[chox] TELEPOLIS: Warum das bewoelkte Deutschland einen PV...

• From: helmuth.s gmx.li (Helmuth Supik)
• Date: Tue, 18 May 2004 16:00:11 +0200

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Die nächste Revolution in der Energieversorgung heißt: Beleuchtung mit 
LED (im Haushalt, PKW)
Dudurch bleibt die Atom- Lobby auf einigen Meilern sitzen.

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Warum das bewölkte Deutschland einen PV-Boom auslösen kann

Craig Morris   17.05.2004 

Photovoltaik - das Flaggenschiff der Erneuerbaren Energien (Teil I) 

Wer das Wort Solarenergie hört, denkt vermutlich als erstes an 
Solarzellen, die man immer häufiger auf deutschen Dächern sieht: die 
Photovoltaik (PV). PV ist zum Hoffnungsträger schlechthin für die 
Solarenergie geworden; wie MdB und Energie-Experte Hermann Scheer (SPD) 
gegenüber der Welt  sagte [1]: "Die Photovoltaik ist der 
zukunftsträchtigste Bereich im gesamten Spektrum der erneuerbaren 
Energien, und zwar weltweit." PV bietet sauberen Strom vor Ort, 
überall, auch ohne Netzanschluss, in allen Größen - von kleinen Zellen 
zur Versorgung von Taschenrechnern bis hin zum größten PV-Kraftwerk der 
Welt (5 Megawatt "peak" Leistung, oder 5 MWp), das zur Zeit von der 
 Geosol GmbH [2] in Sachsen gebaut wird. 

Aber ist ein PV-Kraftwerk überhaupt sinnvoll in Sachsen, wo die Sonne 
kaum hinkommt? Ist das nicht schon wieder eine Verschwendung von 
Steuergeldern und ein rot-grünes Hirngespinst? Sollte man nicht lieber 
riesige PV-Kraftwerke in der Sahara oder mindestens in Spanien 
aufstellen, wo die Sonne häufiger und stärker scheint? Und ist PV nicht 
ohnehin schon unsäglich teuer? 

Solarenergie gibt es in vielen Varianten ohne Elektrizität, z.B. 
 Solarkocher [3], die die Solarwärme auf einen Topf konzentrieren. 
Solarenergie verwendet man auch, wenn man seine Wäsche draußen zum 
Trocknen aufhängt. Und selbst wenn man Elektrizität durch Solarkraft 
gewinnt, muss dies nicht zwangsläufig mit PV geschehen. Die größte 
Solarstromanlage der Welt ist ein solarthermisches Kraftwerk in der 
Wüste bei  Kramer Junction [4] in Kalifornien. Dort wird die Solarwärme 
in sogenannten Parabolrinnenkollektoren konzentriert, um eine 
herkömmliche Dampfturbine zu treiben (eine ähnliche Anlage in Europa 
ist die spanische  Plataforma Solar de Almería [5]). Kramer Junction 
besteht aus 5 Anlagen mit jeweils 30 MW, also insgesamt etwa 30 mal 
mehr Spitzenleistung als beim PV-Kraftwerk in Sachsen. 

Und während bei Kramer Junction eine Kilowattstunde für rund 12 Cent 
produziert werden kann, wird sie laut Gero Hollmann, Geschäftsführer 
von Geosol, bei Leipzig gut 41 Cent kosten - immerhin rund 10% unter 
der Vergütung von 45,7 Cent nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz 
(EEG). Das Projekt soll sich also bestens für Privatinvestoren 
rentieren. 

Das  solarthermische Kraftwerk [6] in Almería: links und rechts oben 
zwei von keilförmigen Spiegeln umgebene Solartürme, rechts unten die 
parallelen Reihen der Parabolrinnenkollektoren. Bei den Solartürmen 
wird die Sonnenwärme auf den Turm gespiegelt, bei den Rinnen auf eine 
Leitung in der Mitte jeder Reihe.   

Die Stromgestehungskosten beim Leipziger PV-Kraftwerk liegen deshalb so 
weit unter der Vergütung, weil die Grundstückspreise so niedrig sind; 
das Kraftwerk entsteht auf dem Gelände eines ehemaligen 
Braunkohle-Veredelungswerks. Außerdem ist die Region die sonnigste in 
den neuen Ländern; die Globalstrahlung entspricht etwa der von 
Nordbayern. 

