Die Sonne scheint und die Photovoltaikanlage auf Ihrem Haus läuft auf
vollen Touren. Leider verbrauchen Sie gerade gar nicht so viel Strom.
Damit Sie Ihre gewonnene Energie zu einem späteren Zeitpunkt nutzen
können, bietet sich eine Solarbatterie an. Doch in Punkto
Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit sieht nicht alles rosig aus. Hier einige Fragen und Antworten.
Welche Technologien sind erhältlich?
Als Solarbatterien werden in der Schweiz 2021 fast ausschliesslich Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt, die unter den Solarstromspeichern als die am weitesten fortgeschrittene Technologie gelten. Die Ladeeffizienz sowie Energie- und Leistungsdichten sind bei Lithium-Ionen-Batterien höher und als Konsument oder Konsumentin profitieren Sie von einer längeren Lebensdauer als bei anderen Batterietypen (z.B. Bleisäure Batterien). Auch der Automobilsektor setzt auf diese Technologie, was dank automatisierten Prozessen in der Herstellung insgesamt zu tieferen Preisen von Lithium-Ionen-Batterien führen wird.
Welche Rohstoffe brauchen Solarbatterien und sind diese limitiert?
Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von
Lithium-Ionen-Batterien sind Lithium und je nach Batterietyp Kobalt,
Mangan, Eisen, Phosphor, Aluminium, Nickel, und Titanium. Bezüglich
Ressourcenknappheit werden insbesondere Lithium und Kobalt häufig
diskutiert. Die Roadmap Lithium-Ionen-Batterien 2030 (PDF) des
Frauenhofer Instituts prognostiziert, dass die geschätzte globale
Nachfrage nach Lithium bis 2050 durch die globalen Reserven gedeckt
werden kann. Bei Kobalt ist die Situation prekärer, denn Kobalt ist
selten und die Gewinnung benötigt viel Energie. Zudem wird es
grösstenteils in der politisch instabilen Demokratischen Republik Kongo
durch Kinderarbeit gefördert. Langfristige Vorhersagen zu den Reserven
von Lithium und weiteren benötigten Metallen sind schwer, da sich die
(Solar)batterienbranche sehr dynamisch entwickelt und momentan schwer
abzusehen ist, welche technologischen Fortschritte und Verbesserungen
des Recyclings zu erwarten sind.
Wie ist die Ökobilanz von Solarbatterien?
Lithium-Ionen-Batterien schneiden in vergleichenden Bilanzen besser ab
als bspw. Bleisäure-, Salzwasser- oder Natrium-Schwefel-Batterien. Die
Treibhausgasemissionen von Lithium-Ionen-Batterien werden mehrheitlich
bei der Herstellung und Nutzung verursacht. Die Entsorgung der Batterien
verursacht hingegen nur einen vergleichsweise kleinen Teil der
Emissionen. Ein Label, mit dem die Ökobilanz von Solarbatterien
nachvollzogen werden kann, existiert zurzeit noch nicht.
Optimierungspotenzial gibt es unter anderem durch die Nutzung von
umweltfreundlichem Strom bei der Produktion der Batterie und bei der
Wiederverwertung von Batterien aus Elektrofahrzeugen.
Was passiert mit (Solar)batterien nach dem Ende ihrer Lebensdauer?
Kaufen Sie eine Solarbatterie, sind die Kosten für eine umweltgerechte
Entsorgung bereits im Preis inbegriffen. Sie können somit die zu
entsorgende Batterie ohne weitere Kosten abgeben. Bisher gibt es für das
Recycling von grösseren Lithium-Ionen-Batterien aber noch kein
standardisiertes Verfahren. Ein Grossteil der Metalle kann
nichtdestotrotz bereits zurückgewonnen werden. Die generelle
Rückgewinnungsquote liegt bei ca. 70 %, im Fall von Nickel und Kobalt
bereits bei bis zu 95 %. Lithium-Ionen-Batterien haben eine Lebensdauer
von 10–20 Jahren. Die Lebensdauer schwankt aber stark und ist von der
Nutzung abhängig.
