2235 Kilowattstunden Wohlige Wärme

Publiziert am Dezember 15, 2024 von rolfk

Seit genau einem Jahr heizen wir unser Haus und wärmen unser Duschwasser statt mit einer Gastherme nun mit einer Wärmepumpe. Dabei hatten wir uns eine kurze Liste an Zielen gesetzt:

  1. Immer genug Heizung im Winter, immer genug warmes Wasser das ganze Jahr
  2. Kein Gas mehr verbrauchen und absolut weniger CO2-Emissionen auslösen
  3. Geld sparen wenn möglich

1. Heizung und warmes Wasser

Wir haben zum Heizen, Duschen und Kochen seit 2009 jedes Jahr im Durchschnitt 10.000 KWh Gas verbraucht. In ihrem ersten Jahr hat die Wärmepumpe 2235 KWh Strom verbraucht, um Wärme und warmes Wasser zu erzeugen. Gleichzeitig ist trotz Kochens mit Strom der Reststromverbrauch nicht angestiegen. Auch eine Gastherme verbraucht Strom für Steuerung und Pumpen, übers Jahr mutmaßlich ähnlich viel wie unsere neu angeschafften Induktionsplatten.

Interessant ist, daß 44% des Wärmepumpen-Stromverbrauchs für Warmwasser (incl. wöchentlicher Aufheizung mit Heizstab über 55°C hinaus zum Legionellenschutz) aufgewendet wurde. Von dieser Energie kam wiederum ein Drittel gar nicht am Duschkopf oder Wasserhahn an, sondern ging über den Tag als Speicherverlust verloren. Die “Nutzenergie Jahresarbeitszahl” der Warmwassereinheit (Duschkopfenergie / Strombezug) war damit nur 1,6. Halb so gut wie die Heizung (kein Speicher dort, Vorlauftemperatur immer unter 45°C), aber immer noch 60% besser als bei dezentralen Durchlauferhitzern. Wobei Speicherverluste im Winter ja strenggenommen auch das Haus mitgeheizt haben.  

Zusammenfassung:

  • Immer genug Heizung im Winter: Definitiv, mit hervorragendem Verhältnis zwischen Nutzenergie und zugeführtem Strom. Auch am kältesten Tag der letzten 12 Monate (-7°C) hat die Wärmepumpe den Regelbereich ihrer Nennleistung von 18% – 100% nur zu 80% ausnutzen müssen.
  • Immer genug warmes Wasser das ganze Jahr: Aufwändiger, Wirkungsgrad nicht so gut wie beim Heizen, aber immer noch viel besser als Gas oder Strom-Durchlauferhitzer

2. Weniger CO2-Emissionen

Im Jahr 2008, dem Baujahr des Hauses, waren die spezifischen CO2-Emissionen des deutsches Strommixes noch 569 Gramm pro Kilowattstunde. Gas (ohne LNG-Anteil damals) hatte 202 g/KWh. Eine Wärmepumpe hätte also eine Jahresarbeitszahl für Heizen und Warmwasser von mehr als 2,8 erreichen müssen, um überhaupt einen positiven Beitrag zur CO2 Reduktion zu leisten. Für eine Luft/Wasser-Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung damals schwierig.

Doch zum Glück haben sich die Zeiten geändert: Der Strommix in Deutschland ist viel CO2-ärmer geworden. Für die letzten 12 Monate nur noch 340 g/KWh. Und die Wärmepumpen sind besser geworden. Die “Energy-Charts” liefern detaillierte Daten zum Strommix, woraus wir einen CO2-Faktor für jeden Tag ableiten können. Multipliziert mit dem Stromverbrauch der Wärmepumpe für jeden Tag ergibt sich – verglichen mit Gasbezug für die Nutzenergie jeden Tag – eine CO2-Ersparnis von 550 Kilogramm. Eine halbe Tonne CO2 klingt nach nicht viel und wäre im Rahmen des aktuellen EU Emissionshandelsystems auch nur etwa 35€ wert, bedeutet andererseits aber eine Reduktion der Strom+Heizen+Verkehr-Emissionen in unserem Haushalt um etwa 20%. Nicht schlecht.

3. Geld sparen wenn möglich

Eine Wärmepumpe erzeugt aus einem Teil Strom mehr als drei Teile Wärme. Aus Wattrechnersicht phantastisch, die Eurorechnersicht stellt sich jedoch gedämpfter dar: Denn Strom kostet pro Energieeinheit auch etwa drei mal soviel wie Gas. Wir haben seit Einbau der Wärmepumpe für Energie zwar 1100€ weniger als in 2023 bezahlt, der Vergleich mit einer Gasheizung und den wieder deutlich günstigeren 2024er Preisen ergibt allerdings nur noch eine Ersparnis von 200€.

