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Solaranlagen 2022

Einleitung

Erneuerbare Energien, also vorrangig Windkraft, Geothermie, Biomasse und Solarenergie, stellen für die Energieversorgung Berlins als unerschöpfliche Quellen eine bedeutende Alternative bzw. Ergänzung zu den fossilen Brennstoffen dar. Der Ausbau der Solarenergienutzung wird dabei als besonders wichtiger Baustein in der Klimaschutzstrategie Berlins hervorgehoben, da, mit über 560.000 Gebäuden in Berlin, Dächer und Häuserfassaden, im Gegensatz zu geeigneten Windkraftstandorten, reichlich vorhanden sind Der Senat von Berlin strebt eine klimaneutrale Energieversorgung der Stadt bis 2050 an. Im Berliner Energiewendegesetz vom 22. März 2016 (EWG Bln 2016) § 16 ist die vermehrte Erzeugung und Nutzung von erneuerbaren Energien auf öffentlichen Gebäuden als Ziel festgesetzt. Zusätzlich wurde der Ausbau der erneuerbaren Energien, insbesondere die Nutzung der Solarpotenziale, im Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm 2030 (BEK 2030) durch den Berliner Senat beschlossen (Abgeordnetenhaus Berlin 2016).

Eine wichtige Grundlage, die zum Abbau der bestehenden Hemmnisse und des bisher noch vergleichsweise niedrigen Ausbaustandes der Solarenergie beitragen soll, ist gemäß BEK 2030 der „Masterplan Solarcity“. Im September 2019 wurde der verantwortlichen Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe nach einem ausführlichen Beteiligungsprozess die „Expertenempfehlung zum Masterplan Solarcity Berlin“ übergeben, die mit einem umfangreichen Maßnahmenkatalog die Basis für den weiteren Ausbau der Solarenergie in Berlin ist. Die Studie bescheinigt Berlin einen möglichen Solarstromanteil von 25 % – bessere Rahmenbedingungen auf Bundesebene, kreative Ansätze vor Ort sowie die Nutzung eines Instrumentenmixes vorausgesetzt (Masterplan Solarcity).

Am 10.03.2020 beschloss der Senat auf dieser Grundlage einen umfassenden Maßnahmenplan, um den Solarausbau in Berlin zu beschleunigen (Senatskanzlei 2020). Seit Januar 2021 liegt der erste Monitoringbericht zum Masterplan Solarcity vor (SenWEB 2021).

Einher mit dem Maßnahmenbündel des Masterplanes geht das Gesetzesvorhaben eines Solargesetzes Berlin. Die Solarpflicht soll ab dem 1. Januar 2023 gelten. Die Installation und der Betrieb von Photovoltaikanlagen sind dann für Neubauten und Bestandsgebäude unter bestimmten Rahmenbedingungen verpflichtend (SenK 2021).

Bisher liegt der Solarstromanteil bei unter 0,5 % (Berliner Morgenpost 2019). Um die Ausschöpfung der Solarpotenziale im privaten und öffentlichen Bereich zu fördern, wurde, als ein Element des Masterplans Solarcity, im Mai 2019 das Solarzentrum Berlin eröffnet, das als unabhängige Beratungsstelle rund um das Thema Solarenergie arbeitet (Solarzentrum Berlin). Das Zentrum wird von der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS), Landesverband Berlin Brandenburg, mit Unterstützung der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe betrieben.

Da die räumliche Darstellung und Nutzung von energierelevanten Daten, wie z. B. Solardaten, in Berlin bisher uneinheitlich und durch verschiedene Angebote realisiert wurde, steht mit dem Energieatlas Berlin seit Juli 2018 ein Fachportal zur Unterstützung der Energiewende bereit, das die wichtigsten Daten benutzerfreundlich und anschaulich präsentiert sowie regelmäßig aktualisiert.

Die im Umweltatlas an dieser Stelle dargestellten Inhalte für

  • Photovoltaik (PV), d.h. der direkten Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie und
  • Solarthermie (ST), d.h. der Wärmegewinnung aus der solaren Einstrahlung

beziehen sich auf die im Energieatlas veröffentlichen Daten und deren Erfassungsstände 16.03.2022 für die Standortdaten der Photovoltaik-Anlagen und 31.12.2015 bzw. 31.12.2021 (aggregierte BAFA-Daten) für diejenigen der Solarthermie.

