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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 E-Autos 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.
Solche starken Innovationen mit dem Potential 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 PV und Solarthermie in einem Modul - Sogenannte PVT (Photovoltaisch-Thermische) 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 PV-Modul.
Bekanntermaßen sinkt der Wirkungsgrad der Stromerzeugung der PV 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.
PVT galt bis vor Kurzem als unrentabel. Anders als reine PV waren PVT-Module sehr zeit- und kostenaufwändig in der Herstellung; die Produktionsprozesse galten als nicht bzw. 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 PV- 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 Dr. 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 MW, skalierbar auf die fünffache Produktionsmenge. Laut Herrn Dr. 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.
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.
Hochtemperatur-Wärmespeicher: Viele Industrieprozesse benötigen Hochtemperaturen, teils jenseits von 1000 °C. 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°C und 1.300°C. 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 50Hertz hat vor kurzem südlich von Leipzig die größte Photovoltaik-Freiflächenanlage Europas offiziell eingeweiht. Der Energiepark Witznitz hat eine Leistung von 650 MWp und ist an das Übertragungsnetz von 50Hertz 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 3.500 Wechselrichter des PV-Parks liefern sogenannte Blindleistung, die die Systemführung von 50Hertz bei Bedarf zur Spannungshaltung abrufen kann.
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 Clean-Tech-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.
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