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7 Fakten zum aktuellen Ausbau der Photovoltaik
Um eine Energiewende zu erreichen, muss der Ausbau erneuerbarer Energien und insbesondere der Solarenergie vorangetrieben werden. Im Artikel geben einige Fakten einen Einblick, wie es um den Ausbau der Photovoltaik in Deutschland steht.
Sowohl gesetzlich als auch gesellschaftlich wird eine Unabhängigkeit von fossilen und nuklearen Energieträgern gewünscht. Daher werden immer mehr Weichen und finanzielle Anreize gestellt, um den Ausbau von erneuerbaren Energien zu fördern. Schon heute stellt der Strom aus PV-Anlagen einen wichtigen Beitrag zum deutschen Strommix dar. Zusätzlich gibt es bereits Vorschläge, wie die verpflichtende Installation einer PV-Anlage bei Neubauten gestaltet werden soll. Doch wie steht es konkret um den Ausbau und welche Pläne werden für die Zukunft verfolgt?
1. Anteil der PV am Stromverbrauch Deutschlands
Im Jahr 2021 wurden mittels PV-Anlagen 51 TWh Strom erzeugt. Dies entspricht 9,1 % des deutschen Bruttostromverbrauchs. Durch den weiteren Ausbau von PV-Anlagen wird dieser Anteil in Zukunft weiter steigen. Dies ist im Anbetracht des Ziels, dass die Stromversorgung bis 2035 vollständig aus erneuerbaren Energien gedeckt werden soll, unbedingt notwendig. Daher wird in den kommenden Jahren ein jährlicher Netto-Zubau von 22 GWp angestrebt. [1]
2. Solarstrom auf der Börse
Überschüssig produzierter Solarstrom wird über das EEG in das Stromnetz eingespeist und als “Graustrom” an der Börse gehandelt. Gesetzlich hat die Einspeisung von Solarstrom Vorrang, unter anderem, da die Grenzkosten gleich Null gesetzt werden und der Solarstrom somit als kostengünstigster Strom immer gehandelt wird. Zu Tageskernzeiten, wie der Mittagsspitze, kann Solarstrom daher teure Spitzenlastkraftwerke verdrängen. Dies kann allerdings problematisch werden, da somit der gesamte Börsenstrompreis sinkt und dies zu Lasten der Einnahmen konventioneller Stromerzeuger geht. Durch weitere Faktoren wie gesunkene Kohlepreise und ein Überangebot an CO2-Zertifikaten sind die Strompreise an der Börse bis 2021 stetig gesunken. [1]
3. Förderung der Forschung an Photovoltaik
Von 1,2 Milliarden Euro, welche 2020 in die Energieforschung geflossen sind, wurden 86 Mio. Euro für die Förderung der PV aufgewendet. Dabei werden die Fördermittel zwischen verschiedenen Bereichen aufgeteilt. Ein Großteil der Förderung fließt in die Forschung von Produktionstechnologien. Hierbei wird unter anderem nach Alternativen zu Ressourcen gesucht, welche nur unter sozial und ökologisch schwierigen Bedingungen abgebaut werden können. Zudem wird immer stärker im Bereich der PV-Technologien sowie deren Systemfähigkeit geforscht.[2]
4. Planbare Stromerzeugung der Sonne
Durch immer ausgereiftere und verlässlichere Wettervorhersagen kann auch die Erzeugung von Solarstrom immer besser vorhergesagt werden. Dies ermöglicht es auch, die Stromerzeugung durch PV besser zu planen und zu koordinieren. Zusätzlich führen regionale Änderungen der Witterungsverhältnisse nicht zu gravierenden Schwankungen der deutschlandweiten Solarstromproduktion. Dies hängt unter anderem mit der dezentralen Erzeugung des Solarstroms zusammen. Außerdem fällt eine hohe Sonneneinstrahlung in Deutschland nicht mit einer hohen Windstärke zusammen, sodass sich die beiden Formen der erneuerbaren Energien ideal ergänzen. Durch den weiteren Betrieb anderer Kraftwerke fällt die Notwendigkeit von Speichern derzeit zurück, da sich diese bislang noch nicht wirtschaftlich auszahlen.
