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Erneuerbare Energien: Chancen der Integration nutzen

Auf dem Weg zur Klimaneutralität sind Erneuerbare Energien für Unternehmen ein wichtiger Baustein. Vor dem Hintergrund der EEG Novellierung, sowie steigender Strom- und Gaspreise, lohnt es sich, Investitionen in Erneuerbare Energiequellen für die Strom- und Wärmegewinnung umfassend zu betrachten und in die Planung zu gehen.

Mit erneuerbaren Energien Strom erzeugen

Unternehmen können ihre Stromkosten und Emissionen reduzieren, indem sie ihre Stromverbräuche verringern, beispielsweise durch eine gesteigerte Energieeffizienz. Eine weitere wichtige Säule im Rahmen einer Klimastrategie ist, fossile Brennstoffe für die Wärme- und Stromgewinnung durch erneuerbaren Energien zu ersetzen. Unternehmen sind bei Eigenanlagen als Stromquelle sogar unabhängig von den aktuellen Marktpreisentwicklungen und der Verfügbarkeit von Medien.

ÖKOTEC Expertinnen und Experten sehen für Industrie- und Gewerbeunternehmen noch einiges an Potential, der aktuelle Anteil von Erneuerbaren Energien an Standorten ist eher gering. Dabei lassen sich – in Abhängigkeit der Standortgröße und des Bedarfs – schätzungsweise bis zu 30 Prozent des Strombedarfs über Photovoltaik (PV) abdecken. Eine Kombination aus PV, Windturbine und Stromspeicher könnte bei geeigneten Rahmenbedingungen sogar bis zu 60 Prozent ermöglichen.

Leading Consultant

Sylvia Jacobi

„Viele Unternehmen suchen aufgrund der Energiekrise nach kurzfristigen Maßnahmen. Unsere Erfahrung zeigt, dass große Einsparungen nur durch eine ganzheitliche Betrachtung und strategische Planung möglich sind.“

Wie können Unternehmen Erneuerbaren Energien in ihre Prozesse integrieren?

Basis für die Investitionsplanung ist immer ein umfassendes Standort- und Bedarfskonzept, das auf die Produktionsprozesse und den Standort des Unternehmens abgestimmt ist. Dazu gehört z. B. eine umfassende Planung der Flächennutzung (Solarthermie vs. Photovoltaik) und eine Einschätzung, ob und in welchem Umfang Strom oder Wärme gewonnen werden sollte. Für eine angestrebte CO2-Neutralität ist eine Kombination von Energieeffizienz, Wärmerückgewinnung, Einsatz Erneuerbarer Energien und Elektrifizierung der Prozesse für Unternehmen der beste Weg. Im Folgenden stellen wir Ihnen die wichtigsten Erneuerbaren Energiequellen zur Strom- und Wärmeerzeugung vor.

Windenergie – Kleinwindanlagen detailliert prüfen

Windenergie ist in Deutschland eine Wachstumsbranche. Rotoren wandeln die Bewegungsenergie des Windes im ersten Schritt in mechanische Rotationsenergie um und ein Generator diese in elektrische Energie. Um einen hohen Stromertrag zu erzeugen, sind vor allem hohe mittlere Windgeschwindigkeiten und die Größe der Rotorfläche entscheidend. Während Anlagen bis 10 Meter Höhe genehmigungsfrei sind, stellen sich Genehmigungsverfahren für Großwindanlagen in vielen Fällen als aufwändig und langwierig dar.

Kleinwindanlagen sind kompatibel mit einem städtischen Umfeld und kleineren Flächen. Allerdings sind die Anschaffungs- und Wartungskosten im Verhältnis zu der produzierten Strommenge sehr hoch. Mittlerweile finden sich auch kostengünstigere Modelle am Markt, die auch online erhältlich sind. Vor der Anschaffung empfehlen wir, die Qualität und zu erwartende Laufzeit genau zu prüfen. Aufgrund der hohen Marktnachfrage gehen wir von einer stetigen Weiterentwicklung der Module in naher Zukunft aus.

Besonders für größere Windparks kann die Option eines Power Purchase Agreements (PPA) von Bedeutung sein. Stromerzeuger schließen für PPAs direkte, langfristige Verträge mit Stromabnehmern ab.

