Südafrika hat sich verpflichtet, bis 2050 schrittweise vom menschengemachten Kohlenstoffausstoß wegzukommen, was eine Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien am nationalen Stromnetz erfordert. Das Land, der weltweit fünfzehntgrößte Emittent von Treibhausgasen, ist derzeit noch stark von Kohlekraftwerken abhängig, und sein Verkehrssystem beruht vollständig auf Rohöl und dessen Derivaten.

Der Schlüssel zur Erreichung der Netto-Null-Emissionen liegt in der Dekarbonisierung des häuslichen Energieverbrauchs, der derzeit 40 % der Gesamtemissionen ausmacht. Ingenieure und Experten für technisches Management haben kürzlich untersucht, wie überschüssiger sauberer Strom aus privaten Dach-Solaranlagen genutzt und wie Solarenergie zu Hause über batterieelektrische Fahrzeuge gespeichert und beide ans Netz angeschlossen werden können.

Eine Analogie: Südafrikas Solarpotenzial wird mit einem undichten Regenwassertank verglichen – es gibt reichlich „Regen“ (Sonnenschein), aber es fehlen „Rohre“ (bidirektionale Stromzähler) und „zusätzliche Wassereimer“ (Elektroautobatterien), was dazu führt, dass die Hälfte des „Wassers“ (saubere Energie) ungenutzt bleibt. Stattdessen könnten Systeme eingerichtet werden, um jeden Sonnenstrahl einzufangen und Energie zwischen Häusern, Autos und Nachbarn zu teilen. Ähnliche kommerzielle Projekte sind bereits in China, Japan und Deutschland in Betrieb.

Die Hauptbarriere für diese Idee in Südafrika sind die hohen Kosten für kleine Solaranlagen und Elektrofahrzeuge für die meisten Haushalte. Zu den Lösungen gehören die Installation bidirektionaler Stromzähler, die es Hausbesitzern ermöglichen, überschüssige Solarenergie ins Netz zurückzuspeisen, sowie die Bereitstellung von Vehicle-to-Grid-Geräten für Elektroautobesitzer, um überschüssige Solarenergie zu speichern und zu verkaufen.

Die gleichzeitige Modernisierung der Infrastruktur, wie die Installation bidirektionaler intelligenter Netze und Vehicle-to-Grid-Geräte, könnte die Produktion sauberer Energie erheblich steigern. Es wird geschätzt, dass Dach-Solaranlagen etwa 40 % mehr Energie erzeugen, als ein Haushalt benötigt. Bei Installation bidirektionaler Zähler könnten Haushalte die ungenutzte Solarenergie ins Netz zurückspeisen.

Kommunen könnten ebenfalls profitieren, indem sie überschüssige erneuerbare Energie von Haushalten kaufen und weiterverkaufen. Allein in Kapstadt, Südafrika, könnten bidirektionale Zähler jährlich etwa 144 Millionen Rand (8,8 Millionen US-Dollar) zusätzlichen Gewinn generieren, einen inklusiveren Energiewandel unterstützen und Treibhausgasemissionen aus der Kohleverstromung reduzieren.

Private Solaranlagen können über Vehicle-to-Grid-Geräte mit batterieelektrischen Fahrzeugen integriert werden, sodass die Elektroautobatterie mit Haushaltsgeräten und dem nationalen Stromnetz verbunden werden kann. Elektroautobesitzer könnten über Vehicle-to-Grid-Geräte Strom ins Netz verkaufen und so die jährlichen Kosten für den Betrieb eines Elektrofahrzeugs senken, einschließlich Stromkosten, Fahrzeugkosten und Betriebskosten.

In der Praxis könnten Elektroautobesitzer ihre Fahrzeuge während der Spitzenzeiten der Solarstromerzeugung (täglich zwischen 10 und 16 Uhr) aufladen und so „kostenlose“ überschüssige Solarenergie nutzen, um ihre Fahrtkosten zu subventionieren. Dies ist ideal für Menschen, die von zu Hause aus arbeiten oder ihr Fahrzeug in den frühen Morgen- und Abendstunden nutzen. Auch Ladestationen am Arbeitsplatz könnten dies ermöglichen.

Man könnte den Fahrzeugakku (typischerweise 40–100 kWh) nutzen, um das Haus in den Abendspitzenzeiten mit Strom zu versorgen oder Energie ins Netz zurückzuspeisen, während genug Energie für die morgendliche Fahrt erhalten bleibt. Dies würde die jährlichen Kosten des Elektroautobesitzes ausgleichen und das nationale Netz durch Spitzenglättung stärken. Bei ordnungsgemäßer Verwaltung sollten Hausbesitzer und Fahrzeugeigentümer nicht mehr zahlen müssen als für das Fahren eines Verbrenners und die Nutzung von Strom des staatlichen Energieversorgers Eskom, sodass der Wechsel zu erneuerbaren Optionen ohne zusätzliche Kosten möglich wäre.

Die Erreichung der Netto-Null-Emissionen bis 2050 ist eine gesetzliche Verpflichtung gemäß Südafrikas Klimaschutzgesetz. Bidirektionale Zähler und Vehicle-to-Grid-Ladestationen werden dem Land helfen, dieses Ziel zu erreichen. Allerdings ist umstritten, wer die Kosten für bidirektionale Haushaltszähler tragen soll. Experten sind der Ansicht, dass der staatliche Energieversorger Eskom und die Kommunen die Registrierungs- und Zählerkosten übernehmen sollten, nicht die Hausbesitzer.

Der Grund dafür ist, dass die Stromverteiler mindestens das Fünffache der Zählergestehungskosten an Einnahmen erhalten, da sie günstige Energie beziehen und an andere Kunden weiterverkaufen. Das Netz profitiert auch von mehr erneuerbaren Energieeinspeisungen. Ohne diese Technologie bleiben die Kosten für den Übergang zu einer grünen Energiezukunft für einzelne Haushalte hoch, aber mit dieser Technologie wird der Wandel wirtschaftlich wettbewerbsfähig.