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Wie die Photovoltaik unsere Energieprobleme lösen wird

Patrick Toggweiler / watson.ch

Im März 2016 trafen sich 57 Photovoltaik-Experten aus Deutschland, Japan und den USA, um im Rahmen der Global Alliance of Solar Energy Research Institutes (GA-SERI) das Potential und die Zukunft der weltweiten Photovoltaik zu eruieren. In einem abschließenden Statement hielt die Autorin Nancy M. Haegel fest, dass unter gewissen Bedingungen bis 2030 Kapazitäten zwischen 3-10 Terawatt (3.000-10.000 Gigawatt) möglich wären. Als Vergleich: Damals waren gerade mal 300 Gigawatt installiert. Die Rede war dementsprechend von einer Kapazitäts-Steigerung von mindestens 1000 Prozent.

Wenn dir diese Zahlen nichts sagen, sei unbesorgt. Wir sorgen weiter unten für Klarheit. Wichtig ist erstmal, dass 2016 davon ausgegangen wurde, dass 2030 3-10 Terawatt möglich wären.

Nun erschien vor wenigen Tagen von denselben Autoren im wissenschaftlichen Fachmagazin "Science" eine Neubeurteilung der Lage. Und sie hört sich vielversprechend an.

Was ist dieses "Science"-Magazin?

Fußballer träumen von der Champions League, Basketballer von der NBA. Und wovon träumen Naturwissenschaftler? Von einer Publikation im "Science" oder im "Nature". Wer in einem der beiden Magazine publiziert, kann sich die Professorenstelle danach aussuchen. "Science" und "Nature" – was dort steht, hat Gewicht.

Die Wachstumskurve der weltweiten Photovoltaik-Kapazität hat sich positiv entwickelt. Sogar die gestandenen Experten zeigten sich überrascht. Ein wichtiger Grund dafür sind die unerwartet drastischen Preissenkungen bei den Photovoltaikmodulen. Im weltweiten Durchschnitt wurden Ende 2018 weniger als 0.25Dollar pro Watt bezahlt. Erwartet wurde dieser Preis erst um das Jahr 2030 (bei einer installierten Leistung von 8 TW).

Deshalb werden nun die bis 2030 als Höchstziel definierten 10 Terawatt anvisiert. Zusätzlich stellen die Autoren in Aussicht, dass der Siegeszug der Photovoltaik bis 2050 weiter geht und sogar eine Kapazität von 30-70 Terawatt erreicht.

Damit würde die Photovoltaik zum Hauptenergieproduzenten auf diesem Planeten.

Nun aber zur Klärung der Zahlen. Was bedeuten diese? Wie viel Strom könnte so produziert werden?

Die Studie rechnet mit "Kapazität" – also der möglichen Leistung im Idealfall. Leider aber ist Kapazität nicht gleich Kapazität, denn der Idealfall für Photovoltaik (entsprechende Wetterbedingungen) trifft wesentlich seltener zu als der Idealfall für ein Kernkraftwerk (Alle Systeme funktionieren einwandfrei). Das heisst: Um dieselbe Menge Strom zu produzieren, braucht eine PV-Anlage mehr Kapazität als ein Kernkraftwerk.

Zum Vergleich: Die weltweiten Kapazitäten im Jahre 2017:

Copy: Energiepotential
Infogram

Ergänzt man diese Grafik mit dem tatsächlich produzierten Strom, wird die "Kapazität-ist-nicht-gleich-Kapazität"-Problematik deutlich.

Energiepotential
Infogram

Die Grafik zeigt: Obwohl PV bereits 2017 eine leicht höhere Kapazität als Kernkraft besaß, wurde damit weniger als die Hälfte des Stroms produziert.

Nun aber die gute Nachricht. Eine Steigerung der PV-Kapazität auf 10 TW bis ins Jahr 2030 – unter der Annahme, dass das Kapazität-zu-Energieproduktion-Verhältnis ungefähr gleich bleibt – demonstriert das enorme Potential von Photovoltaik:

Energiepotential 2030
Infogram

Und weil der Blick in die Glaskugel in diesem Fall zuversichtlich stimmt, zeigen wir auch noch, wie viel Strom mit PV bis 2070 möglich wäre.

Energiepotential 2070
Infogram

Selbstverständlich sehen die Autoren auch gewisse Hürden beim Siegeszug von PV:

In Sachen Stromspeicher hat sich übrigens bereits etwas getan. Die gigantische 100 MW-Batterie, welche Tesla im Süden Australiens baute, ist drauf und daran, einen Drittel der Baukosten in nur einem Jahr zu amortisieren.

Quellen und Annahmen der Berechnung:

Varosha, eine Geisterstadt auf Zypern

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