Batteriespeicher für Privathauhalte Erste Ergebnisse des Einsatzes von Haushalts- Batteriespeichern in Schleswig-Holstein

Batteriespeicher für Privathauhalte Erste Ergebnisse des Einsatzes von Haushalts- Batteriespeichern in Schleswig-Holstein Dr. Winfried Dittmann Gesellschaft für Energie und Klimaschutz Schleswig-Holstein GmbH Boschstr. 1 24118 Kiel Tel: 0431/9805-762 Fax: 0431/9805-888 Email: dittmann@eksh.org www.eksh.org 1

Überblick Grundlagen Erste Ergebnisse aus dem EKSH-Testprogramm Ergebnisse eigene Anlage Förderung durch die KfW Das EKSH-Testprogramm Fazit 2

Die EKSH. ist eine am 1.11.2011 gegründete gemeinnützige Gesellschaft des Landes, seiner Hochschulen und der E.ON Hanse AG fördert auf dem Gebiet Energie und Klimaschutz. angewandte Wissenschaft und Wissenstransfer. Information und Bildung. Pilot- und Demonstrationsvorhaben setzt Projekte der Vorgängereinrichtung ISH zu Energie und Klimaschutz fort. eko EnergieOlympiade für Kommunen (www.energieolympiade.de). SHeff-Z Ausstellungszentrum zu Energieeffizienz (www.sheff-z.de) 3

Betriebsverhalten von einem PV- System 4

Betriebsverhalten von einem PV- Speichersystem 5

Einfluss der Betriebsstrategie auf den PV-Ausbau Quelle: J. Weniger, HTW Berlin, Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern in Kombination mit Photovoltaiksystemen Fachtagung Batteriespeicher zur Optimierung der Eigenstromversorgung aus Photovoltaik und Kleinwindanlagen, 25. September 2013, Neumünster 6

Energetische Bewertung von PV- Speichersystemen Quelle: J. Weniger, HTW Berlin, Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern in Kombination mit Photovoltaiksystemen Fachtagung Batteriespeicher zur Optimierung der Eigenstromversorgung aus Photovoltaik und Kleinwindanlagen, 25. September 2013, Neumünster 7

Energetische Bewertung von PV- Speichersystemen Quelle: J. Weniger, HTW Berlin, Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern in Kombination mit Photovoltaiksystemen Fachtagung Batteriespeicher zur Optimierung der Eigenstromversorgung aus Photovoltaik und Kleinwindanlagen, 25. September 2013, Neumünster 8

Systemdimensionierung je höher die PV-Leistung, umso geringer der Eigenverbrauchsanteil Je höher die Speicherkapazität, umso höher der Eigenverbrauchsanteil Quelle: J. Weniger, HTW Berlin, Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern in Kombination mit Photovoltaiksystemen Fachtagung Batteriespeicher zur Optimierung der Eigenstromversorgung aus Photovoltaik und Kleinwindanlagen, 25. September 2013, Neumünster 9

Systemdimensionierung je höher die PV-Leistung, umso höher der Autarkiegrad Je höher die Speicherkapazität, umso höher der Autarkiegrad Quelle: J. Weniger, HTW Berlin, Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern in Kombination mit Photovoltaiksystemen Fachtagung Batteriespeicher zur Optimierung der Eigenstromversorgung aus Photovoltaik und Kleinwindanlagen, 25. September 2013, Neumünster 10

Beispiel für einen Verlauf mit Einspeisebegrenzung auf 60% der PV-Leistung Jahresstromverbrauch: 2.970 kwh/a, PV-Leistung: 8 kwp, Speicherkapazität: 7 kwh 11

Ergebnisse 1. Jahr Jahresstromverbrauch: 5.322 kwh/a, PV-Leistung: 5,5 kwp, Speicherkapazität: 5,7 kwh 14

Ergebnisse 1. Jahr bez. PV-Leistung: 1,04 kwp/mwh, bez. Speicherkapazität: 1,08 kwh/mwh 15

Ergebnisse 1. Jahr Jahresstromverbrauch: 4.229 kwh/a, PV-Leistung: 8,2 kwp, Speicherkapazität: 10,2 kwh 16

Ergebnisse 1. Jahr bez. PV-Leistung: 1,9 kwp/mwh, bez. Speicherkapazität: 2,4 kwh/mwh 17

Systemdimensionierung EKSH-Förderprojekte Quelle: J. Weniger, HTW Berlin, Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern in Kombination mit Photovoltaiksystemen Fachtagung Batteriespeicher zur Optimierung der Eigenstromversorgung aus Photovoltaik und Kleinwindanlagen, 25. September 2013, Neumünster 18

