Anders als Windkraft wird Solarkraft weithin akzeptiert, Solarpanels auf dem eigenen Dach werden immer beliebter – nicht zuletzt durch die Unterstützung der Politik. Ist Solarenergie also die Lösung für die Herausforderungen der Energiewende? Im nächsten Teil unserer Reihe „Die Zukunft der Energie“ wenden wir uns der Photovoltaik zu.

Die Energie von morgen - Folge 4: Photovoltaik

Photovoltaik – Kommt nun der Durchbruch nach der Durststrecke?

„Die Sonne schickt keine Rechnung“, lautete lange Zeit eine gängige These der Befürworter der Solarenergie. Diese hat in Deutschland bereits eine über 20jährige, wechselvolle Geschichte hinter sich. Anfang des Jahrtausends, nach Einführung der Einspeisevergütung im Zuge des Erneuerbare Energien-Gesetzes (EEG), boomte die Solarbranche, nicht zuletzt durch eine großzügige Förderung von etwa 50ct/kWh.

Eine Kombination aus dramatisch gekürzten Subventionen und dem rasanten Aufstieg Chinas zum Weltmarktführer zerstörten jedoch vor zehn Jahren die Träume einer deutschen Solarindustrie. China hat die Preise von PV-Anlagen allein seit dem Jahr 2010 um 90% gedrückt. Für Anlagenbetreiber wird die Technologie damit weltweit immer lukrativer. In jüngster Zeit mehren sich die Hoffnungen auf eine Renaissance der europäischen Solarindustrie, angetrieben durch die jüngst verschärften Klimaschutzziele der europäischen Union und dem Wunsch nach europäischen Wertschöpfungsketten.

Das Preisdumping Chinas spiegelt sich auch in den Stromgestehungskosten wider. Moderne Solarparks machen konventionellen Gas- und Kohlekraftwerken immer stärker Konkurrenz. 2020 wurde in Brandenburg das erste PV-Kraftwerk in Deutschland ohne EEG-Förderung mit einer Leistung von 187 MW gebaut. Allein dieses Kraftwerk versorgt rund 50 000 Haushalte mit Strom. Solarstrom deckte im letzten Jahr 9,2% des Bruttostromverbrauchs, an sonnigen Tagen kommen teilweise fast zwei Drittel des Stroms aus PV-Anlagen. Die Einspeisung von Solarstrom in das Stromnetz erfolgt jedoch sehr schwankend: Bei schlechtem Wetter, nachts und im Winter wird kaum bis gar kein Strom produziert, während an sonnigen Tagen die Anlagen das Netz mit Strom fluten. Aus diesem Grund muss eine Anlage entweder auf 70% ihrer Nennleistung gedrosselt werden können oder (bei kommerziellen Parks) durch den Netzbetreiber per Fernsteuerung abschaltbar (man spricht auch vom „Abregeln“) sein.

Andererseits ergänzen sich Wind- und Solarenergie im Hinblick auf Tages- und Jahreszeiten. Zudem sollen ein verstärkter Netzausbau und Speichermöglichkeiten das Netz in Zukunft stabilisieren. Anzumerken ist, dass die Versorgungssicherheit in den letzten Jahren laut Bundesnetzagentur (BNetzA) parallel zum Ausbau der Erneuerbaren zugenommen hat. Gleichzeitig geht die Behörde davon aus, dass die abgeregelte Energiemenge in den nächsten Jahren steigen wird, auch weil EE-Anlagen zu Netzengpässen und Netzanschlussproblemen vor allem in den Verteilnetzen führen können. Problematisch kann auch die Entwicklung des Strompreises werden, wenn tagsüber alle PV-Anlagen gleichzeitig Strom ins Netz einspeisen und dadurch der Strompreis ins Negative fällt. Vor allem für größere Anlagen kann das zu erheblichen Gewinneinbußen führen. Helfen soll hierbei die Nutzung von Überschussstrom zur Elektrolyse von Wasserstoff, der als Speichermedium die Stromproduktion aus PV glätten könnte.

Ein großer Vorteil der Photovoltaik sind die vergleichsweise geringen Investitionskosten, weswegen eine wachsende Zahl von Bürgern bereit ist, sich im Solarbereich zu engagieren. Im Gegensatz zur Windkraft müssen keine neuen Flächen erschlossen werden. Kreative Ansätze wie schwimmende Solarparks auf Braunkohleseen, Fassaden und Kombinationen mit Landwirtschaft („Agri-PV“) verringern zudem den Flächenbedarf. Die Pflicht für PV-Anlagen in einigen Ländern (BaWü, Berlin und Hamburg) und perspektivisch im Bund stößt hingegen auf Widerstand. Kritiker argumentieren, dass der dringend nötige Neubau von Immobilien ausgebremst würde. Eine Solarpflicht könnte somit die ohnehin hohen Mieten noch weiter steigen lassen.

Hinzu kommt, dass der Bau einer Solaranlage in der Praxis mit hohem bürokratischem Aufwand einhergeht. Beispielsweise sind Förderungen und Einspeisevergütungen für verschiedene Anlagengrößen unterschiedlich geregelt. Kleine Anlagen für den Eigenverbrauch müssen ab 30kW Nennleistung eine geminderte EEG-Umlage zahlen. Zwischen 100kW bis 750kW gibt es keine feste Einspeisevergütung und eine Pflicht zur Direktvermarktung, während große Anlagen über jährlich eng begrenzte Ausschreibungen vergeben werden.

Dies führt dazu, dass der Zubau von Solarpanelen den selbstgesteckten Zielen nicht gerecht wird. Um die Klimaziele der Bundesregierung zu erreichen, bräuchte es einen Zubau von 12-20 GW pro Jahr, 2020 waren es knapp 5 GW, die Jahre davor noch deutlich weniger.

Bis 2020 gab es einen „Solardeckel“, der ab einer installierten Nennleistung von 52 GW sämtliche Förderungen für neue Anlagen gänzlich gestoppt hätte. 2020 wäre diese Grenze überschritten worden. Letztlich entschied sich die Bundesregierung, den Deckel abzuschaffen.

Die drastischen Fortschritte bei Effizienz und Preisen in den letzten Jahren lassen PV-Anlagen immer wirtschaftlicher werden. Zudem sind Panels in der Entwicklung, die gegenüber den bisherigen Silizium-Anlagen für einen erneuten Effizienzsprung bzw. Kostensenkungen sorgen könnten. Die Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen wird auch stark davon abhängen, ob skalierbare Energiespeicher vorhanden sein werden oder eine anderweitige Nutzung des Energieüberschusses zu Spitzenzeiten möglich sein wird.