CO₂-Einsparung durch Photovoltaik: So umweltfreundlich ist Solarenergie wirklich!

Aufgrund des Klimawandels wird immer davon gesprochen, dass eine CO₂-Einsparung stattfinden muss. Im Bereich des Energiesektors findet eine Energiewende statt, bei der die fossilen Energieträger von den erneuerbaren Energien abgelöst werden soll. Doch wie viel CO₂ sparen wir eigentlich wirklich durch CO₂ und lohnt sich Photovoltaik erst bei Solarparks oder auch schon bei Balkonkraftwerken?

CO₂-Einsparung von Erneuerbaren Energien

Fossile Energie haben das Problem, dass sie einen hohen CO₂-Fußabdruck haben. Kohlekraftwerke haben einen hohen Ausstoß an Kohlendioxid. In Deutschland wird sowohl Steinkohle als auch Braunkohle verwendet. Dabei hat Braunkohle einen noch höheren Ausstoß an dem Gas. Da im deutschen Strommix, mehr Braunkohle als Steinkohle vorhanden ist, ist dementsprechend der CO₂ Ausstoß besonders hoch. Rund 925 Gramm pro Kilowattstunde für den Kohlemix wird bei der Herstellung des Stroms produziert.

Erneuerbare Energien haben ebenfalls einen CO₂-Fußabdruck, was vor allem an dem Transport und den Herstellungsprozessen liegt, der deutlich unter dem von fossilen Energiequellen, wie Kohle. Die beste Bilanz hat hierbei die Windenergie. Windkraftanlagen an Land produzieren ca. 16,8 Gramm pro Kilowattstunde. Ein anderer Wert, der für den Klimawandel wichtig ist, wären die CO₂-Äquivalente. Der beträgt bei onshore Windanlagen 17,6 CO₂-Äquivalente. Solar hingegen hat eine schlechtere Bilanz im Vergleich zu Wind. Jedoch immer noch eine bessere, als fossile Energieträger. Den bei Photovoltaik wird mit 52,316 g/ kWh oder 56,55 CO₂-Äquivalenten kalkuliert. 2021 lag der Emissionsfaktor für den gesamten Strommix in Deutschland bei 485 Gramm CO₂-Äquivalente pro Kilowattstunde

CO₂-Äquivalente und der Treibhausgaseffekt

Ein CO₂-Äquivalent ist eine Kennzahl, die alle Gase umfasst, die schädlich für die Umwelt sind. Kohlenstoffdioxid ist nur eines der Gase, welches den Treibhausgaseffekt auslösen. Neben Kohlenstoffdioxid gehören unter anderem auch Methan und Lachgas dazu. Das alles zusammen wird unter CO₂-Äquivalenten zusammengefasst.

Der Treibhausgaseffekt ermöglicht es grundsätzlich, dass Leben auf der Erde möglich ist. Jedoch verursacht der menschengemachte Treibhausgaseffekt Probleme. Die Menschen produzieren mehr Treibhausgase, die sich in der Atmosphäre befinden. Ein Teil der Sonnenstrahlung wird von diesen Gasen absorbiert und zu einem späteren Zeitpunkt zurückgegeben. Je mehr Gase in der Atmosphäre sind, desto mehr kann zurück auf die Erde zurückgegeben. Zur Folge hat das unter anderem, dass die Temperatur auf unserem Planeten ansteigt.

Vermeiden und binden von CO₂

Der Energiesektor macht einen großen Anteil an Emissionen aus, die ausgestoßen werden. Um etwas gegen den Klimawandel zu tun, muss ein Energiewandel stattfinden. Das Ziel ist es weg von den Energien, die eine hohe Emissionsrate haben, und in erneuerbaren Energien zu investieren, die geringe Emissionsrate haben. Die eigentliche Stromproduktion ist dabei sogar emissionsfrei, nur Herstellung und Transport verursachen Emissionen. Mit Photovoltaik und Windkraftanlagen lassen sich also Emissionen einsparen im Vergleich zu fossilen Energieträgern.

Eine alternative Umgangsweise mit Kohlenstoffdioxid ist die Aufforstung von Wäldern. Bäume haben den Vorteil, dass sie CO₂ binden können. Sie ziehen das Gas aus ihrer Umgebung und wandeln das wiederum um. Wichtig ist jedoch nur, dass sie CO₂ binden können. Je nach Baumart schwanken die Zahlen, wie viel ein Baum binden kann.

Wie viele Bäume braucht es für eine Solaranlage?

Schätzungen gehen davon aus, dass global betrachtet ein Baum 10 kg CO₂ im Jahr binden kann. Ein Balkonkraftwerk mit rund 600 Watt Leistung benötigt rund 30 Bäume, um dieselbe Menge an Kohlenstoffdioxid zu binden. Kleine Solaranlagen haben bereits einen großen Einfluss auf die Einsparung von Emissionen. Große Solarparks haben demnach einen noch größeren Einfluss auf den CO₂-Fußabdruck. Eine 350 kWp Anlage kann im Jahr um die 220 Tonnen Kohlendioxid einsparen.

Photovoltaik bietet daher eine gute Möglichkeit dar, die hohen Emissionen einzusparen. Wie das Statistische Bundesamt mitteilt, lag der Emissionsgehalt im Jahr 2022 bei 573,2 Millionen Tonnen. Der Energiesektor ist dabei einer der CO₂-stärksten Bereiche.

Energy Payback Time

Der Energy Payback Time beschreibt, wie lange es dauert, bis ein Solarmodul den Punkt erreicht hat, an dem die verwendete Energie zur Herstellung, wieder zurückgewonnen wurde. Es wird auch von einer energetischen Amortisation gesprochen. Je nach Modulart, Herstellungsort und Verwendungsort, fällt der Energy Payback Time, immer etwas anders aus. Grob lässt sich aber sagen, dass der Energy Payback Time Zeitpunkt unter zwei Jahren liegt.

Für Deutschland liegt der Wert, nach Berechnungen des Fraunhofer-Instituts ISE bei unter 1,3 Jahren. Durch den steigenden Anteil an Erneuerbaren Energien im Strommix und der Verbesserung der Technologien, gehen Experten und Expertinnen davon aus, dass dieser Zeitraum zukünftig weiter sinkt.

Energy Return on Energy Invested

Eine andere Kennziffer um sehen, wie effizient Photovoltaikanlagen sind, ist der Energy Return on Energy Invested, kurz auch EROI oder ERoEI genannt. Hierbei geht es darum, wie viel Energie man im Verhältnis gewinnen kann, wenn man Energie investiert. Im Fall von der Photovoltaik würde das bedeuten: Wie viel mehr Strom bekomme ich mehr, nachdem ich Energie in die Produktion der Module investiert habe. Im Bereich der Photovoltaik sagt man, dass der EROI zwischen 11 und 18 liegt.