So er­reichen Sie Au­tar­kie bei der Ener­gie­versorgung

Inhalt

• Was bedeutet Autarkie bei der Energieversorgung?
• Was sind die Vorteile von energetischer Autarkie?
• Welche Formen von Autarkie gibt es?
• Wichtige Voraussetzungen für Energieautarkie
• Wie erreicht man 100 % Autarkie und ist sie sinnvoll?
• Wie erreichen wir in Deutschland mehr Autarkie bei der Energieversorgung?
• Fazit

Energieautarkie bedeutet, Strom und Wärme selbst zu erzeugen und damit unabhängig von externen Anbietern zu sein. Im Klartext heißt das zum Beispiel: Heizen ohne Gas oder Öl, sondern Wärme möglichst selbst produzieren. Autarkie schont den Geldbeutel, macht von technischen oder preislichen Schwankungen der Energiesysteme unabhängig und entlastet das Klima. Ist es möglich, sich von einer externen Energiezufuhr unabhängig zu machen, und wenn ja, wie viel Energieautarkie ist überhaupt sinnvoll?

Wir erläutern den Begriff der Autarkie in der Energiewirtschaft, beschreiben die Vorteile und stellen die Energiesysteme sowie deren Autarkiegrad vor.

Was bedeutet Autarkie bei der Energieversorgung?

Energieautarkie ist erreicht, wenn man Wärme und Strom komplett selbst erzeugt und damit keine externe Energie beziehen muss. Die Definition für Autarkie lautet nach der Bundeszentrale für politische Bildung: „Autarkie: die vollständige oder teilweise Selbstversorgung eines Haushalts, einer Region oder eines Staates mit Gütern und Dienstleistungen.“

In der Energiewirtschaft bezieht sich der Begriff Autarkie auf die Nutzung von Elektrizität und Wärme. Menschen sind heute in ihrem gesamten Alltag auf Energie angewiesen und sie nutzen dabei meistens externe Energie. Die Elektrizität kommt vorwiegend durch ein Kabel und das Gas für die Heizung und das Warmwasser durch das entsprechende Leitungsrohr ins Haus. Oder der Tankwagen liefert das Heizöl in die Vorratstanks. 

Energieautarkie bedeutet, dass diese Lieferungen nicht mehr stattfinden. Das Stromkabel könnte theoretisch gekappt, das Gasrohr entfernt werden. All die Energie, die die Bewohner eines Gebäudes verbrauchen, müsste infolgedessen im oder am Haus selbst erzeugt werden ohne jede Zulieferung von außen. Autarkiegrad 100 %. Aber wie wird man unabhängig von Strom und Gas? Kann man 100 % Autarkie erreichen?

Was sind die Vorteile von energetischer Autarkie?

Der Vorteil von Energieautarkie liegt auf der Hand: Autarke Energieversorgung schützt das Klima und bewahrt vor plötzlichen Preisschwankungen am Markt.

1. Energieautarkie ist i. d. R. umweltfreundlich. In den meisten Fällen entsteht bei der Energiegewinnung klimaschädliches CO₂. Zwar kann heute jeder Ökostrom aus Sonne, Wind oder Wasser beziehen. Bei Heizung und Warmwasser wird es aber schon schwieriger. Während Eigentümer noch die Möglichkeit haben ihre Wärmeversorgung durch eine (elektrische und damit strombasierte) Wärmepumpe zu bewerkstelligen, ist es für Mieter nicht so einfach. Größtenteils erfolgt die Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas oder Öl, denn die wenigsten Mietshäuser verfügen über Solarthermie oder Photovoltaikdächer. Das schadet der Umwelt und ist genau das Gegenteil von Energieautarkie. Wer sein Haus energieautark versorgt, zapft folglich wenig bzw. keine fossilen Gas- oder Ölquellen an und schont das Klima.

2. Energieautarkie schützt vor den Schwankungen des Energiemarktes. In den letzten Monaten kam es zu enormen Steigerungen der Strom- und Gaspreise. Fossile Energieträger wurden immer teurer bzw. sollen in absehbarer Zeit ganz vom Markt verschwinden. Ein Preisanstieg für Strom und Gas ist – wie auch in der Vergangenheit – auch in Zukunft nicht zu vermeiden, weil es sich bei den fossilen um endliche Energieträger handelt. Wer Energieautarkie anstrebt, spürt von diesen Entwicklungen wenig oder nichts.

