Solarthermie

Solarthermie eignet sich sehr gut für die Warmwassererzeugung sowie ergänzend für eine Heizungsunterstützung insbesondere für Einzelgebäude, kann aber bei größeren Anlagen auch in Fern- oder Nahwärmenetze integriert werden. Die Globalstrahlung als Maß für die verfügbare Solarenergie beträgt in Deutschland jährlich rund 1.000 kWh/m² horizontal ausgerichtete Fläche. Wird diese Energie auf einen Kollektor eingestrahlt, können etwa 30 bis 60 % als Wärme nutzbar gemacht werden. Solarthermieanlagen weisen damit eine hohe Flächeneffizienz auf und bringen über die gesamte Nutzungsdauer nahezu gleichbleibende Wärmegestehungskosten mit. Zudem entlasten direkte Wärmesysteme, die ohne Elektrifizierung auskommen, das Stromnetz.

Neben der direkten Nutzung zur Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung kann Energie aus Solarthermieanlagen in Verbindung mit oberflächennaher Geothermie zur Regeneration des Untergrundes genutzt werden. Eine saisonale Speicherung von überschüssiger Solarthermie aus den Sommermonaten reduziert den Bedarf an Brennstoffen wie Wasserstoff oder Biomasse im Winter. Im Zusammenhang mit der Frage der Flächenkonkurrenz zu PV-Anlagen kann auf die Möglichkeiten einer Systemkombination durch Photovoltaik-Thermie-(PVT)Module verwiesen werden, wobei gleichzeitig Wärme und Strom nutzbar gemacht werden.

Eine besondere Herausforderung bei der Integration von solarthermischen Anlagen in größerem Umfang in Wärmenetze stellt die zeitliche Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage dar. Etwa 70 % der Wärme aus solarthermischen Anlagen wird in Mitteleuropa in den Sommermonaten erzeugt, in denen der Wärmebedarf eher gering ist. Zusammen mit anderen EE- oder Abwärmequellen können in Wärmenetzen sommerliche Überschüsse und damit Konkurrenzen zwischen den einzelnen Anlagen auftreten. Solarthermische Anlagen sind daher in der Regel mit ergänzenden Systemkomponenten zu planen.

Im Jahr 2021 wurde im Rahmen des Masterplan Solarcity für alle Dachflächen im Land Berlin das theoretische sowie technische Solarenergiepotenzial differenziert nach Photovoltaik und Solarthermie ermittelt. Ausgewählte grundlegende Ergebnisse finden sich in einem GIS-basierten Datensatz (Solarkataster), der über den Energieatlas Berlin öffentlich zugänglich ist. Die über den Energieatlas unter ‚Solarenergie‘ verfügbare Karte ‚Solarthermie Potenzial‘ bildet das Potenzial auf den Dachflächen der Berliner Gebäude ab. Von den knapp 536.000 untersuchten Gebäuden eignen sich laut Solarkataster mehr als 464.000 für die solarthermische Nutzung mit einer Modulfläche von insgesamt 66,2 km².

Auf der Grundlage des Solarkatasters wurde im Rahmen der Wärmeplanung eine Analyse geeigneter Standorte für solarthermische Kollektoranlagen auf Gebäudedächern zur Einspeisung in Wärmenetze vorgenommen. Da Solarthermieanlagen eine Kostendegradation bei zunehmender Anlagengröße aufweisen und die Integration in Wärmenetze einen organisatorischen und technischen Aufwand birgt, ist für diesen Anwendungsfall eine gewisse Mindestgröße von etwa 1.000 m² Kollektorfläche notwendig. Für die Errichtung einer Solarthermieanlage besteht gegenüber der zu installierenden Bruttokollektorfläche ein etwa dreimal höherer Grundflächenbedarf, ein geeignetes Dach muss also mindestens 3.000 m² groß sein.

Insgesamt wurden 121 Gebäudestandorte identifiziert, die diesen Kriterien entsprechen, die nicht unter Denkmalschutz stehen und keine vorhandenen PV-Anlagen aufweisen. Die Summe der Flächen liegt bei 557.413 m², woraus eine summierte potenzielle Wärmemenge von rund 405 GWh/a hervorgeht. Die Karte liefert Indizien für geeignete Standorte, schließt aber keine konkreten Planungen von Anlagen durch den Senat an.

Die Potenziale von Solarthermieanlagen auf Freiflächen und sonstigen gebäudeunabhängigen Flächen werden aktuell in einer Studie im Auftrag der Berliner Energie und Netzholding (BEN) durch die Berliner Stadtwerke erhoben. Die Ergebnisse werden bis Ende 2026 erwartet.

Seit dem 1. Januar 2023 gilt in Berlin nach dem Solargesetz eine Solarpflicht für Neubauten sowie für Bestandsgebäude im Falle von wesentlichen Umbauten des Daches. Informationen und ein Praxisleitfaden zum Solargesetz finden sich auf der Internetseite der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe. Eine Solarpflicht für öffentliche Gebäude besteht über das Berliner Klimaschutz- und Energiewendegesetz EWG Bln.