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Experteninterview

Stromerzeugung durch Fotovoltaik als extrem günstige Schlüsseltechnologie?

Bild: Bruno_Pixabay

Fotovoltaik wandelt Lichtenergie mittels Solarzellen in elektrische Energie um. Doch die Sonne scheint nicht immer. Inwiefern kann die fotovoltaische Stromerzeugung trotzdem zu einer der wesentlichen Schlüsseltechnologien bei der Defossilierung werden und was muss die Politik hierfür tun?  Professor Dr. Martin Kaltschmitt, Technische Universität Hamburg-Harburg und Vorsitzender des VDI-Fachausschusses Regenerative Energien, erläutert Chancen und Aussichten.

Kaltschmitt: Fotovoltaikstrom trägt heute schon mit knapp 48 TWh zur Deckung der Stromnachfrage bei. Das sind rund 8 Prozent der Brutto-Stromerzeugung (ca. 600 TWh) in Deutschland (Stand 2019). Und das bei stark steigender Tendenz. Damit wird Fotovoltaikstrom in den kommenden Jahren zunächst weitergehend Strom aus fossilen Energieträgern substituieren und danach – wenn entsprechende großtechnische Speicher, wie zum Beispiel Pumpspeicher, chemische Speicher und/oder Wasserstoffspeicher zur Verfügung stehen – auch zu Zeiten verfügbar sein, wenn die Sonne nicht scheint. 

Zu sonnigen Zeiten liefern die Fotovoltaikanlagen viel mehr Strom, als gebraucht werden kann. Für diesen Stromüberschuss könnte man Batteriespeicher installieren. Lohnt sich so eine Installation? 

Kaltschmitt: Die heutige finanzielle Rentabilität eines Batteriespeichers hängt von vielen Einflussfaktoren ab (unter anderem von staatlichen Subventionen, Tarif für den Strombezug, Kosten des Fotovoltaikstroms).

Je nach den lokalen Gegebenheiten, den jeweiligen Rentabilitätsanforderungen und weiteren Größen kann damit auch heute schon ein ökonomischer Vorteil von Fotovoltaik-gekoppelten Batteriespeichern gegeben sein. Strategisch wird die Kombination aus Batterie und Fotovoltaikanlage aber in den kommenden Jahren zwingend an Bedeutung gewinnen, da die Batteriepreise einem starken Verfall unterliegen – auch wegen der zunehmendem Markteinführung der Elektromobilität und dem damit verbundenen Aufbau entsprechender modularer Batteriefertigungen, die Fotovoltaikpreise ebenfalls weiter sinken und der alternativ dazu zu beziehende Strom aus dem Netz der öffentlichen Versorgung in Zukunft potenziell eher teurer werden wird.

Damit ist zu erwarten, dass diese Kombination in den kommenden Jahren aus wirtschaftlicher Sicht immer interessanter werden wird.

Die Stromgestehungskosten von Fotovoltaiksystemen sind extrem günstig. Woran liegt das? Welche Entwicklungspotenziale gibt es noch?

Kaltschmitt: Die Kosten des Fotovoltaikstroms sind in den letzten Jahren erheblich gefallen und werden auch in den kommenden Jahren weiter zurückgehen, wenn auch nicht mehr mit dieser Geschwindigkeit. Dieser Preisverfall liegt zum einen an der realisierten Massenfertigung (Stichwort: Gigawatt-Fabrik) und zum anderen an der Steigerung der Zellen- und Modulwirkungsgrade – und das mit immer weniger beziehungsweise neuen anderen kostengünstigeren Materialen. Auch hier dürfte die Entwicklung weitergehen. Im Verlauf des kommenden Jahrzehnts könnte sich der Modulpreis unter optimistischen Schätzungen nochmals um ein Drittel bis die Hälfte reduzieren. Und der mittlere Systemwirkungsgrad könnte um maximal bis zu einem Drittel gegenüber der heutigen Durchschnittseffizienz weiter ansteigen.

"Vereinfachte Regelung für kleinere Anlagen wäre sinnvoll"

Im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gibt es eine Lücke: Es fehlt eine Regelung, die den Weiterbetrieb von Altanlagen möglich macht. Demzufolge fallen Ende 2020 circa 18. 000 Anlagen aus der EEG-Förderung. Inwiefern müsste das Gesetz novelliert werden, damit die Altanlagen weiterbetrieben werden?  