Die komplett autarke Stromversorgung für ein Haus ist nur schwer zu erreichen, aber natürlich kann man sie sich als Ziel stecken. Wer sich mit der Energiebilanz seiner Immobilie auseinandersetzt, muss nach neuer Gesetzgebung ohnehin zum Großteil auf Erneuerbare Energien umsteigen und geht so zumindest einen kleinen Schritt in Richtung Autarkie. 

Die technischen und baulichen Voraussetzungen für Energieautarkie verhindern aber meist eine komplette Unabhängigkeit vom Markt. Auch finanzieller Investitionsaufwand und energetisches Ergebnis stehen trotz zahlreicher Fördermittel in einem zu schlechten Verhältnis.

Dennoch gibt es mittlerweile zahlreiche Alternativen zur Gasheizung oder zu konventioneller Stromerzeugung.

Welche Formen von Autarkie gibt es?

Alle Systeme zur Erzeugung von Strom und Wärme bieten unterschiedliche Grade der Energieautarkie. Hinzu kommt die Berechnung der Autarkie auf der Zeitleiste. Daraus ergibt sich der Unterschied zwischen einer „echten“ Autarkie, auch lokale Autarkie genannt, und einer bilanziellen Autarkie. Dieser Unterschied greift vor allem bei der Stromerzeugung.

Bilanzielle Autarkie

Bilanzielle Autarkie lässt sich am einfachsten an folgendem Beispiel erklären: Eine Photovoltaikanlage kann die Stromversorgung nicht zu jeder Zeit sicherstellen. Sie generiert nachts keinen Strom, auch wenn er genau dann benötigt wird. Es gibt aber auch Zeiten der Ãœberproduktion, in denen eine PV-Anlage Strom erzeugt, der lokal in dem Moment nicht benötigt und daher ins allgemeine Stromnetz eingespeist wird. 

Ãœber das gesamte Jahr gerechnet kann die Bilanz dennoch ausgeglichen sein: Zeiten der Unterversorgung und der Ãœberproduktion gleichen sich rechnerisch aus, die Jahresproduktion an PV-Strom entspricht dem Jahresverbrauch. Technisch gesehen ist Stromversorgung nicht zu 100 % autark, da man zeitweise auf Stromlieferungen aus dem allgemeinen Stromnetz angewiesen ist. Auf das Jahr gerechnet erreicht man so aber eine bilanzielle Autarkie.

Lokale Autarkie

Wer keinerlei Strom oder Energie von außen bezieht, macht sich komplett unabhängig vom externen Energiebezug. Man spricht dann von lokaler – echter – Autarkie. Diese Form der Energieautarkie ist mit einem Stromspeicher zwar bis zu 90 % erreichbar. Erfahrungsgemäß kosten die letzten 10–30 % Autarkie aber viel Geld. 

Der Rest muss aus dem Stromnetz bezogen werden. Läuft die Heizung und das Warmwasser strombasiert, also z. B. mit einer Wärmepumpe, so ist auch ein Wärmebezug lokal mit einem hohen Autarkiegrad abbildbar. Um den lokalen Autarkiegrad beim Thema Wärme zu erhöhen, wäre z. B. eine Ergänzung um eine umweltfreundliche Solarthermie-Anlage machbar.

Aber ob sich eine so hohe Investition für das Ziel einer höheren lokalen Autarkie mittel- bis langfristig rechnet, muss immer einzeln auf Basis der unterschiedlichen Anforderungen und Voraussetzungen vor Ort betrachtet werden. 

In diesem Zusammenhang wird häufig das Beispiel des sogenannten „Wasserstoff-Hauses“ erwähnt. Dieses Konzept verspricht lokale Autarkie, steckt aktuell aber noch weitestgehend in den Kinderschuhen. Dahinter verbirgt sich vereinfacht gesagt die Idee, nicht nur den eigenen Strombezug, sondern auch den notwendigen Wärmebedarf eines Hauses lokal vor Ort herzustellen. 

