Nutzung von Solarthermie in Industrie und Gewerbe
Steigende Energiekosten stellen eine zentrale Bedrohung für den wirtschaftlichen Erfolg zahlreicher Unternehmen dar. Die Montage einer Photovoltaikanlage kann sich daher nicht nur im privaten Bereich schnell amortisieren, wenn sie die Energiekosten in zahlreichen Prozessabläufen deutlich reduziert. Geeignet ist die Solarthermie in Industrie und Gewerbe zum Beispiel bei der Vorwärmung, Trocknung, der Beheizung und Waschen. Am weitesten verbreitet sind die Anlagen bisher in der Tieraufzucht, Autoreinigung, Biomassetrocknung sowie bei sonstigen industriellen Reinigungs- und Waschprozessen. Das Potenzial wird hier allerdings noch lange nicht voll ausgeschöpft.
Wärmebedarf in Industrie und Gewerbe
Wie auch im privaten Bereich macht Wärme den größten Anteil des Gesamtenergiebedarfs aus. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht damit rund die Hälfte aller CO2-Emissionen in der Industrie bei der Wärmeerzeugung. Eine Umrüstung auf Solarenergie leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz.
Die größten Potenziale liegen dabei im Einsatz energieeffizienter Pumpen (5 Mrd. kWh), effizienter Beleuchtung (9 Mrd. kWh) und effizienter Lüftungs- (7 Mrd. kWh) und Druckluftsysteme (5 Mrd. kWh).
Rund ein Viertel des industriellen Energiebedarfs liegt dabei auf einem Niveau von weniger als 150°C und lässt sich dadurch einfach durch Solarthermie decken. Aufgrund von Informationsdefiziten und finanziellen Einschränkungen, die mit den Investitionen einhergehen, wird das wirtschaftliche Potenzial der Solarthermie bislang allerdings nicht vollständig ausgeschöpft – zumal mit modernen Anlagen auch höhere Temperaturen erzielt werden können.
Was ist Solarthermie?
Unter Solarthermie (abgekürzt ST) versteht man die Umwandlung der Sonnenenergie durch z. B. Thermische Solaranlagen in nutzbare thermische Energie. Anders als Photovoltaikanlagen, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln, nutzt Solarthermie die Wärme zur Heizungsunterstützung und/oder die Warmwasserbereitung.
Zur Nutzung der Solarthermie gibt es unterschiedliche Sonnenkollektoren, die als aktive Technologie beispielsweise Umwälzpumpen betreiben:
- Solarthermische Kollektoren ohne die Konzentration der Strahlung zur Anhebung der Temperatur:
Bei Flachkollektoren wird das Licht nicht gebündelt, sondern erwärmt eine flache Fläche, die wärmeleitend und mit Röhren durchzogen ist, in denen das Wärmeträgermedium fließt. Diese arbeiten bis ca. 80°C.
Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus zwei konzentrisch ineinander gebauten Glasröhren, zwischen denen ein Vakuum liegt, das die Übertragung der Strahlungsenergie ermöglicht, wobei sich in der inneren Röhre ein Wärmeübertragungsmedium befindet. Die Betriebstemperatur liegt bei ca. 150°C. - Solarthermische Kollektoren mit der Konzentration der Strahlung zur Anhebung der Temperatur:
Vakuumröhrenkollektoren können zudem mit einem Reflektor ausgestattet sein, der die Strahlung auf das Rohr konzentriert.
Parabolrinnenkollektoren nutzen die Fokussierung der Lichtstrahlen auf eine zentral verlaufende absorbierende Wärmeleitung. Sie erreichen Temperaturen bis zu 500°C, sodass hier Öle als Überträgermedien zum Einsatz kommen.
Mittels Solartürmen wird das Licht so stark gebündelt, dass Temperaturen von mehr als 1000°C erreicht werden können.
Kriterien zur Errichtung einer Photovoltaik oder Solarthermieanlage
Prinzipiell eignet sich eine Dachfläche dann zur Errichtung einer PV-Anlage, wenn die Statik es zulässt und im Optimalfall auch die Ausrichtung in Richtung Süden gegeben ist. Alternativ bieten sich neben dem Dach auch Freiflächen auf dem Gelände an, die sich zum Aufstellen von Solarmodulen eignen.
