenverbrauchsanteil ohne Speicher 30 Prozent; Eigenverbrauchsanteil mit Speicher 65 Prozent

Ein Blick auf die Details zeigt, wie sich einzelne Parameter am Ende wirklich auf den Geldbeutel auswirken. Nach dem Rechner der Stiftung Warentest liegen die jährlichen Einnahmen bei rund 1.420 Euro. Einer der unsichereren Parameter ist der tatsächliche Eigenverbrauch, den man am Ende über 20 Jahre erreicht. Nimmt man an, dass der Eigenverbrauchsanteil 5 Prozentpunkte niedriger und damit statt bei 30 Prozent bei 25 Prozent liegt, reduziert sich die Rendite von 4 auf 3 Prozent, die jährlichen Einnahmen verringern sich aber nur auf 1300 Euro.

Als Eigenheimbesitzer muss man sich überlegen, ob man vor diesem Hintergrund von einem Prozentpunkt Rendite mehr oder weniger die Investitionsentscheidung abhängig macht, falls der eine Rechner eine höhere Eigenverbrauchsquote annimmt als der andere. Ähnlich unsicher ist die Einschätzung, wie sich die Stromkosten entwickeln werden.

Einen großen Einfluss auf die Rendite haben auch die Investitionskosten. Sie lassen sich aus den Angeboten der Installationsbetriebe ablesen. Die Annahme, die Photovoltaik-Anlage kostet 1300 Euro pro Kilowattpeak, also 19.500 Euro insgesamt, stammt aus der Markterhebung von EUPD Research. Wenn man die Anlage jedoch für 1.200 Euro pro Kilowattpeak bekommt, steigt nach dem Stiftung Warentest-Rechner die Rendite bereits von 4 auf 5,2 Prozent. Am Ende geht es aber im Vergleich zu anderen Ausgaben rund ums Haus aber auch hier nicht um viel Geld, sondern um vergleichsweise wenige 100 Euro mehr oder weniger pro Jahr.

Photovoltaik-Anlage mit Batteriespeicher

Wie sieht es nun aus, wenn man zusätzlich einen Batteriespeicher installiert? EUPD Research nimmt auf Basis seiner Markterhebungen an, dass die Kilowattstunde Speicherkapazität derzeit durchschnittlich 600 Euro kostet. Mit 15 Kilowattstunden steigt nach den angenommen Lastprofilen der Eigenverbrauch auf 65 Prozent. Das wären 9.360 Kilowattstunden von den 12.000 Kilowattstunden Stromverbrauch. Die Rendite steigt nach EUPD Research dadurch von 1,7 Prozent auf 2,6 Prozent. Mit ähnlichen Parametern steigt sie bei Stiftung Warentest von 4 auf 4,15 Prozent (einige Parameter wie die zu den Wartungskosten lassen sich in der Eingabemaske nicht genauso eingeben).

In beiden Rechnungen erhöht der Batteriespeicher also die Rendite im Vergleich zu einer Anlage ohne Batteriespeicher. Allerdings gilt das nur für die angenommenen Parameter. Sollte sich der Eigenverbrauch etwa nur auf 60 statt auf 65 Prozent erhöhen, etwa weil eines der Autos öfter auswärts lädt, liegt nach Stiftung Warentest die Rendite nur bei 3,5 Prozent und damit niedriger als bei der Anlage ohne Batteriespeicher. Aber auch hier gilt, wie im Fall der Anlage ohne Speicher, die tatsächlichen Auswirkungen dieser Unterschiede auf den Geldbeutel von Häuslebauern sind vergleichsweise gering.

Grundsätzlich dürfte das Beispiel interessant sein, weil es zeigt, wann Batteriespeicher die Rendite erhöhen können. In diesem Fall funktioniert das, weil bei den getroffenen Annahmen pro Jahr rund 5000 Kilowattstunden über den Speicher gewälzt werden ((65 Prozent minus 30 Prozent) mal Jahreserzeugung ). Das sind 336 Vollzyklen pro Jahr. Außerdem nimmt EUPD Research an, dass die Speicher und die Elektronik 20 Jahre lang halten, da die maximale Zyklenzahl, die Hersteller angeben, in 20 Jahren nicht meist erreicht werde, so EUPD Geschäftsführer Martin Ammon. Es ist aber unklar, ob die Systeme wirklich so lange halten. Garantien geben die meisten Hersteller über zehn Jahre.

