- Autor:innen
- Katharina Hartz
- Versionsnummer
- 1.1
- Veröffentlichungsdatum
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3. November 2023
- Letzte Überarbeitung
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10. NOV 2023
- Zitiervorschlag
- Agora Energiewende, greenventory GmbH (2023): Solarstrom vom Dach: Energiewendepotenzial auf Deutschlands Gebäuden
- Projekt
- Diese Publikation wurde erstellt im Rahmen des Projektes Dach-PV-Potenzial.
Solarstrom vom Dach
Eine interaktive Visualisierung des Photovoltaik-Potenzials auf Deutschlands Gebäuden
Einleitung
Photovoltaik (PV)-Anlagen sollen in einem klimaneutralen Stromsystem 2035 in Deutschland ein Drittel des Stroms erzeugen; dazu ist eine Vervierfachung der aktuell installierten Leistung nötig. Dachflächenanlagen können einen erheblichen Beitrag zu diesem Ausbau leisten. Aber wie groß kann ihr Beitrag sein?
Die Kosten für PV-Dachanlagen sind zwar stark gesunken, die Anlagen sind aber wegen der aufwändigeren Montage und kleineren Ertragsflächen teurer als PV-Freiflächenanlagen. Eine Solarstrategie, die ausschließlich auf die Installationskosten blickt, würde den Ausbau daher auf große Freiflächen konzentrieren. Hier lassen sich Anlagen mit geringem Aufwand ebenerdig montieren. Der starke Ausbau von Freiflächen-Photovoltaik stößt jedoch immer öfter auf Akzeptanzprobleme und Flächennutzungskonflikte mit den berechtigten Anliegen der Landwirtschaft, des Naturschutzes und der Landschaftsgestaltung. Die Nutzung bereits versiegelter Flächen, insbesondere die Nutzung von Dachflächen, kann hier Abhilfe schaffen.
Um mehr Klarheit über den Beitrag von Dachflächen zum PV-Ausbau zu schaffen, hat Agora Energiewende die greenventory GmbH beauftragt, eine Luftbild- und KI-gestützte Analyse durchzuführen. Das Ergebnis ist ein Datensatz, der das Potenzial von Dächern für den Ausbau von Photovoltaik auf Postleitzahlen-Ebene differenziert nach Dachgrößen und Gebäudenutzung darstellt.
Methode
Im Fokus der Untersuchung stand das technische Potenzial der PV-Anlagen. Die Berechnung der PV-Potenziale erfolgte methodisch in drei Schritten:
- Grundlage der Berechnungen war im ersten Schritt die Erfassung des gesamten Gebäudebestands sowie der Dachflächen in Deutschland. Dazu wurden OpenStreetMap-Daten mit weiteren Datensätzen zur Landnutzung und mit statistischen Gebäudeinformationen kombiniert.
- Um vom Gebäudebestand und den Dachflächen auf die darauf installierbare PV-Leistung zu schließen, wurden Parameter zur Unterscheidung geeigneter und ungeeigneter Dachflächen bestimmt. Dazu wurden repräsentative Luftbildanalysen mit einem KI-Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung von Dachflächen, Hindernissen und Bestandsanlagen eingesetzt. Mit den daraus abgeleiteten Parametern für z. B. Häufigkeit von Flachdächern, nutzbare Dachflächen-Anteile und Belegungsdichten wurden Hochrechnungen für ganz Deutschland durchgeführt.
- Nach der Ermittlung der installierbaren Leistung wurden die Volllaststunden für die Dächer abhängig von der Solareinstrahlung der jeweiligen Region auf Postleitzahl-Ebene bestimmt. Damit lässt sich in Kombination mit der installierbaren Leistung das Stromerzeugungspotenzial berechnen.
Ausbauziele und Gesamtpotenzial
Mit der EEG-Novelle hat die Bundesregierung Ziele für den Ausbau der Photovoltaik festgelegt. Im Jahr 2030 soll demnach rund drei Mal mehr PV-Leistung installiert sein als zu Beginn der 2020er Jahre. Bis 2040 soll sich die installierte Leistung sogar etwas mehr als verfünffachen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das technische Potenzial für Dachflächen-PV etwa dem Gesamtausbauziel für Photovoltaik entspricht:
Genutztes und ungenutztes Potenzial: Vergleich der Bundesländer
Die bisherige Nutzung von Dachflächen für Photovoltaikanlagen variiert deutlich zwischen den Bundesländern. Unterschiede begründen sich in einer Vielzahl von Faktoren wie etwa der Einstrahlungsintensität, kommunalen PV-Programmen, dem allgemeinen Zuspruch zu Energiewende-Technologien oder auch dem Anteil selbstgenutzter und vermieteter Gebäude. Doch ungeachtet der regionalen Unterschiede schöpfen alle Bundesländer bislang nur einen Bruchteil des vorhandenen Potenzials aus.
Dachgrößen verschiedener Gebäudenutzungskategorien
Große Dachflächen stellen eine gute Möglichkeit dar, mit wenig Planungsaufwand viel PV-Leistung zu installieren. Dadurch sinken die Investitionskosten und bereits einzelne Projekte können einen großen Beitrag zum Ausbau leisten. Aufschlussreich ist daher, welche Gebäudenutzung mit besonders großen Dachflächen einhergeht. So lassen sich potenzielle Standorte nicht nur einfacher identifizieren, sondern auch spezifische PV-Ausbau-Strategien für verschiedene Gebäudenutzungen entwickeln.
Die Kategorien (auf Grundlage der NACE-Klassifizierung) beinhalten die folgenden Nutzungsarten:
- Verkehr und Logistik: Logistikzentren, Post, Flughäfen, (Bus-)Bahnhöfe, Parkplätze
- Infrastruktur Versorgung: Wasseraufbereitung, Stromversorgung, Abfallaufbereitung
- Freizeit: Sportanlagen, Kirchen, Theater, Museen, Opern, Cafés, Restaurants, Clubs
- Gewerbe und Handel: Einzelhandel, Lagerhallen, Hotelgewerbe
- Dienstleistungen: Büros, Banken, Handwerk, Versicherungen, nicht-öffentliche Ausbildungsstätten
- Öffentliche Gebäude (Bildung, Gesundheit, Sicherheit): Kindergärten, Schulen, Universitäten, Krankenhäuser, Pflegeheime, Feuerwehr, Polizei
- Produzierendes Gewerbe: Produktionshallen
- Landwirtschaft: Gewächshäuser, Ställe, Scheunen
- Wohngebäude (vermietet/selbstgenutzt)
Potenzial nach Nutzungskategorie und Bundesland
Betrachtet man alle Größenklassen zusammen, besteht auf Wohngebäuden mit Abstand das meiste Potenzial. Das gilt für alle Bundesländer. Auch der Anteil der anderen Nutzungskategorien am Gesamtpotenzial ist in den verschiedenen Bundesländern ähnlich.
Den Datensatz mit weiteren Details und eine Dokumentation der Methode finden Sie unten auf der Seite im Downloadbereich.
Bibliographische Daten
Downloads
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pdf 444 KB
Solarstrom vom Dach: das Energiewendepotenzial auf Deutschlands Gebäuden
Methodisches Vorgehen — November 2023
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xlsx 1 MB
Photovoltaikpotenzial auf Dachflächen in Deutschland
Analyse nach Bundesland, Nutzungskategorie, Dachgröße und -ausrichtung
Unsere Expert:innen
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Katharina Hartz
Projektreferentin Strom
-
Mira Wenzel
Projektleiterin Energiewende im Stromsektor
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Philipp Godron
Programmleiter Strom