Im Rahmen der Fortführung des Energieatlas Berlin werden die Aktualität und Güte der Daten im Bereich der Solaranlagen, vor allem derjenigen mit Photovoltaik, kontinuierlich verbessert.

Seit Mai 2022 liegt als eine der Maßnahmen des Masterplans Solarcity (SenWEB 2021) die Umsetzung des Solarrechners auch in digitaler Form vor. Mit Hilfe der Kartenebenen „Photovoltaik Potenzial“ und „Solarthermie Potenzial“ können sich Hauseigentümer und Mieter, Besitzer von Gewerbe-Immobilien, Wohnungsbaugesellschaften und Energieversorger über die Möglichkeiten der Photovoltaik-Nutzung auf Dachflächen sowie der Solarthermienutzung auf Dächern informieren. Durch diese Maßnahme soll insbesondere die Photovoltaik (PV)-Nutzung in Berlin weiter gefördert werden (IP SYSCON 2022). Die entsprechenden Kartenebenen ergänzen die beiden Umweltatlaskarten „Solaranlagen – Photovoltaik (08.09.1)“ und „Solaranlagen – Solarthermie (08.09.2)“ (siehe Kartenbeschreibung).

Diese Informationen gewinnen auch dadurch an Wert, da mit dem 1. Januar 2023 in Berlin eine Solarpflicht für Neubauten sowie für Bestandsgebäude im Falle von wesentlichen Umbauten des Daches (Solargesetz Berlin 2021) gilt. Demnach sind EigentümerInnen von Gebäuden mit einer Nutzungsfläche von mehr als 50 Quadratmetern dazu verpflichtet, Photovoltaikanlagen auf ihrem Gebäude zu installieren und zu betreiben. Das Gesetz sieht Ausnahmen, Befreiungen und alternative Erfüllungsoptionen vor.

Karte 08.09.1 Photovoltaik

Im Vergleich zur Solarthermie gibt es in Berlin deutlich mehr erfasste Photovoltaikanlagen. So wurden bis zum 16.03.2022 11.414 Anlagen installiert, die zusammen eine installierte Leistung von rund 160 MW aufweisen. Der darüber jährlich zu produzierende Stromertrag kann nur geschätzt werden und wird bei ca. 144 Mio. kWh/a liegen (abzüglich 5 % bei der Generatorleistung und durchschnittlichem Stromertrag von 900 kWh/a pro kW). Theoretisch können mit dieser Leistung rund 34.200 Haushalte mit einem angenommenen mittleren Stromverbrauch von je 4.000 kWh/a versorgt werden.

Seit der Erstellung des Energieatlas wurde die bisherige Erfassung im Solaranlagenkataster nicht weitergeführt, sondern umgestellt auf eine Kombination mehrerer Quellen (vgl. Datengrundlage) und Auswertedarstellungen. Abbildung 1 verdeutlicht die unterschiedlichen Ausbauzahlen je nach Bezirk (Abb. 1a), vor allem Stadtgebiete mit großräumiger Einzel- und Zweifamilienhausbebauung zeigen die größten Anteile. Dazu passend überwiegt mit rund 9.875 von 11.414 Anlagen die geringste Leistungsklasse mit bis zu 30 kW (Abb. 1b), wie sie auf kleinen Dächern bevorzugt wird. Die Ausbauzahlen wurden 2014 durch die Novellierung des Gesetzes über den Ausbau erneuerbarer Energien (EEG 2014) am 01. August 2014 negativ beeinflusst, bis zu diesem Zeitpunkt wurden noch deutlich mehr Anlagen installiert. Da bis zu diesem Datum rund 88 % der Jahresleistung installiert wurden, kann davon ausgegangen werden, dass die mit der Novellierung verbundene Verschlechterung der Rahmenbedingungen insbesondere für kleine und mittlere Anlagen zu dem Einbruch des PV-Ausbaus in Berlin auch im Folgejahr 2015 führte. Mit der Novellierung wurde die EEG-Umlage auch für die Eigenstromnutzung eingeführt. Durch diese Änderung verlor das, z.B. bei Wohnungsbaugenossenschaften in Berlin, eingesetzte Contracting-Modell, bei dem die Bewohner und Bewohnerinnen mit hauseigenem PV-Strom versorgt wurden, die PV-Anlage jedoch im Eigentum des Investors verblieb, deutlich an Attraktivität. Seit dem Inkrafttreten der EEG-Novelle im August 2014 ist dieser Trend laut Bundesnetzagentur auch deutschlandweit in den beiden Folgejahren zu beobachten gewesen, es wurden nur noch rund 50.000 Anlagen zugebaut. Mittlerweile (Stand Juni 2020) beträgt der bundesweite Zuwachs für Anlagen nach dem EEG wieder zwischen 80.000 und 100.000 Anlagen (Bundesnetzagentur 2020).

