Der Solarmarkt brummte 2023 wie nie zuvor. Für Deutschland beziffert Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar) die Installation von neuer Solarstromleistung auf 14 Gigawatt.
Die Österreichische Abwicklungsstelle für die Ökostromförderung (Oemag) hat für 2023 Investitionsförderungen genehmigt, die für den Bau von zwei Gigawatt neuer Solarleistung ausreichen. In beiden Fällen wäre das eine Verdopplung der Nachfrage.
Nachfrage steigt überall
Auch in den anderen europäischen Ländern steigt die Nachfrage nach Photovoltaik. So geht Solar Power Europe (SPE) für 2023 von einem Zubau innerhalb der Europäischen Union in Höhe von 56 Gigawatt aus – ein Wachstum um 40 Prozent gegenüber dem Jahr 2022. Für 2024 erwartet SPE einen Zubau von 62 Gigawatt innerhalb der EU. Schon das zeigt, dass der europäische Markt in nächster Zeit etwas langsamer wachsen wird, auch wenn er weiterhin auf einem hohen Niveau bleibt.
2024 könnten in Europa 62 Gigawatt zugebaut werden
Die Aussicht auf 62 Gigawatt in Europa sollte die Modulproduzenten zuversichtlich stimmen, zumal die weltweite Nachfrage ebenfalls zulegt. „Über mehr als eine Dekade wird der Bedarf an Photovoltaikmodulen mit jährlichen Steigerungsraten von mehr als 25 Prozent wachsen“, prognostiziert Florian Clement.
Er leitet die Abteilung für Produktionstechnologie am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). „Dies erfordert ein entsprechendes Wachstum an Produktionskapazitäten und den damit verbundenen Ausbau an lokalen Lieferketten.“ Das ist ein riesiger Markt und man sollte denken, es ist genug Platz für eine neue europäische Solarindustrie.
Doch weit gefehlt. Die europäische Solarindustrie kommt nicht aus den Startlöchern. Der Ausbau findet vor allem mit Paneelen aus Fernost statt. „Module aus China fluten derzeit den Markt“, weiß Florian Clement. Das ist nicht verwunderlich. Denn seit 2010 ist die Produktionskapazität für Solarmodule in China massiv gestiegen. Andere Regionen der Erde kommen fast gar nicht mehr vor.
Europäische Hersteller sind wettbewerbsfähig
Die chinesischen Hersteller befinden sich derzeit aber in einem Preiskampf, in dem die europäischen Hersteller zum Kollateralschaden werden, wie Detlef Neuhaus, Geschäftsführer von Solarwatt, betont. Dieser Preiskampf hat dafür gesorgt, dass die Modulpreise im vergangenen Jahr um mindestens die Hälfte gesunken sind. „Das ist brutaler als bei der Solarkrise vor zwölf Jahren“, sagt Detlef Neuhaus.
Für europäische Hersteller sind das Preise, mit denen sie nicht mehr mithalten können, was eigentlich nicht sein müsste. „Europäische Hersteller sind prinzipiell wettbewerbsfähig gegenüber asiatischen Herstellern“, betont Sven Stoffers, Vertriebsleiter von Meyer Burger. „Nicht wettbewerbsfähig sind europäische Hersteller allerdings dann, wenn Wettbewerber Ware weit unter Herstellungskosten massenweise auf den Markt bringen. Deshalb muss dieses Marktversagen durch die Politik umgehend abgestellt werden.“
Washington hilft, Brüssel und Berlin schauen zu
Doch Brüssel und Berlin schauten derzeit tatenlos zu, kritisiert Detlef Neuhaus. Solarwatt musste Ende des vergangenen Jahres schon Mitarbeiter entlassen, weil sich das Unternehmen auf ein starkes Wachstum der europäischen Modulabsätze eingestellt hat, das sich am Ende aber nicht realisieren ließ.
