Für Menschen, denen der Umweltschutz am Herzen liegt, ist die Vorstellung, wertvollen Strom zum Heizen einzusetzen, verpönt. Diese Haltung fusst aber auf dem zu Recht gefestigten schlechten Ruf von alten Technologien. In der Tat war die Kombination aus mit Kohle produziertem Strom und ineffizienten Elektroheizungen eine Umweltsünde ohnegleichen. Wird der Strom aber, wie heute bereits weit verbreitet, auf dem eigenen Dach mittels einer Photovoltaikanlage erzeugt und dann mit Unterstützung einer Wärmepumpe in Wärme umgewandelt, steht einem Ersatz fossil produzierter Wärme kein ökologisches Bedenken mehr im Weg.

In der Tat: Dank der Preisentwicklung bei Photovoltaikmodulen und der Fortschritte in der Wärmepumpentechnik, kann sich für Hauseigentümer inzwischen der Einsatz von Strom zur Abdeckung des Heiz- und Warmwasserbedarfs sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich als sinnvoll erweisen. Nebenbei werden dadurch die Eigenverbrauchsquoten aus der eigenen PV-Anlage gesteigert und die Stromnetze entlastet. 

Marktentwicklung spricht für Photovoltaik

Der direkte Marktvergleich spricht jedenfalls eine eindeutige Sprache. Solarthermische Module erleiden seit Jahren Absatzverluste und die jährliche neuinstallierte Fläche ist seit 2009 in Europa um ganze 10 Prozent zurückgegangen. Parallel zum Einbruch der Solarkollektoren erfreut sich die Photovoltaik hingegen eines stetigen Wachstums. Im Jahr 2015 wuchs der PV-Markt in Europa um 3 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Europaweit werden heute schon rund 100 Terawattstunden an Photovoltaikstrom pro Jahr erzeugt. Eine ähnliche Situation präsentiert sich in der Schweiz. Die Nachfrage nach Solarkollektoren stagniert hierzulande seit mehreren Jahren, während die Photovoltaik Jahr für Jahr Marktzuwächse verzeichnet.

Schliesslich geht es bei der Frage: Photovoltaik oder Solarthermie aber nicht um einen Wettbewerb der Technologien, sondern vielmehr darum, wie es möglichst effizient und kostengünstig zum Ziel eines radikalen Abbaus der fossilen Abhängigkeit bei der Versorgung mit Wärmeenergie zu gelangen ist. Der Bundesrat hielt in einem Bericht von 2015 zum Technologievergleich von Solarthermie und Photovoltaik fest, seine Politik sei, Ziele und nicht Massnahmen zu fördern. 

Beide Technologien können in der Schweiz noch wachsen

Im Vergleich zu den Nachbarländern wird in der Schweiz sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik noch in sehr geringem Ausmass genutzt. Um die Ziele der Energiestrategie 2050 für den Ausbau der erneuerbaren Energien zu erreichen, ist bei beiden Technologien noch ein deutlicher Ausbau nötig. 

Ein Vergleich der Wertigkeiten von Strom und Wärme zeigt, dass die beiden Technologien in Bezug auf die technischen Wirkungsgrade durchaus vergleichbar sind. Welche Technologie im Einzelfall sinnvoller ist, hängt letztlich davon ab, wie die Anlage in ein Gesamtsystem eingebunden wird und welche Nutzungsprofile insbesondere für die Wärme dahinterliegen.

Herausforderungen des Zubaus der Photovoltaik

Der weitere Zubau der Photovoltaik-Kapazitäten stellt vor allem Verteilnetzbetreiber vor eine grosse Herausforderung. Sie müssen Lösungen finden, um den dezentral und mit grossen zeitlichen Schwankungen produzierten Solarstrom ins Netz zu integrieren, ohne dass es zu Überlastungen kommt. Aber möglicherweise liessen sich viele der vorausgesagten Netzausbaumassnahmen umgehen, wenn intelligente Nutzungs- und Speicherlösungen für PV-Strom gefunden werden. Ein dieser Lösungen könnte gerade darin bestehen, die solare Elektrizität in im Verbund mit einer effizienten Wärmepumpe in Wärme für den Haushaltsbedarf umzuwandeln

Allerdings sind Fragen der tatsächlich vermiedenen Umweltbelastung beim heutigen Stand noch nicht restlos beantwortet. Der Boom der Photovoltaik und die damit einhergehenden Preissenkungen sind allerdings zum grossen Teil dem starken Ausbau der Produktion von PV-Modulen durch Hersteller aus Asien –allen voran China. Und beim noch erheblichen Kohleanteil im chinesischen Strommix fragt sich, ob Fotovoltaik chinesischer Herkunft über den gesamten Lebenszyklus hinaus einen ökologischen Nutzen bietet. Ökobilanz-Studien deuten jedenfalls auf eine grosse Variation in der Umweltbelastung von PV-Strom, je nachdem aus welchem Land die Module geliefert werden. Windkraft ist in dieser Hinsicht eindeutig weniger belastet und schneidet in Lebenszyklusanalysen durchweg besser als Photovoltaik ab. 

In jedem Fall wird aber jede Kilowattstunde, die nicht fossil erzeugt wird, ein Beitrag zur Lösung der globalen Klimaprobleme sein. Und mit jeder Innovation, die der Photovoltaik dazu verhelfen, in weitere Nischenanwendungen einzudringen, wird Schritt für Schritt in Richtung einer postfossilen Energieversorgung gearbeitet.

PV-Wand mit integrierter Wärmepumpe

Ein Beispiel: Forschungsarbeiten an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW zeigen, dass bereits heute in Einfamilienhäusern ein grosser Teil des Warmwasserbedarfs mit einer Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe plus Speicher abgedeckt werden kann. 

Eine von ZHAW-Studenten und Forschenden neu entwickelte Photovoltaik-Wand mit integrierter Wärmepumpe und Heisswasserspeicher erreicht gemäss Messdaten und simuliertem Nutzungsprofil über das Jahr hinaus einen Gesamtwirkungsgrad von 53 Prozent. Die erst als Prototyp vorliegende Anlage zeigt in der Praxis, dass das „Verheizen“ von Solarstrom eine technische Effizienz erreichen kann, die mit jener von Solarkollektoren vergleichbar ist. Das heisst mit anderen Worten: Strom zu verheizen muss beim heutigen Stand der Technik nicht mehr tabu sein. 

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