Ergebnisse 1. Jahr Eigenverbrauchsanteil bez. PV-Leistung in kwhp/mwh bez. Speicherkapazität in kwh/mwh Eigenverbrauch theoretisch in % Eigenverbrauch gemessen in % 1,0 1,1 60 73 1,0 1,5 67 69 1,1 1,7 69 66 1,2 0,8 47 48 1,5 2,6 55 59 1,9 2,4 43 36 2,7 2,4 36 32 2,8 0,9 24 30 19

Systemdimensionierung EKSH-Förderprojekte Quelle: J. Weniger, HTW Berlin, Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern in Kombination mit Photovoltaiksystemen Fachtagung Batteriespeicher zur Optimierung der Eigenstromversorgung aus Photovoltaik und Kleinwindanlagen, 25. September 2013, Neumünster 20

Ergebnisse 1. Jahr Autarkiegrad bez. Speicherkapazität in kwh/mwh bez. PV-Leistung in kwhp/mwh Autarkiegrad theoretisch in % Autarkiegrad gemessen in % 0,8 1,2 57 61 0,9 2,8 66 63 1,1 1,0 57 58 1,5 1,0 63 51 1,7 1,1 65 53 2,4 1,9 78 69 2,4 2,7 82 78 2,6 1,5 75 75 21

Ergebnisse 1. Jahr Wirtschaftliche Größen Sp.-Kap. in kwh bez. Sp.-kap. Einspeisevergütung PV-Leist. in kwp bez. PV-Leist. in Euro vermiedene Stromkosten in Euro Summe in Euro 4,5 0,8 mit Speicher 473 942 1.415 6,8 1,2 ohne Sp. 637 595 1.232 5,7 1,1 mit Speicher 148 827 975 5,5 1,0 ohne Sp. 379 337 717 7,2 1,7 mit Speicher 172 605 777 4,8 1,1 ohne Sp. 349 230 579 10,2 2,4 mit Speicher 672 785 1.456 8,2 1,9 ohne Sp. 730 662 1.392 7,0 2,4 mit Speicher 646 620 1.266 8,0 2,7 ohne Sp. 669 572 1.240 7,0 2,5 mit Speicher 212 556 769 4,2 1,5 ohne Sp. 359 245 604 Differenz In Euro 183 258 198 65 26 165 Annahme: Einspeisevergütung 0,1275 Euro/kWh, Strompreis 0,27 Euro/kWh 30 % Eigenverbrauchquote ohne Speicher 22

Ergebnisse 1. Jahr Wirtschaftliche Größen PV-Leist. in kwp bez. PV-Leist. Einspeisevergütung Sp.-Kap. In kwh bez. Sp.-Kap. in Euro vermiedene Stromkosten in Euro Summe in Euro 5,5 1,0 mit Speicher 148 827 975 5,7 1,1 ohne Sp. 379 337 717 4,8 1,1 mit Speicher 172 605 777 7,2 1,7 ohne Sp. 349 230 579 6,8 1,2 mit Speicher 473 942 1.415 4,5 0,8 ohne Sp. 637 595 1.232 4,2 1,5 mit Speicher 212 556 769 7,0 2,5 ohne Sp. 359 245 604 8,2 1,9 mit Speicher 672 785 1.456 10,2 2,4 ohne Sp. 730 662 1.392 8,0 2,7 mit Speicher 646 620 1.266 7,0 2,4 ohne Sp. 669 572 1.240 Differenz In Euro 258 198 183 165 65 26 Annahme: Einspeisevergütung 0,1275 Euro/kWh, Strompreis 0,27 Euro/kWh 30 % Eigenverbrauchquote ohne Speicher 23

KfW-Förderprogramm Erneuerbare Energien Speicher (Programmnummer 275) Folgende Maßnahmen werden gefördert: a) Die Neuerrichtung einer Photovoltaikanlage in Verbindung mit einem stationären Batteriespeichersystem. Es gilt der reguläre Fördersatz. b) Ein stationäres Batteriespeichersystem, das nachträglich zu einer nach dem 31.12.2012 in Betrieb genommenen Photovoltaik-Anlage installiert wird. Erfolgt die Inbetriebnahme eines nachträglich installierten Batteriespeichersystems innerhalb von 6 Monaten nach Inbetriebnahme der Photovoltaikanlage, dann gilt der reguläre Fördersatz. Eine "Nachrüstung" liegt vor, wenn zwischen der Inbetriebnahme der Photovoltaikanlage und der Inbetriebnahme des Batteriespeichersystems ein Zeitraum von mindestens sechs Monaten liegt. In diesem Fall gilt der erhöhte Fördersatz. Technische Mindestanforderung u.a.: Die maximale Leistungsabgabe der Photovoltaikanlage am Netzanschlusspunkt beträgt 50% der installierten Leistung der Photovoltaikanlage. (Im Vorläuferprogramm lag dieser Wert bei 60%!) 24