Ein steigender CO2-Preis für Gas (45€/t in 2024) auf den aktuellen Level von ETS-1 (80€/t) würde nur 100€  mehr Unterschied ausmachen. Stundenvariable Strompreise und Netzentgelte auf der anderen Seite könnten die Ersparnis deutlicher vergrößern: Warmwasseraufheizung (mehr als 40% Anteil bei uns, siehe oben) kann in den Stunden mit dem niedrigsten Strompreis erfolgen, gerade im Sommer zB in den solarüberfluteten Mittagsstunden. Auch die Vorlauftemperatur der Heizung könnte (innerhalb eines Wohlfühlrahmens) je nach Strompreis geregelt werden – die nicht unerheblichen Massen eines gemauerten Hauses speichern die Wärme über ein paar “Spitzenstunden” mit etwas niedriger Vorlauftemperatur hinweg. Schließlich ist die Heizung während der gut eine Stunde dauernden Warmwasseraufheizungsphase auch ausgeschaltet, ohne daß es an den Raumtemperaturen merkbar wäre.

Viel Optimierungspotential also für die Zukunft, sobald unser Netzbetreiber ein Intelligentes Meßsystem liefern kann. Dann wäre auch eine Drosselung der Wärmepumpe bei Netzengpässen auf §14 EnWG auf 4,2KW möglich – mit entsprechendem Rabatt von 100-200€ bei den Netzentgelten.

Zusammenfassung: Aktuell überschaubare Ersparnis bei den Betriebskosten im Vergleich zu Gas, aber die Schere (und damit die Ersparnis wird sich weiter öffnen). Gas wird mit zunehmender CO2-Bepreisung tendenziell teuer werden, Strom mit zunehmenden Flexibilisierungsmöglichkeiten günstiger. Da lacht das Wattrechnerherz!

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Aus Kilokalorien wird ein Wasserwirbel: Ein Jahr EXR auf dem WaterRower

Publiziert am November 27, 2024 von rolfk

Heute schreibe ich einmal nicht über den effizienten Einsatz von Energie, sondern von deren hundertprozentiger Umwandlung in Abwärme. Gewollt. Auf einem Rudergerät.

Seit 14 Jahren steht ein WaterRower bei uns im Keller. 4500 Kilometer bin ich seitdem gerudert. 315 Stunden lang habe ich geschätzt 50 Kilowattstunden mechanische Energie über einen Propeller in einen Wassertank übertragen.

“Geschätzt” 50 Kilowattstunden, lieber Wattrechner? Das kannst Du doch genauer, oder?

Natürlich. Vor zwei Jahren habe ich den WaterRower mit einer SmartRow-Rolle aufgerüstet, welche die Kraft nicht nur schätzt, sondern genau misst, und heute vor genau einem Jahr habe ich (motiviert von Ulf) begonnen, mit der EXR-Rudersoftware diese SmartRow Daten anzuzapfen. EXR vernetzt den einsamen Ruderer im Keller mit einer ganzen Community von Kellerrudernden – es gibt schöne Landschaften zum Durchrudern, Trainingsprogramme, tägliche, wöchentliche und monatliche Ziele, Community Rows usw. Gamification Galore – großartig! Also hatte ich sowohl die Technik, als auch die Motivation am Start, um eine große Datenmenge zu erzeugen, die ich jetzt auswerten kann.

Ergebnis: 1778 Kilometer gerudert mit im Durchschnitt 180 Watt, und damit 21 Kilowattstunden “in den Tank vernichtet”. Dabei habe ich knapp 113.000 Kilokalorien verbrannt

113.000 Kilokalorien sind umgerechnet 131 KWh. Ich habe also 6x mehr Energie aufwenden müssen, als ich in den Tank gerudert habe. Und dabei mit 110 KWh den Keller geheizt. Ein Wirkungsgrad der “Mensch-Maschine” von 16%. Auch interessant!

Lustigerweise ist meine durchschnittliche Ruderleistung von 180 Watt eine gute Ausbeute unseres kleinen Balkonkraftwerkes. Bei idealen Bedingungen liefert dieses über die Mittagsstunden bis zu 230 Watt. Das halte ich auf dem Rudergerät gerade einmal 2000 Meter bzw knapp acht Minuten durch. Ganz abgesehen von dem schlechten Wirkungsgrad raten also auch die absoluten Zahlen davon ab, statt eines Wassertanks einen Generator am Rudergerät anzuschließen – das Potential dieses Jahr wäre gerade mal 0,5% unseres Strombedarfs (inclusive Wärmepumpe, dazu später mehr) gewesen.

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Ein Jahr Balkonkraftwerk

Publiziert am Juli 16, 2024 von rolfk

Ein Jahr lang liefert unser Balkonkraftwerk nun Energie. Es wurden knapp 190 Kilowattstunden, oder in Bezug zur Nennleistung von 300 Watt gut 600 Vollbenutzungsstunden (theoretische Stundenzahl im Jahr mit 100% Ertrag). Gut ausgerichtete Aufdachanlagen in Bayern schaffen 1000 Vollbenutzungsstunden. Aber die Panels sind senkrecht montiert, nach Südwesten ausgerichtet und wegen Wechselrichtereinschränkungen in Reihe geschaltet, womit kleine Verschattungen einen großen Leistungsverlust auslösen. Also alles in allem ein gutes Ergebnis! Und ein großer Spaß, in Homeassistant die Ertragsentwicklung zu verfolgen!

