Photovoltaik auf Bestandsdächern - Potentiale, Beratung und Beispiele aus der Nachbarschaft

Aktuell steigende Strom- und Energiepreise, sowie mögliche Versorgungsengpässe im Herbst und Winter, stellen die Hamburger Wirtschaft vor große Herausforderungen, sodass die Themen Energiesicherheit und Autarkie verstärkt in der Vordergrund rücken. Strom aus erneuerbaren Energien stellt eine Alternative zu fossilen Energieträgern dar und leistet einen Beitrag zum Klimaschutz. Gleichzeitig stehen in der Metropole Hamburg nur begrenzt Flächen bereit, so dass die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien neu gedacht werden muss. Hamburg setzt daher auf die umfassende Nutzung von Dachflächen für Photovoltai​​​​​​​k (PV). Insbesondere Gewerbe- und Industriebauten verfügen über ein enormes Potenzial.

1 / 1

Photovoltaik auf Bestandsdächern - Potentiale, Beratung und Beispiele aus der Nachbarschaft

Hintergrund: Energiequellen in Billbrook

Strom stellt neben Erdgas die wichtigste Energiequelle für das Industriegebiet Billbrook/Rothenburgsort dar. Auch wenn hier für ein Industriegebiet relativ wenig Strom verbraucht wird, konzentriert sich in diesem Gebiet ein Verbrauch von ca. 200.000 Megawattstunden (MWh) pro Jahr. Die Nutzung von Sonnenstrom fördert Energieautarkie, wobei vor Ort ein Potenzial von 125.000 MWh bzw. 61% des Verbrauchs technisch möglich wäre. Dieser PV-Strom würde den gesamten CO2-Ausstoß in dem Industriegebiet um mehr als ein Drittel senken, da durch die Stromproduktion in Deutschland noch immer größere Mengen an CO2 ausgestoßen werden(1). 

Positive Rahmenbedingungen

Für Unternehmen lassen sich durch  die Installation von PV-Anlagen oft deutliche Stromkostensenkungen realisieren, auch dank gesunkener Kosten der PV-Module. Nach Berechnungen des Frauenhofer Instituts lagen die Stromerzeugungskosten von großen PV-Dachanlagen ab 30 Kilowatt-Peak (kWp) im Jahr 2021 für Norddeutschland zwischen 6 und 10 Cent pro Kilowattstunde (KWh). Für diese Berechnungen wurden sämtliche Installations- und Betriebskosten, eine Lebensdauer von 30 Jahren und ein Fremdkapitalanteil mit entsprechenden Zinsen einkalkuliert (2). Unter Berücksichtigung von langen Amortisationszeiten ist Solarstrom damit wesentlich günstiger, als Industrie- und Gewerbestrom, der bei bestimmten Unternehmen bei 25 Cent pro kWh liegt.
Die Kosten für gewerbliche Aufdachanlagen liegen derzeit je nach Größe bei 750 bis 1.200 Euro pro Kilowatt installierter Leistung (kWp). Auch wenn die Module in den letzten zehn- bis zwanzig Jahren sehr viel günstiger geworden sind, erfordern insbesondere große Anlagen einen hohen Kapitaleinsatz. Hier bietet die KFW-Bank zinsgünstige Kreditangebote zur Errichtung, Erweiterung und Erwerb von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien, einschließlich der zugehörigen Kosten für Planung, Projektierung und Installation. Details unter Erneuerbare Energien – Standard (270) | KfW

In jedem Fall ist es ratsam, vor einer Investition zu klären, wann im Betrieb welche Strommengen verbraucht werden. Bei relativ geringen Stromverbräuchen kann eventuell eine Verpachtung des Daches lohnenswert sein. Solche Pachtmodelle haben den Vorteil, dass ein wichtiger Beitrag für mehr Energieunabhängigkeit und Nachhaltigkeit (im Industriegebiet Billbrook/Rothenburgsort) geleistet werden kann, ohne eigene Investitionen zu tätigen. Auch der positive Mitnahmeeffekt für das Image des Unternehmens kann für ein Pachtmodell sprechen.

Betreibermodelle

Es bestehen verschiedene Modelle für die Installation und die Nutzung von Solaranlagen. Die Anlage kann auf dem eigenen Gebäude errichtet und im Eigenbetrieb genutzt werden. Hier steht der Eigenverbrauch im Vordergrund, die Wirtschaftlichkeit ist sehr gut und in Kombination mit Speicheranlagen/E-Mobilität ist eine Erhöhung des Autarkiegrads möglich.