KfW-Förderprogramm Erneuerbare Energien Speicher ab 1,05 % effektiver Jahreszins für kombinierte Anlagen aus Photovoltaik und Batteriespeicher auch zur Speichernachrüstung von Photovoltaik-Anlagen, die nach 31.12.2012 in Betrieb gingen günstiger Kredit mit Tilgungszuschuss Laufzeit und Zinsbindung bis zu 20 Jahre möglich Tilgungszuschuss möglich, abhängig von Kosten und Größe von Batteriespeicher und PV-Anlage und vom Eingang eines vollständigen und prüffähigen Antrags bei der KfW 25

KfW-Förderprogramm Erneuerbare Energien Speicher Ermittlung des Tilgungszuschusses bei Neuerrichtung einer PV-Anlage mit einem stationären Batteriespeicher: Gesamtnettoinvestitionskosten in ein kombiniertes Batteriespeicher- Photovoltaiksystem inkl. Installationskosten = A Kosten der PV-Anlage werden ermittelt aus 1.600 Euro/kWp x Y kwp (inst. Leistung PV-Anlage) = B A - B = C (Kosten des Speichers) Anteil der förderfähigen Kosten X ist abhängig vom Antragszeitraum. Prüfen: C / Y = D D < 2.000 Euro/kWp : D x Y x X% = Tilgungszuschuss D > 2.000 Euro/kWp: 2.000 x Y x X% = Tilgungszuschuss Bei Nachrüstung: D < 2.200 Euro/kWp : D x Y x X% = Tilgungszuschuss D > 2.200 Euro/kWp: 2.200 x Y x X% = Tilgungszuschuss 26

KfW-Förderprogramm Erneuerbare Energien Speicher Anteil der förderfähigen Kosten für die Ermittlung des Tilgungszuschusses Antragszeitraum Anteil der förderfähigen Kosten ab 01.03.2016 (Programmbeginn) bis 30.06.2016 25% ab 01.07.2016 bis 31.12.2016 22% ab 01.01.2017 bis 30.06.2017 19% ab 01.07.2017 bis 31.12.2017 16% ab 01.01.2018 bis 30.06.2017 13% ab 01.07.2018 bis 31.12.2018 (Programmende) 10% 27

KfW-Förderprogramm Erneuerbare Energien Standard 270/274 Folgende förderbare Maßnahmen hier interessant: Photovoltaik-Anlagen, auch als Verbundvorhaben, bei denen die Stromerzeugung mit Energiespeichern und/oder Lastmanagement kombiniert wird Batteriespeicher für erneuerbare Energien-Anlagen, auch als Nachrüstung Zinssatz ab 1,05% (die ersten 10 Jahre fest) Auszahlung bis zu 100% (ohne MwSt.) Kredithöchstbetrag 50 Mio. Euro Laufzeit Bis zu 5 Jahre bei höchstens 1 tilgungsfreien Anlaufjahr (5/1), Bis zu 10 Jahre bei höchstens 2 tilgungsfreien Anlaufjahren (10/2), Bis zu 20 Jahre bei höchstens 3 tilgungsfreien Anlaufjahren (20/3) bei Investitionsvorhaben, bei denen die technische und wirtschaftliche Lebensdauer der mitfinanzierten Investitionsgüter mehr als 10 Jahre beträgt. 28

KfW-Förderprogramm Erneuerbare Energien Standard 270/274 Anträge können gestellt werden von: In- und ausländische Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, die sich mehrheitlich in Privatbesitz befinden Unternehmen, an denen Kommunen, Kirchen, karitative Organisationen beteiligt sind Freiberuflich Tätige, z. B. Ärzte, Steuerberater, Architekten Landwirte Natürliche Personen und gemeinnützige Antragsteller, die den erzeugten Strom einspeisen bzw. die erzeugte Wärme verkaufen. 29

KfW-Förderprogramm Energieeffizient Bauen (153) Das Förderprogramm dient der zinsgünstigen langfristigen Kreditfinanzierung der Errichtung oder des Ersterwerbs von KfW-Effizienzhäusern mit niedrigem Energieverbrauch und CO 2 -Ausstoß. Die Förderung soll darüber hinaus die finanzielle Belastung durch die Bau- und Heizkosten reduzieren und diese für den Nutzer langfristig kalkulierbarer machen. Der Zinssatz wird in den ersten 10 Jahren der Kreditlaufzeit aus Bundesmitteln verbilligt. Bei Nachweis des KfW-Effizienzhaus-Niveaus 40 oder 55 (inklusive Passivhaus) wird zusätzlich ein Teil der Darlehensschuld (Tilgungszuschuss) erlassen. 30

