Photovoltaik im Wandel des EEG kwh statt kwp. Nicolas Heibeck

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1 Photovoltaik im Wandel des EEG kwh statt kwp Nicolas Heibeck

2 Die Stromgestehungskosten des Solarstroms werden den Photovoltaik-Markt verändern Hohe Kürzungen der Einspeisevergütungen und kontinuierlicher Preisverfall der Systemkosten führen zu einer Marktveränderung in Deutschland Investitionen in Solarstrom-Systeme amortisieren sich inzwischen schneller über den eigenverbrauchten als über den eingespeisten Strom. Dies wird zu Systemen mit hohem Eigenverbrauchsanteil bei gleichzeitig hohem Selbstversorgungsgrad führen. Dabei spielen eine optimierte Solarstrom- Systemauslegung, ein intelligentes Lastmanagement und die Integration von Energiespeichersystemen eine wichtige Rolle. Max kwp Optimierte kwh 2

3 Gliederung 1. Niedrige Gestehungskosten für PV-Strom Abhängig von lokalen Gegebenheiten wie Wetter, Einstrahlung, etc. Abhängig von System-Effizienz, Langzeitzuverlässigkeit und Lebensdauer Abhängig von Finanzierungskonditionen 2. Hoher Strombezugstarif Sollte höher als die PV-Gestehungskosten sein Oftmals abhängig vom Verbrauch und Verbrauchscharakteristik Oftmals beeinflusst durch Steuern und Abgaben 3. Passende Lastkurve Verbrauch über den Tag (Mittagszeit) Verbrauch möglichst an 365 Tagen im Jahr 4. Betreiberkonzepte Privathaushalte & Gewerbebetriebe Dritte vor Ort beliefern 3

4 Stromgestehungskosten oder LCOE Die Stromgestehungskosten oder LCOE (Levelized Cost of Electricity/Energy) beschreiben bei Solaranlagen die Kosten einer kwh, bezogen auf die gesamte erzeugte Energie. Stromgestehungskosten-Formel (vereinfacht): kwh I 0 Initiale Investitionskosten (Eigenkapital) r Abzinsungsrate in % I t Laufende Finanzierungskosten (Zinsen und Tilgung) S t Projizierter Energieertrag im Jahr t in kwh/a OM t Laufende Betriebs- und Wartungskosten d I Anfangsdegradation (1. Jahr) in % s Anstieg der Betriebs- und Wartungskosten. d Degradation % t Jahr (Laufzeitvariable) T Lebensdauer des Systems in a 4

5 Die Gestehungskosten sind insbesondere abhängig vom spezifischen Ertrag und den Systemkosten Deutschland Laufzeit 25 Jahre, Degradation: 0.5%/a (c-si Technology), O&M Kosten 25 /kwp/a + 2% p.a., 100% Eigenkapital, Abzinsungssatz 5.14% Quelle: Conergy 5

6 Gliederung 1. Niedrige Gestehungskosten für PV-Strom Abhängig von lokalen Gegebenheiten wie Wetter, Einstrahlung, etc. Abhängig von System-Effizienz, Langzeitzuverlässigkeit und Lebensdauer Abhängig von Finanzierungskonditionen 2. Hoher Strombezugstarif Sollte höher als die PV-Gestehungskosten sein Oftmals abhängig vom Verbrauch und Verbrauchscharakteristik Oftmals beeinflusst durch Steuern und Abgaben 3. Passende Lastkurve Verbrauch über den Tag (Mittagszeit) Verbrauch möglichst an 365 Tagen im Jahr 4. Betreiberkonzepte Privathaushalte & Gewerbebetriebe Dritte vor Ort beliefern 6

7 Entwicklung der Stromtarife und PV-Stromgestehungskosten in Deutschland LCOE mit Speicher! 25,3 ct/kwh 14,17 ct/kwh 15,4 ct/kwh heute Quelle: eurostat, Studie ISE 2012, Conergy 7

8 Gliederung 1. Niedrige Gestehungskosten für PV-Strom Abhängig von lokalen Gegebenheiten wie Wetter, Einstrahlung, etc. Abhängig von System-Effizienz, Langzeitzuverlässigkeit und Lebensdauer Abhängig von Finanzierungskonditionen 2. Hoher Strombezugstarif Sollte höher als die PV-Gestehungskosten sein Oftmals abhängig vom Verbrauch und Verbrauchscharakteristik Oftmals beeinflusst durch Steuern und Abgaben 3. Passende Lastkurve Verbrauch über den Tag (Mittagszeit) Verbrauch möglichst an 365 Tagen im Jahr 4. Betreiberkonzepte Privathaushalte & Gewerbebetriebe Dritte vor Ort beliefern 8