Alternativ kann die Anlage auf dem eigenen Gebäude von einem Energiedienstleister (d.h. von einem Dritten) finanziert und errichtet werden. Anschließend verpachtet der Dritte die PV-Anlage an den Eigentümer der Dachfläche gegen ein monatliches Entgelt. Vorteil dieser Pacht- und Betriebsführungsmodelle ist, dass der Gebäudeeigentümer kein Kapital einsetzen muss und gleichzeitig ein Eigenverbrauch möglich ist. Ein Dachnutzungsvertrag zwischen dem Gebäudeeigentümer und dem Dritten ist dafür Voraussetzung. Neben dem Dachnutzugsvertrag ist auch ein Pachtvertrag über die PV-Anlage selbst abzuschließen. Zusätzlich kann der Dritte als Betriebsführer mit der Betriebsführung der Anlage betraut werden, wozu ein Betriebsführungsvertrag abzuschließen ist. Mit dem monatlichen Entgelt an den Betriebsführer werden, neben den Anschaffungs- und Installationskosten, auch anfallende Kosten für die Wartung, Versicherung und Instandhaltung der Anlage abgedeckt. Der Pächter der PV-Anlage kann den erzeugten PV-Strom vor Ort selbst verbrauchen und den Überschussstrom ins Netz einspeisen, wobei ihn der Betriebsführer unterstützen kann. Die Vorteile für den Gebäudeeigentümer als lediglich Pächter der PV-Anlage sind, dass für ihn nur monatliche Kosten für die PV-Pacht und das Betriebsführungsentgelt an den Energiedienstleister anfallen, sowie für den zusätzlichen Strombezug. Mit der Anpassung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes  im zweiten Halbjahr 2022 fallen keine Umlagen mehr auf Eigenverbräuche und Direktbelieferungen von Solarstrom aus PV-Anlagen an. Dies baut Bürokratie ab und macht die Eigenversorgung, sowie weitere Geschäftsmodelle im Kontext von PV-Anlagenwirtschaftlich attraktiver. Im Hinblick auf eine eventuelle Genehmigungspflicht bei der Bundesanstalt für Finanzdienstleistungsaufsicht (BaFin) sind die Pacht- und Betriebsführungsverträge dieses Modells sorgsam zu prüfen.

Falls der Sonnenstrom nicht für den Eigenverbrauch bestimmt ist , kann eine Anlage alternativ von einem Dritten gebaut und betrieben werden Der Eigentümer der Anlage kann den Strom ins Netz einspeisen und regional oder direkt vermarkten.

PV-Beispiele aus dem Quartier

Im Industriegebiet Billbrook/Rothenburgsort gibt es schon eine Reihe von Unternehmen und Immobilienträgern, die Erfahrungen mit der Nachrüstung von PV-Anlagen auf Bestandsimmobilien gesammelt haben. Diese Unternehmen sind schon jetzt unabhängiger von externen Stromanbietern und erwarten mittel- bis langfristig die Amortisation der getätigten Investitionen. Zudem haben Klimaschutz- und Nachhaltigkeitsaspekte einen immer höheren Stellenwert in der Kunden- und Mitarbeiterbindung.

Containerdach und Remise liefern Sonnenstrom bei Echterhoff

Die Firma Echterhoff in der Berzeliusstraße hat im Jahr 2011 eine kombinierte Einspeise- und Selbstverbrauchanlage mit ca. 60kWp installiert. Das Unternehmen ist sehr zufrieden mit der Investition auf den beiden Bestandsdächern. Für das Containerdach wurde eine zusätzliche schwebende Konstruktion aufgebaut, die nicht unbedingt notwendig gewesen wäre, aber eine bessere Durchlüftung und damit geringere Aufheizung ermöglicht.. Bei der Remise mit dem offenen Trapezdach wurde die Anlagenkonstruktion direkt auf das Dach montiert. Die Statikprüfungen für beide Hallen konnte Echterhoff als Bauunternehmen selbst durchführen. Herr Amonat von der Firma Echterhoff erläutert, dass die Anlagen aus dem Jahr 2011 ca. 51.000 kwh Sonnenstrom im Jahr produzieren, wobei neuere Anlagen einen erheblich größeren Wirkungsgrad erreichen würden. Trotz der hohen Kosten und einem relativ niedrigem Selbstverbrauch amortisiere sich die Anlage durch gesparten Stromeinkauf und der Einspeisevergütung in 10-12 Jahren. Bis auf kleinere Wartungsarbeiten funktionierten die beiden Anlagen seit der Installation reibungslos.Herr Amonat sieht auch auf älteren Gebäuden mit Betondecken in der Regel keine Probleme bzgl. der Statik. Komplizierter seien in dieser Hinsicht Trapezdächer, auch weil zusätzlich zu den PV-Modulen Schneelasten einkalkuliert werden müssten. „Eine Statikprüfung ist in jedem Fall notwendig, was von den installierenden Handwerksunternehmen auch verlangt würde“ erklärt Herr Amonat.