KfW-Förderprogramm Energieeffizient Bauen (153) Gefördert wird die Errichtung oder der Ersterwerb von Wohngebäuden (wohnwirtschaftlich genutzte Flächen und Wohneinheiten) einschließlich Wohn-, Alten- und Pflegeheimen. Gefördert werden auch durch Erweiterung bestehender Gebäude (z.b. Anbau) oder Ausbau von vormals nicht beheizten Räumen (z. B. Dachgeschossausbau) neu entstehende Wohneinheiten. Wohneinheiten sind in einem abgeschlossenen Zusammenhang liegende und zu dauerhaften Wohnzwecken bestimmte Räume in Wohngebäuden, welche die Führung eines Haushalts ermöglichen (Zimmer, Küche/Kochnische und Bad/WC). Nicht gefördert werden Ferienhäuser und -wohnungen sowie Wochenendhäuser. 31

KfW-Förderprogramm Energieeffizient Bauen (153) KfW-Effizienzhaus Es werden auf Grundlage der geltenden Energieeinsparverordnung (EnEV) folgende KfW-Effizienzhaus-Niveaus gefördert: KfW-Effizienzhaus 40 PLUS KfW-Effizienzhaus 40 (inklusive Passivhaus) KfW-Effizienzhaus 55 (inklusive Passivhaus) 32

KfW-Förderprogramm Energieeffizient Bauen (153) Zusätzliche Anforderungen an ein KfW-Effizienzhaus 40 Plus Ein KfW-Effizienzhaus 40 Plus erfüllt die Anforderungen an ein KfW-Effizienzhaus 40 und verfügt über folgendes Plus Paket: Eine stromerzeugende Anlage auf Basis erneuerbarer Energien Ein stationäres Batteriespeichersystem (Stromspeicher) Eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung Eine Visualisierung von Stromerzeugung und Stromverbrauch über ein entsprechendes Benutzerinterface Der in der Bilanz anrechenbare Strom aus erneuerbaren Energien muss auf dem Grundstück im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang mit dem Gebäude oder dessen Nebenbauwerken (Garage, Carport, Schuppen etc.) erzeugt werden. Das sind z.b. Strom aus Photovoltaikanlagen oder kleinen Windkraftanlagen oder Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die zu 100% mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Der am Gebäude oder dessen Nebengebäuden erzeugte Strom sollte überwiegend im Gebäude selbst genutzt werden. Die Eigennutzung von Strom muss durch eine Vorrangschaltung gewährleistet sein. Zwischen Erzeugern, Speichern und Verbrauchern (Heizung, Lüftung, Beleuchtung, Haushaltsprozesse und Haushaltsgeräte) muss eine physische Verbindung bestehen. Bei netzeinspeisenden Photovoltaikanlagen ist die maximale Leistungsabgabe am Netzanschlusspunkt auf 60% der installierten Leistung zu begrenzen. 33

KfW-Förderprogramm Energieeffizient Bauen (153) Darlehensbetrag maximal 100.000 Euro pro Wohneinheit Zinssatz ab 0,75% Tilgungszuschuss KfW-Effizienzhaus KfW-Effizienzhaus 40 Plus KfW-Effizienzhaus 40 / Passivhaus 40 KfW-Effizienzhaus 55 / Passivhaus 55 KfW-Effizienzhaus 70 Höhe Tilgungszuschuss 15 % der Darlehenssumme, bis zu 15.000 Euro für jede Wohneinheit 10 % der Darlehenssumme, bis zu 10.000 Euro für jede Wohneinheit 5 % der Darlehenssumme, bis zu 5.000 Euro für jede Wohneinheit wird nicht mehr gefördert 34

Das EKSH-Testprogramm Grundlage und Ziel Batteriespeicher können zur Vergleichmäßigung der fluktuierenden Stromerzeugung von PV- und Kleinwindanlagen beitragen, den Eigenstromverbrauch verbessern und den Autarkiegrad erhöhen. Inwieweit dies für verschiedene Batteriespeichersysteme und Haushaltsgrößen zutrifft und ob dies für die Betreiber der Systeme wirtschaftlich ist, soll mit dem EKSH-Testprogramm untersucht werden. Die EKSH gewährt für bis zu zehn Batteriespeichersysteme eines Herstellers, insgesamt 30 Systeme eine Prämienzahlung. 35

