Nischensuche neben der Gigawattklasse

„Es ist fünf Minuten vor zwölf“, warnte Centrotherm-Technologievorstand Peter Fath schon beim Fab Managers Forum 2010. Angesichts des wachsenden globalen Wettbewerbs und der Übermacht der asiatischen Hersteller ist die Uhr inzwischen weitergelaufen – und die Schonfrist für die deutschen und europäischen Zell- und Modulhersteller ist noch kürzer geworden. Dies machte das Fachforum der SEMI PV Group dieses Jahr deutlich.

So sind die zehn umsatzstärksten Zell- und Modulhersteller fast ausnahmslos asiatische, vor allem chinesische Firmen. Diese produzieren mit einer Jahreskapazität von mindestens einem Gigawatt, einer Größenklasse, in der die meisten europäischen und deutschen Herstellernicht mehr mitspielen können. Analysten wie Henning Wicht von iSuppli rechnen mit einem globalen Kapazitätsausbau auf mehr als 40 Gigawatt an Modul- und Zellkapazität. Die weltweite Nachfrage sei dagegen mit voraussichtlich 21 Gigawatt nur halb so groß.

Wachsender Preisdruck

Diese Überkapazitäten werden zu weiterem Preisdruck und Preiseinbrüchen führen, darüber waren sich die meisten Teilnehmer des Forums einig. Die Medaille hat – wie so oft – zwei Seiten: „Damit der Markt wieder richtig in Schwung kommt, muss der Modulpreis von derzeit circa 1,60 Euro pro Watt auf rund ein Euro pro Watt fallen – und Solarstrom kann damit einen Schrittweiter Richtung Grid-Parity vorrücken“, formuliert Henning Wicht die eine Seite. Auf der anderen Seite jedoch sind „die Margen der Modul- und Zellhersteller sowieso schon sehr gering.“ Diese haben nach Einschätzung von Wicht kurzfristig kaum Spielraum, die Preise weiter zu senken. Die Folge davon ist ein gnadenloser Konkurrenzkampf, bei dem vor allem weitere kleinere Hersteller in Deutschland und Europa, die teurer produzieren als die asiatische Konkurrenz, den Kürzeren ziehen könnten. Und ob es bei diesem Kostendruck gelingt, auch die Qualitätssicherung voranzubringen, blieb beim Fab Managers Forum eine der großen offenen Fragen.

Mit einer stärkeren Zusammenarbeit versuchen nun 17 der in der SEMI PVGroup organisierten deutschen und europäischen Zellhersteller, Modulproduzenten und Waferfertiger, den Spagat zu schaffen zwischen Kostensenkung und Qualitätssicherung und der asiatischen Konkurrenz Paroli zu bieten. Hierzu präsentierten sie in Berlin eine Roadmap (International Technology Roadmap for Photovoltaics – ITRPV), eine Nachfolge-Roadmap des Fahrplans in die Produktionszukunft, die die Unternehmen bereits auf dem Fab Managers Forum 2010 präsentiert hatten (siehe photovoltaik 05/2010, Seite 60).

Sind dünnere Wafer die Lösung?

Als ein zentrales Mittel, um Kosten einzusparen, identifizieren die Autoren, dass in der Zukunft weniger der teuren Materialien wie Silber und Polysilizium eingesetzt werden müssen. Während man den stark reduzierten Anteil von Silber für die Zellmetallisierung bei der Veranstaltung einhellig als machbar und sinnvoll begrüßte, wurde kontrovers darüber diskutiert, ob es sinnvoll sei, wie in der Roadmap vorgeschlagen, dünnere Wafer zu verwenden. Denn deren Verarbeitung ist anspruchsvoller: Die Bruchrate geht normalerweise nach oben, der Wirkungsgrad sinkt; das erfordert neue Handling- und Zellkonzepte.

Zudem sind die wichtigsten globalen Modulhersteller, vor allem in China, meist sowieso schon vollintegriert. Für sie sind die Wafer kein so teurer Kostenfaktor wie für andere Hersteller, die diese zukaufen müssen. „Die vollintegrierten Top-Player sind kaum daran interessiert, die Waferdicken mit all den Risiken und Nachteilen zu reduzieren, wenn es sich für sie gar nicht rechnet“, brachte es Centrotherm-Vorstand Fath auf den Punkt. Er kritisierte zudem, dass die Roadmap, die maßgeblich von deutschen Zell- und Modulherstellern entwickelt wurde, die internationalen Entwicklungen vor allemin Asien zu wenig berücksichtige. Für Ausrüster wie Centrotherm, die am Ende die Maschinen für die anvisierten Ziele entwickeln müssen, ist Deutschland schon heute nicht mehr das einzige Zentrum der Photovoltaikwelt. „Da unsere Hauptkunden in Asien und vor allem China sitzen, können wir wenig mit einer Roadmap anfangen, die sich hauptsächlich an deutschen Bedürfnissen und Sichtweisen orientiert“, betonte Fath, der zugleich Mitglied im Hauptvorstand des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) ist.