Das geschieht mittels einer Elektrolyse über die hauseigene PV-Anlage. Dabei wird der mit dem Elektrolyse-Verfahren produzierte Wasserstoff gespeichert und anschließend in einer Brennstoffzellenheizung umweltfreundlich in Wärme und Strom umgewandelt. Dieses bewährte Konzept klingt einfach und überzeugend, allerdings sind auch hier einige Fragen hinsichtlich lokaler Autarkie noch zu klären: Was passiert, wenn die Sonne nicht scheint? Wie groß muss der Wasserstoff-Speicher für sogenannte „Dunkelflauten“ sein?, usw.

Wichtig ist also bei der Betrachtung lokaler Autarkie: Der Autarkiegrad variiert je nach Größe der PV-Anlage und des Speichers. Autarkie ohne Speicher funktioniert nicht.

Wichtige Voraussetzungen für Energieautarkie

Jedes Autarkiebestreben braucht eine solide Grundlage. Wer energieautark leben will, sollte im ersten Schritt den eigenen Energieverbrauch analysieren und darauf aufbauend senken. Ein geringer Energieverbrauch ist eine wichtige Grundvoraussetzung für Energieautarkie, denn dann ist es auch leichter, den Energiebedarf auf Basis von erneuerbaren Energien zu decken, ohne, dass es den finanziellen Rahmen sprengt.

Im Altbau oder Gebäudebestand bedeutet das meist die Planung und Umsetzung umfangreicher Dämmmaßnahmen inklusive energieeffiziente Fenster und Türen, Dämmung von Dach, Fassade und Keller. Dabei unterstützt am besten ein unabhängiger Energieberater, der einen Fahrplan im Rahmen eines Sanierungsfahrplans erstellt.

Weiterhin sind energieeffiziente Geräte wichtig. Ein 20 Jahre alter Kühlschrank zieht sehr viel Strom und sollte in diesem Zug durch ein neues effizientes Gerät ersetzt werden. Gleiches gilt für nahezu alle anderen elektronischen Geräte, die in Sachen Energieverbrauch nicht mehr auf dem neuesten Stand sind. Wie man Energie einsparen kann, haben wir in 101 Energiespartipps für Heizung, Strom und Wasser zusammengefasst.

Wie erreicht man 100 % Autarkie und ist sie sinnvoll?

Bilanziell autarke Energieversorgung ist bei einem Neubau bedeutend einfacher zu erreichen als im Altbau oder Gebäudebestand, denn Neubauten werden mittlerweile von Grund auf mit effizienter Dämmung gebaut.

Wer einen Hausbau plant oder umfangreich saniert, muss heute schon per Gesetz seine Energie zum Großteil aus erneuerbaren Quellen beziehen. Und in vielen Bundesländern gilt dazu eine Photovoltaik-Pflicht für Neubauten und im Sanierungsfall zum Teil auch im Gebäudebestand.

Autarke Heizungssysteme sowie solche, die nicht nur Wärme, sondern auch Strom erzeugen, werden folglich immer interessanter. Klar ist jedoch: 100 % Energieautarkie ist im Altbau oder Gebäudebestand momentan nur sehr teuer oder gar nicht zu erreichen, und deswegen auch nicht erstrebenswert. Richtig ist aber auch: Selbst kleine Schritte und Etappenziele in Richtung Autarkie nutzen dem Klimaschutz und dem Geldbeutel!

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie eine autarke Stromversorgung oder Heizung für ein Haus aussehen kann. Die Gegenpole sind dabei klar:

• 0 % Autarkie = Die gesamte Energie wird von außen bezogen.
• 100 % Autarkie = Die gesamte Energie wird selbst erzeugt.

Es gibt mehrere Energielösungen, die Verbraucher*innen auf dem Weg zur Energieautarkie unterstützen. Eine Lösung allein reicht aber nicht aus. Allerdings lassen sich die einzelnen Systeme sehr gut kombinieren und arbeiten als Hybridlösung energieeffizient und umweltschonend. 

Photovoltaik

PV-Anlagen sind millionenfach auf Hausdächern oder auf Carports installiert und erzeugen dort Strom mithilfe von Sonnenenergie. Seit 2022 gilt in vielen Bundesländern für alle Neubauten und in Teilen für Parkplätze eine Photovoltaik-Pflicht. Die Einspeisevergütung für PV-Anlagen wurde 2022 im Rahmen der EEG-Novelle angehoben.