Eine andere Möglichkeit stellt das neue Projekt in Rostock dar: Auf 
einer  Deponie am Hafen [7] werden freistehende Anlagen installiert, 
die der Sonne nachgeführt werden. Solche Anlagen sind teurer, aber 
produzieren gut 35% mehr Strom als unbewegliche Anlagen, deren Neigung 
und Orientierung zur Sonne meistens suboptimal ist. Eine Besonderheit 
der nachgeführten PV-Anlagen mit 300 kWp in Rostock: Sie sind 
helligkeitsgesteuert statt zeitgesteuert, was etwas mehr Ausbeute 
verspricht. 

Günter Schmarje von der Firma Küstensolar schätzt, dass es gut 1.200 
solche Deponien alleine in Mecklenburg-Vorpommern gibt, die zur Zeit 
gar nicht verwendet werden. Die Grundstücke werden deshalb praktisch 
kostenlos zur Verfügung gestellt. Schmarje glaubt auch, dass 
Gestehungskosten für den Strom aus seinem Projekt rund 10% unter der 
EEG-Vergütung liegen wird - eine lohnende Sache für Privatinvestoren, 
wenn das Versprechen eingehalten wird. 

Kosten bei der Stromerzeugung 

Lohnt sich die PV aber nur, weil er so hoch vergütet wird? Wäre es 
nicht besser, auf die jetzt schon viel billigere Solarthermie zu 
setzen? Die Antwort zeigt den besonderen Vorteil der PV auf: Während 
solarthermische und alle anderen Kraftwerke ihren eigenen Platz 
brauchen und groß sein müssen (das  neue solarthermische Kraftwerk [8] 
in Arizona gilt als klein mit 1MW), kann eine PV-Anlage in bestehende 
Strukturen integriert und auf den Bedarf zugeschnitten werden. 

So baut in diesem Monaten die  Phönix SonnenStrom AG [9] eine PV-Anlage 
als Lärmschutzwand an der Bahnlinie bei Vaterstetten mit einer 
Spitzenkapazität von 180 kW. D.h. es wird dort Strom erzeugt, wo er 
verbraucht wird, und kein zusätzlicher Platz muss bebaut werden. Das 
spart auch Kosten, weil Leitungs- und Verteilungsverluste so minimiert 
werden. Hinzu kommt, dass Stromnetze nicht ausgebaut werden müssten, 
wenn PV auf vielen Dächern zu finden wäre, d.h. die Stromnetze könnten 
insgesamt entlastet werden. Das spart weitere Kosten, denn alleine die 
Netznutzung verschlingt 6 Cent pro kWh von den rund 18 Cent, die eine 
kWh den deutschen Verbraucher  kostet [10]. 

PV-Anlagen können nicht nur auf Dächern stehen; sie können Dachziegel 
und Fassaden ersetzen. In solchen Fällen spart man nicht nur die 
Grundstückskosten für die Anlage und einiges an Leitungskosten, sondern 
unter Umständen auch einen Teil der Kosten fürs Dach oder die Fassade 
obendrein. Auf repräsentativen Gebäuden werden zum Teil sehr teuere 
Materialien zur Fassadenverkleidung verwendet, so z.B. die Fassade aus 
Bronze für das neue  Westminster Bürogebäude [11] für rund 10.000 Euro 
pro m2. Eine PV-Fassade hätte einen Bruchteil davon gekostet - je nach 
Ausführung rund 800 Euro pro m2 - und nicht weniger imposant 
ausgesehen. In solchen Fällen ist der Strom aus der Anlage dann eben 
nicht teuer, sondern kostenlos. 