Zudem weist Fath auf Widersprüche in der Roadmap zwischen der vorgeschlagenen Effizienzsteigerung und der nötigen Kostenreduzierung hin. So solle etwa der Durchsatz beim Wafersägen und -reinigen erhöht werden, bei gleichzeitig dünneren Wafern und damit einem komplizieren Handling. In anderen Punkten ist die Roadmap nach Einschätzung von Fath wiederum zu konservativ: So liege beispielsweise der Stand der Technik bei der Tool Uptime bei thermischen Prozessen in der Zellherstellung schon jetzt über dem Ausgangswert der Roadmap von 95 Prozent. Auch lasse sich die Fläche, die pro Megawattpeak Produktion nötig ist, stärker reduzieren als in der Roadmap aufgeführt.

Insgesamt hält Fath die Kostensenkungziele der Roadmap von jährlich neun bis zehn Prozent je Watt bei der Modulherstellung für nicht ausreichend. „Für die asiatischen Hersteller mag das in Ordnung sein, für die europäischen und deutschen Hersteller ist es nicht aggressiv genug“, so der Centrotherm-CTO. Man darf also gespannt sein, wie sich die Roadmap weiterentwickelt wird und welche weiteren Strategien und Maßnahmen die deutschen und europäischen Modul- und Zellhersteller ergreifen, um im globalen Spiel mithalten zu können.

„Entwicklung aus Produktsicht darstellen“ 

SEMI-Roadmap: Auf dem diesjährigen Fab Managers Forum präsentierte die SEMI PV Group ihre aktuelle internationale Technologie-Roadmap für die Photovoltaik (Seite 76). Zu deren Zielsetzungen und Hintergründen nehmen Arnd Boueke, Leiter Entwicklung Solarzelle bei der Sunways AG, und Ralf Lüdemann, Managing Director der Solarworld Innovations GmbH, im Interview Stellung. 

Beim letztjährigen PV Fab Managers Forum präsentierten Sie die PV Roadmap for Crystalline Silicon, die sich nun zur International Technology Roadmap for Photovoltaics erweitert hat. Was steckt dahinter?

Ralf Lüdemann: Die neue Roadmap ITRPV bietet eine Plattform für Hersteller, Kunden, Zulieferer und Forschungseinrichtungen in bewusster Anlehnung an die ITRS der Mikroelektronik. Wir wollen die Entwicklungsaktivitäten durch klare und akzeptierte Zielvorgaben kanalisieren und frühzeitig technische oder regulative Hindernisse identifizieren und überwinden. Dadurch soll die Entwicklung der Photovoltaik effektiver und effizienter gestaltet werden. Tatsächlich fokussiert sich die ITRPV auf die kristalline Siliziumtechnologie als die marktbeherrschende Basistechnologie für Solarstromprodukte. Diese hat aber mit ihren vielfältigen Varianten und Konzepten als Einzige das Potenzial, im Kanon mit anderen erneuerbaren Energien mittelfristig die künftige Energieversorgung zu sichern. Deshalb ist eine Roadmap hier besonders wichtig.

Sind mittlerweile auch die Maschinen- und Anlagenbauer in die Roadmap einbezogen?

Arnd Boueke: In die erste Version der ITRPV waren nur Zellhersteller involviert. Dieses Jahr haben wir entlang der Wertschöpfungskette auch Wafer- und Modulhersteller eingebunden und haben uns geografisch von überwiegend deutschen Herstellern auf europäische Hersteller erweitert. Die Roadmap soll die Entwicklung aus Produktsicht darstellen und so eine Plattform bieten, um mit Zulieferern, also den Anlagenbauern, aber auch Materialzulieferern sowie Forschungspartnern zu diskutieren.

Welche Zielvorgaben und Bausteine der Roadmap haben Sie nochmals aktuellen Entwicklungen angepasst?

Boueke: In erster Linie wurden durch die Einbindung der Wafer- und Modulhersteller mehr technologische Schlüsselparameter betrachtet, zum Beispiel bei den Prozessparametern oder der Kostenentwicklung von Materialien. Darüber hinaus wurden aber auch die Aussagen der 2010 veröffentlichten ersten Version der Roadmap kritisch beleuchtet. So hat der Input der Wafer- und Modulhersteller dazu geführt, dass die jetzige Wafergröße als dominierend bis 2020 angesehen wird, und größere Wafer nicht schon 2015 ihren Markteintritt haben werden, wie wir das noch vor einem Jahr vorhergesehen haben.

Es fiel beim Fab Managers Forum auf, dass das Thema Kostenreduzierung aufgrund der internationalen Wettbewerbssituation stark im Vordergrund stand. Wie wollen Sie gleichzeitig eine Steigerung des Qualitätsprofils der europäischen Zell- und Modulhersteller erreichen?

Boueke: Im Mittelpunkt der Roadmap steht die Kostenreduzierung. Diese darf aber unter keinen Umständen zu Lasten der Qualität gehen. Das spiegelt sich in den ehrgeizigen Wirkungsgradzielen der Roadmap wider. Die Roadmap ist kein Tool, um die asiatische Konkurrenz auszuschließen. Wir wollen im Gegenteil die asiatischen Hersteller mit einbinden.