Photovoltaikanlagen sind mittel- bis langfristig eine Investition, die sich besonders durch den Eigenverbrauch von PV-Strom finanziell rentiert. Allerdings ist auch mit einer großen Photovoltaikanlage keine 100-prozentige Autarkie erreichbar. Eine Solaranlage braucht Sonne, um Strom zu generieren und die scheint eben nicht an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhr ausreichend stark, um ein ganzes Haus zu versorgen. Über das Jahr verteilt müssen immer mindestens 20 bis 30 % aus dem öffentlichen Stromnetz kommen.

In unserem Beitrag So wirtschaftlich ist eine PV-Anlage mit Stromspeicher gehen wir auf das Thema noch detaillierter ein.

Solarthermie

Solarthermische Anlagen dienen der Warmwassererzeugung. In den auf dem Dach installierten Anlagen wird durch die Einstrahlung der Sonne Wasser erhitzt und so das Gebäude mit Warmwasser versorgt. Für einen Vier-Personen-Haushalt benötigt man 4 bis 6 qm Fläche.

Allerdings decken solche Anlagen nur im Sommer den Bedarf zu 100 % und ermöglichen auf das Jahr gesehen nur eine Teilautarkie. Falls die Kollektoren auch zur Unterstützung der Heizung genutzt werden sollen, muss man entsprechend größere Flächen einplanen. 

In unserem Beitrag 8 Fragen zur Solarthermie erklären wir genau, wie solarthermische Anlagen funktionieren.

Stromspeicher

Nur unter Mithilfe eines Stromspeichers wird eine annähernd lokale Autarkie ermöglicht. Denn Elektrizität muss ohne Speicher immer dann verbraucht werden, wenn sie erzeugt wird. Die PV-Anlage erzeugt aber auch dann Strom, wenn ihn gerade niemand braucht: Tagsüber, wenn niemand im Haus ist. Abends, wenn die Anlage nichts liefert, steigt der Strombedarf: für das Licht, für den Fernseher usw. 

Diese Lücke zwischen Erzeugung und Verbrauchsanforderung kann nur mit einem Stromspeicher geschlossen werden, der den Strom aufnimmt, wenn er produziert, und wieder abgibt, wenn er gebraucht wird. Der Autarkiegrad steigt mit einem Speicher enorm.

Hier gibt es mehr zum Thema, wie eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit PV und Speicher bei einem Autarkiegrad von 90 % aussehen kann.

Wärmepumpe

Die Wärmepumpe generiert Wärme aus dem Grundwasser, der Erde oder der Luft. Eine Trägerflüssigkeit nimmt die Wärme auf und gibt sie an das System ab. Wärmepumpen arbeiten strombasiert, sie benötigen weder Gas noch Kohle oder Öl. 

Vor allem in Kombination mit einer Photovoltaikanlage inklusive Speicher ermöglichen Wärmepumpen mehr Autarkie bei der Versorgung von Heizwärme und Warmwasser. Ohne PV-Anlage ist die Wärmepumpe aber abhängig von der öffentlichen Stromversorgung.

Für wen sich der Umstieg auf die Wärmepumpe lohnt, erklären wir in unserem Beitrag Ist die Wärmepumpe die richtige Heizung für mich?

Blockheizkraftwerk (BHKW)

Hierbei handelt es sich um ein meist mit Erdgas oder Biomethan betriebenes Heizungssystem, das Wasser erwärmt. Zusätzlich wird aus der Abwärme Strom erzeugt. Das Prinzip heißt daher auch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). 

Da die Energieträger von außen zugeführt werden müssen, erreicht man mit Blockheizkraftwerken keine 100 % Autarkie. Allerdings ist eine Teilautarkie im Bereich Strom von etwa 30 % möglich. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad, also der Anteil der im zugeführten Energieträger enthaltenen Energie, die tatsächlich für den vorgesehenen Zweck genutzt wird.

Mehr zum Thema erläutern wir in unserem Blogbeitrag Biogas Vor-Ort-Verstromung – clever gemacht.