Aber rechnet sich das ganze auch finanziell? Schauen wir mal:

  • Kosten nach Förderung 447 Euro
  • 180 nicht von Naturstrom gekaufte Kilowattstunden zum Durchschnittspreis von 29 cent/KWh (Die 10 KWh Differenz zu 190 KWh haben wir nicht verbraucht, diese wurden ohne Vergütung ins Netz eingespeist)
  • Macht knapp 52 Euro Ertrag im ersten Jahr. Minus 27 Euro Abschreibung (Panels auf 20 Jahre, Wechselrichter auf 10 Jahre) ergibt 25 Euro Gewinn. Oder, in Bezug auf das Nettoinvestment, 5,4% Verzinsung auf mein Kapital. Nicht schlecht.

Vor einem Jahr habe ich über 25 Jahre 10,3 KWh pro (selbst) investiertem Euro erwartet. Diese Prognose war überraschend genau: Folgen weitere 24 Jahre so wie dieses erste, sind 10,5 KWh erreichbar.

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17% Komfortzuschlag

Publiziert am Dezember 31, 2023 von rolfk

In meinem letzten Beitrag habe ich überlegt, ob wir für unsere Familien-Besuchsreise über Weihnachten nicht ein Elektroauto mieten könnten. Was die CO2-Emissionen anginge, würde sich das im Vergleich zur ICE+RE Combo ins Sauerland und Ruhrgebiet nicht viel nehmen.

Neugierig auf das Fahr- und Ladeerlebnis eines modernen Elektroautos haben wir tatsächlich einen Polestar 2 gemietet, und uns über die Feiertage auf die Reise gemacht. Mit allen Komfortvorteilen eines Autos verglichen mit einer Bahnfahrt: Fahrt von Tür zu Tür, kein Gepäckschleppen auf dem Weg zum Bahnhof und beim Umsteigen. Zusätzlich jetzt noch Assistenzsysteme wie Spurhalte- und Abstandsassistent, die das Fahren auch bei fiesestem Regenwetter entspannt gestalten. Und das Laden war überraschend einfach: Mit Hilfe der EnBW Mobility+ App fand sich neben der Autobahn immer eine freie Schnellladesäule und der Strom konnte auch gleich per App bezahlt werden. Am Ziel navigiert einen diese App zu 11 KW Ladesäulen am Straßenrand in der Nähe, wo das Auto in der Zeit vom Weihnachtskaffee bis zum Abendessen gemütlich wieder aufladen konnte. Alles in allem ein sehr angenehmes Erlebnis!

Noch einmal auf 80% Laden vor der Abgabe

Doch wie haben sich diese Komfortvorteile in Sachen CO2 Emissionen konkret ausgewirkt?

Der Polestar hat im Durchschnitt 20,6 KWh auf 100km verbraucht, inclusive Ladeverlusten. Macht (graue Energie einbezogen wie im letzten Beitrag hergeleitet) 144g CO2 / Kilometer oder 193 Kilogramm CO2 für die ganze Rundreise.

Vier Personen mit der Bahn hätten knapp 84% der Strecke im sparsamen ICE und 16% im Diesel-Regionalexpress zurückgelegt und dabei 165 Kilogramm CO2 emittiert.

Also kein Gleichstand, wie im Oktober postuliert, sondern ein „Komfortzuschlag“ von 17% für das Elektroauto. Für diesen Anwendungsfall (Vier Personen auf Familienbesuchsrundreise) war’s das wert. Vor allem weil unsere seit Mitte Dezember laufende Wärmepumpe die 28 Kilogramm CO2 Differenz über die sieben Reisetage wieder eingespart hat. Doch davon später mehr, sobald der Wattrechner mehr Betriebsdaten gesammelt hat…

Mit 300 Watt die Wohnung warm bekommen (Home Assistant Dashboard, Schaubild von Wikipedia)
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Bahnfahren oder Elektroauto?

Publiziert am Oktober 5, 2023 von rolfk

Vor 11 Jahren habe ich mal nachgerechnet, daß ICE fahren energieeffizienter ist als Verbrennerauto fahren. CO2-effizienter erst recht, wenn der Bahnstrom aus überwiegend erneuerbaren Quellen bezogen wird. Und 2023 werden wir wohl die 50% Erneuerbare im deutschen Strommix deutlich überschreiten.

Aber wie sieht heutzutage der Vergleich mit einem Elektroauto aus, welches aus dem gleichen Strommix lädt? Ein ICE-4 fährt fast eine Tonne Stahl pro Sitzplatz durch die Gegend, doppelt so viel wie ein 4-sitziges Elektroauto – das kann doch nicht effizienter sein?

Schauen wir uns die Zahlen an. Ein guter Start ist der CO2-Kompass der Bahn, der nach Berechnung eines Ergebnisses ganz am Ende im Kleingedruckten auch die verwendeten Zahlen als PDF herausrückt. So verbraucht ein ICE 37 Wattstunden pro Platzkilometer, also (59% Auslastung angenommen) 63 Wh/Personenkilometer. Der CO2-Faktor des deutschen Stromverbrauchs in den letzten sechs Monaten des Jahres 2023 (also seit Abschaltung der letzten drei Kernkraftwerke) betrug laut Electricitymaps 363 g/KWh. Fährt also ein ICE durch die Gegend, mit 59% der Plätze besetzt, werden pro Personenkilometer 23 Gramm CO2 emittiert.