Eine Beratung zur Anbahnung, Verhandlung und Ausgestaltung dieser Verträge gibt Orientierung in diesem komplexen und dynamischen Themenfeld, insbesondere im Zusammenhang mit der derzeitigen Preisvolatilität.

Photovoltaik – Bessere Wirtschaftlichkeit durch niedrigere Investitionskosten

In Photovoltaik-Anlagen wandeln mono- oder polykristalline Solarzellen die Strahlung der Sonne in elektrische Energie um. Der Solarertrag von Anlagen ist stark vom Standort des Unternehmens abhängig. Während in der Vergangenheit an einer Südausrichtung und einer Neigung von 30 Prozent festgehalten wurde, geht man nun dazu über, einen leicht verringerten Wirkungsgrad in Kauf zu nehmen und dafür so viel (Dach-)Fläche wie möglich zu nutzen. Die Wirtschaftlichkeit neuer Anlagen verbesserte sich in den letzten Jahren stetig aufgrund von sinkenden Investitionskosten.

Consultant Energy Markets

André Presser

„Für die Bewertung von Photovoltaik kombinieren wir unsere Erfahrung mit der Datenintelligenz unserer Software EnEffCo®. In einer kompakten Analyse bestimmen wir die Potenziale und ermitteln Eigenverbrauchsanteile auf Basis der übermittelten Lastgänge. Das Ergebnis kann direkt für den Investitionsantrag verwendet werden.“

Grundsätzlich gibt es die Optionen der Vollausspeisung, der Teilausspeisung, der reinen Eigennutzung, sowie eine Kombination der beiden letzten. Flächen können auch unterteilt werden, um einen Mix an Einspeiseregelungen zu erreichen. Im Rahmen der EEG Novellierung wurden Einspeisevergütungen, zu denen Erzeuger überflüssigen Strom ins Stromnetz abgeben können, angepasst und attraktiver gestaltet. Die Einspeisevergütung richtet sich nach dem Preis zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme und bleibt dann gleich. Bei Neuanlagen ist abzuwägen, ob eine Investition in einen Speicher rentabel ist, um eine Eigennutzung auch bei weniger günstigen Wetterbedingungen zu ermöglichen.

PV kann insbesondere auch für Unternehmen attraktiv sein, die in den Sommermonaten einen hohen Strombedarf haben, wie zum Beispiel die Ernährungs- und Lebensmittelindustrie.

Unternehmen sollten sich bereits in der Planungsphase von Fachexperten beraten lassen, um vorhandene Flächen langfristig optimal zu nutzen. Weiterhin empfehlen wir, diese Maßnahmen frühzeitig anzubahnen, da die Verfügbarkeit von Anlagen, Komponenten und der Planungs- und Installationsfirmen bis auf Weiteres begrenzt sind.

Wärmeerzeugung aus Erneuerbaren Energien

Wärmeerzeugung macht 50 Prozent des gesamten deutschen Endenergieverbrauchs aus. Die Anteile der Energieträger haben sich in den letzten Jahren nur unmerklich verändert, auch wenn die Erneuerbaren Energiequellen zunehmend in den Fokus rücken. (UBA 2022)

Wärmepumpen – Schlüsseltechnologie zur Dekarbonisierung

Wärmepumpen ermöglichen die Elektrifizierung der Wärmeerzeugung und sind eine Schlüsseltechnologie für Unternehmen, wenn es um Dekarbonisierung geht und darum, Erdgas und Öl zu substituieren.

Wärmequellen sind entweder Erde, Luft oder Wasser, wobei auch Abwärme in Form von z. B. Abwasser und Abluft gezielt als Wärmequelle genutzt wird. Wir gehen davon aus, dass in den nächsten Jahren signifikante Entwicklungssprünge bei Wärmepumpen zu erwarten sind, wie zum Beispiel die Verbesserung des Wirkungsgrads, also dem Verhältnis zwischen bereitgestellter Wärme und eingesetztem Strom.

Grundsätzlichen wird je nach Einsatz zwischen konventionellen und Hochtemperatur-Wärmepumpen unterschieden. Für Industrien, in denen gleichzeitig Wärme- und Kältebedarf vorhanden ist, könnten Wärmepumpen eine effiziente Alternative zu herkömmlichen Wärme- und Kälteerzeugungsanlagen sein. Um sicherzustellen, dass Wärmepumpen tatsächlich eine umweltfreundliche Investition sind, sollten Unternehmen die zu erwartende Energieeffizienz der Anlagen prüfen und ausschließlich Grünstrom einkaufen oder durch Eigenerzeugung gewinnen.

