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Eine nachhaltigere Wirtschaft braucht eine starke Solarbranche

Die aktuelle Krise um das Corona-Virus hat in den letzten Monaten die Aufmerksamkeit von der langfristigen Klimakrise abgelenkt. Dann kam europaweit die Forderung staatliche Konjunkturprogramme gezielt zur Unterstützung nachhaltigerer Wirtschaftszweige einzusetzen. Eine „Green Recovery“ fordern viele und so auch wir am Fraunhofer ISE für die europäische Solarbranche.

Wie für alle Treiber der Energiewende gilt auch für die Solarbranche: die Eindämmung der Klimaerhitzung ist ihr zentraler Taktgeber. Und daher wird der PV-Markt ohne Wenn und Aber wachsen! Dies gilt nicht nur für Deutschland. Für Europa werden in 2050 mehr als 5 TW und weltweit mehr als 60 TW installierte Kapazität erwartet. Zum Vergleich: bis Ende 2019 waren weltweit insgesamt 0,627 TW installiert. PV ist damit ein Wachstumsmarkt, und Deutschland als Industrienation sollte davon profitieren.

Deutschland ist im Bereich der PV-Forschung nach wie vor führend. In deutschen Forschungseinrichtungen werden viele Effizienzrekorde gehalten und Innovationen stehen bereit, um umgesetzt zu werden. Bei der industriellen Fertigung in Deutschland sieht es dagegen bekanntlich leider anders aus. Heute werden Solarzellen praktisch ausschließlich in Asien gefertigt. Die Krise und das Sterben der deutschen PV-Industrie, beginnend in 2012 mit der Insolvenz von Q-Cells und endend mit der Insolvenz von SolarWorld 2017, führt heute dazu, dass bei Politikern und vor allem Banken die Photovoltaik eher als ungeliebtes Kind betrachtet wird.

Dabei hat sich in jüngster Zeit viel verändert und eine Neubewertung muss vorgenommen werden. Schon 2018 habe ich in einem White Paper mit dem Titel „10GW GreenFab“ darauf aufmerksam gemacht, dass es für Europa wirtschaftlich, aber auch gesellschaftlich-politisch von Bedeutung ist, eine europäische Solarbranche und damit die gesamte PV-Wertschöpfungskette vor Ort zu haben. Dies umfasst drei Aspekte:

1. Die Sicherheit der Energieversorgung

Betrachten wir zunächst die Erfahrungen im alten Energiesystem, das stark auf fossilen Energieträgern beruhte. Durch die Ölkrise in den späten 70iger Jahren wurde sehr klar, dass die Abhängigkeit von Ölimporten auch unsere Wirtschaft und damit unsere Lebensbedingungen massiv gefährden kann. In der Folge wurden Maßnahmen ergriffen, z.B. Bevorratung und Nutzung unterschiedlicher Transportwege, weltweit wurden sogar Kriege geführt, um die Versorgung zu sichern.

Die getroffenen Maßnahmen sind für Deutschland auch heute noch von Bedeutung, so sichtbar im aktuellen Entwurf des Nationalen Energie- und Klimaplans. Unter der Dimension „Sicherheit der Energieversorgung“ wird beschrieben, wie mit den fossilen Energieträgern umzugehen ist, damit die Sicherheit der Energieversorgung gewährleistet ist. Interessant ist, dass man dort praktisch keine Ausführungen findet, wie das zukünftige Energiesystem basierend auf den Erneuerbaren zu sichern wäre. Aus meiner Sicht ist es dringend an der Zeit, sich auch dazu Gedanken zu machen. Wenn wir z.B. die technologische Fähigkeit zur Produktion von Solarmodulen komplett verlieren, wird die bisherige Abhängigkeit bei Gas und Öl durch die Abhängigkeit von Produzenten der PV-Module in Asien ersetzt.

Diese Abhängigkeit kann nur verhindert werden, wenn die gesamte PV-Wertschöpfungskette in Europa auf industriellem Niveau vorhanden ist. Zur Klarstellung, das bedeutet aus meiner Sicht nicht, dass der Markt zu 100 % durch eine europäische Produktion abgedeckt wird. Der globale Wettbewerb ist richtig und wichtig. Er muss nur fair sein.

2. Europäische PV-Module sind mit asiatischen konkurrenzfähig

An die Forderung nach europäischer Produktion schließt sich die zentrale Frage an, ob dazu dauerhaft Subventionen notwendig sind. Meine Antwort ist hier ein klares Nein! Auch hier lohnt sich eine genaue Betrachtung. Das Fraunhofer ISE hat kürzlich im Auftrag des VDMA eine Studie zur Wettbewerbsfähigkeit der industriellen PV-Fertigung. In dieser Studie wurde ein direkter Vergleich der Produktionskosten in China und in Europa bzw. Deutschland durchgeführt. Dabei wurde als Referenz eine 1GW-Fertigung auf Basis der PERC-Solarzellenstruktur gewählt. Das Ergebnis der Studie ist, dass die Fertigungskosten in Europa jenen in China vergleichbar sind – allerdings mit Zulieferung von Materialkomponenten aus China.

Grund dafür ist, dass aktuell die Zulieferindustrie in Europa nicht mehr präsent ist. So wird Solarglas nur noch in kleinen Mengen in Europa gefertigt, und der Marktpreis ist entsprechend teurer. Unter Annahme eines Aufblühens der europäischen Zulieferindustrie – das schafft weitere Arbeitsplätze – zeigt die Studie, dass die Produktionskosten in Europa nicht höher sind als in China.

