Für Unternehmen, die einen hohen Bedarf an Prozesswärme haben, ist es deutlich wirtschaftlicher, auf ein solarthermisches System zu setzen, statt weiterhin Erdgas zu nutzen. Denn ein passendes solarthermisches Kraftwerk hat sich nach drei bis acht Jahren amortisiert. Danach gibt es den solaren Anteil der Prozesswärme fast kostenlos, während bei der ausschließlichen Nutzung einer Erdgasanlage weiterhin Brennstoffkosten anfallen.
Förderung mit einbezogen
Das ist das Ergebnis einer Studie, die die Wissenschaftler:innen des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW Solar) erstellt haben. Die Amortisationszeit hängt dabei vor allem vom Solaranteil ab. Je höher dieser bis zu einem bestimmten Punkt ist, desto besser stellt sich die Wirtschaftlichkeit über die gesamte Lebensdauer der Anlagen dar.
So erreichen die Systeme die von den Wissenschaftler:innen berechnete Amortisationszeit bei einem Solaranteil an der Prozesswärme in Höhe von 50 Prozent. Dabei haben sie auch die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW), die vom BAFA bewilligt wird, mit einbezogen.
Solarthermie interessant für die Wirtschaft
Zusätzlich hängt die Amortisation der Anlage natürlich auch von den Temperaturen ab, die in den Prozessen gebraucht werden. „In der Studie konnten wir zeigen, dass die Solarthermie für Prozesswärme auch in Deutschland wirtschaftlich interessant ist“, resümiert Gregor Bern, Gruppenleiter Konzentrierende Systeme und Technologien am Fraunhofer ISE. „So kann sie einen relevanten Beitrag zur Wärmewende in der Industrie leisten und bietet gleichzeitig über die Lebenszeit eine gute Planbarkeit der Wärmegestehung.“
Fraunhofer ISE zeigt Wege zur Klimaneutralität in Deutschland
Verschiedene Szenarien durchgerechnet
Zur Ermittlung der Wirtschaftlichkeit solarthermischer Anlagen haben die Wissenschaftler:innen verschiedene Szenarien mit drei unterschiedlichen Technologien simuliert. Dies waren Anlagen mit Flachkollektoren, mit Vakuumröhrenkollektoren und mit Parabolrinnenkollektoren. Zudem haben sie die Berechnung für drei verschiedene Standorte (Bremen, Würzburg und Lindenberg im Allgäu) vorgenommen. Ermittelt wurden die Wärmegestehungskosten von Erdgasthermen und Hybridanlagen mit Solarthermie für die Temperaturbereiche 80 Grad Celsius, 120 Grad Celsius und 300 Grad Celsius, um auch den Einfluss verschiedener Temperaturbereiche mit abzudecken.
Wärme für 9,2 Cent pro Kilowattstunde
Das Ergebnis: In allen untersuchten Szenarien habe die Solarthermie die Systemkosten der Gesamtanlagen signifikant verringert. So hat die Simulation mit Parabolrinnenkollektoren am Standort Würzburg mit moderater Sonneneinstrahlung und einem Solaranteil von 50 Prozent durchschnittliche Wärmegestehungskosten von 9,2 Cent pro Kilowattstunde ergeben, wenn im Produktionsprozess durchschnittliche Temperaturen von 120 Grad Celsius gebraucht werden.
Ratgeber 2024: 222 Tipps für solaren Eigenstrom
Sinkt der Solaranteil auf 20 Prozent, würden die durchschnittlichen Wärmegestehungskosten 11,9 Cent pro Kilowattstunde betragen. Mit einer reinen Erdgasanlage würde der Betrieb aber seine Wärme für 14,10 Cent pro Kilowattstunde erzeugen. Dabei wurden die steigenden CO2-Kosten über eine Laufzeit von 25 Jahren einbezogen.
Der Solaranteil bedingt die Kosten mit
Alle untersuchten Szenarien haben ergeben, dass sich die Investition in eine solarthermische Anlage bei einem einem Solaranteil von bis zu 50 Prozent immer als wirtschaftlich erweist. Dabei gilt bis zu diesem Punkt: Je höher der Solaranteil ist, desto wirtschaftlicher ist das System. So verdoppelt die Erhöhung des Solaranteils von 20 auf 50 Prozent die Gesamtersparnis gegenüber einer reinen Erdgasanlage.
Privilegierung für Solarthermie, PV und Speicher gefordert
Darüber hinaus steigen die notwendigen Investitionen in die Solaranlage weiter an. Doch selbst wenn der Solaranteil über 50 Prozent liegt und die Amortisationszeiten teils deutlich länger sind, rechnen sich die Anlagen immer gegenüber einer reinen Erdgasanlage.
Wärmeproduktion zu stabil niedrigen Preisen
Dabei rechnen die Forscher:innen immer über eine Lebensdauer von 25 Jahren. „Der Einsatz solarer Prozesswärme macht sich für Unternehmen in Deutschland bezahlt – im Allgäu, wie auch in Bremen“, kommentiert Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des BSW Solar, die Studienergebnisse.
Stadtwerke München bohren tief: Neue Geothermieanlage soll 75.000 Bürger versorgen
Dadurch habe die Errichtung von Solarthermieanlagen gleich mehrere Vorteile: „Einmal installiert, bieten solarthermische Anlagen Versorgungssicherheit und produzieren CO2-freie Wärme zu sensationell niedrigen, schwankungsfreien Preisen, bei gleichzeitig minimalen Wartungs- und Instandhaltungskosten“, fasst Carsten Körnig die wichtigsten Vorteile zusammen.
Verlässlichen Rahmen beibehalten
Damit sich der Umstieg auf die solare Prozesswärme für die Betriebe tatsächlich lohnt, fordert der BSW Solar einen verlässlichen und ambitionierteren Pfad zur CO2-Bepreisung. Auch eine verstärkte Kommunikation der zu erwartenden Entwicklungen der CO2-Bepreisung sei notwendig, um die langfristige Wirtschaftlichkeit für die Industrie transparent zu machen.
Niedersächsische Energiewirtschaft fordert stabilen überparteilichen Energiewendekonsens im Bund
Zudem müsse eine unterbrechungsfreie Weiterführung der EEW-Förderung in den nächsten Jahren gewährleistet werden. Diese sei notwendig, um die gegenüber fossilen Wärmequellen vergleichsweise hohen Anfangsinvestitionen zu dämpfen. Ergänzt werden solle die Förderung durch kurze steuerliche Abschreibungsmöglichkeiten, fordert der Solarverband. (su)
