Mit dem globalen Klimawandel steigen auch in Deutschland die Temperaturen im Mittel und in den Höchstwerten. Klimaanlagen sind bislang zwar noch wenig verbreitet, laut EUPD Research wird bis 2030 jedoch ein starkes Wachstum auf 2,1 Millionen Klimaanlagen in Ein- und Zweifamilienhäusern erwartet. Damit ist in diesem Kundensegment eine jährliche Stromnachfrage von 1,1 TWh verbunden. Der Kühlungsbedarf und die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen sind nahezu kongruent, so dass deren Einsatz ökologisch und ökonomisch zahlreiche Vorteile bietet.
Bonn. Kurz vor Beginn des Wonnemonats Mai werden sich viele Menschen an die teilweise extrem heißen Tage und tropischen Nächte der vergangenen Sommer erinnern. Dabei wird der weltweite Klimawandel immer stärker spürbar, auch in Deutschland. Ein klarer Indikator der Klimaveränderungen ist die Erderwärmung. Sowohl die Jahresmitteltemperatur als auch die jährliche Höchsttemperatur zeigen im Verlauf einen deutlich steigenden Trend für Deutschland. Ausgehend von 2001 ist ein starker Anstieg der jährlichen Tagesmitteltemperatur um 15 Prozent bis 2020 zu beobachten. Auf Ebene der Jahreshöchsttemperaturen zeigte in den vergangenen zwei Dekaden das Jahr 2004 mit 34,5 Grad Celsius den niedrigsten Höchstwert. Das Allzeithoch wurde 2019 mit 41,2 Grad Celsius erreicht.
„Die Trendanalyse der Temperaturdaten liefert den eindeutigen Beleg, dass auch für die kommenden Dekaden mit einem weiteren Anstieg der mittleren Temperatur sowie der Höchsttemperatur zu rechnen ist“, ergänzt Dr. Martin Ammon, Geschäftsführer des Bonner Beratungshauses EUPD Research.
Um den steigenden Temperaturen entgegenzuwirken, kann einerseits die Dämmung des Gebäudes verbessert werden, um weniger Wärme ins Innere gelangen zu lassen. Andererseits besteht die Option, mittels einer Klimaanlage die Raumluft zu kühlen. Wenngleich Klimaanlagen für den Wohnbereich in Deutschland noch wenig verbreitet sind, erfreuen sich diese einer stark wachsenden Nachfrage.[1] Im Auftrag des Osnabrücker Stromspeicher-Spezialisten E3/DC untersucht das auf erneuerbare Energien spezialisierte Beratungshaus EUPD Research das Zusammenspiel von Klimaanlagen und Solarstromerzeugung.
Während sich die normale Stromnachfrage im privaten Haushalt relativ unabhängig von der Außentemperatur gestaltet, führt der Betrieb einer Klimaanlage über die heißen Sommermonate zu einem punktuell deutlich steigenden Stromverbrauch. Die Darstellung der Stromnachfrage eines privaten Haushaltes Anfang Juli 2020 verdeutlicht dies. In dieser Woche waren neben dem Montag insbesondere der Freitag und Samstag von einer gemessenen Höchsttemperatur von 30 bzw. 31 Grad Celsius gekennzeichnet. Dem gegenüber lagen am Dienstag, Mittwoch und Sonntag die höchsten Außentemperaturen zum Teil unter 25 Grad Celsius, was dazu führte, dass die Klimaanlage an diesen Wochentagen nicht zum Einsatz kam.
Die Analyse der Stromnachfrage im privaten Haushalt mit Klimaanlage zeigt, dass deren zusätzliche Stromnachfrage sich ideal durch selbst erzeugten Solarstrom decken lässt. Zu den wesentlichen Vorteilen der Kombination aus Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher und Klimaanlage zählt in erster Linie, dass der selbst erzeugte Solarstrom mit ca. zehn Eurocent je Kilowattstunde deutlicher günstiger ist als Strom aus dem öffentlichen Netz mit ca. 32 Eurocent. Zweitens ist der eigene Solarstrom deutlich umweltfreundlicher als der Netzstrom, welcher den deutschen Strommix inklusive konventioneller Energien berücksichtigt und damit eine deutlich höhere CO2-Belastung aufweist.
Als dritter Vorteil kann angeführt werden, dass die Klimaanlage partielle Lastspitzen erzeugt, was insbesondere bei einer wachsenden Verbreitung von Klimaanlagen zu einer starken, zusätzlichen Belastung der Stromnetze führt. Wie die vorstehende Abbildung verdeutlicht, kann eine PV-Anlage in Verbindung mit einem intelligenten Speichersystem überwiegend den Strombedarf der Klimaanlage mit abdecken, wodurch die Stromnetzbelastung sowohl im Strombezug als auch bei der Einspeisung des Überschussstroms reduziert werden kann. In der betrachteten Kalenderwoche kann über die Photovoltaikanlage mit Speicher eine Autarkie von 98 Prozent bei einem Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms von 61 Prozent erreicht werden.
Während 2015 erst drei Prozent der deutschen Haushalte über eine Klimaanlage verfügten[2], wird bis zum Jahr 2030 ein Anstieg auf 13 Prozent erwartet. Die Anzahl der in Ein- und Zweifamilienhäusern installierten Klimaanlagen nimmt entsprechend von 470.000 in 2015 auf 2,1 Millionen Anlagen in 2030 zu. Dies geht mit einer massiven Zunahme des Strombedarfes einher, der von 187 GWh auf 1,1 TWh ansteigt.
Dr. Andreas Piepenbrink, Geschäftsführer der HagerEnergy GmbH, fasst die bisherigen Studienergebnisse zusammen: „Angesichts der fortschreitenden Klimaerwärmung liegt in der Kühlung von Wohnräumen auch im gemäßigten deutschen Klima ein enormes Wachstumsfeld. Der Einsatz von Photovoltaik und von Speicherlösungen mit intelligentem Energiemanagement erweist sich auch für den nachhaltigen Betrieb von Klimaanlagen als unverzichtbar.“