Ein mit einer Person besetztes Elektroauto, welches 20 KWh/100km Strom verbraucht (incl. Ladeverluste) käme mit dem gleichen CO2-Faktor auf 73 Gramm CO2.

Bedeutet dies nun, daß ab einer Zahl von mehr als drei Personen im Elektroauto dieses weniger CO2 pro Kilometer emittiert als eine Gruppe von gleich vielen Personen im ICE? Nicht ganz, denn wir müssen noch die „Graue Energie“ einbeziehen. Diese wird zur Herstellung der Fahrzeuge aufgewendet und wird dann über die Lebensdauer „abgeschrieben“.

Volkswagen hat vor langer Zeit einmal ausgrechnet, wie viel CO2 mit der Produktion eines 1,2 Tonnen schweren Golf 4 anfällt: 5,4 Tonnen. Oder, abgeschrieben auf ein Autoleben von 150.000km mit einer Person, 36 Gramm CO2 pro Personenkilometer.

Ein Elektroauto hat zusätzlich eine Batterie. Die Wirtschaftswoche schätzte 2021 den CO2-Rucksack einer 70KWh Batterie mit weiteren 5 Tonnen CO2 bzw 33 Gramm CO2 pro Personenkilometer ab. In Summe liegt ein mit einer Person besetztes Elektroauto also bei 142 Gramm CO2 pro Personenkilometer (ca. 50% Fahrstrom, 25% Herstellung Fahrzeug, 25% Herstellung Batterie).

Ein ähnlich „offizielles“ Dokument für einen ICE habe ich nicht gefunden. Ein ICE besteht allerdings wie ein Golf gewichtsmäßig aus ganz viel Stahl, etwas Aluminium und Kunststoff. Wenn die Herstellung eines 1,2-Tonnen Golf also 5,4 Tonnen CO2 erzeugt, werden 675 Tonnen ICE entsprechend 3038 Tonnen CO2 erzeugen. Uff. Allerdings kann ein ICE auch 830 Personen in Sitzplätzen transportieren, und fährt statt 150.000km fast das 100-fache: Laut Handelsblatt ist ein Zug der in den 1990ern eingeführten ersten Generation des ICE bis heute im Durchschnitt 12 Millionen Kilometer gefahren! Umgerechnet auf Personen-Kilometer ergibt sich eine graue Energie von 0,52 Gramm CO2. Runden wir auf auf 1 Gramm, denn ICEs bekommen ja regelmäßig neue Radsätze, Sitze, usw. Trotzdem: Auf den Personenkilometer gerechnet, können wir die bei der Herstellung schwerer Eisenbahnfahrzeuge benötigte Graue Energie bzw. deren CO2 Rucksack fast vernachlässigen.

Erstes Ergebnis für einen alleine reisenden CO2-Sparer, der zB eine Dienstreise von München nach Berlin macht: ICE 23 g/km, E-Auto 142 g/km. Fast Faktor 6! (Hinweis: Ein Dieselauto mit 6,8l/100km Verbrauch käme auf 201 g/km, also Faktor 8)

Ist das E-Auto voll besetzt, zB für einen Familienurlaub mit vier Personen, so schrumpft der Abstand: ICE 92 g/km, E-Auto immer noch 142 g/km.

Und wenn 30% der Bahnreisekilometer mit einem Dieseltriebzug bewältigt werden müßten, wäre das Elektroauto im Vorteil: Ein Diesel-Regionalexpress liegt laut CO2-Kompass der Bahn bei 70 Gramm pro Personenkilometer, was den Bahnmix von vier Personen auf 150 Gramm pro Kilometer hebt. Anders herum ist für einen Alleinreisenden ein Dieseltriebwagen immer noch besser als ein Elektroauto (70 versus 142 g/km).

Zusammengefaßt, für minimale CO2-Emissionen pro Kilometer: Allein immer mit der Bahn, zu zweit wenn die Bahn elektrisch ist, zu viert wenn das Auto elektrisch ist.

Für unsere Familienbesuchsfahrt zu Weihnachten ins Sauerland (77% ICE bis Kassel, dann 23% Diesel) könnte ich also guten Gewissens nach einem Elektroleihwagen schauen…

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Balkonkraftwerkswattrechnen

Publiziert am Oktober 3, 2023 von rolfk

Heute hat unser Balkonkraftwerk seine seit Inbetriebnahme ersten 50 Kilowattstunden produziert:

Home Assistant Dashboard Balkonkraftwerk

Eine gute Gelegenheit, meine Annahmen von vor einem Jahr Revue passieren zu lassen:

Zitat: „Ein Balkonkraftwerk mit 600 Watt kann zum Beispiel bei priwatt für 1079€ erworben werden. Montiere ich je ein Modul senkrecht an die Sturzgitter meiner Schlafzimmerfenster mit Süd-West-Ausrichtung, kann ich laut Ertragsrechner mit 444 KWh Strom pro Jahr rechnen. priwatt gibt 25 Jahre Ertragsgarantie, also kann ich 11.100 KWh erwarten, oder 10,3 KWh pro heute investiertem Euro.“

Als erstes fällt auf, daß sich die Preise in den letzten 10 Monaten fast halbiert haben. Bei priwatt gibt es inzwischen 610 Watt für 599€. Wir jedoch haben uns im Juli für ein 300 Watt System von plugin energy für den gleichen Preis entschieden. Unser Grundverbrauch tagsüber ist selten höher als 200 Watt, und die „Light“-Module von plugin energy wiegen statt 20kg nur 2kg. Damit passen sie ideal an die Sturzgitter unserer Schlafzimmerfenster, wie letztes Jahr überlegt.