Aktuelle Voraussetzungen für die Teilnahme am Testprogramm Installation eines Lithium-Batteriespeichersystems in Kombination mit einer PV- oder Kleinwindanlage in einem Haushalt in Schleswig-Holstein Inbetriebnahme zwischen 01. Oktober 2015 und 30. September 2016 Vollständig ausgefüllter Antrag mit Daten zum Haushalt und zu den Systemkomponenten Bereitstellung der Zugangsdaten der Online-Datenerfassung des Speichersystems 36

Prämienzahlung Für drei Betriebsjahre jeweils 500 Euro erhält, wer der EKSH die im Folgenden beschriebenen Daten liefert und Zugang zu den kontinuierlich erfassten Daten des Speichersystems gewährt. 37

Antragsdaten Antragsteller Wohnfläche des Haushalts in m², Anzahl der Personen im Haushalt, Art der Heizung und Warmwassererzeugung, Leistung der PV- oder Kleinwindanlage in kw, Kapazität des Batteriespeichers in kwh, Hersteller und Typ des Batteriespeichers, Investitionskosten aufgeteilt in PV, Kleinwindanlage, Speicher, Energiemanagementsystem, Installation in Euro, Fördersumme, falls für den Batteriespeicher und/oder die PV oder Kleinwindanlage öffentliche Fördermittel gezahlt wurden, Strombezug der letzten drei Jahre vor Installation des Batteriespeichers in kwh und Euro. 38

Datenerfassung durch Betreiber Wöchentliche Daten Stromerzeugung der PV- oder Windenergieanlage in kwh, Stromverbrauch des Haushalts in kwh, in das Netz eingespeister Strom (Netzeinspeisung) in kwh, aus dem Netz bezogener Strom (Netzbezug) in kwh, Laden des Batteriespeichers in kwh, Entladen des Batteriespeichers in kwh. 39

Datenerfassung durch Betreiber Jährliche Daten Menge des eingespeisten Stroms in kwh, Menge des bezogenen Stroms in kwh Vergütung für den eingespeisten Strom in Euro, Kosten für den bezogenen Strom in Euro, Wartungskosten in Euro. Einmal jährlich ein schriftlicher Bericht über die Erfahrungen hinsichtlich Wartung, Störungen oder Reparaturen mit der PV- oder Kleinwindanlage und dem Batteriespeicher 40

Antragsberechtigung Antragsberechtigt sind nun Privatpersonen, die ab 01. Oktober 2015 für ihren Privathaushalt ein Batteriespeichersystem in Betrieb nehmen. Die Installation kann nachträglich zu einer bereits vorhandenen PV- oder Kleinwindanlage oder auch in Kombination mit einer neuen PV- oder Kleinwindanlage erfolgen. 41

Antragsverfahren Antragstellung bei der EKSH Mitteilung der EKSH, ob für beantragtes Batteriesystem noch Prämien zur Verfügung stehen Einreichung der Inbetriebnahmeerklärung des Batteriesystems Richtlinie und Antragsformular unter http://www.eksh.org/foerderung 42

Antragsstand bisher Förderzusagen für 19 Vorhaben, davon sieben mit Sonnenbatterie vier mit E3/DC S10 zwei mit SMA /LG Chem eines mit SMA Sunny Boy eines mit eva power reload system eines mit ASD future ON 900 power+ zwei mit BMZ ESS3.0 eines mit Fronius BATTERY 7.5 eine zusätzliche Förderanfrage Senec Li 15 Speicherkapazitäten bei den Projekten liegen zwischen 2,0 und 13,44 kwh Kosten der Batteriespeicher zwischen 1.000 und 4.100 Euro/kWh (Angaben Antragsteller), die jüngsten Speicher (Nov 15 bis Jan 16) zwischen 1.300 und 1.000 Euro! 43

Fazit Für einen hohen Eigenverbrauchsanteil ist ein Batteriespeicher erforderlich. In den letzten beiden Jahren haben sich die Speicherkosten annähernd halbiert. Mit der KfW-Förderung und einer an den Verbrauch angepassten PV-Leistung und Speicherkapazität ist die Wirtschaftlichkeitsgrenze erreicht. Beim Einsatz von Wärmepumpen zur Heizung und/oder Warmwassererzeugung ist der Eigenverbrauchsanteil weiter steigerbar. Die Ergebnisse des EKSH-Testprogramms bestätigen die theoretisch ermittelten Werte für den Eigenverbrauchsanteil und Autarkiegrad. Weitere Teilnehmer am Testprogramm werden gesucht. 44

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 45