PV-Anlage rechnet sich schnell bei Zieler & Co.

Herr Brink von der Firma Zieler & Co. in der Roten Brücke berichtet, dass die PV-Anlage auf ihrem Gebäude im Rahmen des Neubaus 2018 gleich mitinstalliert wurde. Da es sich um ein Betondach handelt, war die Installation der Anlage im Hinblick auf die Statik des Gebäudes unproblematisch. Die Anlage wurde von einem kleinen Unternehmen errichtet und angeschlossen, das sowohl die Berechnungen und Dimensionierung, als auch die Installation der PV Anlage vorgenommen hat. Durch Zieler & Co. mussten lediglich die gesetzlich verlangten Eintragungen und Dokumentationen vorgenommen werden, bei denen sie der installierende Betrieb unterstützt hat.

Einen großen Anteil des erzeugten Stroms der 50 kWp Anlage verbraucht Zieler & Co. für die Temperierung der Halle auf acht Grad Celsius und den Betrieb verschiedener Maschinen selbst, erläutert Herr Brink. Um Strom zu sparen, setzt der Betrieb eine sehr effiziente Kühlanlage ein. Da ein Großteil des Sonnenstroms direkt selbst verbraucht wird, rechnet Herr Brink damit, dass sich die Anlage in Anbetracht steigender Strompreise  bereits nach acht Jahren amortisieren könnte. Der Betrieb hat zudem acht E-Ladestationen für PKW auf dem Betriebsgelände eingerichtet, die bisher von den Firmenfahrzeugen genutzt werden. Bei Bedarf sollen die Ladestationen zukünftig auch Fahrzeuge von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern laden. „Eine PV-Anlage rechnet sich auf jeden Fall, wenn der Betrieb viel Strom verbraucht“ so Herr Brink. Das Unternehmen hatte bereits 2006 auf ihrem ehemaligen Gebäude in der Liebigstraße eine PV-Anlage installiert, die von dem Nachbesitzer nach wie vor genutzt wird. Da Zieler & Co. damals den Großteil des erzeugten Stroms selbst verbrauchte und die Kosten für die Errichtung der Anlage höher waren, als heutzutage, wurden mit der Anlage keine Gewinne erwirtschaftet, jedoch auch keine Verluste. Als wichtigen Schritt für aktiven Umwelt- und Klimaschutz tätigte das Unternehmen die Investition trotzdem. Für die im Jahr 2006 errichtete Anlage musste lediglich die Statik des Daches überprüft werden, alles andere habe auch damals der installierende Betrieb übernommen, erläutert Herr Brink.

GÜHH auf dem Weg zur Klimaneutralität

Im Juli 2020 hat die Güterkraftverkehr Hamburg-Holstein GmbH (GÜHH) ihre PV-Anlage in der Grusonstraße auf einer 1.800 Quadratmeter großen Dachfläche in Betrieb genommen.

„Das 'G' in GÜHH steht nun für Grün“ sagt Ingo Kock, Senior-Manager des Familienunternehmens selbstbewusst. Die Anlage erreicht mit 406 Modulen auf einer Fläche von 1.800 Quadratmeter eine Leistung von rund 130 kWp. Das Unternehmen kann so seinen eigenen Stromverbrauch tagsüber oftmals decken und in Zukunft sollen auch Firmenfahrzeuge mit dem Strom betankt werden. Kock und sein Sohn Harder Michael hoffen, dass sich die Stromkosten des Unternehmens im Durchschnitt halbieren werden.