Die entsprechend halbierte Ertragsprognose wäre damit 222 KWh Strom pro Jahr. Die ersten 78 Tage ergaben Tagesproduktionen zwischen 74 Wattstunden und 1026 Wattstunden am Tag, mit 230 Watt Spitzenleistung und damit meist 0 Watt Strombezug von 13:00 – 16:00 Uhr. Interessanterweise liegt der Ertrag während der zurückliegenden sonnigen Herbsttage höher als im Hochsommer, weil die tiefer stehende Sonne senkrechter auf die Panels trifft. Nachteil des kleinen 300 Watt Systems ist, daß der Wechselrichter nur einen Eingang hat und damit beide Panels in Reihe geschaltet sind. Wird somit ein Panel verschattet, erzeugt die ganze Anlage kaum noch Strom.

Auf ein ganzes Jahr hochgerechnet würde das Kraftwerk 230 KWh Strom produzieren. Nah am theoretischen Erwartungswert, aber ob der kommenden düsteren Herbst- und Wintertage wohl illusorisch. Allerdings hat sich die Stadt München mit einem Zuschuß von 25% der Investitionskosten beteiligt, was die letztes Jahr prognostizierten 10,3 KWh pro (selbst) investiertem Euro doch erreichbar machen könnte. Dazu noch der unbezahlbare Spaß daran, Strom selbst zu produzieren!

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Oder doch Zertifikate vergraben?

Publiziert am Dezember 11, 2022 von rolfk

Vor zwei Wochen habe ich ausgerechnet, daß ich mit einer Investition in ein Balkonkraftwerk pro investiertem Euro über 25 Jahre etwa 10 Kilowattstunden sauberen Strom erwarten kann. Und später dann diesen Wert mit einer Investition in Aktiengesellschaften verglichen. Wenn diese ihre Investitionen in neue Wind- und Solarkraftwerke die nächsten 25 Jahre im Durchschnitt des Tempos von 2016-2021 fortführen, stößt jeder Euro „Mitbesitz“ (=Erwerb von Aktien der Firma) zwischen 9 und 26 Kilowattstunden sauberen Strom an.

Inzwischen habe ich zehn Firmen analysiert (Encavis, Neoen, ENEL, EDP Renewables, Orsted, Atlantica, Clearway, Nextera Energy Partners, Greencoat, The Renewable Infrastructure Group). Verteile ich meinen Aktienkauf in gleichen Teilen über alle Firmen, kann ich als Mittelwert 24 Kilowattstunden sauberen Strom pro Euro erwarten.

So weit, so gut. Besser als das Balkonkraftwerk. Es gibt allerdings noch einen weiteren Weg, sauber erzeugten Strom „anzustoßen“ und CO2 Emission zu vermeiden. In der EU ist die stromerzeugende Industrie seit 2008 Teil des Europäischen Emissionshandels. Für eine Anzahl von Jahren werden eine begrenzte Anzahl an Emissionsrechten bereitgestellt. Ein Energieversorger muß für jede (zB durch Verbrennen von Kohle oder Gas) emittierte Tonne CO2 ein solches Emissionsrecht kaufen. Die Rechte werden an einer Börse gehandelt, derzeit (Dezember 2022) kostet eine Tonne zwischen 80 und 90 Euro.

Quelle: Umweltbundesamt / Deutsche Emissionshandelsstelle

Wenn ich also solch eine Emissionsberechtigung kaufe und einfach vergrabe anstatt genug Gas für eine Tonne CO2 zu verfeuern, können die Kraftwerksbetreiber in Europa diese Tonne nicht mehr emittieren. Wenn sie ihren Kunden trotzdem Strom liefern wollen, müssen sie diesen CO2-frei erzeugen. Das Ergebnis ist das gleiche wie indirekt an Investitionen in neue Solarkraftwerke beteiligt zu sein: Weniger CO2 pro Kilowattstunde Strom.

Plot Twist ist nur, daß ich als Privatperson an der Börse keine Emissionsberechtigungen kaufen darf! Also muß ich einen Dienstleister wie Compensators bemühen, der gegen einen gewissen Aufpreis die Emissionsberechtigung kauft und für mich stilllegt. Das Zertifikat kann man natürlich auch verschenken – eine Tonne CO2 entspricht (bei aktuellem Strommix in Deutschland) gut 2000 KWh Stromverbrauch. Das ist der Jahresverbrauch eines sparsamen Haushalts.