9 Warum ist die Lastkurve der Kunden von Interesse? Lastkurve bestimmt, Energiebedarf, der durch das PV-System gedeckt werden kann und welcher Anteil ins Netz gespeist werden muss, zwei entscheidende Parameter, welche die Effektivität des PV-Systems in der jeweiligen privaten oder gewerblichen Anwendung definieren: EIGENVERBRAUCH SELBSTVERSORGUNGSGRAD In der Vergangenheit stand vor allem der Eigenverbrauch im Fokus, da es für die eigenverbrauchte kwh eine zusätzliche Vergütung gab. Durch die zunehmenden Stromkosten müssen heute beide Parameter betrachtet werden, will man ein PV-System für eine spezielle Anwendung auslegen. 9

10 Unterscheidung von Eigenverbrauch (EV) und Autarkiegrad / Selbstversorgung (AG) EV = E E ev PV E eigenverbrauchte Energie ev E erzeugte PV-Energie PV 35% E es E PV E es E netz EV bestimmt den prozentualen Anteil der direkt verbrauchten Energie, bezogen auf die erzeugte PV-Energie. 10

11 Unterscheidung von Eigenverbrauch (EV) und Autarkiegrad / Selbstversorgung (AG) EV = E E ev PV E eigenverbrauchte Energie ev E erzeugte PV-Energie PV 35% E es E PV Ein hoher EV verbessert die Rentabilität. E es 25 ct/kwh 18 ct/kwh E netz EV bestimmt den prozentualen Anteil der direkt verbrauchten Energie, bezogen auf die erzeugte PV-Energie. 11

12 Unterscheidung von Eigenverbrauch (EV) und Autarkiegrad / Selbstversorgung (AG) EV = E E ev PV 35% E es AG = E ev E + netz eigenverbrauchte Energie E PV erzeugte PV-Energie E PV eigenverbrauchte Energie E netz Energie aus dem Netz Ein hoher EV verbessert die Rentabilität. E es E netz 15% E netz AG bestimmt den prozentualen Anteil der Selbstversorgung, bezogen auf den Gesamtenergiebedarf des Haushalts. 12

13 Unterscheidung von Eigenverbrauch (EV) und Autarkiegrad / Selbstversorgung (AG) EV = E E ev PV 35% E es AG = E ev E + netz eigenverbrauchte Energie E sv eigenverbrauchte Energie E PV erzeugte PV-Energie E netz Energie aus dem Netz E PV Ein hoher EV verbessert die Rentabilität. E netz E es AG bestimmt die Unabhängigkeit vom Energieversorger und die absolute Höhe der Einsparungen. 15% E netz AG bestimmt den prozentualen Anteil der Selbstversorgung, bezogen auf den Gesamtenergiebedarf des Haushalts. 13

14 Wie optimiert man ein PV-System hinsichtlich Eigenverbrauch und Selbstversorgungsgrad? Das hängt von Ihrem Kunden und dem Einsatz-Prinzip ab! 1 Unabhängigkeitsprinzip 2 Grundlastprinzip Segment Residential Commercial Residential Commercial Kundenmotivation Systemgröße Werde zu einem möglichst großen Anteil unabhängig vom Energieversorger. PV Ertrag Ʃ Energiebedarf Spare möglichst viel Strom durch günstige Eigenerzeugung. Max. PV Leistung Grundlast Ʃ Energiebedarf Eigenverbrauch Selbstversorgungsgrad Eigenverbrauch Selbstversorgungsgrad Optimierung Dimensioniere Anlagengröße nach Energiebedarf. Dimensioniere Anlagengröße nach Optimum aus Eigenverbrauch und Autarkiegrad. z.b.: Optimierungsparameter: Eigenverbrauch x Autarkie Quelle: Global Marketing and Product Management 14

15 Wie kann man Eigenverbrauch und Selbstversorgungsgrad beeinflussen? 1. Nutzung von Lastmanagement Manuelle Bedienung auf Stromerzeugung anpassen Intelligente Haushaltsgeräte Verwendung neue Technologien zur intelligenten Nutzung des überschüssigen PV-Stroms. (Wärmepumpe, Photovoltaik-Heizungsunterstützung, Brauchwasserheizung etc.) Energiemanagementsystem (HEMS) 2. Nutzung eines Energiespeichers Batteriesystem (Hausspeicher, E-Mobil) Wärmespeicher (Heizung, Brauchwasser) 3. Optimierung der Größe des PV-Systems Berücksichtigung des Strombedarfs des Kunden Anpassung der Anlagengröße auf den tatsächlichen Stromverbrauch 15

16 Einfluss von Lastmanagement auf Eigenverbrauch und Selbstversorgungsgrad in Privathaushalten Ca. 50% des Haushaltsverbrauches lassen sich theoretisch verschieben. Im Normalfall findet aber der Großteil (ca %) des Verbrauchs schon tagsüber statt. Somit liegt ein Steigerungspotential für EV und AG in ca % des Haushaltsverbrauchs. 16

