energiemanagement

ENERGIEMANAGEMENT
Einerseits um Betriebskosten zu senken, andererseits auch aus ökologischen Gründen, setzen sich
viele Unternehmen schon längere Zeit mit der Thematik Energiemanagement auseinander. Für
Unternehmen mit hohem Energieverbrauch wird Energiemanagement künftig sogar politisch gefordert
und auch Normen stehen hierfür bereits zur Verfügung. Die europäische Norm EN 16001 wurde 2009
finalisiert und seit Mitte 2011 beschreibt nun auch die internationale Norm ISO 50001 die Anforderungen
an Energiemanagement Systeme. Was im industriellen wie auch im gewerblichen Sektor schon lange
kein Fremdwort mehr ist, erfreut sich aufgrund stark steigender Strompreise und politisch gesetzten
Rahmenbedingungen auch im Privathaushalt zusehends an Beliebtheit.
Energiemanagement dient der Optimierung des Energieverbrauchs
Allgemein kann Energiemanagement als Optimierung des Energieverbrauchs (z.B. Wärme, Strom, Wasser)
nach ökonomischen oder ökologischen Gesichtspunkten verstanden werden. Zu den einfachsten Formen von
Energiemanagement zählen beispielsweise die Nachtabsenkung der Heizung oder der sparsame Umgang mit
Wasser im Haushalt. Für ein umfangreiches Energiemanagement ist es unerlässlich den genauen
Energiehaushalt zu Erfassen und zu Analysieren. In Folge dessen wird durch verschiedenste Maßnahmen die
Effizienz der Energienutzung gesteigert, um somit Energiekosten zu senken. Diese Vorgänge übernehmen
meist vollautomatische Systeme, welche Daten über den Energieverbrauch von Heizung, Maschinen, Pumpen
usw. protokollieren, verarbeiten und oft auch die intelligente Steuerung dieser Verbraucher ermöglichen.
Einsatz wo gespart werden kann
Je höher das Einsparungspotential, desto sinnvoller ist der Einsatz von Energiemanagement. Gerade im
industriellen Sektor lassen sich die Energiekosten beispielsweise mit Lastmanagement (Vermeidung von
Lastspitzen durch kontrolliertes Zu- bzw. Abschalten von Verbrauchern) teils enorm senken. In öffentlichen
Bauten, Kaufhäusern und Bürogebäuden wird Energiemanagement ebenfalls erfolgreich eingesetzt.
Sukzessive findet es auch im Privathaushalt Einzug.
Energiemanagement im Haushalt schon jetzt sinnvoll
In Verbindung mit erneuerbaren Energien – im Speziellen mit Photovoltaik (PV) - und politisch gesetzten
Maßnahmen wird Energiemanagement auch im privaten Bereich immer lukrativer. Das EEG (Erneuerbare
Energien Gesetz) förderte von 2009 bis 2012 die Eigennutzung des Solarstroms mit einer speziellen
Eigenverbrauchsvergütung und schaffte damit die nötigen Rahmenbedingungen für den Einzug von
Energiemanagement im Haushalt. In der letzten EEG Novelle vom 27.06.2012 wurde die
Eigenverbrauchsvergütung zwar gestrichen doch aufgrund hoher Strombezugskosten und immer niedrigerer
Einspeisevergütung wird es zunehmend lukrativer den Strom selbst zu verbrauchen als ins Netz einzuspeisen.
Seit 2012 liegt die Einspeisevergütung in Deutschland bereits mehr oder weniger deutlich unter dem
durchschnittlichen Strompreis für Privathaushalte. Somit lässt sich durch Eigennutzung von PV-Strom bereits
heute ein finanzieller Vorteil gegenüber Volleinspeisung erzielen, der mit jeder Strompreiserhöhung weiter
zunimmt.
Welcher Vorteil durch die Erhöhung des Eigenverbrauchs gegenüber der Volleinspeisung erzielt werden kann
soll folgende Grafik verdeutlichen:
07/2013
1/5
Annahmen:
- Strompreis: 24 Cent (net.)
- Strompreissteigerung: 4 % p.a.
Beispiel Rechnung
Finanzieller Ertrag [ct/kWh] in 5 Jahren ohne Eigenverbrauch (Volleinspeisung):
= Einspeisevergütung für 100% der eingespeisten Energie = 15 ct/kWh
Finanzieller Ertrag [ct/kWh] in 5 Jahren mit 30% Eigenverbrauch:
= Einspeisevergütung von 15 ct/kWh für die eingespeisten 70% + 29,2 ct/kWh Strombezugskostenersparnis durch Eigenverbrauch von
30% der erzeugten Energie = 0,7 x 15 ct/kWh + 0,3 x 29,2 ct/kWh = 19.26 ct/kWh
Mit Steigerung des Eigenverbrauchs auf nur 30 Prozent kann der finanzielle Ertrag bereits in fünf Jahren von
etwa 15 ct/kWh (Volleinspeisung) auf rund 19,3 ct/kWh erhöht werden (Strompreiserhöhung: vier Prozent p.a.).