Aber wie stellt sich der Kauf einer Emissionsberechtigung aus Sicht der „Kilowattstunden pro investiertem Euro“-Metrik dar? Nun, Compensators will aktuell 92 Euro für eine Tonne CO2. Für die Erzeugung einer Kilowattstunde Strom haben wir (Strommix in Deutschland aus dem Jahr 2021) 428 Gramm CO2 emittiert, oder anders gesagt 2338 Kilowattstunden Strom mit einer Tonne CO2 bezahlt. Zahlen wir für die Tonne CO2 nun tatsächlich 92 Euro, kommen wir auf 25 Kilowattstunden pro Euro – ziemlich genau der Mittelwert einen Aktieninvestments in Firmen, die in neue Erneuerbare Energieerzeugungsanlagen investieren!

Ob ich mich an Produktionsmitteln für Erneuerbare Energie direkt beteilige (Aktienkauf), oder die Industrie durch Stilllegung von Emissionsberechtigungen zwinge weniger Nicht Erneuerbare Brennstoffe zu verfeuern, kommt im Ergebnis also auf das gleiche heraus. Ich persönlich würde dennoch eine Direktbeteiligung bevorzugen, denn ich habe die Hoffnung, daß ein Windparkunternehmen die nächsten 25 Jahre nicht konstant weiter investiert, sondern mit steigendem Erfolg jedes Jahr mehr neue Anlagen als im Vorjahr dazubaut, was den „KWh pro Euro“ Effekt verstärkt. Ein Stilllegungszertifikat verschenke ich lieber zu Weihnachten.

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Wir sammeln Kilowattstunden

Publiziert am Dezember 1, 2022 von rolfk

Nachdem ich letzte Woche eine Investition in ein eigenes Balkonkraftwerk mit dem Erwerb von Aktien einer Solar- und Windparkfirma in Bezug auf „Zusätzlich erneuerbar erzeugte Kilowattstunden pro investiertem Euro“ verglichen habe (Die Aktie hat 3:1 gewonnen), möchte ich heute mehrere in diesem Bereich tätige Aktiengesellschaften mit Blick auf genau diese Kennzahl vergleichen. Denn eine Grundregel des Investierens in Aktien lautet: Kaufe nie nur eine Firma, sondern immer mehrere, um Dein Risiko zu streuen!
Achtung: Diese Analyse stellt keine Anlageberatung oder Empfehlung dar. Die Zahlen wurden nach bestem Wissen und Gewissen aus öffentlich zugänglichen Quellen entnommen. Alle zur Verfügung gestellten Informationen (alle Gedanken, Prognosen, Kommentare, Hinweise, Ratschläge etc.) dienen allein der Bildung und der privaten Unterhaltung.

Neben der letzte Woche besprochenen Encavis schaue ich mir zwei Unternehmen aus UK von ähnlicher Größe (etwa 3000GWh/a Stromerzeugung und 3 Millarden Euro bzw. Pfund Börsenwert) an, und dazu noch drei größere Solar- und Windparkbetreiber aus den USA.

  • Encavis wird 2022 mit eigenen Anlagen etwas mehr als 3000GWh Strom produzieren und verkaufen. Von dem Geld, welchen von den Verkaufserlösen nach Abzug aller Kosten übrig bleibt (meist CAFD, „Cash Available For Distribution“ genannt), wird nur etwa 10% als Dividende an die Aktionäre ausgeschüttet. Der Rest steht für neue Investments, also den Erwerb neuer Stromerzeugungsanlagen zur Verfügung. Wenn das Geld nicht reicht, vollzieht die Encavis kleine Kapitalerhöhungen (die Aktienanzahl wächst weniger als 3% im Jahr).
    Auf diese Weise hat die Encavis zwischen 2016 und 2021 pro Jahr im Durchschnitt 324GWh pro Jahr mit (im Vorjahr) zugebauten Anlagen erzeugt.
  • Greencoat aus UK betreibt On- und Offshore Windparks, die dieses Jahr auch knapp 3000GWh Strom erzeugen werden. Greencoat schüttet vom CAFD etwa 70% an die Aktionäre aus, und finanziert den Kauf neuer Anlagen primär aus Kapitalerhöhungen. Seit 2016 hat Greencoat es geschafft, jedes Jahr 30% neue Aktien an Aktionäre zu verkaufen. So wurden zwischen 2016 und 2021 im Durchschnitt 395GWh pro Jahr mit (im Vorjahr) zugebauten Anlagen erzeugt.
  • Die TRIG mit Wind-und Solarparks in vielen Ländern Europas finanziert Investitionen in neue Anlagen ebenfalls überwiegend aus Kapitalerhöhungen von 20% neuer Aktien jedes Jahr. So erzeugt sie zwischen 2016 und 2021 im Durchschnitt 531GWh pro Jahr mit (im Vorjahr) zugebauten Anlagen.
  • Aus den USA habe ich mir die Geschäftsberichte und Ergebnispräsentationen von Atlantica, Clearway und Nextera Energy Partners angeschaut. Alle sind Ausgründungen größerer Energieversorger, welche diesen fertig gebaute Solar- und Windparks abkaufen, dann betreiben und den so erzeugten Strom verkaufen. Die Spanne reicht von 5000GWh (Atlantica) bis 20.000GWh (Nextera Energy Partners) im Jahr. Das CAFD fließt primär in Dividenden, der Rest – ergänzt um nicht ganz unerhebliche Erlöse aus regelmäßigen Kapitalerhöhungen – steht für Neuinvestitionen zu Verfügung. Ziele für die Investitionen stehen durch Bestand oder Neubau der größeren Muttergesellschaften typischerweise mehr als ausreichend zur Verfügung.