17 Einfluss von Energiespeichern auf Eigenverbrauch und Selbstversorgungsgrad in Privathaushalten Eigenverbrauch Selbstversorgungsgrad Modellhaushalt mit 4300 kwh Jahresverbrauch Eigenverbrauch steigt bei kleinerer PV-Systemgröße und größerer nutzbarer Batteriekapazität. Selbstversorgungsgrad steigt bei größerer PV-Systemgröße und größerer nutzbarer Batteriekapazität. Es ist ein maximaler Selbstversorgungsgrad von 80% zu erwarten. Quelle T. Staudacher, S.Eller; Dezentrale Stromversorgung eines Einfamilienhauses, BWH Bd. 64 (2012) Nr.6, 17

18 PV-Systemgröße kann auf Kundenbedarf optimiert werden Beispiel: Gaststätte mit einem Energiebedarf von ca kwh p.a. in Norddeutschland. Sommerwoche Winterwoche Grundlast: 3kW (Nacht) Spitzenlast: 20kW Tagesgrundlast: ca. 10kW Systemgröße 7kWp EV=100%, AG=8.7% Systemgröße 15 kwp EV=99.8%, AG=18.7% Systemgröße 30 kwp EV=86.9%, AG=30.9% 18

19 PV-Systemgröße kann auf Kundenbedarf optimiert werden Beispiel: Gaststätte mit einem Energiebedarf von kwh p.a. in Norddeutschland. Der Eigenverbrauch bleibt zunächst bei 100% und nimmt ab einer bestimmten Systemleistung ab. Der Autarkiegrad (Selbstversorgung) nimmt zunächst linear zu und flacht ab einer bestimmten deutlich ab Ca. 50% Selbstversorgungsgrad können mit sehr groß dimensionierten Anlagen maximal erreicht werden. 19

20 PV-Systemgröße kann auf Kundenbedarf optimiert werden Beispiel: Gaststätte mit einem Energiebedarf von kwh p.a. in Norddeutschland. Durch Multiplikation von EV und AG kann ein Optimierungsparameter erzeugt werden, welcher auf eine Maximierung beider Parameter abzielt. Im Beispiel liegt dieses Optimum bei einer Systemgröße von ca. 30kWp 20

21 Gliederung 1. Niedrige Gestehungskosten für PV-Strom Abhängig von lokalen Gegebenheiten wie Wetter, Einstrahlung, etc. Abhängig von System-Effizienz, Langzeitzuverlässigkeit und Lebensdauer Abhängig von Finanzierungskonditionen 2. Hoher Strombezugstarif Sollte höher als die PV-Gestehungskosten sein Oftmals abhängig vom Verbrauch und Verbrauchscharakteristik Oftmals beeinflusst durch Steuern und Abgaben 3. Passende Lastkurve Verbrauch über den Tag (Mittagszeit) Verbrauch möglichst an 365 Tagen im Jahr 4. Betreiberkonzepte Privathaushalte & Gewerbebetriebe Dritte vor Ort beliefern 21

22 Beispiele zu Betreiberkonzepten 1 2 Privathaushalte Gewerbebetriebe Klassischer Betrieb einer PV-Anlage mit Eigenverbrauch/ Eigenstromnutzung Anlagendimensionierung nach Unabhängigkeitsprinzip Integration von EMS und Speichern Maximaler Selbstversorgungsgrad von ca. 80% zu erwarten Klassischer Betrieb einer PV-Anlage mit Eigenverbrauch/ Eigenstromnutzung Anlagendimensionierung nach Lastprofil / Grundlastprinzip Eigenverbrauch > 80% Selbstversorgungsgrad ja nach Lastprofil bis zu 30% 22

23 Beispiel: Privathaushalt (ohne Speicher) Privathaushalt mit Energiebedarf von 4500 kwh pro Jahr Stromtarif: 25 ct/kwh + 4% p.a. Spezifischer Ertrag: 900 kwh/kwp p.a. Anschluss: Dezember 2012 (EEG-Vergütung: 17,45 ct/kwh) Systemgröße: 5 kwp, Systemkosten PV: 1850 /kwp, Wartungskosten: 25 /kwp p.a. + 2% p.a. Eigenverbrauch: 30% Finanzierung: 100% Eigenkapital Investition: ca. 25% Ersparnis Ersparnis: nach 20 Jahren Vor Steuern! 23

24 Zusammenfassung 1. Niedrige Gestehungskosten für PV-Strom Ermitteln Sie die Gestehungskosten für PV-Strom Ihres Kunden! Verstehen Sie die Gestehungskostenrechnung! 2. Hoher Strombezugstarif Kennen Sie die Energietarife und die Unterschiede der verschiedenen Tarifmodelle! Wo liegen die Hürden und Herausforderungen 3. Passende Lastkurve Kennen Sie den Strombedarf Ihres Kunden! Werden Sie ein Stromberater! 4. Passendes Betreiberkonzept Identifizieren Sie die vielversprechendsten Kundengruppen! 24

25 Unsere Welt steckt voller Energie.