Bürgersolarinitiativen als Chance zur dezentralen Energieversorgung

Autoren: Sacha Hammes, Oliver Mayer Stand: Mai 2019 Eine Bürgersolaranlage ist eine von mehreren Privatpersonen im Kollektiv betriebene Photovoltaikanlage (PV). Umgangssprachlich wird eine Bürgersolaranlage auch als Bürgerkraftwerk bezeichnet. Die Privatpersonen, die sich für die Investition einer gemeinschaftlichen Photovoltaikanlage entscheiden und zusammenschließen, bilden eine Beteiligungsgemeinschaft. Jeder dieser Beteiligten, oftmals Bürger einer gleichen Kommune, investieren Beiträge, die zur Anschaffung der Photovoltaikanlage sowie für spätere Wartungsarbeiten genutzt werden.

Wie funktioniert ein Bürgersolarkraftwerk?

Motivation dieser kollektiven Investition ist in erster Linie mit der abgeworfenen Rendite die erbrachte Kapitaleinlage zu übertreffen. Die Einspeisung des erzeugten Stromes, in diesem Fall durch die Photovoltaikanlage, wird nach §21 des Gesetzes für den Vorrang erneuerbarer Energien, kurz EEG, mit einem festen Vergütungssatz über 20 Jahre rechtlich gewährleistet. Nach Stand 2017 ist der Vergütungssatz auf diejenigen Anlagen begrenzt, die eine Nennleistung kleiner 100kW generieren. Größere Anlagen müssen den erzeugten Strom selbst vermarkten. Neben der Tatsache, eine langfristige und gut gesicherte Kapitalanlage zu tätigen, ist es oftmals Begehren und Motivation der Beteiligten die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern. Da die Investoren einer Bürgersolaranlage in der Regel in der gleichen Kommune ansässig sind, tritt mit hoher Wahrscheinlichkeit der Fall ein, dass die gemeinschaftliche erworbene Photovoltaikanlage auf dem Dach einer von der Kommune betriebenen Liegenschaft installiert wird. Nahezu alle teilnehmenden Investoren beteiligten sich an einem Solarprojekt, welches in der eigenen Kommune installiert wurde. Die maximale Nennleistung P_Nenn von Bürgersolarkraftwerken reicht von mehreren Kilowatt (kW) bis hin zu einigen Megawatt (MW). <7P>

Wie wird die Leistung einer Photovoltaikanlage bemessen?

Eine umgangssprachliche, jedoch nicht normgerechte Bezeichnung für die elektrische Leistung einer Photovoltaikanlage ist „Watt peak“, bzw. „Kilowatt peak“. Die Peak-Leistung, übersetzt Spitzenleistung, entspricht der normkonformen Nennleistung bei definierten Umgebungsparametern. Bei Photovoltaikanlagen wird die generierte elektrische Nennleistung unter standardisierten Testbedingungen angegeben. Die standardisierten Testbedingungen dienen in der Photovoltaik dazu, Solarmodule unabhängig vergleichen und bewerten zu können. Aus diesem Grund wurden weltweit einheitliche Betriebsbedingungen für diesen Zustand definiert. Die Leistungsangaben richten sich nach einer Bestrahlungsstärke E von 1.000, nach einer Modultemperatur T_PV von 25° C und nach einem Sonnenlichtspektrum bei astronomischer Luftmasse AM von 1,5. Festgehalten ist dies in der Norm DIN EN 60904-3. Pro kW an abgegebener Leistung wird unter Standardtestbedingung mit einer durchschnittlichen Modulfläche von 6 bis 10 m² gerechnet . Je nach vorhandener Dachfläche und Nachfrage in der Bevölkerung ergeben sich unterschiedlichste Anlagengrößen und Lösungskonzepte. Um fortan in diesem Artikel die Anlagengröße anhand der Nennleistung unter Standardtestbedingungen zu beschreiben, wird die nicht normgerechte aber doch wesentlich geläufigere Bezeichnung kWp genutzt.