Solarthermie – Wärme für Wasser und Heizung

Solarthermie Anlagen wandeln Sonnenlicht in Wärme und sind in der Praxis, insbesondere für die Warmwasseraufbereitung, bekannt. Der Einsatz von Solarthermie-Anlagen ist stark vom saisonalen Nutzungsprofil des Unternehmens und den Speichermöglichkeiten für die erzeugte Wärme abhängig. Krankenhäuser oder Hotels sind derzeitig erfolgreiche Praxisbeispiele, da sie auch im Sommer relativ große Mengen an warmem Wasser benötigen. Aber auch für Unternehmen, die Waschprozesse im Produktionsprozess integriert haben, könnte eine Nutzung von Solarthermie eine sinnvolle Alternative sein.

Die angebotenen Module unterscheiden sich auch hier nach Anschaffungskosten und Wirkungsgraden in Abhängigkeit der Bauart und sollten, wie alle Investitionen in Erneuerbare Energien, einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unterzogen werden. Wie auch bei Wärmepumpen gilt, je höher die Nutztemperatur, desto geringer der Wirkungsgrad der Kollektoren. Daher sollten Solarthermie-Anlagen in Kombination mit niedrigeren Temperaturanwendungen eingesetzt werden. In Bezug auf alternative Flächennutzung stehen PV-Anlagen oder die eine Kombination von PV-Anlage und Wärmepumpen in Konkurrenz zur Solarthermie, wobei eine sorgfältige Abwägung der jeweiligen Vor- und Nachteile eine Komponente des zu entwickelnden Versorgungskonzeptes ist.

Geothermie – oberflächennahe Erdwärme vielerorts möglich

Mit der Geothermie wird die in der Erde gespeicherte Wärmeenergie genutzt. Bei der Geothermie wird zwischen oberflächennaher (bis 400 m) und Tiefen-Geothermie unterschieden. Entscheider Vorteil ist die Wetterunabhängigkeit der Technologie, sowie lediglich lokal begrenzte und beherrschbare Auswirkungen auf die Umwelt. Oberflächennahe Geothermie ist in Deutschland an vielen Orten möglich, allerdings verfügen oberflächennahe Schichten über ein relativ geringes Temperaturniveau und benötigen deshalb u.U. die Koppelung mit einer Wärmepumpe. In der Geothermie kommen Erdkollektoren, Erdsonden und offene Systeme mit Sicker- und Saugbrunnen zum Einsatz. Die notwendigen Bohrungen und Tiefbauarbeiten sind in der Geothermie die primären Kostentreiber. Zu beachten sind bei der Planung u. a. die zu erwartenden Temperaturen und damit die Gefrierwahrscheinlichkeit in der jeweiligen Tiefe des Erdreiches, die mit den Kosten für tiefere Bohrungen aufgewogen werden müssen. Weiterhin dürfen gemäß VDI-Richtlinie 4640 Temperaturänderungen gegenüber ungestörter Erdreichtemperatur 11 Kelvin nicht überschreiten, um eine Regeneration des Erdreiches zu gewährleisten.

Planen Sie, in Erneuerbare Energien zu investieren? Wir entwickeln mit Ihnen gemeinsam ein zukunftsfähiges Konzept.

Die Anschaffung und Integration von Erneuerbaren Energien erfordert die Entwicklung einer ganzheitlichen und zukunftsgerichteten Versorgungsstrategie. Hierbei berücksichtigen wir die individuellen Anforderungen aus dem Projekt und die Gegebenheiten vor Ort.

Neben der Konzeption von Maßnahmen unterstützen wir Sie mit unserer Expertise auch bei der Prüfung einer Inanspruchnahme von Förderprogrammen wie zum Beispiel Modul 2, Prozesswärme aus Erneuerbaren Energien, aus der Bundesförderung der Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft. Die maximale Förderung für den Ersatz oder die Neuanschaffung von Anlagen zur Bereitstellung von Prozesswärme beträgt 15 Millionen Euro pro Investitionsvorhaben bei einer Förderquote von 45 Prozent (bzw. 55 Prozent für KMU) der förderfähigen Investitionskosten (Stand: 25.10.2022).