Meyer Burger will noch weitergehen und die Reißleine ziehen. Das noch recht junge Modulwerk in Freiberg steht auf der Kippe. Nur noch die Zellproduktion in Thalheim und die Entwicklungsabteilung sollen bleiben, wenn bis Mitte Februar 2024 keine Unterstützungssignale aus der Politik kommen. Das Unternehmen will sich dann stärker auf die Produktion und den Markt in den USA konzentrieren.
Dort entsteht derzeit eine Modulproduktion mit einem jährlichen Ausstoß von zwei Gigawatt. „Der nächste Ausbauschritt erfolgt aufgrund der hervorragenden Förderbedingungen in den USA statt in Deutschland“, erläutert Sprecherin Annegret Schneider.
40 Prozent heimische Komponenten
Wie sich solche guten Förderbedingungen auswirken können, zeigt eine Studie der Unternehmensberatung McKinsey von Anfang 2023 (siehe Kasten auf Seite 57). Die Ergebnisse machen deutlich, wie es funktionieren kann. Doch dazu muss mehr passieren.
Schließlich ist das erklärte Ziel in Brüssel der Ausbau der Wertschöpfungskette in Europa. „Von der Politik ist eigentlich gefordert, dass bis 2030 40 Prozent des jährlichen Zubaus in Europa aus europäischen Fertigungen erfolgen. Leider bleiben klare Entscheidungen, wie beispielsweise die Unterstützung im Rahmen des IRA in den USA, in Europa bisher aus. Somit ist unter den aktuellen Rahmenbedingungen eine wirtschaftliche Fertigung nur schwer abbildbar“, erklärt Peter Bachmann, Leiter der Abteilung Customer Solutions bei Solarwatt.
Erst zwei Prozent geschafft
Für dieses Ziel von 40 Prozent müssen die EU und auch die Mitgliedsstaaten noch viel tun. Denn um diesen Anteil zu erreichen, müssten in Europa beim prognostizierten Marktwachstum 30 Gigawatt an jährlicher Produktionskapazität von Solarmodulen aufgebaut werden. Nach Erhebungen von Solar Power Europe liegt diese derzeit bei etwa 14,6 Gigawatt pro Jahr.
Das ist immerhin schon die Hälfte des Notwendigen. Schlechter sieht es auf den anderen Stufen der Wertschöpfungskette aus. So ist die Produktionskapazität für Polysilizium im vergangenen Jahr aufgrund der Insolvenz eines europäischen Herstellers sogar um zwölf Prozent zurückgegangen, statt zu wachsen. Kein Wachstum gab es bei der Fertigung von Ingots, doch immerhin auch keinen Rückgang. Die Produktionskapazität in diesem Bereich bleibt bei einem Gigawatt.
Ähnlich sieht es bei der Waferproduktion aus. Sie stagniert bei 1,3 Gigawatt pro Jahr. Leichtes Wachstum gab es bei der Produktion von Solarzellen von 1,4 auf zwei Gigawatt jährlicher Kapazität.
Über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg betrachtet, reichen diese Kapazitäten aus, um magere zwei Prozent der gesamten Nachfrage in Europa abzudecken. Nur bei der Leistungselektronik ist Europa gut aufgestellt. Hier existieren Werke für 82 Gigawatt. Sie wuchsen 2023 um 14 Prozent.
Lösungen für die europäische Solarindustrie liegen schon auf dem Tisch. Neben Investitionsunterstützung setzt die europäische Solarbranche auf Regelungen für Local Content. Der BSW-Solar hat einen Resilienzbonus bei Vergütung und Ausschreibung vorgeschlagen.
Den Mehrwert kommunizieren
Voraussetzung dafür soll dann sein, dass die Anlagen mit europäischen Komponenten gebaut werden. „Ein klares und verbindliches Signal an die Solarindustrie, dass sich in Deutschland nicht nur Investitionen in Solaranlagen, sondern auch in die Solarindustrie wieder lohnen, ist überfällig. Sich in diesem boomenden Wachstumsmarkt jetzt nicht stärker zu diversifizieren oder an derartigen Zukunftsinvestitionen zu sparen, das wäre nach den Erfahrungen der Energiekrise und Pandemie-Lieferengpässen riskant und für die Wertschöpfung unserer Volkswirtschaft ein irreversibles Versäumnis“, warnt Jörg Ebel, Präsident des BSW-Solar.