Beide Annahmen sind nicht unmöglich, begünstigen aber die Rentabilität des Speichers. Denn die ein- und ausgespeicherte Kilowattstunde Solarstrom wird umso günstiger, umso größer die Gesamtzyklenzahl (Jahres-Vollzyklen mal Lebensdauer) ist. In der pv magazine Heimspeicherübersicht sind sie für viele Systeme für 300 Jahreszyklen und einmal für 10 Jahre, wie sie von den meisten Herstellern garantiert werden, und einmal für die angegebene Zyklenzahl zu finden.

Oft nimmt man in Deutschland aber nur 250 Zyklen pro Jahr an, da im Winter die solare Erzeugung geringer wird. Allerdings reicht bei einer 15 Kilowatt-Anlage auch der durchschnittliche Ertrag an einem Dezembertag (in diesem Fall rund 16 Kilowattstunden), um den Speicher einmal voll zu machen. Martin Ammon rechnet daher damit, dass im Mittel auch im Winter 0,5 bis 0,7 Zyklen pro Tag erreicht werden. Im Sommer sei sogar mehr als ein Zyklus pro Tag möglich, wenn erst das eine Elektroauto tagsüber aus Photovoltaik-Anlage und Speicher (damit es schneller geht) und danach das zweite Elektroauto geladen wird.

Fazit

In dem Beispiel, das EUPD Research als Begründung der Aussage der letzten Pressemeldung gibt, erwirtschaftet der Speicher also wirklich eine positive Rendite, so dass sich die Photovoltaik-Anlage mit Speicher schneller rentiert als eine solche Anlage ohne Speicher. Das Ergebnis hängt aber sehr von den angenommenen Kosten und Parametern ab und davon, welcher Eigenverbrauchsanteil wirklich erreicht wird. Der Haushalt mit zwei Elektroautos, die vorwiegend abends laden, ist in dieser Hinsicht optimal für die Refinanzierung des Batteriespeichers. In vielen anderen Beispielen und bei einer Dimensionierung, die nicht genau zu diesem Lastprofil passt, dürfte das Ergebnis anders ausfallen und der Batteriespeicher die Rendite reduzieren.

Die Photovoltaik-Anlage erreicht in dem EUPD Research-Beispiel auch ohne Speicher schwarze Zahlen, so dass die Überschrift der ursprünglichen pv magazine-Meldung nicht korrekt ist. Mit Vorbehalt dürfte grundsätzlich gelten, dass sich eine Photovoltaik-Anlage ohne Speicher rechnet, wenn der Eigenverbrauchsanteil 25 oder 30 Prozent überschreitet. Wenn man sie günstiger bekommt als für den von EUPD Research gefundenen Mittelwert auch bei geringerem Eigenverbrauch. Die Schere, die sich durch steigende Preise und sinkende Einspeisevergütung auftut und auf die die Marktforscher hinweisen, ist trotzdem problematisch. Insbesondere für größere Gewerbe-Dachanlagen, bei denen nur geringere Eigenverbrauchsquoten erreicht werden.

Grundsätzlich ist die Fokussierung auf solche Renditerechnungen bei Einfamilienhäusern schwierig. Die Unterschiede in absoluten Euros sind oft gering und es spielen Parameter eine Rolle, die schwer abzuschätzen oder vorhersehbar sind. Wer weiß schon, welches Fahr- und Ladeverhalten man in 15 Jahren hat, was Solarstrom dann wert sein wird und wie lange die Solaranlage über die angenommenen 20 Jahre hinaushält.

Wenn man sich beim Kauf damit begnügt, dass man etwas Gutes für die Energiewende tut, hat man die Wissenschaft jedoch eindeutig auf seiner Seite. Das gilt nicht nur in Bezug auf die Photovoltaik-Anlage, sondern auch für Batteriespeicher. Im neusten Energiewende-Szenario des Fraunhofer ISE sind bis 2045 insgesamt 180 Gigawatt Batteriespeicher ökonomisch sinnvoll und nötig und die Forscher nehmen an, dass davon 120 Gigawatt als Heimspeicher gebaut werden. Das sind rund 60 mal so viele wie derzeit installiert sind.

Batteriespeicher-Hintergrund und Produkt-Überblick

Der ausführliche Artikel zur Marktübersicht Heimspeicher in der Juniausgabe des pv magazine ordnet die Ergebnisse ein und gibt Hinweise, worauf man achten sollte. Die layoutete Überblickstabelle, die im Magazinartikel enthalten ist, erlaubt ein einfacheres Navigieren durch die Online-Datenbank. Sie enthält Angaben zur Größe, zu Notstromoptionen, zur Wallboxsteuerung und zu den möglichen Speicherstromkosten mit dem jeweiligen Produkt und erlaubt einen einfachen Vergleich.

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