Gebäude sind entscheidend für die Solaroffensive

Theoretisch könnte sich die Schweiz mit Solarstrom von Gebäudehüllen komplett versorgen. Auch die Alfred Müller AG setzt bei ihren Bauten auf Solaranlagen, um nachhaltigen Strom zu produzieren.

Die Energie der Sonne ist beinahe grenzenlos. Und an Gebäuden gibt es enorme Flächen, um sie aufzunehmen. 67 Terawattstunden Strom können produziert werden, wenn an Schweizer Dächern und Fassaden konsequent Solarmodule installiert werden. Dies zeigen Berechnungen des Bundesamtes für Energie. Das ist mehr, als in der Schweiz zurzeit verbraucht wird. 2020 wurden rund 56 Terawattstunden (56 Milliarden Kilowattstunden) Strom konsumiert.

Klar ist: Will die Schweiz die Ziele der Energiestrategie 2050 und der Klimapolitik erreichen, ist ein gewaltiger Zubau an Solarenergie nötig. Dazu will auch die Al­fred Müller AG einen Beitrag leisten. «Wir installieren bei unseren Neubauten in der Regel eine Photovoltaikanlage auf dem Dach», sagt Michael Müller, Leiter Portfolio und Produktionsbetriebe. Insgesamt verfügt mehr als ein Viertel aller Liegenschaften der Alfred Müller AG über Solaranlagen. Zusammen produzieren sie Strom für 880 Haushalte. Die grösste Anlage befindet sich bei der Kompost- und Ökostromanlage Allmig in Baar. Sie versorgt rund 400 Haushalte mit Ökostrom.

Preise stark gesunken

Die Solartechnik hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt – sowohl beim Preis wie bei der Effizienz. Vor 30 Jahren seien Photovoltaikanlagen für die Endkunden 100-mal so teuer gewesen wie heute, und vor zehn Jahren viermal, sagt Andreas Haller vom Zürcher Metallbauunternehmen Ernst Schweizer AG. Aktuell koste eine Anlage für ein Einfamilienhaus rund 20 000 Franken. Nach etwa acht Jahren sei sie in der Regel amortisiert. «In den letzten zwei Jahren hat die Nachfrage deutlich zugelegt. Auch wegen der Pandemie wollen viele Privatleute ihren eigenen Strom.»

Neuste Solarmodule haben einen Wirkungsgrad von über 20 Prozent. «Vor zehn Jahren waren es erst 15 Prozent», sagt David Stickelberger, Geschäftsleiter des Branchenverbands Swissolar. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel Prozent der theoretisch verfügbaren Sonnenenergie effektiv genutzt wird. Dabei sind Solarmodule nicht zu verwechseln mit Sonnenkollektoren, die Wärmeenergie produzieren.

«Wir installieren bei unseren Neubauten in der Regel eine Photovoltaikanlage auf dem Dach.»

Michael Müller, Leiter Portfolio und Produktionsbetriebe

Grosse Siedlungen im Vorteil

Wenn Private eine Solaranlage installieren, steht meist die Selbstversorgung im Vordergrund. Der Strom vom eigenen Dach ist in der Regel günstiger als der aus der Steckdose. Überschüssigen Strom ans Elektrizitätswerk zu verkaufen, lohnt sich hingegen oft nicht, da die Preise dafür tief sind. Hoch sei das Potenzial in Mehrfamilienhäusern oder Gewerbebauten, wo der Strom zeitgleich im Gebäude verbraucht werden könne, sagt Stickelberger.

Auch grosse Siedlungen eignen sich zur Sonnenstromproduktion. Eines der neusten Projekte der Alfred Müller AG ist die Wohnsiedlung Reussperle in Buchrain. Die 69 Haushalte beziehen einen Teil ihres Stroms von der eigenen Photovoltaikanlage. Diese liefert insgesamt sogar mehr Elektrizität, als die Mieter konsumieren. Wenn die Sonneneinstrahlung hoch ist, herrscht Überschuss – Strom wird ins Netz abgegeben. Am Abend dagegen beziehen die Bewohner Netzstrom. «Wenn man Solaranlagen betreibt, ist die Optimierung des Eigenverbrauchs das A und O», sagt Michael Müller. Daher kann jeder Reussperle-Mieter via App seinen Stromverbrauch kontrollieren. Empfohlen wird, dann Strom zu brauchen, wenn es am meisten gibt und er am günstigsten ist. Bei Photovoltaik sind das in der Regel die Mittagsstunden. Dann lohnt es sich, die Waschmaschine oder den Geschirrspüler laufen zu lassen oder das Elektrofahrzeug an die Ladestation anzuschliessen.