Es ergibt sich sogar ein Kostenvorteil für Europa, wenn die Transportkosten mit betrachtet werden. Der Transport eines PV-Moduls von Asien nach Europa schlägt mit 1-3 €cent/Wp zu Buche. In Kürze werden die Produktionskosten von hocheffizienten Modulen im Bereich von 20-25 €cent/Wp liegen. Damit tragen die Transportkosten schon mit circa 10 % zu den Gesamtkosten bei. Als die Modulpreise in 2012 noch bei 60 €cent/Wp lagen, war dieser Anteil vernachlässigbar. Man muss sich also klar machen, dass sich durch die sehr starke Kostenreduktion bei der eigentlichen Produktion Veränderungen beim Gesamtmodul ergeben. Und in Zukunft wird der Anteil der Logistikkosten weiter steigen.

3. Die CO2-Bilanz der Produktion von PV-Modulen

Schließlich sollte auch bei den Erneuerbaren der gesamte Lebenszyklus in Bezug auf die CO2-Bilanz betrachtet werden. In Frankreich wird diese Kenngröße bereits bei der Bewertung von PV-Ausschreibungen mit berücksichtigt und nicht nur der Preis für das Projekt allein. Unsere Analysen zeigen, dass in China bei der Produktion PV-Modulen 0,75 kgCO2/Wp, in Deutschland dagegen 0,46 kgCO2/Wp ausgestoßen werden. Diese Zahlen reflektieren natürlich stark den heutigen Energiemix bei der Strombereitstellung in den beiden Ländern. Für Deutschland kann beim Strommix eine schnellere CO2-Reduktion erwartet werden als für China.

Wären die Differenzemissionen mit einem CO2-Preis von 50 €/TonneCO2 belegt, würden sich die Module aus China um 1,5 €cent/Wp verteuern. Ein deutlicher Pluspunkt für Europa, wenn wir uns an das Ziel der CO2-Reduktion erinnern. Würde die Europäische Kommission mit dem New Green Deal und dem Taxborder Credit Ernst machen, wird eine Produktion von PV-Modulen in Europa wirtschaftlich sehr attraktiv. Aber auch ohne dieses Element braucht es keine Dauersubventionen. Die Politik muss nur gewährleisten, dass es für die europäische Solarbranche ein fair-playing field mit China gibt.

Die Erfahrungen der letzen Monate stärken die europäische Solarbranche

Obwohl es in den letzten Wochen erfreuliche Ankündigungen, wie jene von REC oder Meyer Burger gibt, bleibt die Frage: Warum gibt es noch keine europäische Fertigung größeren Ausmaßes, die auch politisch gestützt wäre? Aus meiner Sicht waren die letzten zwei Jahre notwendig, um die Argumente zu schärfen und mit Daten zu hinterlegen. Seitens der Politik wurde nach dem Investor gefragt, bei den Investoren wurde nach der Unterstützung durch die Politik gefragt – das klassische Henne-Ei Dilemma.

Durch die Fridays-for-Future Bewegung, aber auch durch die Erfahrungen in der aktuellen Corona-Krise in Bezug auf systemkritischen Lieferabhängigkeiten bei z.B. Basischemikalien für Arzneimittel oder Masken, gibt es derzeit auf der politischen Seite eine Offenheit, über systemrelevante Technologien zu sprechen. Mit Frau von der Leyen und dem Ziel des „New Green Deals“ (siehe z.B. https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_de) werden Randbedingungen neu justiert.

Aber auch die europäische Solarbranche selbst hat durch die Erfahrungen in der Corona-Krise gelernt – die Abhängigkeiten von asiatischen Zulieferern und Modulherstellern wurden deutlich und die Bereitschaft ist gewachsen, den Blick in die weitere Zukunft zu richten. Die Modulkosten tragen mit circa 30 % zu den Systemkosten bei. Bei den Energiebereitstellungskosten in €cent/kWh sind es dann noch deutlich weniger. Selbst wenn die Modulkosten leicht ansteigen würden, dafür aber ein Risiko bei der Lieferung minimiert und vor allem ein hoher Qualitätsstandard gesichert wäre, wäre das für EPCs verkraftbar.

Und am allerwichtigsten: das Marktvolumen ist im letzten Jahr in Europa und Deutschland um fast 100 % gestiegen. Wenn die Politik nun klar macht, dass sie sich für die Energiewende einsetzt und den Ausbau der Erneuerbaren wie oben beschrieben klar unterstützt, dann werden weitere Investitionen in Fertigungsanlagen getätigt, der Markt wird weiter Jahr für Jahr wachsen. Auch weil er es muss.

Titelbild © MEV-Verlag

Andreas Bett

Andreas Bett

Prof. Dr. Andreas Bett ist einer der beiden Institutsleiter
des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE

Andreas Bett hat an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg sowohl das Diplom in Mathematik als auch Physik erworben. Er promovierte 1992 in Physik an der Universität Konstanz und ist seit 1987 Mitglied des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Seit 2020 ist er außerdem Professor für »Solare Energie – Materialien und Technologien« an der Fakultät für Mathematik und Physik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Seine Hauptarbeitsgebiete sind Silicium- und III-V Materialien für Solarzellen, sowie die Herstellung und Charakterisierung von Solarzellen.

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