Beispiel für eine Bürgersolaranlage

Als typisches Fallbeispiel einer durchschnittlichen Anlagengröße und Ausführung einer Bürgersolaranlage kann die Anlage Geretsried I der Solarkraftwerke München-Land GmbH im gleichnamigen Ort genannt werden. Die Anlage in Geretsried generiert eine Leistung von 60,76 kWp, d.h. 60,76 kW Nennleistung unter Standardtestbedingungen. Der bundesweite Leistungsdurchschnitt von gemeinschaftlichen Solarinvestitionen liegt bei rund 55 kWp. Die Photovoltaikanlage in Geretsried wurde auf dem Dach einer Gewerbeanlage installiert. 24 Bürger der oberbayrischen Kleinstadt haben die Investition dieser Anlage übernommen. Mit 24 Akteuren entspricht die Anlage Geretsried I im Vergleich mit anderen Bürgersolarinitiativen in Deutschland genau dem arithmetischen Mittelwert. Dieser lag nach einer Datenerhebung der RWTH Aachen bei etwa 24 Personen je Solarinitiative . Die Gesamtnennleistung dieser Anlagen beläuft sich auf rund 850 kWp. Als Vergleich dazu zählt der Bürger-Solarpark in Wachenbrunn mit P_Nenn=8,7MWp zu den größten Bürgersolaranlagen Deutschlands. Dieser Solarpark wird von der BürgerEnergie Thüringen e.V. betrieben und von der EnergieGenossenschaft Inn-Salzach eG (EGIS) verwaltet. Aufgrund der Anlagengröße mit 34.000 PV-Modulen, d.h. einer Modulfläche von rund 70.000 m², zählt dieses Kraftwerk zu den Freiflächenanlagen. Im Gegensatz zu der Anlage in Geretsried erfolgte die Anteilsvergabe bundesweit. Rund 5.000 Investoren aus ganz Deutschland beteiligten sich an dem Projekt in Wachenbrunn. Bürgersolarinitiativen als Chance zur dezentralen EnergieversorgungWas kann man aus dem Beispiel lernen? Existiert eine sehr geeignete und gleichzeitig sehr große Fläche, wie die Dachfläche der Oberland-Werkstätten GmbH in Geretsried, und sind ausreichend interessierte Investoren im lokalen Kreis vorhanden, steht der Realisierung der Gemeinschaftsanlage, nichts im Wege. Sind hingegen bei geeigneter Fläche nicht ausreichend Investoren im lokalen Umfeld vorhanden, wie es in Wachenbrunn der Fall ist, kann die Option eines bundesweiten Investitionsmodells zum Tragen kommen. Potentielle Anleger, die vor Ort, aus wirtschaftlichen Gründen oder Gründen der physischen Geographie und Meteorologie keine eigenen Projekte realisieren können, können dennoch ihren Part zur Energiewende beisteuern, indem sie sich an Projekten anderer Kommunen beteiligen.

Wie sinnvoll sind Solaranlagen in Deutschland?

Ein Blick auf Deutschland aus Sicht der Klimatologie bestätigt die Vermutung, dass nicht alle Regionen die gleichen wirtschaftlichen Chancen für Solaranlagenbetreiber bieten. Das norddeutsche Tiefland und die deutsche Mittelgebirgsschwelle sind beispielsweise weniger gut als Standort geeignet als der Süden der Bundesrepublik. Veranschaulicht wird dies in der nachfolgenden Grafik (Abb. 1). Die Grafik basiert auf den Messdaten des Deutschen Wetterdienstes des Jahres 2013.