Lüdemann: Die Roadmap ist für die ganze Branche ein Leitfaden, an dem man sich orientieren kann. Jedes Unternehmen wird aber für sich andere Schwerpunkte setzen, in manchen Bereichen der Roadmap voraus sein, in manchen Bereichen hinterherhinken. Die Orientierung an der Roadmap ist für sich also noch keine Erfolgsgarantie, schon gar nicht in Bezug auf Qualität. Dazu muss man nicht nur Meilensteine erreichen, man muss auch die Prozesse dorthin verstehen und über ein umfassendes Qualitätssystem verfügen. Die europäischen Hersteller haben hier einen deutlichen Vorsprung, der sogar aufgrund der in der Roadmap skizzierten komplexeren Technologien ausgebaut werden kann.

Stehen Kostenreduzierung und Qualitätsverbesserung doch nicht in vielen Bereichen konträr zueinander?

Lüdemann: Das sehe ich nicht. Was Innovationen ausbremst und entsprechend die Kostenreduktion behindert, sind eher Regularien, wie für verschiedene Länder unterschiedliche oder überzogene Zertifizierungsanforderungen. Für unsere Kunden ist die Qualität unserer Produkte von entscheidender Bedeutung – und zwar konkret monetär und nicht nur ideell. Wenn wir zum Beispiel durch Qualitätsverbesserungen in den verwendeten Materialien eine längere Lebensdauer gewährleisten können, hat unser Kunde nicht nur länger Freude an seiner Solaranlage, seine Investition rentiert sich auch besser, selbst wenn der Preis gleich bliebe.

Reichen Ihre Ziele für eine Kostenreduzierung überhaupt aus, um der asiatischen Konkurrenz Paroli zu bieten?

Boueke: Wie gesagt, es ist keine europäische Roadmap, sondern soll eine internationale Roadmap unter Einbindung der asiatischen, aber auch amerikanischen Hersteller werden. Insofern ist davon auszugehen, dass die selben Kostenreduzierungen auch in Asien oder Amerika stattfinden werden. Hier muss jede Firma ihre Hausaufgaben machen und sich durch gute Forschung einen technologischen Vorsprung verschaffen, um sich im internationalen Wettbewerb erfolgreich behaupten zu können.

Müssen die deutschen und europäischen Hersteller nicht auch schlichtweg stark expandieren oder fusionieren, um im Chor der asiatischen Gigawattklasse mitsingen zu können?

Lüdemann: Es ist absehbar, dass sich künftig nur wenige große Konzerne im Markt behaupten werden können. Da stellt die Photovoltaik keine Ausnahme von anderen Branchen mit vergleichbaren Produkten dar. Und wenn wir, und damit meine ich Hersteller, Zulieferer und Entwicklungsinstitute, aber auch die Politik, in Deutschland und Europa unsere Hausaufgaben machen, können wir den heimischen Produktionsstandort sichern und ausbauen. Die angesprochenen asiatischen Unternehmen mit Produktionskapazitäten im Gigawattbereich sind hier aber weder Maß noch Vorbild. Bei einer das Marktvolumen um das Dreifache übersteigenden Produktionskapazität kann von nachhaltigem Wirtschaften keine Rede mehr sein. Es ist eher ein Indikator für die massive öffentliche Unterstützung der Solarbranche. Davon könnten wir uns tatsächlich eine Scheibe abschneiden.

Welche Rolle spielt die internationale Standardisierung in der globalen Wettbewerbssituation für Produktion und Produkte?

Boueke: Standards helfen, neue Technologien schnell in die Produktion umzusetzen, da dann zum Beispiel Schnittstellen zwischen Maschinen geklärt sind und nicht zeitaufwändig und teuer angepasst werden müssen. Auf Produktseite kann durch Standards der Eintritt in neue Märkte erleichtert werden. Die Roadmap soll helfen, den Bedarf an zukünftigen Standards frühzeitig zu identifizieren. So können neue Technologien und Produkte schneller eingeführt werden.

Was sind nun die nächsten Schritte bei der Weiterentwicklung und Implementierung Ihrer Roadmap?

Boueke: Die Roadmap-Gruppe wird auf der Intersolar Gespräche mit asiatischen und amerikanischen Herstellern führen, um diese zur Mitarbeit an der Roadmap zu gewinnen.

Lüdemann: Wir hoffen natürlich auch, dass weitere europäische Partner sich aktiv an der Roadmap beteiligen. Wie schon gesagt, wir wollen eine breite Basis schaffen. Ansonsten werden wir den eingeschlagenen Weg konsequent weiterverfolgen. In wahrscheinlich immer spezielleren Teams soll an allen Punkten weiter gefeilt werden, und die Roadmap-Gruppe wird die Ergebnisse kontinuierlich veröffentlichen. Und wenn wir unsere Arbeit gut machen, wird man in Zukunft die ITRPV völlig selbstverständlich als Leitfaden zur Hand nehmen. Das wäre ein schöner Erfolg für die Photovoltaik.

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