Ein Vorteil von knapp 30 Prozent wird somit erzielt. Nach zehn Jahren beträgt der Vorteil bereits mehr als 40
Prozent. Eine PV-Anlage mit 70 Prozent Eigenverbrauch erzielt zu diesem Zeitpunkt sogar einen um 95
Prozent höheren Gewinn als bei Volleinspeisung. Wie in der Grafik ersichtlich, ist neben dem Strompreis also
vor allem die Eigenverbrauchsquote der ausschlaggebende Faktor für die Profitmaximierung.
Wie hoch der individuelle Eigenverbrauch ausfällt hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab. Einerseits vom
Verbrauchsverhalten, also zu welcher Zeit im Haushalt am meisten Strom verbraucht wird, andererseits vom
Verhältnis PV-Anlagengröße zu Jahresstromverbrauch. Kleiner dimensionierte Anlagen (Anlagenertrag <
Stromverbrauch) erreichen höhere und überdimensionierte Anlagen geringere Eigenverbrauchsquoten. Bei
einem typischen Vier-Personen-Haushalt, dessen Jahresstromverbrauch in etwa dem Anlagenertrag gleicht,
kann durchschnittlich mit einem Eigenverbrauchsanteil von 20 bis 40 Prozent gerechnet werden.
Um den Eigenverbrauchsanteil zu steigern, ist es wichtig den elektrischen Energieverbrauch möglichst an die
Sonneneinstrahlung anzupassen – also durch Energiemanagement. Am einfachsten kann dies etwa durch
manuelle Steuerung von Haushaltsgeräten erreicht werden. Um Energiemanagement im Haushalt effizient
umzusetzen, fehlte es jedoch bislang oft noch an technischen und organisatorischen Voraussetzungen.
Diesbezüglich ist jedoch ein starker Wandel erkennbar.
07/2013
2/5
Voraussetzungen für effizientes Energiemanagement
Das so genannte „Smart Meter“, also intelligenter Zähler, gilt als wichtiger Grundstein und dient zur Erfassung
und Weiterverarbeitung von Verbrauchs- und Erzeugungsdaten. Heute noch wenig verbreitet könnte in Zukunft
jeder Haushalt mit den digitalen Zählern ausgerüstet sein. Deren Einsatz ermöglicht unter anderem, die immer
öfter diskutierten variablen Preise am Strommarkt einzuführen, wodurch ein weiterer Anreiz für ein intelligentes
Management im Haushalt geschaffen wird. Bei niedrigem Stromentgelt sollten möglichst viele Verbraucher den
Betrieb aufnehmen, während bei hohen Tarifen das Energiemanagement-System nicht dringend benötigte
Geräte abschaltet.
Weitere Voraussetzungen sind somit intelligente Endgeräte, welche über geeignete Schnittstellen angesteuert
werden können. Ebenso relevant, und bereits in unterschiedlichen Varianten verfügbar, ist ein ausgeklügeltes
Energiemanagement-System.
Bereits verfügbare Energiemanagement-Systeme für den Haushalt
Die oft als Home Management bezeichneten Systeme steuern Verbraucher meist über schaltbare
Funksteckdosen. Die Wirtschaftlichkeit dieser bereits erhältlichen Geräte sollte allerdings genauestens
analysiert werden. Denn viele der angebotenen Geräte können zwar Energieverbrauch und Kosten senken,
doch stehen die Investitionskosten oft nicht in Relation zum Nutzen.
Am ehesten bewähren sich derzeit simple, kostengünstige Lösungen, wie beispielsweise Zeitschaltuhren für
Umwälzpumpen oder systemintegrierte Lösungen wie etwa wechselrichterintegrierte EnergiemanagementRelais zur Steuerung von Verbrauchern.
