Neue Chancen für die heimische Solarindustrie: Vorsprung für Europa durch Innovation

Hans-Josef Fell

Teilen

Die Debatte um ein Wiederbeleben der Solarindustrie und den Aufbau einer heimischen Speicherindustrie ist in vollem Gange. Heute liefert China über 90 Prozent aller Solarmodule in die Welt und auch nach Europa. Der Grund ist klar: Ab 2012 haben die Regierungen unter Bundeskanzlerin Angela Merkel in Deutschland der einst starken Solarindustrie mit verschiedenen EEG-Änderungen den Heimatmarkt und damit die Grundlage entzogen. Die damaligen EU-Zölle auf Solarmodule aus China wirkten nicht zum Schutz der deutschen Produktion, sondern gaben der deutschen Solarindustrie den Rest.

China hingegen setzte auf ein funktionierendes EEG für den Binnenmarkt und eroberte so die globale Technologieführerschaft in der Photovoltaik sowie bei Batterien und Elektromobilität.

Innovationsförderung statt Markabschottung mit Zöllen

Die gerade von der EU-Kommission festgelegten vorläufigen Zölle auf chinesische Elektroautos werden ähnlich wie die Solarzölle im letzten Jahrzehnt nur die deutsche Automobilindustrie am Ende als Verlierer dastehen lassen. Daher lehnen nicht nur die Automobilindustrie selbst, sondern auch die Bundesregierung mit Wirtschaftsminister Habeck, diese Zölle auf chinesische E-Autos zurecht ab.

Wie aber soll dann eine Wiederbelebung der Solarindustrie und der Aufbau anderer Cleantech-Industrien in Deutschland und der EU gelingen? Das Entscheidende ist Innovationsförderung mit starker Unterstützung von Forschung & Entwicklung sowie gezielter Start-up-Unterstützung solcher Innovationen. Die Wiederbelebung der deutschen und europäischen Solarindustrie und anderer Cleantech-Industrien erfordert einerseits Sicherheit beim Absatz heimischer Produkte und andererseits eine wettbewerbsfähige heimische Wertschöpfungskette.

Auf der Intersolar in München haben Eicke Weber und ich eine Idee zu einem europäischen Label für heimische Produktion vorgestellt.

Solche starken Innovationen mit dem Potenzial des Ausbaus einer Industrie gibt es sehr wohl auch in Deutschland. Genau diese brauchen jetzt gezielte Unterstützung bei der Markteinführung aus Politik und Gesellschaft.

Genau hier liegt die Herausforderung: Im Vergleich zum nahezu autarken China ist die europäische Solarindustrie bisweilen von Zulieferern abhängig – ein Problem, dem sich nur mit technologischen Neuerungen und intelligenten Herstellungsverfahren begegnen lässt. Und speziell hier hat sich auch auf der Intersolar 2024 gezeigt: Für die deutsche Solarindustrie gibt es sehr wohl noch Anlass zum Optimismus.

Hier einige bedeutende jüngere Innovationen:

Die Verbindung von Photovoltaik und Solarthermie in einem Modul

Sogenannte photovoltaisch-thermische (PVT) Hybridmodule erzeugen Strom und Wärme gleichzeitig, kombiniert in einem Modul.

Diese bieten eine Möglichkeit, die fossil-freie Strom- und Wärmeerzeugung gleichzeitig voranzutreiben und eröffnen zudem eine Chance für Europa, sich in der Solarbranche wieder zu behaupten. Anders als bei herkömmlichen PV-Modulen kombinieren die PVT-Module Solarzellen, die Licht in Elektrizität umwandeln, mit thermischen Kollektoren, die Wärme aus der eingestrahlten Sonnenenergie und zusätzlich sogar aus der Umgebungstemperatur gewinnen.

Durch diese Verbindung wird die Gesamteffizienz des Solarmoduls deutlich gesteigert – teilweise um den vierfachen Wert gegenüber einem einfachen Photovoltaik-Modul.

Bekanntermaßen sinkt der Wirkungsgrad der Stromerzeugung der Photovoltaik mit steigender Temperatur. Im PVT-Modul entzieht der Kollektor den Solarzellen die Wärme, womit sich die Stromausbeute deutlich erhöht. Die Wärme aus dem Kollektor dient mit dem erzeugten Solarstrom in Wärmepumpen für Heizung, Warmwasserbereitung oder Prozesswärme in der Industrie. Die PVT-Module können auch zur passiven und aktiven Kühlung von Gebäuden oder Lagerhäusern genutzt werden.