Im November 2003 hat deshalb die Energieagentur NRW eine Tagung mit dem 
Titel "Strom statt Marmor" veranstaltet. Der Architekt Ingo B. 
Hagemann, Autor des Buches  Gebäudeintegrierte Photovoltaik [12], sagte 
gegenüber Telepolis, dass es kaum möglich sei, allgemeine 
Kostenersparnisse zu beziffern. Beim  Modehaus Zara [13] in Köln etwa 
habe die Verwendung von PV an der Fassade eine weit dickere Fassade 
ersetzt, was zu etwas mehr Büroraum - und deshalb höhere Mieteinnahmen 
- führte. Und wie das Beispiel von Zara zeigt, wirkt 
gebäude-integrierte PV sehr imposant: "PV ist sexy und besitzt ein 
einmaliges in der Architekturwelt noch unbekanntes Gestaltbild", 
erklärt Hagemann. Es müsse jedoch immer von Fall zu Fall untersucht 
werden, welche Kosten eingespart werden könnten. Trotzdem können die 
vermiedenen Kosten manchmal die Kosten für PV weitgehend relativieren, 
wie die folgende Grafik zeigt: 

Wenn man alleine die Materialkosten ansetzt, kostet PV oft nicht viel 
mehr als andere edlen Fassadeverkleidungen. Der Strom aus PV fällt 
dabei quasi kostenlos an, wenn die vermiedenen Kosten gleich hoch wie 
die Kosten der PV-Anlagen sind.   

In den meisten Fällen ist eine solche Kalkulation jedoch nicht möglich, 
denn die Photovoltaik ist immer noch so teuer, dass die meisten 
ersetzten Baustoffe nur einen winzigen Teil der Kosten für die 
PV-Anlage ausmachen. Sogenannte "Solardachziegel" beispielsweise kosten 
gut 10 bis 30 mal mehr als konventionelle Dachziegel, so dass der 
Eigenheimbesitzer immer noch mit hohen Kosten für seine PV-Anlage auf 
dem Dach rechnen muss, obwohl die "normalen" Dachziegel entfallen. Wenn 
man aber etwas Kleingeld über hat, gibt es auch pfiffige Ideen wie 
 solare Fensterläden [14] von der Sunways AG 

Solartec-Fassade bei  ThyssenKrupp Stahl [15] in Duisburg. Die dunkle, 
wellige Fläche besteht aus Photovoltaik. Hier wird PV als 
gestalterisches Element in der Architektur verwendet. Allerdings wurde 
hier die PV auf die Stahlfassade selbst angebracht, so dass keine 
Kosten für die Fassade vermieden wurden.   

Allerdings darf man bei der Betrachtung der Kosten nicht übersehen, 
dass die Photovoltaik am meisten Strom produziert, wenn die 
Spitzenlasten am höchsten sind, nämlich gegen Mittag. Im Gegensatz etwa 
zur Windenergie, die vor allem morgens und abends und teilweise sogar 
nachts zur Verfügung steht, wenn wenig Stromnachfrage besteht, 
produziert eine PV-Anlage nur tagsüber. Deshalb ließe sich die PV 
leichter ins Stromnetz integrieren als Wind, denn PV reduziert vor 
allem die Spitzenlasten. 

Das Potenzial für PV-Anlagen ist hoch 

Während es also theoretisch eine sinnvolle obere Grenze für den Anteil 
der Windkraft an der Gesamtstromerzeugung gibt (manche Experten 
sprechen von 25%, was in Dänemark und manchen Teilnetzen Deutschlands 
schon erreicht ist), wäre die Obergrenze für die Photovoltaik viel 
höher, eben weil die Erzeugung und die Nachfrage zeitlich so gut 
übereinstimmen. Im Moment liegt die Photovoltaik jedoch weit von der 
theoretischen Obergrenze entfernt, denn sie deckt immer noch weniger 
als 1% des Strombedarfs in Deutschland. 

Wenn man Strom aus PV als Strom für Spitzenlasten begreift, relativiert 
sich der Preis. Der Preis für eine Kilowattstunde Strom zu 
Spitzenlastzeiten steigt nicht nur auf dem Spotmarkt in Kalifornien in 
astronomische Höhen, sondern auch in Europa: auf dem Day-ahead-Markt 
der Amsterdamer Strombörse APX ist der Preis für eine kWh in den 
letzten Jahren immer wieder auf 50 Cent gestiegen, mehr sogar als 
damals für die Einspeisung einer photovoltaisch erzeugten kWh in 
Deutschland gezahlt wurde. 

