In Haushalten mit PV-Anlage steigt Stromverbrauch

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RWI-Untersuchung: Solar-Rebound bei 12 %

Einer Untersuchung des Essener Leibniz-Instituts für Wirtschaftsforschung (RWI) zufolge liegt in Deutschland der Mehrverbrauch an Strom (sogenannter Solar-Rebound) nach Installation einer privaten Solaranlage bei etwa zwölf Prozent – das sei zwar relativ gering, untergrabe jedoch das volle Potenzial der Photovoltaik. Solarify veröffentlicht Ausschnitte (Anmerkungen im Text).

Solarthermie-Anlage in Schlitz-Üllershausen – Foto Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

In Deutschland wird Strom aus erneuerbaren Energiequellen (EE) über ein Einspeisevergütungssystem (FiT) gefördert, das technologiespezifische Vergütungen oberhalb des Marktpreises garantiert, und das in der Regel seit etwa zwei Jahrzehnten. Dieses Fördersystem hat sich als globales Vorbild etabliert und wurde von einer Vielzahl von Ländern übernommen (CEER, 2013), sogar von Ländern mit einem hohen Anteil an Sonneneinstrahlung wie Australien (Nelson et al., 2011).

Seit der Einführung des FiT-Systems in Deutschland im Jahr 2000 hat sich die installierte Kapazität der erneuerbaren Energietechnologien mehr als verzehnfacht: von 12,0 Gigawatt (GW) im Jahr 2000 auf 132,1 GW im Jahr 2020 (BMWi, 2021). Photovoltaik (PV) und Onshore-Windkraftanlagen verzeichneten den größten Anstieg, wobei die PV-Kapazitäten von etwa 1 GW im Jahr 2004 auf fast 54 GW im Jahr 2020 in die Höhe schnellten (BMWi, 2021). Heute macht die PV fast ein Viertel der gesamten Stromerzeugungskapazitäten in Deutschland aus (Frondel et al., 2020). Mehr als 1 Million Solaranlagen auf Dächern von Privathaushalten trugen zu diesem Kapazitätsanstieg bei (ISE, 2021) .

Jüngste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass solche „Solar“-Haushalte ihr Verhalten aufgrund der PV-Installation ändern, indem sie ihren Stromverbrauch erhöhen (siehe z. B. La Nauze, 2019; Oliver et al., 2019; Qiu et al., 2019; Spiller et al., 2017; Caird et al., 2008; Keirstead, 2007; Motlagh et al., 2015), wodurch die Umweltvorteile der PV-Einführung untergraben werden, da das Potenzial der PV zur Verringerung der Strommenge, die die Haushalte aus dem öffentlichen Netz beziehen, nicht voll ausgeschöpft wird. Analog zur Literatur über Rebound-Effekte im Zusammenhang mit Energieeffizienzverbesserungen (siehe z. B. Binswanger, 2001; Frondel et al., 2008; Chan und Gillingham, 2015; Frondel et al., 2012; Frondel und Vance, 2013; Frondel et al., 2017; Dütschke et al., 2018) wird die Verhaltensreaktion von Solarhaushalten, die ein PV-Panel einführen, gemeinhin als Solar-Rebound bezeichnet (siehe z. B. Oliver et al., 2019).

Die Theorie besagt, dass der Solar-Rebound auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass Solarstrom durch PV-Paneele zu Grenzkosten von Null erzeugt wird (Oliver et al., 2019), aber in der Praxis unterscheidet sich der Effekt auf den Verbrauch der Haushalte je nach PV-Förderregelung: Bei Haushalten mit Netzeinspeisung wird der Solarstrom zum Endkundenpreis bewertet, und die Energierechnung wird durch die Differenz zwischen dem Gesamtverbrauch des Haushalts und der Solarstromerzeugung bestimmt, wodurch ein Rebound-Effekt durch eine niedrigere Energierechnung und eine wahrgenommene Senkung des Durchschnittspreises ausgelöst wird. Net-Metering ist in den Vereinigten Staaten und auch in einigen europäischen Ländern weit verbreitet, zum Beispiel in Belgien (Boccard und Gautier, 2021; Dusonchet und Telaretti, 2015). Das andere Extrem sind Länder, in denen der gesamte Solarstrom ins Netz exportiert und mit einer Einspeisevergütung vergütet wird, wie in Frankreich, wo der solare Rebound-Effekt als reiner Einkommenseffekt auftreten kann (Dusonchet und Telaretti, 2015; Qiu et al., 2019). Das deutsche System der Nettoeinspeisung stellt einen Hybridfall dar, bei dem der Eigenverbrauch von Solarstrom mit den durch die Einspeisetarife gegebenen Opportunitätskosten kombiniert wird (siehe z. B. La Nauze, 2019).