Es ergeben sich somit in Abhängigkeit der Region nachweisliche Ertragsunterschiede. Dabei ist zu beachten, dass ein aussagekräftiger Vergleich nicht allein anhand der Anzahl der Sonnenstunden fest gemacht werden kann, da noch weitere Faktoren in dieser Beziehung eine entscheidende Rolle spielen. Im Sommer ist zum Beispiel die Einstrahlung der Sonne etwa fünf Mal größer als im Winter. Ferner ist die Sonneneinstrahlung abhängig vom Grad der Bewölkung, der Tageslänge und der Höhe über dem Meeresspiegel. Die Intensität der Sonne, bzw. die daraus resultierende Nennleistung der Photovoltaikanlage, wird zudem vom Sonnenstand beeinflusst, welcher durch die unterschiedlichen Jahreszeiten und durch die geographische Breite bestimmt wird. Die Proportionalität zwischen Sonnenstunden und generierter Leistung lässt sich daher nur unter der Berücksichtigung der äußeren Parameter des Systems sicher beschreiben. Zudem sind Störeinflüsse wie beispielsweise Verschattungen zu berücksichtigen sowie der Einfluss von regional unterschiedlich ausgeprägten Risikofaktoren, wie etwa dem des Hagels. Hagel kann zu Modulbeschädigungen und Modulzerstörungen führen, die wiederum eine Ertragsminderung für den Anlagenbetreiber bedeuten.

In diesem Kontext lässt sich abschließend nochmals der Vorteil herausheben, dass Bürgersolarinitiativen, die auf bundesweiten Investitionsmodellen beruhen, Solarprojekte in klimatologisch geeigneteren Regionen realisieren können mit einem Kapitalzufluss aus Regionen, die für die Errichtung von Photovoltaikanlagen weniger gut geeignet sind. Zur Umsetzung von Solarkraftwerken in Baden-Württemberg und Bayern könnten so bspw. Investoren aus Sachsen und Nordrhein-Westfalen angeworben werden. Das überregionale Investitionsmodell für PV-Anlagen ist jedoch nicht auf die nationale Ebene beschränkt. Projekte von Gigawatt Global®, Sustainable Energy Services International® oder von Kronos Solar® bekräftigen den zuvor beschriebenen Vorteil auf internationaler Ebene. In Ländern, wie Rwanda, Burundi, Tunesien, Algerien, Mexiko und Afghanistan, die allesamt aus Sicht der Klimatologie gute Voraussetzungen für hohe PV-Erträge bieten, setzen die genannten westlichen Solarinitiativen bereits auf das internationale Investitionsmodell. Nachteilig ist, dass viele derjenigen Länder, die besonders gut für die Errichtung von Photovoltaikanlagen geeignet sind, als politisch instabil gelten. Eine unbeständige und krisenanfällige Innenpolitik hat direkte Folgen auf die Nutzung und den Betrieb laufender Anlagen sowie auf den Entscheid zur Errichtung neuer Projekte. So scheiterten beispielsweise zahlreiche Solarkraftwerks-projekte der Desertec Foundation® aufgrund des arabischen Frühlings. Zahlreiche private Investoren verwarfen das Projekt wegen der damals spannungsgeladenen Situationen.

Wie können Bürgersolaranlagen finanziert werden?

