Photovoltaik auf 0,3 Prozent der irdischen Landfläche kann den weltweiten Strombedarf decken

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von pv magazine International

Mit Solarenergie könnte theoretisch der weltweite Strombedarf auf nur 0,3 Prozent der Landfläche gedeckt werden. Dies ist eine der wichtigsten Schlussfolgerungen einer neuen Forschungsarbeit einer Gruppe akademischer Einrichtungen unter der Leitung der Universität Aarhus in Dänemark. Die Forscher behaupten, dass Rohstoffe und die Verfügbarkeit von Land kein wirkliches Hindernis für die Photovoltaik bei ihrem Wettlauf um die Vorherrschaft in der globalen Energielandschaft darstellen werden.

Den Wissenschaftlern zufolge werden – bei einer durchschnittlichen jährlichen Stromerzeugung von 1370 Kilowattstunden pro installiertem Kilowatt Photovoltaik – 38 Millionen Hektar benötigt würden. Die Welt habe eine Gesamtfläche von 13.003 Millionen Hektar. „Daher könnte unser derzeitiger Stromverbrauch durch Photovoltaik-Anlagen gedeckt werden, die 0,3 Prozent der verfügbaren Fläche belegen“, so die Forscherin Marta Victoria auf Anfrage von pv magazine.

Den Forschern zufolge beruhen die konventionellen Annahmen über den weltweiten Photovoltaik-Einsatz in den kommenden Jahren in der Regel auf Landnutzung und Kostenprognosen, die vor allem klassische, dicht gepackte Großkraftwerke berücksichtigen. Solche Prognosen würden jedoch das Potenzial von vertikalen Solaranlagen, schwimmenden Kraftwerken, Agri-Photovoltaik, gebäudeintegrierten Lösungen sowie anderen innovativen Systemkonfigurationen ignorieren.

„Nichtsdestotrotz zeigen diese Anwendungen, dass es noch Raum für Innovationen auf Systemebene gibt“, so die Wissenschaftler. „Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das verfügbare Land die Photovoltaik auf lokaler Ebene zwar einschränken kann, in größerem Maßstab jedoch keine Einschränkung darstellt. Wir empfehlen daher, dass die Modelle genaue und aktuelle Einschränkungen auf der Grundlage von Materialien und Landverfügbarkeit enthalten.“

Die Wissenschaftler beschreiben ihre Ergebnisse in dem Artikel „Solar Photovoltaics is ready to power a sustainable future“, der kürzlich in Joule veröffentlicht wurde. Sie gehen davon aus, dass sich der Wirkungsgrad von Solarzellen in Zukunft erheblich verbessern wird, was dazu beitragen könnte, die Probleme der Landbeschränkung an bestimmten Standorten zu lösen. Sie behaupteten auch, dass die Verfügbarkeit von Rohstoffen nur für Dünnschicht-Technologien ein Problem darstellen könnte, nicht aber für kristalline Siliziumzellen, die derzeit 95 Prozent des Weltmarkts ausmachen.

„Dank der Steigerung des Wirkungsgrads und der Verwendung dünnerer Kontakte hat sich der Einsatz von Silber pro Watt in den letzten Jahren deutlich verringert, und Kupfer oder Aluminium könnten bei Bedarf als Ersatz verwendet werden“, so die Forschungsgruppe. Es werde nicht erwartet, dass die Materialien jenseits der Zellen, also Glas, Kunststoff, Aluminium, Beton und Stahl, eine Grenze darstellen.

Die Forscher berichteten zudem, dass die Solartechnik seit 1976 eine Lernrate von 23 Prozent gehabt habe und die Kosten der Photovoltaik-Technologie bei jeder Verdopplung der Kapazität um 23 Prozent gesunken seien. „Da die Lernrate auf den Modulpreisen basiert, beinhaltet sie auch den Wegfall großer Teile der Margen in der Photovoltaik-Herstellung aufgrund des starken Wettbewerbs zwischen den Anbietern“, so die Wissenschaftler. Hauptfaktoren für die Kostensenkung seien Effizienzsteigerungen, Skaleneffekte und wissenschaftliche Arbeit an Siliziummaterialien.

In der Studie werden auch einige Herausforderungen genannt, denen sich die Photovoltaik im nächsten Jahrzehnt stellen muss. Dazu gehören die Schaffung eines rechtlichen Rahmens, der die weichen Kosten senkt, die Senkung der Investitionsausgaben, die Ermöglichung der Elektrifizierung anderer Energiesektoren durch geeignete Steuersysteme und die Verstärkung der Forschung zur Verbesserung von Effizienz und Zuverlässigkeit.

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