Gemeinschaftliches Eigentum: der neue Ansatz für Photovoltaikanlagen in der Nachbarschaft

Mit dem zunehmenden Wandel von einer zentralisierten zu einer dezentraler Energieversorgung reicht es nicht mehr aus, sich nur auf möglichst energieeffiziente Systeme zu konzentrieren. Statt dessen müssen auch regenerative Energien und somit der Zeitpunkt? des aus Sonne und Wind erzeugten Stroms zu einem integralen Bestandteil des zukünftigen Verbrauchsverhaltens werden. In diesem Artikel skizziere ich, wie das gemeinschaftliche Eigentum von PV-Anlagen im nachbarschaftlichen Massstab ein enormes Potenzial zur Etablierung langfristiger und intelligenter Verbrauchsverhalten hat.

Warum sich auf verteilte Solar-PV konzentrieren?

Die dezentrale Energieerzeugung aus Photovoltaik (PV) wird ein zentraler Bestandteil der zukünftigen Energieversorgung sein, um saubere und sichere Energie liefern zu können. Das Wachstum von PV bringt jedoch auch Schwierigkeiten mit sich. Der mit der Sonneneinstrahlung schwankende Charakter von Photovoltaikstrom kann zu unvorhergesehenen Netzüberlastungen führen, wie dies z.B. in Kalifornien durch die rasche Einführung netzgebundener PV-Anlagen geschah. Dies hat die berühmte sogenannte “Enten-Kurve” verursacht, die eine Absenkung des Strombedarfs über den Tag und damit verbunden einen starken Anstieg des Strombedarfs bei Sonnenuntergang illustriert.

Abbildung 1: Typisches Netzlast-Nachfrageprofil für einen Frühlingstag aus Messdaten für 2013-2019, die die so genannte “Enten-Kurve” in Kalifornien hervorrufen. Sie veranschaulicht die steile Anstiegsphase am Abend zur Deckung des Spitzenbedarfs bei abnehmender netzgebundener PV-Solarstromerzeugung. Bildquelle: IEA, The California Duck Curve, IEA, Paris

Die Stromversorgung mit PV ist auch ein integraler Bestandteil der Schweizer Energiestrategie 2050. Die aktuellen Prognosen für die PV-Integration in der Schweiz bis 2050 liegen im Bereich von 8 -14 TWh. Die meisten der zusätzlichen PV-Anlagenwerden voraussichtlich auf Gebäudedächern installiert werden. Ähnliche Bedenken wie in Kalifornien gibt es hinsichtlich der Netzinstabilität deshalb auch in der Schweiz. In Spitzenzeiten wird es daher zusätzliche  Speichermöglichkeiten und verbraucherseitige Laststeuerung geben müssen um die Netzstabilität gewährleisten zu können.

Der Übergang zur intelligenten Nutzung dezentraler Solarenergie

Für die erfolgreiche Nutzung von PV-Strom ist es für Gebäudenutzer von entscheidender Bedeutung, sich aktiv an der Energiewende zu beteiligen. Die Schweiz hat damit begonnen, dieses Problem anzugehen, indem sie Eigenverbrauch fördert. Unter Eigenverbrauch versteht man den verbrauchten Strom, der direkt von der eigenen PV-Anlage stammt. Für den einzelnen Eigentümer einer PV-Anlage reichen die finanziellen Anreize allerdings nicht aus, um den Eigenverbrauchsanteil durch das “Brechen” von Verbrauchsspitzen und Verlagern des Stromverbrauchs  zu ändern.

Eine gemeinsame Studie mit einem lokalen schweizer Energieversorgungsunternehmen sowie 8’702 Haushalten ergab sogar, dass die vom Nutzer wahrgenommenen Energieeinsparungen bei einer zeitabhängigen Tarifgestaltung wichtiger sind als die tatsächlichen Kosteneinsparungen. Laut dieser Studie könnte es also einfacher sein, sich auf Verhaltensmuster statt auf Kosteneinsparungen zu konzentrieren um das Nutzerverhalten zu verändern. So könnte z.B. Strom aus der eigenen PV-Anlage als “kostenloser Strom” und überschüssige PV-Produktion als “ins Netz eingespeiste Verschwendung” konzipiert werden.

Darüber hinaus spielt der Kontext der Gemeinschaft eine wichtige Rolle. Einzelpersonen in einer Gemeinschaft sind motivierter, entsprechend der etablierten Nachhaltigkeitskultur zu handeln. Eine Studie untersuchte die Auswirkungen gemeinschaftlich organisierter Strategien zur Erhöhung der  Energieeffizienz und fand heraus, dass der gemeinschaftliche Kontext die tatsächlichen Einsparungen verbesserte. Auch wenn die Energieeinsparungen nicht über die Dauerder Studie hinausgingen, zeigt dies, wie wichtig die Rechenschaftspflicht der Gemeinschaft gegenüber ist. Allerdings bleibt die Frage offen, wie das erhöhte Engagement über die Zeit aufrechterhalten werden kann.