Aufgrund der vergleichsweisen und nachweislich hohen Ertragsvorteile sollte jedoch an überregionalen Investitionsmodellen festgehalten werden, mit PV-Standorten in klimatologisch geeigneten Regionen. Sei es auf nationaler Ebene, wie dem Beispiel der Bürgersolaranlage in Wachenbrunn, oder auf internationaler Ebene am Beispiel der Projekte der Gigawatt Global®. Ziel und Aufgabe der Geldgeber und Initiatoren sollte nicht nur die Stromvermarktung und –nutzung sein, sondern auch die Unterstützung und Förderung derjenigen Länder, die den Standort stellen und als innenpolitisch instabil gelten. Nur durch eine effektive politische und wirtschaftliche Unterstützung der Zielregionen kann ein fortwährender und sicherer Betrieb der Photovoltaikanlagen gewährleistet werden. Bei kollektiven Investitionsprojekten, wie das einer Bürgersolaranlage, steigt mit der Anzahl der Investoren der Verwaltungsaufwand. Ein höherer Verwaltungsaufwand führt zu höheren Verwaltungskosten, was wiederum eine geringere Rendite für die Beteiligten bedeutet. Investitionsmodelle, bei denen jeder selbst wählen kann, mit welcher Summe er sich beteiligen möchte, sind ebenfalls mit einem erhöhten Verwaltungsaufwand verbunden. Solche Investitionsmodelle werden häufig bei größeren Anlagen genutzt. Die Interessenten können sich dabei oft in bestimmte Klassen einkaufen, bspw. 200 €, 500 €, 1.000 € oder 2.000 €. Ferner besteht das Modell Genossenschaftsanteile zu erwerben, bspw. 50 € pro Genossenschaftsanteil, wie es die Energiegewinner eG anbietet . Dabei gilt: Je höher die Investitionsklasse bzw. je mehr Genossenschaftsanteile erworben wurden, desto größer ist die abgeworfene Rendite. Demzufolge lässt sich der zweite Aspekt der obigen Fallbeispiele wie folgt definieren: Umso unübersichtlicher die Organisationsstruktur, desto größer die Verwaltungskosten und demzufolge desto kleiner der Kapitalertrag. Der Vorteil, der mit solchen Investitionsmodellen einhergeht, ist, dass der breiten Öffentlichkeit die aktive Teilnahme an der Energiewende ermöglicht wird. Vor allem wird über solche Modelle finanziell schwächer gestellten Personen die Option des Mitwirkens geboten. In Bürgersolarprojekten wird versucht, eine soziale Ungleichheit zu vermeiden, indem die Mindestbeteiligungssumme relativ niedrig angesetzt wird . Es kann in diesem Zusammenhang gelingen, eine sozial gemischte Klientel an Teilhabern zu kreieren. Dies würde deutlich dem Kampf gegen soziale Klassenunterschiede dienen und das „Wir-Gefühl“ in den Gemeinden stärken. Aus den genannten Vor- und Nachteilen erfolgt daher die persönliche Empfehlung, dass ein Mittelmaß gefunden werden sollte zwischen der maximalen Anzahl der Beteiligten und dem Verwaltungsaufwand. Da die Verwaltungskosten bei größeren Anlagen vergleichsweise gering sind, resultiert eine direkte Abhängigkeit zwischen der Anlagengröße und der maximal geeigneten Investorenanzahl bei einem akzeptablen Verwaltungsaufwand. Nicht nur in ganz Deutschland, sondern weltweit wird unter anderem mit der Initiative der Bürgersolaranlage, ein Prozess in Bewegung gesetzt, der das bisherige Konzept von wenigen großen zentralen Kraftwerken verwirft. Mit den Bürgersolaranlagen, privaten Photovoltaikanlagen, Biogasanlagen und kommunalen Windkraftanlagen entstehen überall viele Kleinkraftwerke, die den großen zentral gelegenen Kohle- und Atomkraftwerken die Aufgabe der Stromerzeugung abnehmen. Dieser Entwicklungsverlauf in der Energieerzeugung wird durch zahlreiche Literaturquellen belegt.

Beispiel für Dezentralisierung in der Energiepolitik

Als Beispiel für den nachweislichen Erfolg der Dezentralisierung in der Energiepolitik sind die Offshore-Windparks in der Nordsee aufzuführen. Am 30.06.2016 waren im nordöstlichen Hochseegewässer Deutschlands insgesamt rund 800 Offshore-Windkraftanlagen mit einer Gesamtnennleistung von knapp 3 GW in Betrieb. Dies entspricht nahezu jener Nennleistung, die von den bereits abgeschalteten Atomkraftwerken an der Nordsee erzeugt wurde. Die Kernkraftwerke in Unterweser (1,41 GW), Stade (0,67 GW) und Brunsbüttel (0,8 GW) , die zur zentralen Energiepolitik zu zählen sind, wurden abgelöst von einer Vielzahl regenerativer Kleinkraftwerke in der Nordsee. Ein Teil der Kosten dieser Windparks stammt aus Geldern von Bürgerinitiativen. Ein Vergleichsbeispiel mit der Photovoltaik lässt sich zwischen den bis 2014 betriebenen Kernreaktoren in Bayern und der installierten PV-Nennleistung im gleichen Jahr treffen. 484.000 einzelne Photovoltaikanlagen in Größen von wenigen kWp bis hin zu mehreren MWp erzeugten 2014 in Bayern 10.310 Mio.kWh an elektrischer Energie. Einer installierten Leistung von 10,8 GWp an Solarkraftwerken stehen lediglich 5,5 GW Nennleistung von vier gegenwärtig noch bis 2022 laufenden Atomkraftwerken gegenüber. Hier wird erneut die Massenverteilung unverkennbar. Wenige zentrale Kraftwerkseinheiten werden abgelöst von einer Vielzahl kleinerer Anlagen.