Der zweite wichtige Faktor ist die Finanzierung. Diese muss sichergestellt sein, auch wenn sie sich binnen weniger Jahre amortisieren und steuerlich abschreiben lassen. In vielen Fällen besteht hier die Möglichkeit, Fördermittel über die KfW oder auch über regionale Stellen in Anspruch zu nehmen. Wichtig ist hier lediglich, dass Sie den Antrag auf die Bezuschussung vor der Errichtung der Anlage stellen.
Anders als bei einem klassischen Photovoltaiksystem unterscheidet sich die Anlagentechnik einer Solarthermieanlage teilweise stark voneinander, sodass die Kosten von Kollektortyp, Systemverschaltung, Einbindung und auch dem gewählten Anbieter variieren können.
Anschaffungskosten einer Solarthermieanlage
Eine Solarthermieanlage besteht aus verschiedenen Bauteilen. Rund zwei Drittel der Kosten entfallen dabei auf die Solarthermie-Kollektoren, den Solarspeicher, die Pumpen sowie Zubauteile, wobei Flachkollektoren günstiger als Röhrenkollektoren sind. Das letzte Drittel der Kosten entfällt auf die Montage der Anlage.
Möchten Sie nicht selbst in die Errichtung einer Photovoltaikanlage investieren, bietet sich eventuell das Vermieten der Dachfläche an. Große Betreiber suchen immer wieder attraktive Dachflächen, die sie dann auch selbst betreiben. Der Nachteil: Sie erzielen keinerlei Gewinne oder Nutzen aus der Anlage.
Strom erzeugen - Rendite durch Photovoltaikanlagen in der Industrie
Neben der Nutzung von Solarthermie zur Wärmeerzeugung lässt sich Strom auch mit Photovoltaikanlagen erzeugen. Ist eine Anlage über eine Dauer von 20 Jahren in Betrieb, kostet der selbst erzeugte Strom nur noch 6-7 Cent je kWh, Reparatur- und Wartungskosten inklusive. Dieser eignet sich ebenfalls zur Erhitzung des Warmwassers. Grundsätzlich erzeugt ein Quadratmeter Kollektorfläche im Durchschnitt etwa 900-1.100 kWh jährlich, abzüglich der Wirkungsgradverluste und Wärmeverluste des Leitungssystems. Auch das Nutzungsverhalten und die Einbettung in das gesamte Energiesystem eines Unternehmens spielen eine Rolle, sodass sich die durchschnittlichen Erträge auf etwa 350 bis 500 kWh / m² reduzieren.
Doch nicht nur der Eigenverbrauch rechnet sich. Der durch Photovoltaikanlagen erzeugte Strom kann genauso gut in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Die Einspeisevergütung stellt dabei eine feste Größe dar, deren Rendite aktuell deutlich über dem Niveau anderer Geldanlagen liegt. Gleichzeitig ist die Investition vergleichsweise sicher, wie aus derzeitigen Vergütungssätzen hervorgeht, die über einen Zeitraum von 20 Jahren garantiert sind.
Einspeisevergütung in Cent/kWh | |||||
Inbetriebnahme | Dachanlage | Dachanlage | Dachanlage | Sonstige | über 100 kWp |
ab 01.01.2022 | 6,83 | 6,63 | 5,19 | 4,67 | Selbstverbrauch oder Direktvermarktung über Energiehändler |
ab 01.02.2022 | 6,73 | 6,53 | 5,11 | 4,60 | |
ab 01.03.2022 | 6,63 | 6,44 | 5,03 | 4,53 | |
ab 01.04.2022 | 6,53 | 6,34 | 4,96 | 4,46 | |
ab 01.05.2022 | 6,43 | 6,25 | 4,88 | 4,40 | |
ab 01.06.2022 | 6,34 | 6,15 | 4,81 | 4,33 | |
ab 01.07.2022 | 6,24 | 6,06 | 4,74 | 4,26 |
https://www.rechnerphotovoltaik.de/photovoltaik/unternehmen/firmen-gewerbe
Neben der direkten Rendite über die Stromerzeugung und -einspeisung kann eine Solaranlage auf dem Dach ganz nebenbei auch den Wert der Immobilie selbst steigern.
Beratung für die effiziente Nutzung von Solarthermie in der Industrie
Es gibt keine pauschale Optimallösung für die Nutzung von Sonnenenergie in der Industrie. Schließlich unterscheiden sich die baulichen Gegebenheiten ebenso wie der persönliche Energiebedarf, Installationskosten oder auch Fördermöglichkeiten. Um die optimale und damit effizienteste Lösung für Ihr Unternehmen zu ermitteln, empfiehlt sich die Beratung durch unsere Expert:innen mit langjähriger Expertise.