Demzufolge steigt durch die Wärmetauscher-Technologie automatisch auch die Lebensdauer der Module, was sich positiv auf deren Wartungskosten und Nachhaltigkeit auswirkt. Nicht zuletzt wird durch die kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung weniger Dachfläche benötigt als bei einer vergleichbaren Lösung, was insbesondere in urbanen Gebieten und stark bebauten Industriebereichen von entscheidendem Vorteil sein wird. PVT-Module sind geradezu prädestiniert für Nahwärmesysteme in ländlichen und städtischen Regionen, bis hin zu Gewerbe und Industrie.

PVT galt bis vor Kurzem als unrentabel. Anders als reine Photovoltaik-Module waren PVT-Module sehr zeit- und kostenaufwändig in der Herstellung; die Produktionsprozesse galten als nicht oder nur schwer automatisierbar. Deshalb hat PVT es bislang nie in die Massenproduktion geschafft. Die Kosten für ein PVT-Modul lagen weit über den Preisen für herkömmliche PV-Module; die Anfangsinvestitionen waren unattraktiv verglichen mit einer getrennten Photovoltaik- und Solarthermie-Lösung.

Ein Umstand, der sich in naher Zukunft ändern wird: Bei meinem Besuch auf der Intersolar habe ich Gespräche mit PVT-Herstellern geführt, darunter auch mit Wilhelm Stein, dem CEO von Sunmaxx PVT. Der Ansatz seines Unternehmens könnte die Wende für die PVT-Auslegung bedeuten: Sunmaxx verbindet Solartechnologien mit dem Know-how und Ressourcen der Automobilindustrie, um PVT-Module automatisiert und kosteneffizient herstellen zu können. Das sächsische Unternehmen betreibt die derzeit weltgrößte PVT-Produktion ihrer Art mit einem jährlichen Volumen von 50 Megawatt, skalierbar auf die fünffache Produktionsmenge. Laut Stein soll dies zügig umgesetzt werden.

Intelligente Produktionsverfahren, europäische Fertigung – sogar der Solarzellen von Oxford PV – und kontinuierlicher Fortschritt werden die Effizienz der PVT-Hybridtechnologie weiter verbessern und eine Chance bei Europas Wettbewerbsfähigkeit in der Solarbranche sein. Dies zeigt auch der von Sunmaxx auf der Intersolar vorgestellte „Solar-Hammer“ – ein gemeinsam mit Oxford PV entwickeltes PVT-Modul, das einen elektrischen Rekord-Wirkungsgrad von 26,6 Prozent sowie eine Gesamteffizienz von 80 Prozent erreicht.

Stein zufolge beträgt der Innovationsvorsprung auf den internationalen Wettbewerb derzeit circa zwei Jahre – den das sächsische Unternehmen zu halten und auszubauen gedenkt.

Das sind positive Nachrichten, speziell für die geschwächten Solar-Standorte Sachsen und Deutschland. Es bleibt zu hoffen, dass die hiesige Solarindustrie durch PVT neuen Aufwind erfährt und zu einem wichtigen Pfeiler für eine 100-prozentige Energieversorgung von Industrie und Gewerbe sowie der kommunalen und häuslichen Energieversorgung werden wird.

Hochtemperatur-Wärmespeicher

Viele Industrieprozesse benötigen Hochtemperaturen, teils jenseits von 1000 Grad Celsius. Bisher wird diese Hitze vor allem durch das Verbrennen von klimaschädlichem Erdgas erzeugt. Viele warten auf Wasserstoff und auf ein großes Wasserstoffnetz, dessen Effizienz in der gesamten Prozesskette jedoch sehr niedrig und damit teuer sein wird. Eine sofort verfügbare Alternative sind Hochtemperaturspeicher, wie beispielsweise die von Kraftblock.

Mit Überschussstrom aus Solar- und Windenergie kann Hitze erzeugt werden, die in den Hochtemperaturspeichern über Wochen gespeichert werden kann. Diese Speicher liefern Heißluft, Thermalöl, Dampf oder Wasser auf jedem Temperaturniveau zwischen 50 und 1300 Grad Celsius. Sobald die Industrieprozesse Hitze in diesen Formen benötigen, steht sie aus den Speichern zur Verfügung.