Auch Hubert Fechner, Obmann der österreichischen Technologieplattform Photovoltaik (TPPV) verweist auf die Notwendigkeit, mit einer heimischen Produktion den Solarausbau nicht von China abhängig zu machen. Nicht allein der Preis darf zählen, sondern auch weitere Kriterien wie Umwelt- und Sozialstandards.
Hier sind aber auch die Installationsbetriebe zur Mithilfe aufgefordert. „Denn die Frage ist: Wie schaffen wir es, den Mehrwert europäischer Produkte ins Bewusstsein der Kunden zu bringen?“, betont Hubert Fechner auf dem Herbstkongress 2023 der österreichischen PV- und Speicherbranche in Graz. „Die meisten Kunden fragen nicht nach, woher die Module kommen, weil sie davon ausgehen, dass diese selbstverständlich aus China kommen.“ Dies müsse sich ändern. Dann werde es auch einen Markt für europäische Module geben.
Kapazität steigern
Fechner verweist darauf, dass Österreich schon vier Modulhersteller beherbergt – für das kleine Land eine beachtliche Anzahl. Einer davon ist Kioto Solar.
Die Modulmarke von Sonnenkraft aus Kärnten setzt auf das Image heimischer Qualitätsproduktion und auf ein Segment jenseits des Standardmoduls. „Was wir merken, ist die starke Nachfrage nach transparenten Lösungen für Terrassenüberdachungen, Carports, Balkone oder Zäune“, berichtet Wolfgang Seidler, Geschäftsführer von Sonnenkraft. „Deshalb bauen wir in unserem Werk in Wernersdorf in der Steiermark aktuell eine neue Linie mit neuesten Topcon-Zellen auf. Dadurch wird nicht nur die Produktionskapazität gesteigert, sondern auch die neueste Technologie verbaut.“
Handwerker als starke Systempartner
Wie andere europäische Anbieter hat sich Kioto Solar längst vom reinen Modulhersteller zum Systemanbieter entwickelt und setzt auf enge Zusammenarbeit mit den Handwerkern. „Handwerker und Partner haben für uns einen ausgesprochen hohen Stellenwert. Für 2024 haben wir eine große Handwerkeroffensive geplant: Gemeinsam fürs lokale Handwerk mit lokal gefertigten Produkten“, betont Seidler.
Kioto kann sich nicht mit den übergroßen asiatischen Anbietern messen. „Wir merken aber, dass für unsere Kunden die Regionalität und die Qualität einen hohen Stellenwert haben.“ Außerdem hat das Unternehmen inzwischen Speicher und Wechselrichter im Portfolio.
Mit Expertise und Innovation punkten
Diesen Weg beschreitet Solarwatt schon seit Jahren und das mit Erfolg. Denn: „Ich sehe technologisch nach wie vor einen Vorsprung in der intelligenten Vernetzung der einzelnen Komponenten eines sektorengekoppelten Energiesystems bis hin zur fachgerechten Installation. Das ist für die meisten asiatischen Hersteller zu kleinteilig, da wollen sie aktuell nicht rein“, weiß Peter Bachmann von Solarwatt. „Gerade in Deutschland und Europa gibt es viele Dinge, die Hausbesitzer und Gewerbetreibende beim Bau einer entsprechenden Anlage beachten müssen. Da können wir mit unserer Expertise, unseren Services und unseren Lösungen sehr gut unterstützen.“
Bei rein investorengetriebenen Projekten wie den großen Solarparks im Bereich von mehreren Megawatt könne Solarwatt seine Produktvorteile nicht so stark ausspielen, sagt Peter Bachmann. „Aber das ist auch nicht unsere Zielgruppe“, betont er.
