Die durch den Irankrieg ausgelöste Energiekrise trifft jeden. Benzin-, Gas- und Strompreise sind rasant angestiegen. Und wie immer, wenn Energie plötzlich knapp und erheblich teurer geworden ist, geht mit einer solchen Entwicklung die Forderung nach einer Entlastung der Verbraucher einher. Dabei gibt es auch andere Möglichkeiten, die Energiekosten spürbar zu senken und gleichzeitig etwas gegen den Klimawandel zu tun. An solchen Alternativen arbeitet Rudolf Bayer aus Gröbenzell.
Der emeritierte Informatikprofessor der TU München hat mit seinen Studierenden und kommerziellen Partnern ein Verfahren entwickelt, wie Nachbarn privat erzeugten Solarstrom gemeinsam in ihren jeweiligen Haushalten oder für ihre Elektroautos nutzen können. Laut dem Wissenschaftler könnten von seiner Idee, den Strom zu teilen, statt ihn teuer von Konzernen zu kaufen, alle Beteiligten gleichermaßen profitieren.
Der Erzeuger würde seinen Erlös von zurzeit 7,9 Cent pro Kilowattstunde, den er bei der Einspeisung ins öffentliche Stromnetz erhält, auf etwa 16 Cent verdoppeln. Dessen Nachbarn als private Abnehmer könnten dagegen den Preis für die Kilowattstunde von zurzeit etwa 32 auf 16 Cent halbieren. Dies hält der immer noch aktive 87-Jährige für möglich. Bayer ist international bekannt für die Erfindung des B-Baums (eine Baumstruktur zur sortierten Speicherung von Daten). Wie er vorrechnet, entfällt bei dem von ihm bis zur Marktreife entwickelten System für lokalen Verbrauch von lokal erzeugtem Strom die „massive Subventionierung“ der großen Energieversorger durch die Betreiber privater Sonnenstromanlagen.
Wer zurzeit seinen überschüssigen Solarstrom ins öffentliche Netz einspeist, bekommt laut dem ehemaligen Inhaber des TU-Lehrstuhls für Datenbanksysteme und Wissensbasen nämlich nur einen Bruchteil von dem, was ein Konzern ausgeben müsste, wenn er diese Energie selbst erzeugen müsste, statt sie billig an der Leipziger Strombörse einzukaufen.
Bei seinem Modell setzt der Gröbenzeller auf die Energy Sharing-Verordnung der EU. Diese ermöglicht vom 1. Juni an auch in Deutschland, winzige lokale Netze zur Nutzung von im eigenen Quartier erzeugtem Strom unter Nachbarn zu betreiben. In anderen Ländern wie Österreich oder Italien ist das schon seit Längerem nicht nur erlaubt, sondern gängige Praxis.
Möglichkeiten für einen solchen lokalen Verbrauch sind laut Bayer lokale Wallboxen zum Laden von E-Autos, bidirektionale Wallboxen, die es erlauben, die Batterien von E-Autos als lokalen Stromspeicher zu nutzen, Wärmepumpen und eben auch auf ein Quartier beschränkte kleine lokale Netze.
Der größte Vorteil dieser Art des Energy Sharings liegt darin, dass die obligatorischen Gebühren an die Betreiber der großen Stromnetze und an den Staat wegfallen. Der Wissenschaftler unterscheidet drei Bereiche, die grob gerechnet jeweils zu einem Drittel den Strompreis bestimmen. Das sind erstens die Kosten für das Netz und dessen Betrieb, zweitens der Beitrag für den eigentlichen Lieferanten und den Erzeuger sowie drittens die Steuern und diverse Umlagen, die der Staat erhebt.
Für Bayer liegen die hohen Strompreise an einem politischen Systemfehler bei der Energiewende.
Bayer führt die hohen Strompreise in Deutschland auf einen politischen Systemfehler bei der Umsetzung der Energiewende zurück. Vor dem Umstieg auf erneuerbare Energien wurde Strom in wenigen Kraftwerken erzeugt, die mit Kohle, Atomkraft oder Gas betrieben wurden. Der dezentrale Verbrauch der zentral erzeugten Energie erforderte den Aufbau komplexer, teurer Netze. Das trägt maßgeblich dazu bei, dass nun eigentlich billiger Wind- und Sonnenstrom für den Verbraucher richtig teuer wird.
