Nachhaltig erzeugte Energie hat weltweit an Bedeutung gewonnen. Dabei wird meistens elektrischer Strom erzeugt, mit dem dann andere Energieformen gewonnen werden können. Aus dieser Umwandlung entbrennt vielfach eine Diskussion, welche Nutzung sinnvoll oder überhaupt zulässig wäre. Luckx – das magazin hat recherchiert.

Energiewende

Wenn es um den Energietransport geht, spricht vieles für Elektrizität. Doch das erscheint auch in Deutschland, ein Land, welches auf viel Energie angewiesen ist, immer noch nicht zu funktioniert. Zum Beispiel sperrt sich u.a. Bayern massiv gegen Stromtrassen. Doch das frühere Agrabundesland ist zu einem Hochtechnologiestandort geworden, das auf viel Energie angewiesen ist. Auch Windkraftanlagen sollen nicht gebaut werden. Eine Lösung, wie die bayrische Energiekrise gelöst werden soll, schlägt die CSU-Regierung auch nicht vor. Aber auch beim grün regiertem Nachbarn Baden-Württemberg ist bei Windenergie Windstille. Und eine neue Abhängigkeit vom Ausland will auch keiner. Nicht nur in diesen beiden Bundesländern verstecken sich viele Politiker gern hinter den langen Genehmigungsverfahren. Sollen doch die anderen erst einmal machen. So erscheint es dem geneigten Betrachter. Wer die anderen sind, wird aber nicht gesagt.

So bleibt dann vielfach an der Photovoltaik alles hängen. Sie erfährt derzeit weltweit die bisher größte Dynamik ihrer Geschichte und wächst seit Jahren kontinuierlich. Aus einer Weltraumtechnologie im Kilowattbereich ist innerhalb weniger Jahrzehnte ein Grundpfeiler unserer Energiegewinnung im Megawatt-Kraftwerksformat geworden. Auch in Deutschland erlangt die Solarwirtschaft durch die jüngste Energie- und Rohstoffkrise eine angemessene Bedeutung. Für eine erfolgreiche Energiewende müssen aber auch die Ambitionen weiterwachsen: Energiesystem und Stromnetz benötigen eine Erneuerung, außerdem sollte die Zubaugeschwindigkeit der Photovoltaik neu gedacht werden. Und zwar in der Größenordnung Gigawatt pro Monat.

Wachstum

Die letzten Jahren waren erfolgreich für die Photovoltaik (PV). Die Branche verdoppelt sich alle 2 Jahre; trotz Inflation und Lieferkettenprobleme. Da diese zunehmend gelöst werden, die Inflation gebremst und die Kaufkraft wieder größer wird, rechnen Experten weiter mit einem starken Wachstum. Der globale Zubau wird schon bald bei einem Terawatt (TW) pro Jahr liegen und in naher Zukunft auf mehr als drei TW wachsen. In Deutschland hat die Bundesregierung ehrgeizige Ziele zur Transformation des Energiemarkts formuliert: Bis 2030 soll die installierte Solarkapazität auf 215 Gigawatt (GW) steigen, ein Stufenplan sieht die jährliche Aufstockung um bis zu 22 GW im Jahr 2026 vor. Nach Ansicht vieler Experten können die Ambitionen allerdings kaum groß genug sein. Photovoltaik soll in Deutschland in einer Terawatt-Größenordnung gedacht werden – zu diesem Ergebnis kommt der PV Think Tank. Offizielle Prognosen hinken dieser Vision jedoch oft hinterher und scheinen vielfach zu konservativ. Rohstoffmangel, Klimakrise und Paradigmenwechsel würden als Push-Faktoren für deutlich steigende Zubauzahlen sorgen. Zugleich seien die Modulbauweise der jüngsten Modulgeneration und die weiter fallenden Kosten entscheidende Faktoren für den Übergang ins Solarzeitalter. Für mehr Energiesicherheit müssen in Europa außerdem Produktionskapazitäten von mindestens 600 GW aufgebaut werden, um die Abhängigkeit von China maßgeblich zu reduzieren. Doch das Gegenteil ist aktuell der Fall. Europäische Betriebe stellen die Produktion ein (siehe Solar Module).

Photovoltaik in Europa

Deutschland behauptet gegenwärtig weiterhin seinen Spitzenplatz – sowohl als größter Solarmarkt Europas als auch als größter PV-Betreiber. Aber der PV-Zubau macht in ganz Europa Fortschritte: PV-Installationen mit der Leistung von 41 GW wurden in der Vergangenheit neu gebaut. Neben Deutschland sind vor allem Spanien, Polen und die Niederlande die derzeit wichtigsten Märkte. Zwei der vier Nationen liegen auch bei den Installationen pro Kopf europaweit vorn: Mit 1.044 Watt pro Einwohner (W p. P.) belegen die Niederlande Rang eins, darauf folgen Deutschland (816 W p. P.) und Dänemark (675 W p. P.). Konservative Expertenschätzungen gehen von einem PV-Zubau in Europa bis 2026 auf einen Anstieg auf 85 GW aus.

