Wärme oder Strom, das ist hier die Frage…

Der Bundesrat hat kürzlich den Bericht „Photovoltaik und Solarthermie – ein Technolgievergleich“ verabschiedet, als Antwort auf zwei Vorstösse, welche unterstellten, dass Solarthermie effizienter sei als Photovoltaik. Und tatsächlich, auf den ersten Blick scheint der Wirkungsgrad von PV-Anlagen (15-20%) im Vergleich zu solarthermischen Anlagen (bis zu 60%) geradezu beschä­mend klein zu sein. Dies erst recht, wenn der Strom dazu verwendet wird einen Elektroboiler zu betreiben.

Aber ist ein solcher Vergleich zwischen Strom und Wärme überhaupt fair? Ist eine Kilowattstunde (kWh) Strom gleich viel wert wie eine kWh warmes Wasser? Immerhin könnte man statt einem Elektroboiler auch einen Wärmepumpenboiler verwenden, und schon kriegt man für denselben Strom dreimal so viel warmes Wasser. Und braucht man gerade kein warmes Wasser, dann kann man mit Strom auch noch viel mehr machen, z.B. für Beleuchtung sorgen, das Natel oder E-Bike laden und den Kühlschrank betreiben. Strom lässt mich zudem diesen Text schreiben. Wie lassen sich Strom und Wärme denn überhaupt vergleichen? Ist Strom doppelt so viel wert wie Wärme? Oder gar zehnmal so viel? Gibt es eine objektive Wertung?

Ja, diese gibt es. Aber… und jetzt wird’s kompliziert. Wärme ist nämlich auch nicht gleich Wärme. Je nach Temperatur, aber auch Umgebungstemperatur, ist warmes Wasser mehr oder weniger wert. Mit 35 Grad warmem Wasser Eier zu kochen dürfte auch Herrn Ogi schwer fallen. Und während auf dem Jungfraugipfel Teewasser mit 35 Grad sehr willkommen sein dürfte, wird in den Tropen wohl niemand mehr viel dafür geben. Bei einem Vergleich zwischen Strom und Wärme muss nicht nur die Temperatur der Wärme­energie, sondern auch die Temperatur der Umgebung berücksichtigt werden.

Aus dem zweite Hauptsatz der Thermodynamik lässt sich herleiten, wie Wärme im besten Fall zu Strom umgewandelt werden kann und umgekehrt. Nämlich mit dem reversiblen Carnot-Prozess. So lassen sich aus 100 kWh Wärme in 80°C warmem Wasser bei einer Umgebungstemperatur von 20°C theoretisch maximal 17 kWh Strom produzieren. Das wäre ein Wirkungsgrad von gerademal 17%. Umgekehrt könnte aber mit 17 kWh Strom theoretisch bis zu 100 kWh Wärme aus der Umgebung in 80°C warmes Wasser gesteckt werden. In der Realität geht bei der Umwandlung von Strom zu Wärme und umgekehrt aber immer auch Energie verloren.

Solarwärme oder Solarstrom, was ist nun effizienter? Die Frage muss wohl jeder für sich beantworten, denn die Antwort hängt ebenfalls davon ab, was man eher braucht. Im Moment bin ich froh um beides. Um die Wärme in meinem Büro und um den Strom für meinen Computer…

Benno Frauchiger, Sektion Erneuerbare Energien