Kaufe ich eine Aktie, kaufe ich einen Anteil einer Firma und ihren Betriebsmitteln. Für die Kennzahl „Zusätzlich erneuerbar erzeugte Kilowattstunden pro investiertem Euro“ kann ich nur die zusätzlichen GWh zählen, die aus dem mit diesen Betriebsmitteln verdienten Geld (CAFD) möglich wurden. Dabei tue ich so, als wenn ich von ausgeschütteten Dividenden gleich neue Aktien kaufe, das Geld fließt also zurück in meinen „Betriebsmittel“-Topf. Zusätzliche GWh, die mit Geld aus Kapitalerhöhungen erwirtschaftet wurden, muß ich herausrechnen, denn das Geld für diese haben ja andere Aktionäre als ich gegeben.

So ergibt sich folgende Tabelle:

Fünf Solar- und Windparkbetreiber im Vergleich

Man kann erkennen, daß die zusätzlichen Gigawattstunden bei Herausrechnung von aus Kapitalerhöhungen finanzierten Investitionen teilweise deutlich reduziert werden müssen, bei Greencoat zB von 395GWh auf nur noch 97GWh.

Im Ergebnis „Zusätzliche KWh nur aus CAFD pro (in Aktien) investiertem $/€/GBP über 25 Jahre“ kommen überraschend unterschiedliche Werte heraus, zwischen 9 und 35 Kilowattstunden. Diese Unterschiede sind zum Teil darauf zurückzuführen, daß die Unternehmen stark unterschiedlich viel Geld für neue Anlagen bezahlen. So kauft zB die Nextera Energy Partners (NEP) ihrer Mutter Anlagen sehr günstig ab, um den erzeugten Strom wiederum dieser Mutter dann sehr günstig zu verkaufen. Da meine Kennzahl „Neue KWh pro Dollar“ zählt, erreicht die NEP ein gutes Ergebnis. Eine Greencoat kauft Anlagen zum vollen Wert (incl. Schulden) und bekommt daher vergleichsweise wenig KWh pro Pfund. Andere lassen die Schulden zunächst in Tochtergesellschaften stehen und tilgen diese dann über eine gewisse Laufzeit, was zwar jedes Jahr das CAFD verringert, dafür aber im Folgejahr mehr KWh from Euro oder Dollar liefert.

Wieder was gelernt: So richtig lassen sich Solar- und Windparkbetreiber im Hinblick auf „Zusätzlich erneuerbar erzeugte Kilowattstunden pro investiertem Euro“ nicht vergleichen, weil das Firmendesign zu unterschiedlich ist. Aber ein Ergebnis läßt sich doch festhalten: Alle untersuchten Firmen liefern davon mindestens soviel wie ein Balkonkraftwerk, und meist bis zu Faktor 3 mehr.

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Balkonkraftwerk versus Windparkaktie

Publiziert am November 26, 2022 von rolfk

Sechs Jahre nichts geschrieben, obwohl sich auf dem Energiemarkt in der Zeit ganz viel getan hat: So enthält der deutsche Stromproduktionsmix nicht mehr 26% Erneuerbare sondern 45%, und der Preis für eine Tonne CO2 im EU Emissionshandel beträgt 80€ statt 7€. Höchste Zeit, mal wieder etwas zu rechnen!

Wie in vielen der alten Beiträge soll es auch heute darum gehen, auf welche Weise ich mit einem investierten Euro möglichst viel CO2-Emissionen einspare. Dazu möchte ich den „Erneuerbare KWh Return-on-Investment“ eines Balkonkraftwerks mit der Beteiligung an einer im Bereich der Erneuerbaren Energieerzeugung agierenden Aktiengesellschaft vergleichen:

  • Ein Balkonkraftwerk bis zu 600 Watt Leistung kann ich nach Anmeldung bei meinem örtlichen Netzbetreiber (zB dem Stadtwerk) einfach in die Steckdose stecken. Der von der Solaranlage gelieferte Strom verdrängt bei enstprechendem Verbrauch Strom, den ich sonst vom Stromversorger bezogen hätte. 600 Watt bedeuten üblicherweise zwei je knapp 2qm große Module, die ich zB senkrecht am Balkongeländer anbringen kann.

  • Die nach erneuerbar erzeugten Kilowattstunden größte deutsche Aktiengesellschaft ist die Encavis AG. Diese betreibt eigene Wind- und Solarparks in Deutschland und dem europäischen Ausland. Im Jahr 2021 wurden 2755 GWh Strom erzeugt, zwei Drittel davon mit Solar, ein Drittel mit Wind. Daneben gibt es Parks, die Encavis betreibt aber nicht besitzt. Diese rechne ich für meinen heutigen Vergleich nicht mit.
Encavis, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons

Legen wir los! Ein Balkonkraftwerk mit 600 Watt kann zum Beispiel bei priwatt für 1079€ erworben werden. Montiere ich je ein Modul senkrecht an die Sturzgitter meiner Schlafzimmerfenster mit Süd-West-Ausrichtung, kann ich laut Ertragsrechner mit 444 KWh Strom pro Jahr rechnen. priwatt gibt 25 Jahre Ertragsgarantie, also kann ich 11.100 KWh erwarten, oder 10,3 KWh pro heute investiertem Euro.