Betrachtet man die flächenbezogene Photovoltaik-Leistung, so lag das Bundesland Berlin 2021 mit 179,5 kWp/km² (kWp = Kilowattpeak) über dem bundesweiten Durchschnitt von 164,2 kWp/km² und deutlich über dem Wert etwa von Hamburg als zweitgrößter deutscher Stadt (91,4), aber auch deutlich hinter einigen Flächenstaaten (Bayern, Baden-Württemberg) (Agentur für erneuerbare Energien 2022). In den Bestandsdaten nicht erfasst sind netzferne Anlagen u.a. für die Eigenversorgung und Inselanlagen, wie beispielsweise PV-Module auf Parkautomaten, Parkbeleuchtungsanlagen und in Kleingartenanlagen. Die Anzahl dieser Anlagen wird auf zusätzlich rund 2.500 geschätzt.

Abb. 1a: Entwicklung photovoltaischer Anlagen im Land Berlin ohne netzferne Anlagen nach Bezirken (jährlich kumuliert; Erfassungsstand 16.03.2022)

Abb. 1b: Entwicklung photovoltaischer Anlagen im Land Berlin ohne netzferne Anlagen nach Leistungsklassen (jährlich kumuliert; Erfassungsstand 16.03.2022)

Karte 08.09.2 Solarthermie

Mit der Erstellung des Energieatlas wurde die bisherige Erfassung im Solaranlagenkataster nicht weitergeführt, sondern umgestellt auf eine Kombination mehrerer Quellen (vgl. Datengrundlage) und Auswertedarstellungen.

Im Land Berlin gab es zum Stand 31. 12. 2021 rund 8.200 solarthermische Anlagen mit mehr als 81.000 m² installierter Kollektorfläche (letzter erfasster Stand 31.12.2015 für 7.733 Anlagen, IP SYSCON 2016). Die durchschnittliche Kollektorfläche betrug somit über die Jahre rund 10 m². Die Entwicklung in Abbildung 2 verdeutlicht, dass im Vergleich zu den Vorjahren in den Jahren ab etwa 2013 sich der Zuwachs an Neuinstallationen stark verringert hat. Insgesamt zeigt sich somit seitdem ein abnehmender Trend. Hauptsächlich werden solarthermische Anlagen in Berlin für die Warmwasserbereitung sowie zur Heizungsunterstützung genutzt. Darüber hinaus gibt es einige größere Solaranlagen für die Trinkwasser- und Schwimmbadwassererwärmung sowie für solare Luftsysteme und Klimatisierung. Vergleichbar der Verteilung bei den PV-Anlagen ist ein eindeutiger Schwerpunkt in den Außenbereichen der Stadt in den dort noch überwiegend vorhandenen landschaftlich geprägten Siedlungstypen (vgl. Darstellung auf Postleitzahlebene im Geoportal Berlin, Karte Solaranlagen – Solarthermie, Ebene „Summe der solarthermischen Anlagen pro Postleitzahl“).

Abb. 2: Entwicklung solarthermischer Anlagen im Land Berlin nach Anlagenanzahl pro Bezirk (Erfassungsstand 31.12.2021)

Aufgrund der nicht lückenlosen Erfassung von Anlagen für Warmwasserbereitung kann von einer höheren Gesamtanzahl solarthermischer Anlagen in Berlin ausgegangen werden. Für die größte Anzahl der Anlagen wurde sich für den Flachkollektor entschieden. Tabelle 1 zeigt, welche Kollektorarten 2014 und 2015 installiert wurden.

