Photovoltaiktechnik: Aktuelle Zahlen, Daten und Fakten

Sauberer, grüner Strom direkt von der Sonne, klimaneutral und nachhaltig – Photovoltaik (PV) ist, zusammen mit Windenergie, der wichtigste Pfeiler der Energiewende. „Deutschland lässt das fossil-nukleare Energiezeitalter hinter sich“, sagt Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaische Module und Kraftwerke am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). Wirth hat aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland zusammengetragen: Demnach deckt Solarstrom aus derzeit rund zwei Millionen Photovoltaikanlagen knapp zehn Prozent des deutschen Jahresstrombedarfs ab – an sonnigen Tagen kann der Anteil sogar auf zwei Drittel steigen. Allerdings muss der jährliche Photovoltaikausbau laut Solarexperte Wirth drei- bis viermal schneller vorangehen als heute, damit Deutschland seine Ziele einhält. Demnach sollen 2030 bereits 80 Prozent des Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energien stammen. Der Löwenanteil von Agri- und Floating-PV-Flächen.

Aber wie ist insgesamt der Stand der Dinge bei der Photovoltaiktechnik in Deutschland? Neun Fragen und Antworten:

Laut dem Umweltbundesamt hat Solarstrom in Deutschland allein im Jahr 2020 den Ausstoß von rund 35 Millionen Tonnen Treibhausgas vermieden. Auch weil Photovoltaikanlagen kontinuierlich ausgebaut und effizienter werden, setzt das Erzeugen einer Kilowattstunde Strom heute im Schnitt nur noch 474 Gramm CO₂ frei – 1990 waren es noch 764 Gramm.

Einen erheblichen Teil! Und zwar schon allein deshalb, weil der Energiebedarf durch Optimierungen künftig sinken wird. Parallel dazu wird die Kapazität ausgebaut, und die Anlagen werden immer effizienter. Laut der Studie „Meeting the Goals of the Paris Agreement: Temperature Implications of the Shell Sky Scenario“, in der der Mineralöl- und Erdgas-Konzern mögliche langfristige Entwicklungen auf dem Energiemarkt skizziert, entwickelt sich PV global gesehen sogar zur wichtigsten Primärenergiequelle überhaupt. Demnach könnte die Sonne im Jahr 2070 ein Drittel der gesamten Primärenergie für die Menschheit liefern.

„Solarstrom wird überwiegend dezentral und verbrauchsnah in mehr als zwei Millionen Anlagen erzeugt“, sagt PV-Experte Harry Wirth vom ISE. Das heißt, die Stromproduktion von Solaranlagen, die meist direkt vor Ort bei den Verbrauchern stehen, wirkt sich kaum auf das innerdeutsche Übertragungsnetz aus – das damit nicht überlastet werden kann.

Im Vergleich zu anderen Formen der Stromproduktion ist die Effizienz von PV-Anlagen tatsächlich eher gering: Sie verwandeln im Schnitt nur rund 16 bis 18 Prozent der Energie in Strom. Allerdings entlässt die Sonne bei der Energieproduktion kein CO₂ in die Erdatmosphäre, und sie liefert kostenlos sehr viel Energie. Darum ist die Effizienz weniger wichtig. Und auch im vergleichsweise sonnenarmen Deutschland kann die Photovoltaiktechnik problemlos eine Familie das ganze Jahr hindurch mit Strom versorgen.

Vor allem große Solarkraftwerke produzieren heute konkurrenzlos günstigen Strom. Der Grund: Auf der einen Seite ist PV effizienter und preiswerter geworden – auf der anderen Seite sind fossile und nukleare Energiequellen wegen der Kosten für Schäden durch CO2-Emissionen oder für atomare Endlagerung in Wirklichkeit sehr teuer. Dazu kommt, dass sie auch deutlich gefährlicher sind. Diese Erkenntnis setzt sich immer mehr durch.

Auch kleine PV-Anlagen rentieren sich. Zum einen senken sie die Stromkosten, da die Betreiber ihren Strom selbst nutzen können und so weniger aus dem öffentlichen Netz beziehen müssen. Zum anderen bringen sie Erträge über die EEG-Umlage für die Einspeisung in das Stromnetz. Weil zugleich die Preise für PV-Module stark gesunken sind, kann das für attraktive Renditen sorgen.

Das hängt ganz von der Technologie ab. Waferbasierte Module bestehen vor allem aus Glas, Aluminium, Kunststoffen und Silizium – alles Rohstoffe, die ausreichend verfügbar sind. Ähnlich sieht es für Dünnschichtmodule auf Siliziumbasis aus. Sogenannte CdTe- und CIS-Dünnschichtmodule brauchen dagegen Tellur und Indium, beides seltene Elemente.

Nein. Laut einer Analyse im Auftrag des Umweltbundesamts amortisiert sich eine PV-Anlage energetisch im Schnitt schon nach 1,6 bis 2,1 Jahren, je nach Technologie und Standort. Im Laufe ihres Lebens erzeugt die Anlage dann bis zu 18-mal so viel Strom, wie zu ihrer Herstellung notwendig war.