Aufrechterhaltung des Engagements durch Miteigentum von PV-Anlagen

Die Theorie legt nahe, dass die Lösung für ein langfristig nachhaltiges Konsumverhalten durch die Koordination von Einzelpersonen zur kollektiven Nutzung gemeinsamer Ressourcen erreicht werden könnte. Dafür sollte die Ressource direkt greifbar sein und alle Einzelpersonen sollten eine gemeinsame wirtschaftliche Abhängigkeit vom Ertrag der Ressource haben. Die gemeinsame Strategie sollte zudem attraktiver sein als die individuelle Strategie. Glücklicherweise gibt es für die Photovoltaik erhebliche wirtschaftliche Skalenvorteile, die über  gemeinschaftliche Investitionen in PV-Anlagen sowohl wirtschaftliche Anreize schaffen als auch dafür sorgen, dass das Engagement über die Lebensdauer des Systems aufrecht erhalten wird.

Abbildung 2: Übersicht zur Veranschaulichung der Hauptmerkmale netzgekoppelter gemeinschaftlicher PV-Anlagen für einen langfristig nachhaltigen Verbrauch.

Darüber hinaus sollte die Gemeinschaft auch gemeinsame Ziele für den Verbrauch von PV-Strom festlegen. Diese spezifischen Ziele sollten die Zeitabhängigkeit des aus der PV-Anlage erzeugten Stroms berücksichtigen. Dazu gehören auch eine Strategie zur Erhöhung des Eigenverbrauchs und Massnahmen zur Erreichung der jährlichen Amortisationsziele.

Um diese Ziele zu erreichen, sollte die Gemeinschaft auch ein einfach zu handhabendes Energiemanagementsystem und ein angeschlossenes IOT-System (internet of things)  mit gemessenen Werten auf Nutzerebene und auf aggregierter Ebene implementieren. Einzelpersonen könnten z.B. eine “Punktzahl” für den Eigenverbrauch erhalten, die keine detaillierten Informationen über individuelle tägliche Verbrauchsprofile liefert. Auf diese Weise könnten Datenschutzbedenken vermieden werden, die in einer Energieeffizienz-Studie zu gemeinschaftliche Systemen festgestellt wurden.

Wie sind diese Empfehlungen in die bestehenden Zusammenschlüsse zum Eigenverbrauch in der Schweiz integriert?

Auf Bundesebene wurden Anfang 2018 spezifische Richtlinien zur Erleichterung des Zusammenschlusses zum Eigenverbrauch (ZEV) entwickelt und zuletzt im Dezember 2019 aktualisiert. Eine der Grundvoraussetzungen für eine Gemeinschaft mit Eigenverbrauch, um sich als offizielle ZEV zu qualifizieren, ist, dass der Gebäudebestand nur einen einzigen Messpunkt mit dem örtlichen Stromversorgungsunternehmen haben darf (Art. 18 EnG). Dies ist ein wichtiger Schritt, da die Mitglieder der ZEV nun ihre eigene Strategie entwickeln müssen, um die Kosten für den Stromverbrauch und die Stromerzeugung zu teilen. Somit wurde ein Anreiz zur Interaktion und zur Zusammenarbeit geschaffen.

Innerhalb des ZEV-Modells gibt es jedoch auch Einschränkungen, die je nach Eigentumsmodell die Zusammenarbeit zwischen den Nutzern behindern können. Beispielsweise enthalten die ZEV-Richtlinien separate Empfehlungen für gemeinschaftliches und einzelnes Eigentum:

Gemeinschaftliches Eigentum: der kollektive Charakter des Ansatzes der ZEV zum Gemeinschaftseigentum erfüllt die ersten Kriterien für ein langfristiges Engagement: Er ermutigt die Eigentümer zur Entwicklung einer Strategie zur Aufteilung der Stromproduktion und der damit verbundenen Kosten. Es gibt jedoch keinen Hinweis darauf, dass solche ZEVs über eine Energiemanagement-Plattform verfügen, auf der sie gemeinsam die Nutzung ihrer kostenlosen Stromerzeugung überwachen können.

Einzeleigentümer (Vermieter mit mehreren Mietern): Beim Einzeleigentümer-Mieter-Modell besteht für die einzelnen Mieter nur ein sehr geringer Anreiz, die Ressource während der Spitzenproduktion zu nutzen, da die Kosten für Solarstrom dem Netzpreis entsprechen oder nur geringfügig darunter liegen. Mit anderen Worten, die Mieter sind wirtschaftlich nicht von der Stromproduktion abhängig und haben daher keinen wirklichen Anreiz, Strom vor Ort zu verbrauchen.

Richtlinien sollten das gemeinsame Eigentum für PV fördern 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ZEVs die gleichzeitige Massenproduktion von PV-Strom, der Netz eingespeist wird, durch Lastaggregation minimieren (wodurch das Problem der “Enten-Kurve” teilweise reduziert wird). Da die Möglichkeiten der Lastaggregation weitestgehend ausgeschöpft sind, sollte der Schwerpunkt jedoch auch auf Anreize für gemeinschaftliche Eigentumsmodelle gelegt werden, um das Commitment und Engagement der Nutzer für erneuerbare Energien zu fördern. Zudem sollte den gemeinschaftlich organisierten Energiemanagementsystemen mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Zusammen haben gemeinschaftlichen Eigentumsmodelle und gemeinschaftlich organisierten Energiemanagmentsysteme das Potenzial, das Engagement der Nutzer für nachhaltiges Konsumverhalten zu verbessern und über die Zeit hinweg aufrechtzuerhalten. Politische Entscheidungsträger sollten daher finanziellen Anreizen für PV-Anlagen in Gemeinschaftsbesitz Vorrang einräumen. Technologie- und Dienstleistungsanbieter wären dann gut beraten, IOT-Plattformen für kollektiv verwaltete Stromerzeugung und -verbrauch zu entwickeln.