Für die Nutzer von Wind- und Sonnenenergie aus vielen dezentralen Anlagen habe das noch einen weiteren Nachteil: Die Umsetzung der Energiewende werde behindert, so das Fazit des Gröbenzellers. Funktioniert wie in diesem Fall etwas nicht optimal, sieht sich der Informatiker gefordert, Lösungsmodelle zu entwickeln, prototypisch umzusetzen und zur Entwicklung marktfähiger Produkte beizutragen. Und er erinnert daran, dass es die Aufgabe von Wissenschaftlern wie ihm sei, Lösungen für solche Probleme zu finden.
Sind die klassischen Netzbetreiber nicht mehr im Spiel, fallen zum Vorteil der Erzeuger und Nutzer die hohen Netzgebühren weg. Daraus resultiert die Beschränkung auf Insel- oder Quartierlösungen. Solche Quartiere sind mit mehreren Häusern bebaute Flächen, die nicht von öffentlichen Straßen durchschnitten werden. Denn das Überqueren einer Straße erfordert langwierige Genehmigungsverfahren und große Baumaßnahmen, die das Energy Sharing unrentabel machen.
Bereits 2024 hat ein Start-up von Bayers Studenten ein System entwickelt, das es Besitzern von Photovoltaik-Hausanlagen ermöglicht, ihre Wallboxen für die Nachbarschaft als Ladestationen für deren E-Autos bereitzustellen. Bei diesem Projekt stehen zwei Aspekte im Vordergrund. Da die Ladekosten hier weit unter jenen liegen, die an den Ladesäulen von Energiekonzernen oder anderen Betreibern auf öffentlichem Grund verlangt werden, erhöht dies einerseits die Attraktivität der E-Mobilität. Andererseits trägt das dazu bei, dass sich auf diese Weise auch in Phasen eines Überangebots Abnehmer für den überschüssigen Solarstrom finden.
Was passiert, wenn Windstille herrscht und auch die Solaranlage und die Heimbatterien keinen oder nur wenig Strom liefern? Einerseits schaltet eine Steuerbox immer dann, wenn nicht genügend Quartierstrom zur Verfügung steht, automatisch auf den weiterhin bestehenden Netzstromanschluss um. Die Ideallösung ist für den Pionier Bayer allerdings das bidirektionale Laden (BDL).
E-Autos mit BDL haben im Vergleich zu typischen Heimspeichern mit nur zehn Kilowattstunden eine bis zu zehnmal höhere Kapazität. Die entspricht in etwa dem Stromverbrauch eines Privathauses von einer Woche. So lassen sich Wolken und Flauten über mehrere Tage überbrücken. Über BDL-Wallboxen, die etwa 2000 Euro kosten, fließt der Strom vom E-Auto zurück ins Haus.
Beide Technologien verzeichnen ein rasantes Wachstum. Sie haben laut Bayer das Potenzial, den Markt für die Stromversorgung sowohl für einzelne Häuser, für Wohnquartiere oder für eine Gemeinde mit mehreren Quartieren grundlegend zu verändern. Zudem bietet diese Technik die Chance, bei längeren Blackouts wie im Januar in Berlin, eine Grundversorgung zu gewährleisten.
Die Kosten für unterschiedliche Steuerboxen seien nach wenigen Monaten ausgeglichen, sagt Bayer.
Netzbetreibern und Stromlieferanten bringt das Quartierstrommodell finanzielle Einbußen. Dagegen amortisieren sich laut Bayer sowohl für Eigentümer einer typischen Dachsolaranlage mit einer Leistung von zehn Kilowattpeak, als auch für die Abnehmer die Investitions- und Betriebskosten in eineinhalb bis zwei Jahren.
Kommt der Quartierstrom von der Solaranlage eines Gewerbebetriebs, die im Jahr 90 000 Kilowattstunden erzeugt, und nimmt ein benachbarter Unternehmer davon eine größere Menge ab, dann ist die Rentabilität erheblich besser. Die Kosten von etwa 900 Euro für die jeweils unterschiedlichen Steuerboxen zum Bezug oder Einspeisen des lokalen Solarstroms seien bereits nach wenigen Monaten durch den billigeren Energiebezug oder die Einnahmen aus dem Verkauf ausgeglichen.
Zurzeit verhandeln Bayer und sein Team mit Interessenten über Pilotprojekte für Quartierstrom. In den kommenden Wochen werde ein Start-up ein kommerzielles Produkt samt Software auf den Markt bringen, sagt er. Eines der ersten mit dieser Technik ausgestatteten Quartierstrom-Vorhaben wird in Pfaffenhofen an der Ilm in einem Gewerbegebiet umgesetzt. Dort liefert demnächst ein großes Bürogebäude mit einer Fassaden- und Dachsolaranlage den überschüssigen Strom an einen benachbarten Gewerbebetrieb.