Voller Nutzen durch Energiemanagement erst mit Verwendung von Speichern
Um vollen Nutzen aus dem Energiemanagement-System zu erzielen wird der Energie-Speicherung zukünftig
eine große Rolle zugeschrieben. Bei erneuerbaren Energien führen volatile Energieerträge dazu, dass sich der
Verbrauch selten mit der Erzeugung deckt. Aus Analysen mit realen Anlagen- und Verbrauchsdaten wie auch
aus mehreren unabhängigen Studien ergibt sich, dass der durchschnittliche Eigenverbrauch eines Haushalts,
dessen Energiebedarf sich annähernd mit dem PV-Anlagenertrag deckt, durchschnittlich etwa 30 Prozent
beträgt. Mit Verwendung von Akkumulatoren, eingesetzt als Kurzzeitspeicher für den Transfer der Energie vom
Tag in die Nacht, lässt sich der Anteil selbst genutzter Energie auf über 60 Prozent erhöhen. Folgende Grafik
zeigt die Abhängigkeit von Eigenverbrauchsquote und Speichergröße eines durchschnittlichen Vier-PersonenHaushalts mit 5000 kWh Jahres-Stromverbrauch.
Wie thermische Speicher, welche jetzt schon vielfach genutzt werden, dienen auch elektrische Speicher dazu
die Energie dann bereit zu stellen wenn sie gebraucht wird. So kann der Eigenverbrauch maximiert und der
07/2013
3/5
Stromzukauf vom Energieversorger minimiert werden. Allerdings kann aus heutiger Sicht aufgrund hoher
Speicherpreise noch kein wirtschaftlicher Nutzen aus Photovoltaiksystemen mit Speichern erzielt werden.
Die Vision – Energieautonomie mit Langzeitspeicher
Um anstelle der prognostizierten 60 Prozent Eigenverbrauch auf annähernd 100 Prozent zu gelangen, ist ein
weiterer Schritt nötig. Mit Kurzzeitspeichern kann zwar künftig die Energiedifferenz von Tag und Nacht, nicht
aber die zwischen den Winter- und Sommermonaten ausgeglichen werden. Mit der Verwendung von
Langzeitspeichern, wie beispielsweise Wasserstoff, wird die Energieautonomie für den Privathaushalt Realität.
Überschüssige Energie des Sommers lässt sich mit Hilfe von Elektrolyse in Wasserstoff speichern und im
einstrahlungsarmen Winter über eine Brennstoffzelle in Strom zurück wandeln. Für den PV-Anlagenbetreiber
fungiert das öffentliche Stromnetz nur mehr als Backup, der Energie-Unabhängigkeit steht nichts mehr im Weg.
Zukunftsausblick und Zusammenfassung
Variable Stromtarife, kontinuierliche Strompreissteigerung und fallende Kosten für PV-Systeme und Speicher
machen Eigenverbrauch immer attraktiver und werden in Zukunft dazu führen, dass Energiemanagement im
Privathaushalt auch ohne weitere politische Bestrebungen Einzug hält. Wenn auch derzeit noch nicht
wirtschaftlich sinnvoll, so kann dennoch mit großer Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass
künftig durch die Verwendung intelligenter Energiemanagement-Systeme in Kombination mit Speichern hohe
Eigenverbrauchsquoten erzielt und Energiekosten eingespart werden können. Durch die Erweiterung des
eigenen solaren Kraftwerks mit Langzeitspeicher ist in absehbarer Zeit sogar eine nahezu autonome
Energieversorgung denkbar. Wie schnell diese Vision Realität wird hängt von politischen Rahmenbedingungen,
der schwer absehbaren Strompreissteigerung und vor allem auch von den Kosten für Photovoltaik-System und
Speicher ab.
Zeichen (ohne Leerzeichen): 9.016
Wörter: 1.276
Ing. Franz Breitwieser, Systemtechnik, Fronius International GmbH.
Bildmaterial: Fronius International GmbH, Abdruck honorarfrei.
Über die Fronius International GmbH
Fronius International ist ein österreichisches Unternehmen mit Firmensitz in Pettenbach und weiteren
Standorten in Wels, Thalheim und Sattledt. Das Unternehmen mit global 3250 Mitarbeitern ist in den Bereichen
Batterieladesysteme, Schweißtechnik und Solarelektronik tätig. Der Exportanteil mit rund 95 Prozent wird mit 17
internationalen Fronius Gesellschaften und Vertriebspartnern/ Repräsentanten in mehr als 60 Ländern erreicht.
Im Geschäftsjahr 2010 erwirtschaftete das Unternehmen einen Gesamtumsatz von 499 Millionen Euro. Mit
herausragenden Produkten und Dienstleistungen sowie 737 aktiven Patenten ist Fronius Technologieführer am
Weltmarkt. 392 Mitarbeiter arbeiten in der Forschung und Entwicklung.
07/2013
4/5
Rückfragehinweise:
Autor:
Ing. Franz Breitwieser, 43 (664) 88635247, [email protected], Froniusplatz 1,
4600 Wels, Austria.
Fachpresse:
Mag. Andrea Schartner, +43 664 88536765, [email protected], Froniusplatz 1,
4600 Wels, Austria.
07/2013
5/5