Auf der Grundlage von Haushaltsdaten aus der deutschen Erhebung über den Energieverbrauch von Privathaushalten (GRECS) trägt dieses Papier zu der spärlichen Evidenz über den solaren Rebound bei, indem es untersucht, ob Haushalte im Rahmen des deutschen Nettoeinspeisungssystems die Menge des aus dem öffentlichen Netz bezogenen Stroms nach der Installation eines PV-Panels ändern. Mehrere Merkmale machen Deutschland zu einem besonders interessanten Fall für die Untersuchung des Solar-Rebounds:

  1. verfügt Deutschland mit einem Anteil von etwa 17 % an der weltweiten PV-Kapazität über einen enormen Bestand an PV-Kapazitäten, der das Ergebnis von mehr als einem Jahrzehnt großzügiger Subventionen ist.
  2. haben die Haushalte in Deutschland – im Gegensatz zum Eigenverbrauch in den USA – starke Anreize, die Einspeisung von Solarstrom zu maximieren, da die Einspeisetarife außergewöhnlich hoch sind und in früheren Jahren das Vierfache des Strompreises betrugen.
  3. Da die Solarhaushalte in Deutschland den überschüssigen Solarstrom zunächst selbst verbrauchen und dann zu einer festen Einspeisevergütung verkaufen, kann ein solarer Rebound sowohl durch einen Preis- als auch durch einen Einkommenseffekt angetrieben werden, wobei letzterer auf die Einnahmen aus der Einspeisung von Solarstrom in das Netz zurückzuführen ist.
  4. Da das deutsche Einspeisetarifsystem ein globales Vorbild ist, das in vielen anderen Ländern zur Förderung von Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien eingesetzt wird, insbesondere in südeuropäischen Ländern, glauben wir, dass unsere empirischen Ergebnisse auf viele andere Länder mit Einspeisetarifen übertragbar sind.

Auf der Grundlage von Längsschnittdaten, die 7.948 Haushalte umfassen und den Zeitraum von 2004 bis 2015 abdecken, wenden wir Panel-Schätzmethoden und den von Blundell und Bond (1998) entwickelten dynamischen Systemschätzer an, um Veränderungen des Netzverbrauchs von Solarhaushalten zu schätzen und dabei Simultanitäts- und Endogenitätsprobleme zu berücksichtigen, die sich aus der Möglichkeit ergeben, dass Stromverbrauch und -preise sowie die Entscheidung für eine PV-Anlage gemeinsam durch unbeobachtete Kovariaten bestimmt werden. Zwei Instrumentalvariablen werden verwendet, um diese Endogenitätsprobleme zu lösen. Erstens verwenden wir in Anlehnung an Frondel et al. (2019) die Summe der regulierten Strompreiskomponenten als Instrumentalvariable für den potenziell endogenen Preis. Zweitens verwenden wir auf der Grundlage der Theorie der Peer-Effekte, bei denen es sich um eine Art von sozialem Spillover handelt, der auf der Annahme beruht, dass die Handlungen der Verbraucher indirekt andere Verbraucher beeinflussen, die Anzahl der installierten PV-Anlagen pro Postleitzahl als Instrument für die wahrscheinlich endogene Variable, die den PV-Besitz angibt (siehe z. B. Bollinger und Gillingham, 2012 .

Auf der Grundlage unseres bevorzugten ökonometrischen Modells, das dynamische Effekte und Endogenität kontrolliert, deuten unsere empirischen Ergebnisse darauf hin, dass die Einführung von PV-Panels in Haushalten die Menge an Strom, die sie aus dem öffentlichen Netz beziehen, nicht statistisch signifikant verändert. Wie weiter unten theoretisch hergeleitet wird, impliziert dieses Ergebnis einen solaren Rebound, der von oben her mit etwa 50 % begrenzt ist, aber eine Rückrechnung unter Verwendung der ökonometrischen Schätzung ergibt einen solaren Rebound, der eher in der Größenordnung von 35 % liegt.

Dass diese Schätzung deutlich unter der theoretischen Obergrenze liegt, ist wahrscheinlich auf die hohen Opportunitätskosten des Eigenverbrauchs in Form von entgangenen Vergütungen für jede ins Netz eingespeiste kWh Solarstrom zurückzuführen. Da es für deutsche Solarhaushalte technisch nicht möglich ist, 100 % des Solarstroms ins Netz einzuspeisen (Ruf, 2018), und da die Regulierung in Deutschland die Einspeisung von mehr als 90 % des Solarstroms teilweise untersagt hat (Masson et al., 2016), impliziert dieser minimal erforderliche Eigenverbrauchsanteil eine Untergrenze des solaren Rebounds von 12 %.

Unsere Studie ergänzt andere empirische Untersuchungen zum kürzlich aufkommenden Thema des solaren Rebounds, die sich hauptsächlich auf Australien und die Vereinigten Staaten konzentriert haben. Die Ergebnisse dieser Studien deuten auf einen moderaten Anstieg des Stromverbrauchs durch die Solarstromerzeugung privater Haushalte hin (siehe z. B. Havas et al., 2015; Deng und Newton, 2017; Spiller et al., 2017; McKenna et al., 2018; Sekitou et al., 2018; Qiu et al., 2019; La Nauze, 2019). Für die USA schätzen Qiu et al. (2019) zum Beispiel, dass ein Anstieg der Solarstromerzeugung um 1 Kilowattstunde (kWh) zu einem Anstieg des Stromverbrauchs der Haushalte um 0,18 kWh führt. Mit anderen Worten: Der solare Rebound beläuft sich auf 18 %.

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