Ganz oben auf der EU-Agenda steht die Beendigung der Abhängigkeit Europas von fossilen Brennstoffen aus Russland. Mit dem sogenannten „REPowerEU“-Plan verfolgt die Europäische Kommission das Ziel einer Quote von 45 Prozent alternativer Energie bis 2030. Zudem wurde ein Maßnahmenpaket zur Erleichterung der Genehmigungsverfahren von Solarprojekten auf den Weg gebracht. Und auch die derzeitigen Preissteigerungen auf dem Energiemarkt haben nicht nur negative Effekte: Mit den Preisen für alternativ erzeugte Energie steigen die Erfolgschancen für Solarprojekte weiter – und damit die Wahrscheinlichkeit einer baldigen Dominanz emissionsfreier Unternehmen auf dem Markt.

Kosten sinken

Die Photovoltaik entwickelt sich zur weltweit wichtigsten Energietechnologie. Schon 2021 bestand die Hälfte aller neu gebauten Energiekapazitäten aus PV-Anlagen, 2022 waren es nach Expertenschätzungen sogar zwei Drittel. Damit hat PV erstmals die Windenergie überholt und ist nachgewiesenermaßen weltweit die alternative Energiequelle Nummer eins. Ein Grund dafür sind weltweit drastisch sinkende Kosten. PV-Kraftwerke wurden bei Ausschreibungen in Saudi-Arabien und Chile mit weniger als 1,5 US-Cents/kWh bewertet. Es gibt auf der Welt keine Technologie, die günstiger Strom erzeugt. Nachdem 2022 die weltweit installierte Kapazität erstmals die Terawatt-Grenze überschritten hat, ist es nur eine Frage von wenigen Jahren, bis das zweite Terawatt erreicht ist. Die Neuinstallationen beliefen sich 2022 weltweit 268 GW. 2023 wurden rund 400 GW neu installiert. Analysten erwarten, dass in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts die jährlich installierte PV-Produktionskapazität die 1-TW-Marke erreicht. Spätestens für die Mitte der 2030er-Jahre prognostizieren Forscher einen jährlichen Zubau von drei TW.

Branchenprimus ist klar China. Dort wurden 2021 mit 55 GW und 2022 mit 87 GW neue Rekorde beim PV-Zubau aufgestellt. 2023 wurden über 210 GW installiert. Die Kapazität der chinesischen Zellproduktion steigt bereits in 2023 auf über 600 GW. Auch die USA erleben einen Rekord-Zubau mit 23 GW im Jahr 2021, mit 19 GW fiel der Zubau 2022 allerdings etwas geringer aus. 2023 wurden über 32 GW installiert. Die PV ist damit für 45 Prozent der Kapazitätszuwächse auf dem US-amerikanischen Strommarkt verantwortlich. Ab 2024 wird ein jährlicher Zubau von 30 bis 40 GW erwartet.

Branchentrends

Der Wegfall der EEG-Umlage in Deutschland macht für Agrarbetriebe die Nutzung von selbsterzeugtem PV-Strom in großem Stil vor allem für den Eigenverbrauch interessant. Außerdem liegt die Doppelnutzung landwirtschaftlicher Flächen für die Nahrungsmittel- und die Solarstromproduktion zunehmend im Trend. Immer mehr Landwirte setzen auf Freiflächensolaranlagen mit Trackern auf Äckern und Wiesen. Diese folgen dem Lauf der Sonne und können so rund 20 Prozent mehr Ertrag liefern als herkömmliche festaufgeständerte Module. Ein weiterer Trend der Zukunftsbranche Solarenergie ist die Offshore-PV: Leistungsstarke Solarmodule werden schwimmend vor der Küste verankert. Ein vielversprechendes Pilotprojekt startete 2018 in den Niederlanden. Deutsche Energieversorger investieren derzeit große Summen in die Anlagen skandinavischer Unternehmen, die in naher Zukunft 100 MW Leistung versprechen.

Weiterer Techniktrend und künftiger Gamechanger der Energiewende: die Speicher-Infrastruktur. Durch den Ausbau, die Zusammenschaltung vorhandener Systeme und die Aufrüstung mit künstlicher Intelligenz kommt Stromspeichern eine wichtige Rolle zu. Solar- und Windkraftwerke können sich durch zusätzliche Speicherkapazität optimal bei der Stromerzeugung ergänzen, da die eine Technologie in der Regel den höchsten Ertrag liefert, wenn die andere ihr Minimum erreicht: bei Windstille und Sonne bzw. bei Nacht und starkem Wind. Auch private PV-Nutzer haben die Chance, durch Speicherkapazität zu Prosumern zu werden, da die Technologie es ermöglicht, überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen, zu speichern und zum gewünschten Zeitpunkt am richtigen Ort bereitzustellen.

Doch Stromspeicher lösen das Problem nicht mit der Umweltbelastung. Elektroautos schleppen mindestens 700 Kilogramm Batterien mit sich herum. Durch dieses hohe Zusatzgewicht verbrauchen sie auch einen Großteil der erzeugten und gespeicherten Energie. Auch beim Laden geht Energie verloren. Darüber hinaus müssen die Batterien bei höherer Abnahme auch intensiv gekühlt werden, was weitere Energie erfordert. Deshalb muss weiter intensiv nach zusätzlichen Speichermöglichkeiten gesucht werden. Wasserstoff und Methanol bieten sich geradezu an. Beispielsweise hat Obrist ein Lösung mit Methanol gefunden ( Das dauert noch).