Die Grundvergütung für eine kWh Photovoltaik liegt seit der 
Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) bei 45,7 Cent, aber 
dies gilt nur für freistehende Anlagen wie die bei Leipzig. Da es aus 
den obgenannten Gründen sinnvoller ist, PV in bestehende Strukturen zu 
integrieren, sieht das EEG nun vor, dass Gebäude-integrierte Anlagen 
(wozu Lärmschutzwände auch zählen) bis zu der Anlagengröße von 30 kW 
sogar mit 57,4 Cent pro Kilowattstunde vergütet werden. Und wenn diese 
Anlagen auf Fassaden angebracht werden, kommen zusätzliche 5 Cent dazu. 
Die Vergütung liegt also je nach Anlagengröße und Aufstellung zwischen 
45,7 und 62,4 Cent pro kWh und ist nach wie vor degressiv, d.h. mit den 
Jahren sinkt die staatliche Unterstützung für neu installierte Anlagen 
(sie bleibt jedoch konstant über 20 Jahre ab dem Niveau im Jahre der 
Installation), weil die Preise für die Module aufgrund von 
Skaleneffekten und Technologiefortschritt auch sinken sollen. 

Laut der IEA-Studie  Potential for Building-Integrated 
Photovoltaics [16] von 2002 könnte die Gebäude-integrierte PV je nach 
Land rund 14% bis 58% der derzeitigen gesamten Stromerzeugung decken. 
In Deutschland liegt das Potential immerhin leicht über 30%. Und diese 
30% würden sogar dann erzeugt, wenn der Bedarf am höchsten ist. Dieses 
Potenzial bezieht sich wohlgemerkt nicht auf alle PV-Anlagen (z.B. 
nicht auf freistehende Kraftwerke), sondern nur auf Anlagen, die in 
Dächer und Fassaden integriert sind. Außerdem sind netzferne 
Anwendungen hier nicht berücksichtigt. Das Potenzial aller PV-Anlagen 
liegt also weit höher. Und was die Grafik auch noch zeigt: Die heute 
führenden Länder - Japan und Deutschland - sind eben nicht die mit dem 
größten Potenzial. Aber Japan und Deutschland könnten Module an 
sonnigere Länder wie Australien, die USA und Spanien verkaufen.   

Das EEG dürfte mit die höchste Vergütung für PV auf der Welt bieten. In 
Luxemburg bekommt man 60 Cent für eine kWh aus einer PV-Anlage, aber 
der Staat übernimmt auch noch einen Teil der Anschaffungskosten. Zum 
Vergleich: Man bekommt im französischen Programm "Blaue Gebäude" 
("batîments bleus") 14,8 Cent für eine Kilowattstunde aus PV (doppelt 
so viel wird jedoch in den Übersee-Départements bezahlt), und in den 
USA verwendet man das Verfahren  net metering [17]: Hier läuft der 
Stromzähler ("meter") rückwärts, wenn mehr Strom produziert als 
konsumiert wird. Anders gesagt: Man bekommt bestenfalls genauso viel 
für eine Kilowattstunde, wie man selbst zahlt. 

In der Praxis sieht alles noch schlimmer aus, denn viele 
US-Versorgungsunternehmen zahlen für "überschüssigen" Strom (wenn man 
mehr im Jahr einspeist, als man selbst verbraucht) nicht einmal den 
vollen Preis, sondern ziehen Netzkosten und ähnliches ab - wenn der 
überschüssige Strom überhaupt vergütet wird. Kein Wunder, dass die EU 
(# 2 mit 24% des Weltmarkts) und Japan (#1 mit 44%), das ein ähnliches 
Förderprogramm für PV hatte, führend in der Photovoltaikindustrie sind, 
während die USA (heute nur noch 22%, aber vor wenigen Jahren noch #1) 
immer weiter zurückfallen. In den letzten zehn Jahren ist die 
PV-Branche in der EU um rund 30% pro Jahr gewachsen, und die Kommission 
 möchte [18] die Japaner noch überholen - mit Deutschland als 
treibender Kraft. 

Unter den Wolken? 

Aber ist es überhaupt sinnvoll, dass das bewölkte Deutschland solche 
Ambitionen in der Sonnenenergie hat? Hier muss die Antwort Ja lauten, 
denn man darf eines nicht übersehen: Der Sonnenschein ist kostenlos, 
die PV-Anlagen nicht. Spanien mag Sonne haben, aber wenn Deutschland 
den Vorsprung wagt und die besten Anlagen herstellt, wird die hiesige 
PV-Industrie zu einem Exportschlager. Dann produziert Spanien 
vielleicht mehr Solarstrom, aber Deutschland mehr Solaranlagen. 
Außerdem hat Deutschland eh keine Wahl, denn das Land hat nicht nur 
wenig Sonne, sondern auch relativ wenig Wind (im Unterschied 
beispielsweise zu Großbritannien), noch weniger Erdöl und keine 
konkurrenzfähige Kohle. 

