Sieht so ein Gamechanger der Energiewende aus?


Die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaik hat sich dank gesunkener Herstellungskosten von Solarzellen erheblich erhöht. Sie konnten auf einen Bruchteil reduziert werden, verbunden mit deutlich niedrigeren Investitionskosten von PV-Anlagen.

Das Ergebnis:
Dezentrale Eigenversorgung ist trotz gesunkener EEG-Vergütungssätze in der Regel rentabel.

Große Freiflächenanlagen werden mittlerweile ohne Förderung konzipiert.
Eine Herausforderung bleibt aber die Effizienz der Energieumwandlung in den Zellen. Mit den heutigen Technologien erzielbare Wirkungsgrade liegen nur bei 20 bis 25%.

Zwar ist die Photovoltaik heute in vielen Use Cases wettbewerbsfähig, als Problem erweisen sich jedoch zunehmend die verfügbaren Flächen. Gerade in einem dichtbesiedelten Land wie Deutschland gibt es eine intensive Nutzungskonkurrenz, so dass Flächen für PV-Anlagen immer knapper werden. Der effektivste Weg, den Flächenbedarf der Photovoltaik zu verringern, wären höhere Wirkungsgrade – aber nicht „nur“ ein paar Prozentpunkte.

Nun kommt hoffnungsvolle Kunde von der Rice University in Houston. Die Forscher wollen – anders als bei den herkömmlichen Zellen – auch die in der UV-Strahlung enthaltene Wärme zur Stromerzeugung nutzen und so einen Quantensprung beim Wirkungsgrad erzielen. Dazu sollen in die Zellen sogenannte „Kohlenstoff-Nanoröhren“ integriert werden. Damit seien Wirkungsgrade bis zu 80% erzielbar – also das Drei- bis Vierfache.

Bei wettbewerbsfähiger Herstellung wären diese Zellen ein Gamechanger. Der spezifische Flächenbedarf würde massiv sinken (siehe Abbildung). Bei geringerer Flächenbeanspruchung wäre ein höherer Beitrag zur Energieerzeugung möglich, was sicher auch die Akzeptanz der Photovoltaik erhöhen würde.


Abbildung 1: Vergleich des Flächenverbrauchs verschiedener PV-Technologien (Quellen: www.solarstromerzeugung.de, www.photovoltaik.org, Rice University, LBD-Abschätzungen)

 

Eine so disruptiv wirkende Innovation würde natürlich etablierte Technologien bedrohen. Anders als z.B. bei Dampfkraftwerken, wo es nur noch um Zehntelprozentpunkte an Wirkungsgradzuwachs geht, ist damit bei jüngeren Technologien immer zu rechnen.

Direkt oder indirekt betroffene Unternehmen (also z.B. auch Netz- oder Speicherbetreiber) benötigen unserer Meinung nach eine Strategie mit möglichst hoher Flexibilität, um auf entsprechende Entwicklungen reagieren zu können. Ohne diese Flexibilität sind wegen der Relevanz der Photovoltaik für alle Wertschöpfungsstufen selbst existenzielle Probleme nicht auszuschließen.

 

Ansprechpartner: Ralf Nellen