Kaltschmitt: In der Tat werden im Verlauf der 2020er Jahre zunehmend die Fotovoltaikanlagen aus dem EEG fallen, die in den Nuller Jahren installiert wurden. Und ein Großteil dieser Anlagen ist nach wie vor voll funktionsfähig und zudem abgeschrieben; d. h. diese Anlagen können Strom zu variablen Kosten bereitstellen, und das sind weniger als 0,01 EUR/kWh. Damit diese elektrische Energie auch weiterhin sinnvoll im deutschen Stromversorgungssystem genutzt werden kann, wäre eine starke Vereinfachung der damit verbundenen bürokratischen Hürden von großem Vorteil. Letztlich könnte für derartige aus dem EEG fallende Anlagen im einstelligen kW-Bereich eine Art Pauschalvergütung eingeführt werden, die einen volkswirtschaftlich sinnvollen Anlagenweiterbetrieb auch aus ökonomischer Sicht ermöglicht. Eine derartige vereinfachte Regelung für kleinere Anlagen wäre sicherlich sinnvoll, da die bisher vorhandenen Ansätze eher für größere Anlagen konzipiert und deshalb für derartige Kleinanlagen mit einem zu hohen Aufwand verbunden sind. Aber hier gibt es erste Signale, dass die Politik dieses Problem erkannt hat und an einer pragmatischen Lösung arbeitet.  

Die Bundesregierung strebt bis 2030 einen Anteil von 65  Prozent erneuerbare Energien im Stromsektor an. Daher muss unter anderem die Fotovoltaik bis zum Ende des Jahrzehnts deutlich stärker ausgebaut werden. Was muss die Politik tun, damit ein entsprechender Fotovoltaikzubau sichergestellt ist?
 
Kaltschmitt: Die heute bereits realisierte Ausschreibung definierter Leistungskontingente gewährleistet einen entsprechenden Leistungsausbau – vorausgesetzt, es werden die entsprechenden Angebote eingereicht. Dies gilt aber vom Grundsatz her nur für Fotovoltaik-Großanlagen. Ein erhebliches Potenzial haben aber auch Kleinanlagen, die lokal auf Dachflächen ohne einen zusätzlichen Flächenverbrauch installiert werden können und deren Strom vor Ort nahezu ohne weitgehende Netzverluste verbraucht werden kann. Um dieses energiewirtschaftlich durchaus relevante Potenzial vor dem Hintergrund des Mieter-Vermieter-Dilemmas (Stichwort: Mieterstrom) sinnvoll und zeitnah zu erschließen, müsste der Gesetzgeber hier deutlich einfachere und unproblematisch umsetzbare Regeln definieren. Bei den heutigen und in den kommenden Jahren zu erwartenden Modulpreisen könnten diese Potenziale dann zum Teil auch ohne weitergehende staatliche Subventionen genutzt werden.  

Die asiatischen Solarzellenhersteller dominieren den internationalen Markt. Wo sehen Sie in diesem Markt Chancen für die deutsche Industrie? 

Kaltschmitt: Die asiatischen Hersteller sind stark und werden in den kommenden Jahren im Zuge der zu erwartenden massiven globalen Marktausweitung potenziell noch stärker. Trotzdem sind wachsende Möglichkeiten für die deutsche Industrie bei der Planung und Errichtung derartiger Anlagen erkennbar. Aber auch bei der Herstellung bestimmter Komponenten (z. B. Wechselrichter, Verkabelung), und bei Sonderanpassungen beziehungsweise anspruchsvollen Sonderlösungen, bei der optimalen Systemintegration und bei der Konzeption von Inselversorgungssystemen als Nukleus für eine weitergehende Elektrifizierung sind Akteure und Unternehmen aus Deutschland stark und könnten ihre Marktposition in den kommenden Jahren weiter ausbauen.

Interview: Hanna Büddicker

Ansprechpartnerin im VDI:
Dr.-Ing. Eleni Konstantinidou
VDI-Fachbereich Energietechnik
E-Mail-Adresse: konstantinidou@vdi.de 

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