Im Jahr 2021 konnte der Betrieb knapp ein Drittel des produzierten Stroms selber nutzen, hiermit wurde ca. ein Drittel des eigenen Strombedarfs gedeckt. Der Rest des produzierten Stroms wurde ins Netz eingespeist.. „Insgesamt würden wir uns natürlich eine etwas höhere Eigenverbrauchsquote wünschen, allerdings können wir unsere Verbräuche ja nur bedingt steuern“, so Harder Michael Kock.

Um möglichst viel Sonnenstrom selbst nutzen zu können, haben die beiden Firmenchefs einige Abläufe auf dem Betriebsgelände geändert. So werden E-Stapler und E-Hubwagen bereits gegen Mittag und nicht mehr abends in die Ladestation gebracht. Nach und nach wollen die Kocks alle Dieselstapler durch elektrische Einheiten ersetzen. Mittelfristig sollen auch die kleineren Dienstwagen und Nahverkehrslaster auf Elektroantrieb umgestellt werden. Auch in anderen Bereichen ist GÜHH aktiv, um den Stromverbrauch zu minimieren. So sollen alle Hallen auf LED-Beleuchtung umgerüstet werden. „Es fühlt sich einfach gut an, Strom vom eigenen Dach zu verbrauchen“, so Juniorchef Kock. Allein im Juli 2020 habe die GÜHH 17 Tonnen CO2 eingespart. Die Investitionen von knapp 140.000 Euro müssen nun zwar erstmal verdaut werden, aber trotzdem möchte das Unternehmen sich weiter in Richtung Klimaneutralität entwickeln. Zudem ist die GÜHH wiederholt aktiver UmweltPartner der Stadt Hamburg.

1.400 PV-Module kühlen frische Produkte bei Marker oHG

Ein weiteres Beispiel folgt aus der Nachbarschaft: Ende April 2022 hat das in Hamburg-Moorfleet ansässige Familienunternehmen eine 2.613 m² große PV-Anlage auf dem Dach der eigenen Logistikhalle in Betrieb genommen. Seitdem kühlen 1.400 Photovoltaikmodule das Kühllager unter dem Gründach (13500 m²) mit Solarstrom und erzeugen zukünftig rund 476.000 Kilowattstunden Grünstrom pro Jahr. Rein rechnerisch kann die Marker oHG damit das riesige Kühlhaus und die Büros im Gebäude zu rund 40 Prozent mit selbst erzeugtem Sonnenstrom betreiben – und vermeidet so jedes Jahr 256 Tonnen CO2. Das entspricht der jährlichen CO2-Aufnahmekapazität von mehr als 20.000 ausgewachsenen Bäumen. Patrick Marker, einer der beiden Geschäftsführer der Marker oHG, erklärt: „Uns ist es wichtig, die gesamte Produktionskette möglichst nachhaltig zu gestalten. Das gilt auch für die Kühlung unserer Lebensmittel und ganz besonders für das empfindliche Obst und Gemüse, das vielfach aus der Region kommt. Wir sind stolz darauf, dass wir mit unserer Solar-Anlage gemeinsam mit unserem Partner E.ON die Energiewende in Hamburg vorantreiben können. Mit der neuen Photovoltaik-Anlage verbinden wir Nachhaltigkeit mit einer Investition, die den Lebensmittelhandel vom Energiemarkt unabhängiger macht und auch wirtschaftlich sinnvoll ist.“

Zuerst wurde die Tragfähigkeit des Daches von einem unabhängigen Ingenieurbüro durch eine Bauzustandsbeurteilung bestätigt. Alle weiteren Arbeiten, erläutert Marker, habe das beauftragte Unternehmen erledigt. Dazu gehörten die Analysen von Produktionspotentialen und Wirtschaftlichkeit, das Einholen der Baugenehmigung, die Installation sowie die Anmeldung beim Netzbetreiber. Lediglich die Anmeldung im Marktstammdatenregister habe Marker selbst erledigt. Als aktiver UmweltPartner der Stadt Hamburg wurden darüber hinaus verschiedene Effizienzmaßnahmen umgesetzt, wie die Verringerung von Kälteverlusten, Wärmerückgewinnung, LED-Beleuchtung & Bewegungsmelder, Regenwassernutzungsanlage für die WCs, Nutzung von Pfandsystem, Tourenoptimierung und Modernisierung der KFZ-Flotte. Zudem setzt das Handelsunternehmen auf den Einkauf saisonaler & BIO zertifizierter Ware bei regionalen Bauern. Geschäftsführer Patrick Marker: „Wir prüfen stetig, an welchen Stellschrauben wir drehen können, denn ökologisch sinnvolles Wirtschaften zahlt sich für alle aus.“

