Es sind die großen Herausforderungen unserer Zeit: Einerseits sollen die Klimaziele erreicht werden, um der Erderwärmung entgegenzuwirken. Andererseits geht es darum, Anhängigkeiten von anderen Staaten hinter sich zu lassen. Nicht nur Umweltschützer denken darüber nach, wie eine möglichst autarke Versorgung mit regenerativen Energien möglich ist. Kostengünstig und nachhaltig den individuellen Bedarf an Wärme und Strom zu decken, das ist das große Ziel. Ein Online-Tool, das Richard Eckerle und ein Team an der Universität der Bundeswehr in Neubiberg entwickelt haben, soll Lösungen bringen.
„Unser Ziel war es, mit Resat ein benutzerfreundliches Werkzeug zu schaffen, das grundlegende Fragen zur regenerativen Energieversorgung schnell und interaktiv beantwortet“, sagt der Akademische Direktor an der Professur für Elektrische Energieversorgung. Resat steht für „Renewable Energy Systems Analysis Tool“.
Eckerle, 59, hat sich schon als Kind für erneuerbare Energiesysteme interessiert, wie er erzählt. Eine Passion, die offenbar in der Familie liegt: Sein Vater sei Elektriker gewesen und habe sich bereits in den Achtzigerjahren eine Solarthermieanlage aufs Dach gebaut. Heute gibt Eckerle die Faszination für das Thema seinen Studierenden weiter. Er betreut am Lehrstuhl den Forschungsbereich regenerative Energiesysteme. In dem Zusammenhang entstand auch das Online-Tool: Er wollte den Studierenden ein Werkzeug an die Hand geben, mit dem sie möglichst einfach Erfahrungen und Wissen zu erneuerbaren Energiesystemen sammeln können und das zugleich alle Fragen dazu beantwortet. Eckerle beobachtete, dass bislang in Studien oft nur Teilaspekte hervorgehoben worden seien. Davon wollte er weg, wie er erzählt, und stattdessen eher einen Gesamtüberblick liefern.
„Der Goldstandard bei dem System ist: Wie schafft man 100 Prozent Autarkie und dass man seinen Verbrauch regenerativ deckt, und was kostet einen das?“, sagt Eckerle. Genau diese Informationen bietet die App, die erst seit Kurzem unter www.resat-app.de kostenlos verfügbar ist. Sie betrachtet das Zusammenspiel der Komponenten Windkraft, Photovoltaik, Batteriespeicher und Langzeitspeicher und ermittelt die Gesamtkosten für einen Haushalt über eine Laufzeit von 20 Jahren. „Mit dem Tool sieht man gleich, welchen Einfluss die Elemente auf die Kosten haben und umgekehrt“, sagt Eckerle.
Das Tool zeigt, bis zu welcher Größe Windkraft- oder Photovoltaikanlagen sinnvoll sind
In einer Grafik zeigen Punkte unter anderem, bis zu welcher Größe eine Windkraft- oder Photovoltaikanlage sinnvoll ist und ab wann sie nur noch ins Geld geht. So sei schnell nachweisbar, dass es sehr teuer wäre, „wenn jemand sagt, ‚Ach, ich versuch’s nur mit einer Batterie‘“, sagt Professor Thomas Weyh, der mit Eckerle die Professur für Elektrische Energieversorgung leitet und sich mit ihm eng über das Tool ausgetauscht hat.
Die App analysiert nicht den einzelnen Haushalt und wie dieser etwa mit einer Photovoltaikanlage einen bestimmten Autarkiegrad erreicht. Vielmehr errechnet sie, was eine Gruppe braucht, etwa ein Dorf, Familie und Freunde, die eine Verbrauchsgemeinschaft bilden und auch Synergieeffekte nutzen; die etwa eine gemeinsame Photovoltaikanlage betreiben, einen Batteriespeicher dazukaufen und vielleicht in den Wald eine Windenergiekraftanlage bauen. So etwas in der Art schwebt Eckerle vor. In dem Dorf in der Nähe von Eichstätt, aus dem er kommt, erinnert er sich an einen Landwirt, der schon früh eine Photovoltaikanlage auf sein Dach baute und andere aus dem Ort dazu motivierte, mitzumachen. Dieser Spirit, selbst aktiv zu werden, der gefalle ihm.
Wie die Anwendung genau funktioniert, zeigt ein kurzes Trainingsvideo. In dem Tool kann man dann verschiedene Szenarien simulieren. Etwa den Vergleich, wenn Energie nur aus einer Photovoltaikanlage kommt oder aber Sonnenenergie in Kombination mit Windkraft. Zwei Punktekurven in der Grafik zeigen sofort den Unterschied, die Punkte sind auch mit Erläuterungen hinterlegt. Auch die Investitionskosten sind individuell einstellbar. Beim Langzeitspeicher kann man drei Varianten wählen – Wasserstoff mit Druckgasspeicher, Wasserstoff mit Kavernenspeicher oder Methanol.
Es kommt auf den Mix von verschiedenen regenerativen Energien an
Einen Kavernenspeicher für Wasserstoff gibt es laut Eckerle eigentlich noch gar nicht. In der Berechnung ergibt er aber gute Werte, bei bestimmten Einstellungen landet man bei Stromerzeugungskosten von etwa 15 Cent pro Kilowattstunde. Auch kann man die Option wählen, Speicher zuzukaufen, etwa beim Biogas – ein weiterer Ansatz, um Stromerzeugungskosten zu senken. Je nach Einstellungen kommen Gesamtkosten von 12 000 Euro heraus, oder auch nur 6000 Euro. Ein gelber Stern in der Grafik zeigt jeweils den „Bestpunkt“, also jene Parameter, mit denen 100 Prozent Autarkie zum günstigsten Preis erreicht werden.
Die App bietet einen schnellen Vergleich verschiedener Technologiekombinationen – und räumt auch mit falschen Vorstellungen auf: dass man umso mehr Autarkie erreicht, je mehr Photovoltaikmodule man baut, wenn man Solarstrom nicht mit anderen Energiequellen mixt. Denn Energie sei nur günstig, wenn man das, was man erzeuge, auch verbrauche, sagt Eckerle.
Das Tool soll Privatleute ebenso ansprechen wie Kommunen und Unternehmen. Es sei auch für die Politik interessant, auch weil dargestellt wird, ob die Energiewende überhaupt bezahlbar ist. „Ich hoffe, dass dadurch Diskussionen angeregt werden“, sagt Eckerle. Was die App neben der Kostenfreiheit auch attraktiv macht: Man braucht keine Vorkenntnisse in Programmierung und muss keine Nutzerdaten preisgeben.
Ob sie sich durchsetzt, muss sich erst zeigen. Eckerle und sein Team wollen jedenfalls daran weiter tüfteln, zusätzliche Technologien hinzufügen oder auch den Wärmeverbrauch mitbetrachten; ebenso wie die energetische und finanzielle Auswirkung eines Kleinwindparks. Ideen gibt es noch viele, und die Herausforderungen werden nicht kleiner.
