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Auf zu neuen Horizonten

Einst als Öko-Irrsinn verlacht, ist die Solarenergie heute im Mainstream angekommen. Weltweit steht die Technologie vor einem neuen Boom – nur im Pionierland Deutschland läuft der Ausbau inzwischen mit angezogener Handbremse.

Sie fliegt endlich wieder: Die „Solar Impulse 2“ setzt ihre Rekordreise rund um die Welt fort. Das Team um den Schweizer Piloten Bertrand Piccard und seinen Kollegen André Borschberg will beweisen, dass sogar der Menschheitstraum vom Fliegen allein durch Solarkraft möglich ist. Mehr als 17.000 Solarzellen auf den Tragflächen liefern die Energie für die Motoren der einsitzigen Ultraleicht-Ma-
schine. Tagsüber werden die Batterien mit Solarstrom geladen, sodass auch Nachtflüge möglich sind. Der Solarflieger war im März 2015 in Abu Dhabi gestartet und zunächst planmäßig über Indien und China geflogen, allerorten begrüßt von jubelnden und neugierigen Menschenmassen. Doch dann der Rückschlag: Wegen beschädigter Akkus musste das Team eine neun Monate währende Reparaturpause auf
Hawaii einlegen. In gewisser Weise steht die Reise der „Solar Impulse 2“ damit symbolisch für die noch junge Geschichte der Photovoltaik, die geprägt ist von einigen Höhen und Tiefen.

Es war mal die Idee einiger Ökospinner

Es ist noch gar nicht so lange her, da wurde die Stromproduktion aus Sonnenenergie verlacht als wahnwitzige Idee einiger Ökospinner. So ging es auch dem Erfinder der „Solar Impulse 2“. Aber: „Je mehr Menschen mir sagten, es sei unmöglich, ein solches Flugzeug zu bauen, desto mehr wollte ich es“, sagt Piccard. Während die solarbetriebene Luftfahrt wohl noch eine ganze Weile den Pionieren überlassen bleibt, sieht es bei der Stromproduktion inzwischen ganz anders aus. Ausgelöst wurde der Boom vor einigen Jahren durch das deutsche Erneuerbare-Energien-Gesetz, das Strom aus Sonne, Wind und Biomasse Vorrang vor Kohle und Atom gewährte und zudem jede eingespeiste Kilowattstunde vergütete. In Deutschland wurde dadurch ein Markt für die Photovoltaik geschaffen.

China überholte Deutschland als Produzent

Doch nicht nur in Deutschland erkannte man das Potenzial der Solarkraft. 2011 beschloss die chinesische Regierung ebenfalls, in diese alternative Energie zu investieren, allerdings anders als die deutsche. Chinesische Unternehmen, die in China PV-Module bauen wollten, erhielten fortan massive staatliche Unterstützung, hauptsächlich durch Kreditgarantien. Eine enorme Produktionskapazität wurde aufgebaut, etwa doppelt so viel wie der Weltmarkt aufnehmen konnte. Beim darauf folgenden gnadenlosen Preiskampf kamen viele Pionierunternehmen der ersten Stunde unter die Räder. Zahlreiche deutsche Modulhersteller gingen pleite oder wurden von der asiatischen Konkurrenz aufgekauft.

Doch die Verbraucher profitierten: Heute kann man in Deutschland für einen Euro pro Watt ein komplettes Solarsystem installieren lassen. Selbst im vergleichsweise sonnenarmen Deutschland lässt sich Solarstrom zu Produktionskosten zwischen sechs und acht Cent pro Kilowattstunde erzeugen. Viele private Hausbesitzer nutzten diese Chance für eine Anlage auf dem Eigenheim. Finanzinvestoren bauten große Solarparks auf freien Flächen und ungenutzten Geländen. Die Photovoltaik breitete sich in Deutschland aus, wie es einige Jahre zuvor nicht einmal die grünsten Aktivisten für möglich gehalten hätten. In manchen Gegenden Deutschlands dominieren sogar die Häuser mit den blau glänzenden Panels die Siedlungen. Mittlerweile sind in der Bundesrepublik über 40 Gigawatt Solarleistung installiert. Der Anteil der Photovoltaik am deutschen Strommix liegt inzwischen bei über sechs Prozent.

Höhere Lichtausbeute, günstigere Preise

Doch das ist immer noch der Anfang des Solarzeitalters. Weltweit arbeiten Forscher daran, die Effizienz der Solarzellen weiter zu erhöhen und günstiger zu produzieren. „Zwei Technologien werden in der nächsten Phase der Photovoltaik eine große Rolle spielen: PERC wird bereits industriell eingesetzt und Heterojunction wird gerade marktreif“, sagt Eicke Weber, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg.