Bürgersolaranlagen: Ein Fazit

Es lässt sich festhalten, dass der Prozess der dezentralen Energiewirtschaft bereits fernab vom breiten öffentlichen Interesse im Gange ist. Die Umstrukturierung, weg von wenigen großen zentralen Kraftwerken zu einer Fülle verschiedenster Kleinkraftwerke ist demnach erfolgreich gestartet. Es bleibt daher lediglich zu analysieren bis zu welchem Grad die Dezentralisierung künftig fortschreiten kann und sollte. Die verabschiedete Energiewende erfordert zudem einen radikalen Paradigmenwechsel bezüglich energetischer Bilanzierungs- und Regelungsverfahren, Netzinfrastruktur, Speicherung und Umweltauswirkungen. Abschließend lässt sich festhalten, dass Bürgersolaranlagen, aufgrund ihrer mannigfaltigen Auslegungsmöglichkeiten an Investitionsmodellen die notwendige Flexibilität bieten, um ein unterschiedliches und breites Klientel anzusprechen. Die hohe Flexibilität an Realisierungsoptionen erlaubt es zudem, dass Kleinkraftwerke, wie die Bürgersolaranlage, den sinnvollen Prozess der Dezentralisierung und die Energiewende essentiell vorantreiben können.

1 www.buzer.de/s1.htm - Seitenaufruf: 09.10.2016, 22:00 Uhr 2 www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/leistung - Seitenaufruf: 09.10.2016, 21:15 Uhr 3 www.saena.de/download/Erneuerbare%20Energien/Buergersolaranlagen_in_Sachsen_Broschuere_2010.pdf - Seitenaufruf: 22.02.2017, 22:30 Uhr 4 www.spaces-online.uni-hd.de/include/SPACES%202006-02%20Dewald.pdf - Seitenaufruf: 24.09.2016, 08:30 Uhr 5 www.skml-ottobrunn.de - Seitenaufruf: 08.10.2016, 13:00 Uhr 6 www.buergerenergie-thueringen.de/neue-termine/83-buerger-solarpark-in-wachenbrunn-themar-thueringen - Seitenaufruf: 08.10.2016, 13:05Uhr 7 monitoring-suedost.skml-ottobrunn.de/charts.php - Seitenaufruf: 13.06.2017, 00:30 Uhr 8 www.buergersolaranlage-chemnitz.de/allgemeine-anlagendaten - Seitenaufruf: 12.02.2017, 23:45 Uhr 9 gigawattglobal.com/projects3/ - Seitenaufruf: 23.02.2017, 19:30 Uhr 10 www.sesinter.com/our-projects/ - Seitenaufruf: 23.02.2017, 19:35 Uhr 11 kronos-solar.de/references-2/ - Seitenaufruf: 23.02.2017, 19:40 Uhr 12 www.3sat.de/page/ - Seitenaufruf: 23.02.2017, 20:20 Uhr 13 www.energiegewinner.de/konzept/ - Seitenaufruf: 26.09.2016, 19:30 Uhr 14 [WzE 08] Seite 104 15 [Dwn 13] Seite 20 & [RES 15] Seite 18 16 [Erd 16] Seite 17 und Seite 19 17 Windindustrie: Maßvoller Ausbau; Täglicher Hafenbericht, Ausgabe 20.07.2016, Autor: Peter Kleinort 18 upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/Kernkraftwerke_in_Deutschland.png - Seitenaufruf: 12.02.2017, 17:30 Uhr 19 www.energieatlas.bayern.de/thema_sonne/photovoltaik/daten.html - Seitenaufruf: 12.02.2017, 17:45 Uhr