Für 1079€ könnte ich auch 55 Encavis Aktien kaufen, womit ich dann 0,0000342% der Gesellschaft besäße: Mein Anteil an den existierenden Wind- und Solarparks und – ganz wichtig – der Organisation, die den so produzierten Strom verkauft und mit einem Teil der Gewinne neue, zusätzliche Windräder und Solarparks kauft. Denn ich bin ja nicht an den bereits existierenden Parks interessiert (meinen Anteil daran kaufe ich ja nur jemand anderem ab, wenn ich eine Aktie kaufe), sondern an den von einer profitablen Firma zusätzlich an das Stromnetz angeschlossenen Erzeugungseinheiten. Nur diese zusätzlichen Einheiten verdrängen weitere Kohlekraftwerke und zahlen somit auf meine „Erneuerbare KWh Return-on-Investment“ ein.


Envacis hat über die letzten fünf Jahre pro Jahr im Durchschnitt 294 MW neue Anlagen in Betrieb genommen, wie zum Beispiel 2021 den 300 MW Solarpark Talayuela in Spanien. Dieses Erweiterungstempo nimmt sich die Firma auch für die nächsten Jahre vor. In den letzten Jahren hat Encavis aus einem MW Zubau im Jahr darauf durchschnittlich 1385 MWh Strom erzeugt, wir können also über 25 Jahre (wie beim Balkonkraftwerk) hier 25 * 25 / 2 * 0,294 * 1385 = 127.017 GWh durch Zubau erzeugte Energie erwarten. Davon gehören mir 0,0000342%, oder 40,29 KWh pro investiertem Euro. Wahrscheinlich über 25 Jahr sogar mehr, weil ich Dividenden in neue Anteile investieren könnte, und eine in Zukunft größere Firma auch mehr als 294 MW pro Jahr zubauen würde.
(Hinweis vom 1. Dezember 2022: Eine detailliertere Nachrechnung – siehe nächsten Artikel – ergibt bei einem Aktienkurs von 20€ knapp 30 KWh pro investiertem Euro)

Ergebnis: Der Erwerb von Anteilen an einer Firma, die so profitabel arbeitet, daß sie jedes Jahr neue Windräder und Solarparks kaufen und betreiben kann, bringt mindestens Faktor 3 so viele zusätzlich erneuerbar erzeugte Kilowattstunden als der Erwerb eines Balkonkraftwerks.

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CO2 Bilanz 2016

Publiziert am Dezember 30, 2016 von rolfk

Meine CO2 Bilanz in 2016 hat sich wieder auf mehr als 14 Tonnen verschlechtert – hauptsächlich, weil ich dienstlich zweimal um die Welt geflogen bin. Gut daß ich von dem so verdienten Geld wieder in Energieeffizienzprojekte investieren konnte – meist bei bettervest.

Die dank Investitionen aus 2014 und 2015 in diesem Jahr ersparte Menge CO2 ist mit gut 20 Tonnen zum Glück größer als mein CO2 Fußabdruck. Und wenn ich bis zum Jahresende noch in weitere 4,1 Tonnen Ersparnis investiere, erreiche ich auch mein Ziel, im gleichen Jahr so viel zukünftige CO2 Ersparnis zu ermöglichen wie ich selbst erzeugt habe. Dann könnte ich dank der Investitionen aus 2014-2016 für das Jahr 2017 schon mit 20+14=34 Tonnen erspartem CO2 rechnen.

CO2 Bilanz 2016 14,06 Tonnen
…davon privat verursacht 1,72 Tonnen
…davon dienstlich verursacht 12,34 Tonnen
CO2 Ersparnis in 2016 aus Effizienzprojekten 2014+2015 20,36 Tonnen
Zukünftige CO2 Ersparnis pro Jahr Effizienzprojekte 2016 (Ziel 14,06 Tonnen) 9,96 Tonnen

Das schöne an dieser Kompensationsmethode ist, dass jede Investition ja nicht nur für ein Jahr, sondern viele Jahre in der Zukunft wirkt. Die kumulierte Ersparnis wird mit der Zeit immer größer als der kumulierte CO2-Fussabdruck, siehe folgendes Bild (2017 und 2018 gleichen Fussabdruck und Neuinvestitionen angenommen wie 2016):

Eine Kompensation (zB bei atmosfair) der 14,04 Tonnen aus 2016 hätte übrigens 324€ gekostet. Oder – anders herum gerechnet – der Kompensationswert meiner Investitionen aus 2014+2015 erhöht die tatsächliche finanzielle Rendite meiner Energieeffizienzinvestitionen von 2,5% (nach Steuern und Zahlungsverzug bei zwei Projekten – schon nicht schlecht im aktuellen Zinsumfeld) auf 3,5%.

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