PERC steht für „Passivated Emitter and Rear Cell“ und wird mit „Rückseitenpassivierung“ übersetzt. Der Begriff steht für ein weiterentwickeltes Design der Zelle, das die Lichtaufnahme und somit die Leistung der Solarzelle optimiert. Große Hoffnungen setzt die Branche außerdem in die sogenannte „Heterojunction“-Verfahrenstechnik. Dabei sind weniger Produktionsschritte nötig, was mit geringerem Maschineneinsatz und niedrigeren Kosten einhergeht. Die mit dieser Technik produzierten Zellen zeigen ein verbessertes Schwachlicht-Verhalten und eine bessere Lichtausbeute als Standardzellen. Schon bald werden Solarmodule noch günstiger und ihre Wirkungsgrade noch höher.

„Nach den letzten Jahren, die wirklich sehr, sehr schrecklich für die Branche waren, werden wir in den kommenden Jahren wieder einen Boom erleben“, meint Eicke Weber. „In diesem Jahr wird erstmals die bestehende weltweite Produktionskapazität von 60 Gigawatt pro Jahr voll vom Markt abgenommen“, prognostiziert der Experte. „In den nächsten fünf Jahren erwarte ich eine Verdopplung auf 100 bis 120 Gigawatt.“

Eine Entwicklung, die selbst Experten und jahrelange Marktbeobachter überrascht, ist die andauernde drastische Preissenkung bei Stromspeichern, getrieben durch die hohe Nachfrage für die Elektromobilität. Der amerikanische Elektroautohersteller Tesla baut gerade mit Panasonic eine riesige Batterieproduktion am Rand der Wüste von Nevada, mit der das Unternehmen bald moderne Lithium-Ionen- Batterien für Preise unter 180 Euro pro Kilowattstunde anbieten will. „Das ist ein Paradigmenwechsel, denn damit wird Solarstrom für kleine und große Verbraucher auch in der Nacht verfügbar“ sagt Eicke Weber.

Solarpanels als Strassenbelag

Bislang hat Europa mit rund 100 Gigawatt installierter Photovoltaikleistung beim Solarausbau noch die Nase vorn. Insbesondere das ehemals als Atomnation bekannte Frankreich und das verregnete Großbritannien haben das Potenzial der Solarenergie für sich erkannt. Beide Nationen investieren stark in die umweltfreundliche Technologie und fördern besonders innovative Projekte. In Frankreich soll zum Beispiel mithilfe von Solarstraßen Energie für die Beleuchtung gewonnen werden. Ségolène Royal, die Ministerin für Umwelt, nachhaltige Entwicklung und Energie, kündigte an, dass in den nächsten fünf Jahren 1.000 Kilometer Straße mit diesen Solarpanels ausgerüstet werden. „Wattway“ heißt der Straßenbelag, den das französische Bauunternehmen Colas zusammen mit dem nationalen französischen Institut für Solarenergie entwickelt hat. Die Panels sind nur wenige Millimeter dick und werden auf den existierenden Belag aufgebracht. Sie halten sogar das Gewicht von LKW aus.

Schwimmende Solarkraftwerke

Auch in Großbritannien hat man einen ungewöhnlichen Standort für ein Solarkraftwerk gefunden. In London steht die Installation von Europas größter schwimmender Solarstromanlage kurz vor dem Abschluss. Auf dem Queen-Elizabeth-II-Wasser-Reservoir beim Flughafen Heathrow, etwa 30 Kilometer vom Stadtzentrum entfernt, sollen bald 61.000 Plattformen mit 23.000 Photovoltaik-Modulen schwimmen. Die 5,8 Millionen Kilowattstunden, die jährlich erzeugt werden, sollen eine Wasseraufbereitungsanlage des Londoner Wasserversorgers Thames Water mit Strom versorgen.
Global betrachtet weisen Japan, China und die USA besonders hohe Wachstumsraten auf. Insbesondere Amerika erregt immer wieder Aufsehen durch gigantische Solarkraftwerke. Vergangenen Sommer wurde in Topaz, Kalifornien, eine Photovoltaik-Freiflächenanlage in Betrieb genommen, die mit einer Spitzenleistung von 550 Megawatt einer der leistungsstärksten Solarparks der Welt ist.

Gesucht: Clevere Verbrauchsmodelle

Um die Märkte anzukurbeln, haben viele Länder das Modell der Einspeisetarife nach dem Vorbild des deutschen Erneuerbare-Energien-Gesetzes kopiert. „Die Herausforderung besteht nun darin, den Übergang von Märkten, die aufgrund hoher Einspeisevergütungen entstanden sind, in ein intelligentes Marktdesign zu transformieren, bei dem Solarenergie im Wohn-, Gewerbe-, und Industriebereich direkt verbraucht wird“, sagt James Watson, Geschäftsführer der europäischen Solarvereinigung.