Tab. 1: Kollektorart und -anzahl der 2014 und 2015 installierten solarthermischen Anlagen (Erfassungsstand 31.10.2015, letzter verfügbarer Stand für diese Unterteilung, Quelle: IP SYSCON 2016)
Kollektorart Anzahl
Flachkollektor 80
Vakuumröhrenkollektor 52
Luftkollektor 4
keine Angaben 9

Die meisten solarthermischen Anlagen sind in Berlin auf Einfamilienhäusern installiert worden. Tabelle 2 zeigt die Anlagenzahl pro Gebäudetyp nach den Nutzungsangaben der in diesen Jahren noch genutzten Liegenschaftskarte ALK (SenStadtUm 2016).

Tab. 2: Anzahl der installierten solarthermischen Anlagen, bezogen auf den Gebäudetyp der ALK (Erfassungsstand 31.12.2015, letzter verfügbarer Stand für diese Unterteilung, Quelle: IP SYSCON 2016)
Gebäudetyp Anzahl
Einfamilienhaus 4.895
Mehrfamilienhaus 563
sonstiges (kein Wohnhaus) 66
keine Angaben 1753

Der Zubau neuer solarthermischer Anlagen ist in Berlin seit 2012 2013 gegenüber den Vorjahren deutlich gesunken und seitdem rückläufig. 20145 ist hinsichtlich Zahl und Leistung zugebauter Anlagen die geringste Steigerung seit dem Jahr 2000 zu verzeichnen gewesen, 2021 konnte der Zuwachs gegenüber dem Vorjahr mit 145 neuen Anlagen fast verdoppelt werden.

Für die Jahre nach 2015 liegen für Berlin keine Einzelangaben, nur noch höher aggregierte Daten des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) vor, die keine Rückschlüsse nach Kollektorarten, Gebäudetypen oder Kollektorflächen mehr zulassen.

Deutschlandweit hat sich der Zubau der Thermie-Kollektorfläche seit 2015 verlangsamt und bis zum Jahresende 2021 auf einen Zuwachs von unter 600.000 m²/a reduziert, Insgesamt flacht die Kurve an Zuwachsfläche und Anlagen seit einigen Jahren deutlich ab (Bundesverband Solarwirtschaft 2022). Somit spiegelt die Situation in Berlin auch den deutschlandweiten Trend wider (vgl. Abb. 2).

Karte 08.09.3 Einstrahlung

Die flächendeckende Analyse solarer Einstrahlung dient der Berechnung der nutzbaren Strahlung und wird als ganzjähriger Summenwert wiedergegeben (IP SYSCON 2022). Für den Berliner Raum wird vom Deutschen Wetterdienst (DWD) für den aktuellen langjährigen Betrachtungszeitraum 1991-2020 eine mittlere Jahressumme der Globalstrahlung, also der Summe wechselnder Anteile aus direkter und diffuser Sonneneinstrahlung, auf eine horizontale Fläche in Höhe von 1081-1100 kWh/m² angegeben. Der Berliner Raum liegt damit ziemlich exakt im Mittel der in Deutschland vorkommenden Bandbreite an Einstrahlungswerten (vgl. Abb. 3). Im Vergleich der beiden letzten Referenzzeiträume 1981-2010 zu 1991-2020 nahm die solare Einstrahlung im Zuge des Klimawandels in Berlin und Brandenburg um 40 bis 50 kWh/m² pro Jahr, also rund 5 %, zu.

Die Einstrahlung auf eine horizontale Fläche wird je nach örtlicher Lage von verschiedenen Faktoren beeinflusst (vgl. Methode).

Bildvergrößerung: Abb. 3: Mittlere Jahressummen der Globalstrahlung in Deutschland für den langjährigen Zeitraum 1991-2020 (unveränderte Wiedergabe DWD 2022)
Abb. 3: Mittlere Jahressummen der Globalstrahlung in Deutschland für den langjährigen Zeitraum 1991-2020 (unveränderte Wiedergabe DWD 2022)
Bild: Quelle: Deutscher Wetterdienst