Skalierung ist nicht alles
Um in diesem Bereich mithalten zu können, müssten noch stärker Skalierungseffekte genutzt werden. Doch die reine Größe ist es nicht allein. „Skalierungseffekte treten im Gigawattbereich ein, sind aber nicht unendlich steigerbar“, erklärt Annegret Schneider von Meyer Burger. „Die Größe einer Fertigung bringt weniger Vorteile auf der Kostenseite als etwa der geringere Einsatz von Energie und Material und vor allem ein hoher Automatisierungsgrad. Aus unserer Erfahrung ist es wichtig, einen effizienten Produktionsprozess auf Basis einer nachhaltigen Technologie zu haben.“
Ein zweiter Weg sind Innovationen und ein spezialisiertes Portfolio. „Eine Innovation für 2024 ist das neue Solarmodul Terracotta. Durch das ziegelrote Glas und den gleichfarbigen Rahmen lässt sich das Modul perfekt in bestehende Dacheindeckungen integrieren und bietet so eine ästhetisch ansprechende Lösung für denkmalgeschützte Gebäude und historische Altbaudächer, aber auch für Neubauten mit Ziegeldächern“, beschreibt Wolfgang Seidler von Sonnenkraft die Entwicklung neuer Kundengruppen.
Kunden wollen Gesamtlösungen
Insgesamt sieht Wolfgang Seidler vor allem die Doppelglasmodule mit ihren vielfältigen Einsatzmöglichkeiten im Mittelpunkt der Produktstrategie bei Sonnenkraft. „In diesem Segment entwickeln wir uns ständig weiter, sei es durch den Ausbau der Produktionskapazität als auch durch Vorsprung in der Technologie“, betont er.
Auch für Solarwatt werden die Glas-Glas-Module immer bedeutender. Sie sind fast schon Standard bei europäischen Herstellern. „Doppelglasmodule haben im Vergleich zu herkömmlichen Glas-Folie-Modulen viele Vorteile wie beispielsweise eine deutlich längere Haltbarkeit. Dieses Wissen hat sich mittlerweile auch bei vielen Installationsbetrieben und Endkunden durchgesetzt“, sagt Peter Bachmann von Solarwatt. „Dazu kommt eine immer weiter steigende Nachfrage nach Modulen, die ohne zusätzliche Sicherungsmaßnahmen im Überkopfbereich oder in der Fassade eingesetzt werden können.“
Damit liegt der Dresdner Hersteller mit seinem Vision-Construct-Modul mit bauaufsichtlicher Zulassung durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) richtig. Inzwischen wird dieses Produkt auch als Halbzellenmodul angeboten.
https://www.photovoltaik.eu/solarmodule
Foto: Velka Botička
Foto: Meyer Burger
Foto: Heckert Solar
Foto: Sonnenkraft
Oxford PV/Fraunhofer ISE
Tandemmodul mit 25 Prozent entwickelt
Das Silizium-Perowskit-Modul (Glas-Glas) von Oxford PV liefert 421 Watt von 1,68 Quadratmetern. Verschaltet wurden M6-Zellen mit einem Wirkungsgrad von 26,8 Prozent. Sie stammten aus einer Kleinserie aus der Fabrik in Brandenburg an der Havel.
Noch in diesem Jahr soll die kommerzielle Produktion der Tandemzellen starten. Theoretisch haben sie ein Wirkungsgradpotenzial von über 43 Prozent. Der Prototyp des Glas-Glas-Moduls erreicht einen Wirkungsgrad von 25 Prozent.
Da die Perowskit-Schicht sehr sensibel ist, nutzte das Team schonende Prozesse, die mit geringen Temperaturen auskommen. Damit wurden die Zellen verkapselt. Auch mechanisch wurden die Zellen mit spitzen Fingern behandelt. „Die Prozesse sind für die industrielle Massenfertigung geeignet“, erklärt Achim Kraft, Gruppenleiter für Verbindungstechnik am Fraunhofer ISE. „Sie können auf kommerzielle Anlagen angewandt werden. Die Anpassung heutiger Fertigungslinien für Solarmodule ist gut umsetzbar.“
Verschaltet wurden die Solarzellen mittels leitfähigen Klebers. Demnächst geht das Modul in die Zertifizierung und weitere Tests.