Clever kombiniert: PV und Elektromobilität

In Kombination mit der Elektrifizierung des Firmenfuhrparks oder von Mitarbeiterfahrzeugen kann der Sonnenstrom oftmals noch besser genutzt werden. Der Bundesverband Solarwirtschaft e.V. hat einen sehr umfassenden Leitfaden "Photovoltaik und Elektromobilität sinnvoll kombinieren" für Gewerbebetriebe in Deutschland verfasst. Der Leitfaden bietet erste Anregungen und Ideen für ein mögliches technisches Design für die Solarstromversorgung der eigenen Elektroflotte, beschreibt verschiedene Nutzungsvarianten von E-Mobilität in Unternehmen und stellt die dazugehörigen rechtlichen Rahmenbedingungen dar. Attraktive Förderungen mit bis zu 900 Euro Zuschuss pro Ladepunkt vergibt die KFW-Bank. Details finden Sie unter https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Unternehmen/Energie-und-Umwelt/Nachhaltig-Mobil/

Effizient und attraktiv gefördert: das Solar-Gründach

Die Kombination von PV-Modulen mit Gründach bietet viele Vorteile. Die Grünschicht führt zu Verdunstungskälte, die zur Temperatursenkung und einhergehender Leistungssteigerung der darüber liegenden PV-Module führt. Weiterhin werden Kosten gespart, durch eine deutlich verbesserte Haltbarkeit des Daches, da die Vegetation die Dachabdichtung vor Wettereinflüssen und Temperaturextremen schützt. Zudem werden Energiekosten für Heizung oder Klimaanlage gespart, da die Grünschicht temperaturausgleichend wirkt. Die Vegetation ist nach Wunsch und Örtlichkeit anpassbar und kann beispielsweise aus Moosen, Flechten oder Kräutern bestehen. Das Land Hamburg finanziert bei freiwilligen Dachbegrünungsmaßnahmen etwa 30 bis 60 Prozent der Herstellungskosten von Gründächern– auch bei Kombination mit PV. Details unter: https://www.hamburg.de/gruendach/

Beratungsmöglichkeiten und weitere Informationen

In Hamburg gibt es eine Vielfalt an Beratungs- und Informationsangebote zu Solaranlagen & Erneuerbare Energien. Ob Ihr Dach grundsätzlich für eine Photovoltaikanlage geeignet ist, zeigt der Hamburger Solaratlas abrufbar unter www.hamburgenergie.de/ueber-uns/energieerzeugung/solaratlas/

Die Hamburger Energielotsen beraten und unterstützen Privatpersonen, Gewerbetreibenden und Baufachleute rund um das Thema Erneuerbarer Energien, Kontakt unter www.hamburg.de/energielotsen/.

Das Solarzentrum Hamburg bietet Analysen und Simulationsrechnungen und Angebotsprüfungen an, Kontakt unter: www.solarzentrum-hamburg.de

Der Online-Förderwegweiser zu Energieeffizienz des Bundesamt für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) verschafft Ihnen einen Überblick über passende Förderprograme: www.deutschland-machts-effizient.de

Kostenfreie Excel-Tabellen zur Wirtschaftlichkeitsberechnung stellt das Umweltinstitut München e.V. zur Verfügung, abrufbar unter www.umweltinstitut.org

Eine Auswahl an hilfreichen Solar- und Speicherrechnern hat die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin zusammengestellt, z.B. einen Unabhängigkeits-Rechner zur Abschätzung des Autarkiegrads sowie Tools, die bei der Auslegung von PV-Anlagen und Batteriesystemen unterstützen. Abrufbar unter https://solar.htw-berlin.de/rechner/.

Quellen: 

(1) ZEBAU/ Hamburgische Gesellschaft für Wirtschaftsförderung (HWF)/ IBA-Hamburg/ Averdung (2016) Klimaschutzteilkonzept für das Industrie- und Gewerbegebiet Billbrook /Rothenburgsort. Hamburg, S. 6 - 11 und 165f.

(2) Kost, Christoph/ Shammugam, Shivenes/ Fluri, Verena/ Peper, Dominik/ Davoodi Memar, Aschkan/ Schlegl, Thomas Frauenhofer Institut (2021): Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien. Freiburg, S. 17 und 20.