Eine Weiterverwendung von ausgemusterten Elektroautobatterien als Solarbatterien kann die Lebensdauer erhöhen. Das liegt daran, dass sich das Anforderungsprofil für Solarbatterien von demjenigen von Elektroautos unterscheidet. Ausgemusterte Lithium-Ionen-Batterien von Elektroautos weisen nämlich immer noch rund 70–80 % ihrer anfänglichen Kapazität auf, auch wenn sie nicht mehr in Elektroautos eingesetzt werden können. Der ökologische Hauptvorteil dieses zweiten Lebens ist, dass die graue Energie der Produktion über eine längere Lebensdauer verteilt werden kann. Dadurch kann nicht nur die Ökobilanz der Batterie verbessert werden, auch der Neubedarf von kritischen Rohstoffen wie Nickel, Kobalt und Lithium reduziert sich.
Wie viel kosten Solarbatterien und werden sie subventioniert?
Eine Studie im Auftrag von EnergieSchweiz aus dem Jahr 2020 hat
ergeben, dass Sie für ein Batteriesystem für ein Einfamilienhaus ohne
Back-up-Fähigkeit mit durchschnittlich zwischen 1‘140 und 1‘480 CHF pro
Kilowattstunde rechnen müssen. Entscheiden Sie sich für eine zusätzliche
Back-Up-Funktionalität, also die Fähigkeit bei einem Netzausfall Strom
bereitzustellen, steigen Ihre Kosten um rund 20 %. International wird
erwartet, dass die Systempreise bis 2030 um 40 % gegenüber 2020 fallen
werden. Diese Preissenkungen sind auf Kostenreduktionen und
Effizienzsteigerungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette der
Batterien zurückzuführen.
Einige Kantone (beispielsweise Thurgau und Appenzell Ausserrhoden), Gemeinden und Energieversorger subventionieren Solarbatterien. Bei der regionalen Energieberatung können Sie sich nach Fördermöglichkeiten erkundigen. Ebenso gibt Ihnen das Portal Energiefranken einen Überblick zu Subventionsmöglichkeiten.
Sind Solarbatterien wirtschaftlich?
In der Schweiz wird bereits heute jede fünfte Photovoltaikanlage mit
Batteriespeicher installiert. Die Investition in eine Solarbatterie ist
aber nur selten rentabel. Zudem steigt die Umweltbelastung Ihres
Stromverbrauchs durch die Speicherung in Batterien. Das folgende
Szenario skizziert die wirtschaftlichste Ausgangslage: Sie wohnen in
einem Einfamilienhaus mit einer grossen bestehenden Photovoltaikanlage,
einem kleinen Batteriespeicher und haben einen hohen Stromverbrauch
durch Wärmepumpe und Elektroauto. Der Stromtarif, den Sie zahlen, ist
tief, ebenso die Rückliefertarife und Ihre Investitionskosten. Den
stärksten Einfluss haben die Investitionskosten. Diese müssten fast
halbiert werden, um die Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Damit
Solarbatterien wirtschaftlicher und umweltverträglicher werden, müssen
die Preise sinken, technologische Fortschritte gemacht und die
Recyclingtechniken verbessert werden.
Mit der folgenden Formel können Sie die Amortisationsdauer ihrer Solarbatterie grob einschätzen:
Amortisationsdauer = Investition / ((Stromtarif – Rückliefertarif) x Speicherkapazität x Vollzyklen)
Haben Sie weitere Fragen? In dieser von EnergieSchweiz in Auftrag gegebenen Studie vom Dezember 2020 finden Sie detaillierte Antworten: Studie Solarbatterien (PDF) oder stellen Sie Ihre Frage den Expertinnen und Experten der Infoline.
Anstelle einer Solarbatterie können Sie Ihren produzierten Strom auch teilen oder in das Netz zurückspeisen. Finden Sie mehr dazu unter Eigenverbrauch.
Dieser Artikel wurde auf der Website von EnergieSchweiz veröffentlicht. Lesen Sie weitere Stories von EnergieSchweiz. Bild: Shutterstock
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