Eine der Herausforderungen beim Solarstrom ist die Speicherung: Um die Überschüsse aus der hohen Sonneneinstrahlung nutzbar machen zu können, muss die Elektrizität gespeichert werden. Herkömmliche Batterien sind noch teuer und haben eine begrenzte Lebensdauer. Die Alfred Müller AG arbeitet daher an neuen technischen Lösungen wie Pressluftspeicherung.

In der Regel werden Solarmodule – auch bei den Bauten der Alfred Müller AG – als Aufsatz montiert. An Bedeutung gewinnt gebäudeintegrierte Photovoltaik: beispielsweise Module in Ziegelform, die gleichzeitig die Schutzfunktion der Dachbedeckung erfüllen. Sie sind von aussen kaum als Solarmodule wahrnehmbar, da sie Teil der Hülle sind. Laut David Stickelberger von Swissolar sind Schweizer Firmen bei gebäudeintegrierter Photovoltaik weltweit Leader. Viele Architekten seien aber noch nicht so weit, diese einzusetzen. «Hier gibt es noch viel Aufklärungsarbeit zu leisten.» Doch an den Architektur-Hochschulen sei diesbezüglich einiges im Gang.

Über ein Viertel aller Liegenschaften der Alfred Müller AG ist mit Solaranlagen ausgestattet.

Vorzeigebau für Solarfassaden-Architektur

Heute werden nur rund 4 Prozent des Schweizer Stroms aus Sonnenenergie produziert. Dank der Nutzung von Gebäudehüllen ist eine 40-mal höhere Solarstromproduktion möglich. Dabei spielen auch die Fassaden eine wichtige Rolle. Bei einem Gesamtpotenzial von 67 Terawattstunden Solarstromproduktion an Gebäuden könnten theoretisch 17 Terawattstunden mit speziellen Modulen an der Fassade erzeugt werden. Dort kann auch im Winter, wenn die Sonne flach steht, vergleichsweise viel Strom generiert werden. Effektiv genutzt werden Fassaden aber noch kaum. Einer der Gründe ist, dass es an Solarexperten für die gesamte Gebäudehülle fehlt, wie Andreas Haller von Ernst Schweizer sagt: «Dach und Fassade werden von unterschiedlichen Fachleuten bedient. Nur wenige haben ein System für das gesamte Gebäude.» Das liege auch daran, dass für Fassaden andere Regeln und Normen gelten als für Dächer. Dank neuer Gebäudemodellierungssoftware werde die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Fachleuten künftig aber einfacher. 

«Wenn man Solaranlagen betreibt, ist die Optimierung des Eigenverbrauchs das A und O.»

Michael Müller, Leiter Portfolio und Produktionsbetriebe

Zu den Vorzeigebauten für Solararchitektur gehört ein Mehrfamilienhaus in Affoltern am Albis, das die Alfred Müller AG als Totalunternehmer realisiert hat. Nicht zuletzt dank seiner terrakottaroten Solarfassade produziert das Haus mehr Energie, als es verbraucht. Auch darauf legt die Al­fred Müller AG Wert: Bei Neubauten wird die Betriebsenergie so weit wie möglich reduziert und Heizsysteme sind fossilfrei. Ziel ist es, Gebäude sparsam und möglichst ohne CO2-Emissionen zu betreiben.

Auch Solarenergie belastet die Umwelt

Die Energie für die Herstellung der Photovoltaikmodule (hier bei einem solarthermischen Kraftwerk) stammt oft noch aus fossilen Quellen. Foto iStock, AerialPerspective Works

Insgesamt ist der ökologische Fussabdruck der Solartechnik weniger gut, als viele glauben. Die Mehrheit der Module wird in China produziert, wo die dafür benötigte Energie für die Herstellung der Module oft aus fossilen Quellen stammt. Allerdings wird die Energieproduktion sauberer, dadurch verbessert sich die Ökobilanz laufend. Solarstrom in der Schweiz verursacht laut den Ökobilanzexperten des Schweizer Unternehmens treeze 42 Gramm CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde Strom. Besser schneiden Wasserkraft mit 8, Kernenergie mit 15 und Windenergie mit 17 Gramm ab. Viel höher sind die Emissionen von Erdöl mit 771 Gramm.

Klimaschädliche Emissionen sind nicht die einzige ökologische Gefahr. Die gesamten negativen Auswirkungen auf die Umwelt lassen sich mit Umweltbelastungspunkten modellieren. Hier steht die Solarenergie mit 68 Umweltbelastungspunkten besser da. Zum Vergleich: Wasserkraft 19 Umweltbelastungspunkte, Windenergie 38, Kernenergie 369, Erdöl 563. Die Zahlen von treeze beziehen sich auf das Jahr 2018.

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