Brennstoffzellenheizung

Der Autarkiegrad einer Brennstoffzellenheizung liegt im Bereich der Stromerzeugung bei bis zu 60 %, in Kombination mit einem Stromspeicher bei bis zu 80 %. Eine Brennstoffzellenheizung erzeugt ebenfalls Wärme und Strom. 

Da es aktuell noch keine rein wasserstoffbasierten Leitungen gibt, arbeitet die BZH mit Erdgas. Hieraus gewinnt sie Wasserstoff (blauer Wasserstoff), der dann einer Brennstoffzelle zugeführt wird. Darum wird die Heizung oft auch als Wasserstoffheizung bezeichnet. Sie erzeugt Strom und Wärme für Warmwasser und Heizung.

Aber auch eine Brennstoffzellenheizung produziert zeitweise Strom, der nicht lokal verbraucht werden kann. Wie beim BHKW ist diese Technologie daher nur teilautark in Bezug auf die Elektrizität.

Informationen zur Brennstoffzellenheizung von Erdgas Südwest.

Fernwärme

Wie autark Fernwärme ist, hängt von der jeweiligen Energiequelle ab. Ein Wärmenetz kann basierend auf erneuerbaren Energien Wärme für Heizungen und Warmwasser erzeugen. Dann stammt die Energie aus Biomasse, geothermischer oder solarthermischer Energie oder kommt über Großwärmepumpen. Das bringt eine gewisse Unabhängigkeit mit sich.

In vielen Fällen ist Fernwärme jedoch über fossile Brennstoffe organisiert und damit auf Gas oder Öl angewiesen.

Wie erreichen wir in Deutschland mehr Autarkie bei der Energieversorgung?

Die Frage, wie sich Deutschland energiewirtschaftlich autark aufstellen kann, prägt schon lange die politische Debatte – und hat vor dem Hintergrund des Ukrainekrieges an Bedeutung gewonnen. Kann ein Land energieautark wirtschaften, ohne Zufluss von anderen Ländern, ohne Energieimport? Brauchen wir wirklich Gas- und Ölimporte, um ganz Deutschland warmzuhalten? Lässt sich Deutschland energieautark organisieren?

In puncto Wärmeerzeugung will sich die Bundesregierung nicht allein auf erneuerbare Energien verlassen und hält in Teilen an Wärme aus fossilen Energiequellen fest. Damit bleibt Deutschland abhängig von ausländischen Energieimporten.

In Bezug auf die Energieerzeugung ist dagegen klar: Sonne, Wind und Wasser lassen sich in Deutschland in ausreichender Größenordnung nutzen, um zumindest den normalen Strom- und Wärmebedarf zu decken. Hier hakt es aber nach wie vor an der Infrastruktur, auch wenn wir auf einem guten Weg sind.

Autarkie in der Energieversorgung, die Stromautarkie und Wärmeautarkie einschließt, erreichen wir in Deutschland nur mit großen Speichersystemen, insbesondere im Bereich Power-to-Gas. Anders stellt sich das bei der CO₂-Bilanz dar. Hier könnte Deutschland durch den verstärkten Einsatz von Biogas, das aus Biomüll oder Energiepflanzen erzeugt wird, noch wesentlich autarker werden. Weitere Informationen zu Biomasse und ihrem Potenzial finden Sie hier.

Fazit

100 % Energieautarkie sind erreichbar, aber sehr teuer. Die Investitionskosten für eine 100-prozentige lokale Autarkie sprengen den Rahmen der meisten Normalverbraucher*innen. 

Aber: Energieautarkie ist ein wichtiges Ziel und schon heute existieren Technologien, die den Autarkiegrad von Gebäuden oder auch insgesamt in Deutschland wesentlich verbessern würden. Die Vorteile liegen auf der Hand: Energie, die nicht von außen bezogen wird, verursacht keine Produktionskosten und macht unabhängig vom globalen Energiemarkt.

Die Technologien erfordern bisher allerdings höhere Investitionskosten, die nur zum Teil durch staatliche Förderungen unterstützt werden. Eine 100-prozentige bilanzielle Autarkie, basierend auf regenerativen Energiekonzepten wie Photovoltaik, Solarthermie, Speicher und Wärmepumpe, ist aber möglich. Anders verhält es sich bei lokaler Autarkie. Eine vollkommene lokale Autarkie ist sehr teuer und nur selten erstrebenswert.