5. Integrierte Photovoltaik als Zukunftsperspektive
Unter integrierter PV wird eine doppelte Flächennutzung verstanden, damit neue PV-Anlagen oder Kraftwerke keine neuen Flächen benötigen und somit natürliche Umgebungen erhalten bleiben können. Dabei können die PV-Anlagen an unterschiedlichen Orten installiert werden [1]:
| • | Agri-PV: Kombination mit Landwirtschaft, bei der Solarpanele Schatten spenden |
| • | Fahrzeugintegrierte PV: Solarpanele auf Elektrofahrzeugdächern |
| • | Bauwerkintegrierte PV: Solarpanele als Hülle von Gebäuden |
| • | Urbane PV: Solarpanele auf Parkplätzen oder in Parks |
| • | Schwimmende PV: Solarpanele auf künstlichen Seen |
| • | PV in Verkehrswegen: Überdachung von Straßen durch Solarpanele oder PV-Lärmschutzwände |
Derzeit werden nur wenige dieser Optionen genutzt. Um der Dringlichkeit einer Energiewende gerecht zu werden, sollten alle Formen der integrierten PV Anwendungsmöglichkeiten finden und deren Potenziale betrachtet werden. Dabei werden drei Formen der Potenziale unterschieden [1]:
|
Theoretisches Potenzial |
Größtmögliche Umsetzung einer Technologie auf Gesamtfläche betrachtet |
|
Technisches Potenzial |
Berücksichtigung grundlegender technischer Randbedingungen |
|
Wirtschaftlich-praktisches Potenzial |
Berücksichtigung aller relevanter Randbedingungen: rechtlich (inkl. Naturschutz), ökonomisch (inkl. Infrastruktur), soziologisch (inkl. Akzeptanz), konkurrierende Nutzungsmodelle |
Auf Freiflächen können PV-Anlagen allerdings ebenfalls einen positiven Beitrag leisten. Denn sie tragen zur Renaturierung von Flächen bei, welche zuvor für Monokulturen bestimmt waren. In diesem Fall nimmt die Biodiversität zu und Ökosysteme können geschützt werden. [1]
6. Positiver Zuspruch aus der Bevölkerung
Durch die Möglichkeit, selbstbestimmt zu wählen, wie groß eine PV-Anlage oder ein PV-Kraftwerk sein soll, kann von der technischen Möglichkeit kleiner Anlagen ausgiebig Gebrauch gemacht werden. Zudem sieht die Bevölkerung großes Potenzial im Ausbau der PV. Über 40 % denken an Solar-Anlagen auf Dächern, wenn es um den Schwerpunkt des Neubaus neuer Energiegewinnungsanlagen geht. Zusätzlich werden auch Solar-Anlagen auf Freiflächen genannt. Im Vergleich zu anderen Energiequellen – insbesondere der Windkraft – ist ein weiterer positiver Aspekt, dass Anwohnende meist keinen Widerstand leisten und die Kraftwerke auch in Wohngebieten installiert werden können. [1]
7. Bedarf für andere Energieträger bleibt bestehen
Die Witterungsabhängigkeit bleibt als Problem der Zuverlässigkeit von PV-Anlagen bestehen. Denn insbesondere im Winter kann sich nicht auf die Sonneneinstrahlung verlassen werden. Kommt es zusätzlich zu einem windstillen Wintertag, so kann der Stromverbrauch Maximalwerte erreichen, allerdings wird weder Solarstrom noch Windstrom erzeugt. Daher müssen für die Zukunft Speicherkapazitäten entwickelt werden, welche solche Tage überbrücken können. Vielversprechende Speichermethoden können beispielsweise Strom-zu-Strom-Speicher oder Speicherwasserkraftwerke sein. Solange die Speicher allerdings noch nicht entwickelt sind, muss weiterhin von konventionellen Kraftwerken Gebrauch gemacht werden. Idealerweise werden konventionelle Grundlastkraftwerke langfristig durch flexible Kraftwerke ersetzt, welche somit nur in Ausnahmen angeschaltet werden müssen und über Kraft-Wärme-Kopplung mit thermischem Speicher verfügen. [1]
Quellen:
[1] Wirth, Harry: 2021. Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland. Fraunhofer ISE. URL: https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.html.
[2] BMWK: 2021. Bundesbericht Energieforschung 2021: Forschungsförderung für die Energiewende. Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, URL: https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Publikationen/Energie/bundesbericht-energieforschung-2021.html.