McKinsey
Unterschiede bei Modulpreisen untersucht
Die Analysten von McKinsey haben sich die Modulpreise in China, Europa, Indien und in den USA angeschaut. Interessant ist vor allem der Vergleich zwischen Europa und den USA. So wurden in Europa die einheimischen Module zum Zeitpunkt der Erhebung durchschnittlich mit 32,1 Cent pro Watt gehandelt. Chinesische Ware ging für 27,2 Cent pro Watt an den Kunden.
Nicht so heftig sind die Unterschiede in den USA. Dort wurden einheimische Module für 33,3 Cent pro Watt verkauft. Chinesische Module kosteten 31 Cent pro Watt. Der geringere Unterschied erklärt sich durch die Einfuhrzölle, die für Chinaware gilt.
Deutlicher wird es, wenn man verschiedene Unterstützungen einrechnet. Dann kosten in den USA die einheimischen Module nur zwischen 12,7 und 19,7 Cent pro Watt. Allein der Inflation Reduction Act (IRA) mit seinen Subventionen drückt die Produktionskosten für US-Module um elf bis 18 Cent pro Watt. Dazu kommen Maßnahmen der Bundesstaaten.
Werden diese Subventionen von den Projektierern und Installateuren an die Kunden weitergereicht, sind US-Module auf dem Heimatmarkt erheblich preiswerter – selbst ohne Einfuhrzölle. In Europa sinken die Produktionskosten nur um 0,1 Cent pro Watt aufgrund von Kapitalsubventionen und Beihilfen – inklusive Innovationsfonds der EU.
Fraunhofer ISE/Fraunhofer CSP
Sechs Prozent mehr Wirkungsgrad durch Optimierung des Moduldesigns
Ungenutzte Möglichkeiten der Ertragssteigerung aufzuspüren war das Ziel eines Gemeinschaftsprojekts des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik (CSP) und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zusammen mit Industriepartnern. Dazu haben sie gängige Photovoltaikmodule intensiv untersucht.
Dabei kam heraus, dass durch die Kombination kleiner Verbesserungen bei Komponenten und im Herstellungsprozess eine Ertragssteigerung im Bereich von drei Prozent für Solarmodule erreichbar ist. Weitere drei Prozent an Leistungsdichte konnten durch die Einführung größerer und geteilter Solarzellen aus dem Modul herausgekitzelt werden. Leistungssteigerungen waren auch durch eine optimierte Dimensionierung der Verschaltung für die Halbzellen und den Einsatz besserer Materialien möglich. Gleichzeitig sinken die Kosten pro Watt Leistung durch verbesserte Materialabstimmungen und einen effizienteren Materialeinsatz.
Einer der Industriepartner ist Heckert Solar. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Chemnitz hat das im Projekt entwickelte, angepasste Moduldesign für seine 2023 in Betrieb gegangene neue Fertigungsstätte im thüringischen Langenwetzendorf übernommen. „Das Projekt zeigt sehr deutlich, dass es sich bei Solarmodulen lohnt, die notwendige Umstellung auf große Solarzellformate direkt mit einer Moduloptimierung zu begleiten“, fasst Max Mittag, Projektleiter am Fraunhofer ISE, eine zentrale Erkenntnis zusammen. „Im komplexen Zusammenspiel von Optik, Elektrik und Wärmehaushalt des Photovoltaikmoduls summieren sich die Vorteile schnell auf und führen zu sich verstärkenden Effekten.“
Ein weiterer Industriepartner war Denkweit. Das Unternehmen aus Halle an der Saale hat sich auf die KI-basierte Bilderkennung spezialisiert. Im Rahmen des Projekts entwickelte Denkweit ein neues Messgerät, das basierend auf der Erfassung von Magnetfeldern Stromflüsse erfasst. Dadurch können Fehler in Lötstellen schneller und vor allem präziser erfasst werden. Das nagelneue Messsystem kann auch ungleichmäßig verteilte Strompfade innerhalb des Moduls untersuchen.
l https://www.ise.fraunhofer.de
l https://www.csp.fraunhofer.de