Mit diesen Hochtemperaturspeichern können viele Industrieanwendungen sofort mit besonders günstigem Strom aus überschüssigem Wind und Solarstrom emissionsfrei betrieben werden. Große PVT-Anlagen auf dem eigenen Betriebsgelände – in Verbindung mit Hochtemperaturspeichern – können große Mengen an Hochtemperatur für die Industrieprozesswärme liefern – unabhängig von Energieeinkäufen und großen Netzen für Erdgas, Wasserstoff und teuren Überlandstromleitungen. Dies ist besonders effektiv, wenn in der Nähe der PVT-Anlage zusätzlich Wind-, Biogas- oder Wasserkraft zur winterlichen Versorgung verfügbar sind. Ein langes Warten, bis die großen und teuren Wasserstoffnetze gebaut sind, ist für solche Industriebetriebe somit nicht mehr nötig.

Hochtemperaturspeicher sind eine starke Innovation für den Aufbau einer heimischen Produktion, unabhängig von chinesischer Fertigung.

Systemdienliche netzstabilisierende PV-Stromstromerzeugung

Der Netzbetreiber 50 Hertz hat vor kurzem südlich von Leipzig die größte Photovoltaik-Freiflächenanlage Europas offiziell eingeweiht. Der Energiepark Witznitz hat eine Leistung von 650 Megawatt und ist an das Übertragungsnetz von 50 Hertz angeschlossen. Erstmals speist ein Solarkraftwerk direkt auf der Höchstspannungsebene Strom ein und erstmals trägt eine solche Anlage rund um die Uhr – also auch bei Dunkelheit – zur Netzstabilität bei. Die mit einer zusätzlichen Software ausgestatteten 3500 Wechselrichter des Photovoltaik-Parks liefern sogenannte Blindleistung, die die Systemführung von 50 Hertz bei Bedarf zur Spannungshaltung abrufen kann.

Auch hier zeigt sich eine europäische Innovation in der Softwareentwicklung für Wechselrichter, die auch Netzsystemdienstleistungen bringen können. Damit eröffnet sich nicht nur für Höchstspannungsnetze eine neue netzstabilisierende Wirkung.

Prinzipiell können solche Wechselrichter auch für dezentrale Anwendungen überall die Netze stabilisieren, bis hin zu autarken Anlagen, die ganzjährig systemdienlich jede Stunde des Jahres eine sichere Stromversorgung garantieren. In meinem Haus ist dies mit einem Victron-Wechselrichter längst verwirklicht. Seit über zwei Jahren habe ich eine funktionsfähige, sichere, autarke, netzunabhängige Stromversorgung mit Spannungs- und Frequenzhaltung sowie Blindstromlieferung für meinen häuslichen Strombedarf, meine E-Mobile und sogar Schwarzstartfähigkeit für mein wärmelieferndes Pflanzenöl-Blockheizkraftwerk im Winter.

Solche Kombinationen könnten mit einem Mix aus erneuerbaren Energien, Batterien, Hochtemperaturspeichern und hocheffizienten PVT-Modulen – alles aus europäischer Industrieproduktion – eine schnelle und kostengünstige Energieversorgung schaffen; dezentral für Quartiere, Nahwärmesysteme bis hin zur Industrie, von der Stahlerzeugung bis zur Glasindustrie.

Solche Innovationen eröffnen der europäischen Cleantech-Industrie große Chancen im Wettlauf mit der chinesischen Herstellung. Entscheidend wird sein, dass Energiekunden in der Industrie und den Kommunen diese Chancen ergreifen und umsetzen. Wenn gleichzeitig die Politik unterstützend den Markthochlauf fördert, dann hat die europäische Industrie wieder eine echte Chance, der Dominanz der chinesischen Marktführerschaft etwas Nennenswertes entgegenzusetzen. Die Förderung von Innovationen ist immer besser und erfolgversprechender als Zölle, Marktabschottung und Handelskriege, die am Ende auch dem Klimaschutz schaden.

Der Autor Hans-Josef Fell ist Präsident der Energy Watch Group (EWG). Er war 1998 bis 2013 für Bündnis/Die Grünen Mitglied im Bundestag und ist Mit-Autor des Entwurfs des Erneuerbare-Energien-Gesetzes von 2000.  http://hans-josef-fell.de —

Die Blogbeiträge und Kommentare auf www.pv-magazine.de geben nicht zwangsläufig die Meinung und Haltung der Redaktion und der pv magazine group wieder. Unsere Webseite ist eine offene Plattform für den Austausch der Industrie und Politik. Wenn Sie auch in eigenen Beiträgen Kommentare einreichen wollen, schreiben Sie bitte an redaktion@pv-magazine.com.

Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.

Popular content

Konsolidierung und Preiskampf bei Photovoltaik-Installateuren im vollen Gange
22 Juli 2024 In ihren Rückmeldungen bestätigen uns mehrere Installationsfirmen, dass kleine Photovoltaik-Dachanlagen vermehrt zu niedrigen Preisen angeboten werden...