Am besten: Selber den Strom verbrauchen

„Gerade für Handwerker, kleine und mittelständischen Unternehmen ist der Eigenverbrauch von Solarenergie eine große wirtschaftliche Chance. Sie können mit einer Solaranlage zwischen 100 Kilowatt und einem Megawatt ihren Tagesstrombedarf decken und zwar zu einem viel günstigeren Preis als vom öffentlichen Stromversorger“, sagt Eicke Weber. Das hat auch volkswirtschaftliche Vorteile: Das Stromnetz wird entlastet, weil der Stromverbrauch aus dem Netz abnimmt und der Weitertransport entfällt. Ein ähnlicher Ansatz hat Eingang in die Immobilienwirtschaft gefunden. Beim sogenannten Mietstrommodell wird der Sonnenstrom nicht mehr ins Netz verkauft, sondern direkt an die Mieter von Mehrparteienhäusern und Wohnblocks. Da keine öffentlichen Leitungen genutzt werden, entfallen die Netzentgelte und die Stromsteuer. Die Mieter bekommen ihre Elektrizität deutlich günstiger als vom örtlichen Anbieter, vielerorts können sie sich über Bürgergenossenschaftsmodelle sogar an der Anlage finanziell beteiligen und selbst zum Stromproduzenten werden.

„Mieterstrom ist für Immobilienbesitzer wirtschaftlich und ökologisch gleichermaßen interessant“, sagt Florian Henle, Geschäftsführer des Ökostromanbieters Polarstern Energie, der jüngst ein solches Projekt am Luitpoldblock, einer der feinsten Geschäftsadressen Münchens, realisiert hat. „Sie steigern nachhaltig den Wert ihrer Immobilie, senken die Nebenkosten ihrer Mieter, verstärken ihre Unabhängigkeit gegenüber steigenden Strompreisen und verbessern die CO2-Bilanz des Gebäudes.“

Der Ausbau geht nicht mehr voran

Doch während in anderen Ländern die Nachfrage nach der umweltfreundlichen Energie immer weiter wächst und man sich mit neuen, innovativen Projekten übertrumpft, ist der solare Ausbau in der Bundesrepublik in den vergangenen Jahren regelrecht eingebrochen. 2014 kamen nicht einmal 1.900 Megawatt Leistung neu ans Netz, im vergangenen Jahr waren es sogar nur 1.300 Megawatt. Damit liegt der Ausbau deutlich unter dem – nach Ansicht von Umwelt- und Klimaschützern ohnehin schon wenig ambitionierten – Ziel der Bundesregierung, zwischen 2.500 bis 3.500 Megawatt Solarleistung pro Jahr zuzubauen.

Das Problem ist nach Ansicht von Solarexperte Eicke Weber hausgemacht. Denn: Mit dem novellierten Gesetz wurde ein Teil der EEG-Umlage auch für selbst erzeugten und selbst verbrauchten Strom fällig. Die EEG-Umlage ist die Differenz zwischen den Kosten, die bei der Förderung von Strom aus erneuerbaren Energien entstehen, und den Erlösen, die mit dem so erzeugten Strom erzielt werden. Sie wird auf die Stromendverbraucher umgelegt und soll auf diese Weise sicherstellen, dass alle Verbraucher an der Energiewende im gleichen Maße beteiligt sind. Klingt fair, ist es aber nicht. Denn während Solarstromerzeuger nun an der Umlage beteiligt werden, sind weite Teile der stromintensiven Industrie davon befreit.
Besonders grotesk: Die stromintensive Industrie kann sich an der Strombörse mit Strom versorgen. Dort haben die erneuerbaren Energien dafür gesorgt, dass die Strompreise auf einem historischen Niedrigstand sind. „Im Ausland werden wir für diese Politik belächelt. Kein Mensch kann verstehen, dass wir die Solarenergie mit dem EEG in Gang gebracht haben und jetzt, wo sie preiswert und kompetitiv ist, wird der Zubau verhindert“, sagt Weber.

Gibt Deutschland seine führende Rolle auf?

Und wo kein Markt ist, lohnt es auch nicht, zu produzieren. Es scheint fast, als verpasse Deutschland – jetzt wo die ganze Welt aufgewacht ist – seine Chance, den Solarmarkt weiter zu bestimmen. Das ist nicht nur wirtschaftlich fragwürdig. Auf der Pariser Klimakonferenz hat sich auch Deutschland verpflichtet, gegen den Klimawandel vorzugehen.

„Dazu brauchen wir den raschen Ausbau“, sagt Eicke Weber. „Denn haben wir erst genügend günstigen Überschussstrom aus Sonne und Wind, dann kommt die große Stunde der Brennstoffzelle“, meint Weber. Der Gedanke: Mithilfe des Ökostroms könnte per Elektrolyse klimafreundlich und preisgünstig Wasserstoff hergestellt werden. Das hätte viele Vorteile: Wasserstoff ließe sich über das bestehende Erdgasnetz einspeisen und verteilen. Er eignet sich als Speicher- und Wärmequelle und könnte als Treibstoffersatz endlich dem Klimakiller Straßenverkehr Einhalt gebieten. Viele Forscher halten Wasserstoff für die Lösung für das Problem der schwindenden fossilen Brennstoffe und der zunehmenden Umweltbelastung.

Heute mag das wie ferne Zukunftsmusik klingen oder gar völlig unmöglich. Die „Solar Impulse 2“ hat währenddessen gerade erfolgreich den Pazifik überquert.


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