Oft wird dabei übersehen, dass PV-Anlagen meistens bei 25°C optimal 
laufen. Die Ausbeute bei einer Modultemperatur von 25° ist also 
beispielsweise doppelt so hoch in Mexiko City als in Stuttgart wegen 
der stärkeren Sonneneinstrahlung, aber ein Modul kann sich in Mexiko 
locker auf weit über 70°C in der sommerlichen Sonne erhitzen. Laut 
Klaus Kiefer vom Fraunhofer ISE beträgt der Leistungsabfall rund 0,4 % 
pro Grad Kelvin bei polykristallinem und monokristallinem Silizium ab 
25°C. Die kühleren Temperaturen in Deutschland kompensieren die 
schwächere Einstrahlung einigermaßen, so dass die Ausbeute in Mexiko in 
der Praxis eben nicht doppelt so hoch ist. Insgesamt schätzt das 
Fraunhofer ISE, dass die Gestehungskosten für Strom aus PV-Anlagen am 
Äquator nicht viel mehr als 10% billiger ist als in Deutschland, wenn 
andere Systemkomponenten wie Wechselrichter und Batterien (für 
netzferne Anwendungen) mit eingerechnet werden. 

Es würde außerdem keinen Sinn machen, riesige Anlagen in Spanien oder 
gar in der Sahara aufzustellen, um Strom nach Deutschland zu leiten, 
nur um diese Prozentpunkte abzuschöpfen. Im Moment ist kein Supraleiter 
für solche Entfernungen in Sicht, d.h. die Netzverluste wären zu hoch, 
aber selbst wenn einer in zehn Jahren zur Verfügung steht, wäre es 
fatal, die Energie-Autonomie aus der Hand zu geben. Stellen Sie sich 
vor, bei einer politischen Krise könnte eine solche Leitung gekappt 
oder sabotiert werden, und schon würde das Stromnetz in Deutschland 
zusammenbrechen. Wenn aber jedes Haus PV auf dem Dach und an der 
Fassade hätte, würden viele Strommasten überflüssig, und es wäre 
beinahe unmöglich, das Stromnetz durch das Ausschalten oder gar die 
Zerstörung einiger großer Kraftwerke zu destabilisieren (Stichwort: 
dezentrale Stromversorgung). Wenn Deutschland also jetzt in die PV 
investiert, sieht die Zukunft schon sonnig aus. 

Craig Morris übersetzt im Bereich Energie, Technik, und Finanzen bei 
 Petite Planète [19]. 

Links 

[1] http://www.welt.de/data/2003/10/20/185025.html
[2] http://www.geosol-berlin.de/
[3] http://www.solar-papillon.com/
[4] http://www.395.com/index.shtml?/kramerjunction
[5] http://www.volker-quaschning.de/fotos/psa/index_e.html
[6] http://www.psa.es/webeng/gen/objetivos.html 
[7] http://www.ostsee-zeitung.de/wir/start_168069_1147672.html
[8] 
http://www.aps.com/general_info/newsrelease/newsreleases/NewsRelease_239
.html
[9] http://www.sonnenstromag.de/
[10] http://www.eeg-aktuell.de/index.php/article/articleview/116/1/2/
[11] http://www.cyberium.co.uk/renewables.htm
[12] http://www.baufachmedien.de/photovoltaik
[13] http://www.solon-pv.de/zara.htm
[14] http://www.ecoreporter.de/index.php?action=_n9078
[15] http://www.thyssenkrupp-steel.de
[16] http://www.oja-services.nl/iea-pvps/products/download/rep7_04.pdf
[17] 
http://www.eia.doe.gov/cneaf/solar.renewables/page/rea_data/tablei2.html
[18] 
http://www.vwd.de/vwd/news.htm?id=21366715&navi=news&sektion=wirtschaftp
olitik
[19] http://www.petiteplanete.org

Telepolis Artikel-URL: 
http://www.telepolis.de/deutsch/special/zen/17349/1.html 

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