Wissenschaft und Forschung

Energieautark im Einfamilienhaus

Photovoltaikanlagen in Kombination mit Batteriespeichern ermöglichen mehr Unabhängigkeit bei der Energieversorgung. Wie groß das Potenzial für eine vollständig autarke Energieversorgung von Wohngebäuden ist, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gemeinsam mit Partnern untersucht. In der Fachzeitschrift Joule zeigen sie, dass bereits heute 53 Prozent der Einfamilienhäuser in Europa technisch energieautark werden könnten. Bis zum Jahr 2050 könnten durch Mehrinvestitionen von 50 Prozent mehr als zwei Millionen Gebäude das Netz verlassen.

Was kostet die Energieunabhängigkeit im Eigenheim?

Grundlage für ihre Berechnungen ist eine Datenbank, in der geografisch hoch aufgelöste Informationen zum europäischen Gebäudebestand und den darin lebenden Haushalten mit lokalen klimatischen und wirtschaftlichen Bedingungen kombiniert wurden. Durch den Einsatz neuartiger Methoden zur Komplexitätsreduktion auf Hochleistungsrechnern wurden zunächst für 4.000 repräsentative Einfamilienhäuser kostenoptimierte energieautarke Versorgungssysteme konfiguriert. In einem weiteren Schritt wurden dann neuronale Netze eingesetzt, um die Ergebnisse auf die 41 Millionen untersuchten Einfamilienhäuser zu übertragen. „Unter heutigen Bedingungen sind 53 Prozent der 41 Millionen Gebäude technisch in der Lage, sich unabhängig von externer Infrastruktur allein durch die Nutzung der lokalen Sonneneinstrahlung auf dem Dach zu versorgen, und dieser Anteil könnte aufgrund verbesserter Technologien bis 2050 auf 75 Prozent steigen“, sagt Professor Russell McKennavon der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) und Leiter des Labors für Energiesystemanalyse am Paul Scherrer Institut in der Schweiz. „Wenn man nun annimmt, dass Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer dazu bereit wären, bis zu 50 Prozent mehr zu investieren, als für ein vergleichbares Energiesystem mit Netzanschluss notwendig wäre, dann könnten bis 2050 bis zu zwei Millionen Einfamilienhäuser das Stromnetz verlassen.“

Ein ausgeprägtes Potenzial für energieautarke Wohngebäude sehen die Forschenden vor allem in Regionen mit geringen saisonalen Wetterschwankungen, wie beispielsweise in Spanien oder mit hohen Strompreisen wie in Deutschland.