Photovoltaik 2025-2030: Vision und Herausforderungen der Solarenergie

Photovoltaik als zentraler Baustein der Energiewende

Deutschland setzt auf erneuerbare Energien, um den Klimawandel zu bekämpfen und die Energieunabhängigkeit zu stärken. Die Photovoltaik (PV) wird dabei als eine der effizientesten und flexibelsten Technologien betrachtet. Mit Zielen wie 215 GW installierter Leistung bis 2030 rückt die PV-Branche immer mehr in den Fokus. Dieser Artikel bietet einen fundierten Überblick über die Entwicklungen von 2025 bis 2030 – von technologischen Innovationen über regulatorische Herausforderungen bis hin zu strategischen Chancen.

Der Weg zu 2025: Meilensteine und aktuelle Entwicklungen

Bis 2025 soll die installierte PV-Leistung in Deutschland auf etwa 120 GW anwachsen. Dies erfordert jährliche Zubauraten von 15 bis 20 GW. Der Ausbau wird vor allem durch innovative Konzepte wie Agri-PV, Floating-PV und Gebäude-integrierte Photovoltaik (BIPV) vorangetrieben. Hier sind einige aktuelle und zukünftige Entwicklungen:

• Kostenreduktionen: Die Preise für PV-Anlagen sind seit 2010 um bis zu 90 % gesunken. Großanlagen produzieren Strom zu Kosten von 4–7 Cent/kWh, was PV-Strom unschlagbar günstig macht​.
• Technologische Fortschritte: Bifaziale Module, die Licht von beiden Seiten nutzen, steigern die Effizienz um bis zu 30 %. Außerdem gewinnen Floating- und Agri-PV zunehmend an Bedeutung, da sie Flächenkonflikte reduzieren.
• Netzintegration: Durch verbesserte Speichertechnologien und Netzsteuerung wird die Aufnahmefähigkeit für PV-Strom bis 2025 weiter erhöht.

Ausblick bis 2030: Chancen und Herausforderungen

Bis 2030 sollen laut Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) etwa 30 % des deutschen Strombedarfs durch PV gedeckt werden. Hierzu sind jedoch massive Anstrengungen nötig:

1. Abregelung von PV-Anlagen: Ein ungelöstes Problem

Mit dem wachsenden Anteil von PV-Strom im Energiemix wird auch die Abregelung von Anlagen ein immer relevanteres Thema. Abregelung bezeichnet die Reduktion der Einspeiseleistung von PV-Anlagen, wenn das Netz die erzeugte Strommenge nicht aufnehmen kann.

Daten zur Abregelung:

• Im Jahr 2022 wurden 0,62 TWh PV-Strom abgeregelt, was etwa 1,1 % der gesamten PV-Stromproduktion entspricht​.
• Die Hauptgründe für Abregelungen liegen in Netzengpässen, einer unzureichenden Infrastruktur und mangelnden Speicherkapazitäten.

Kosten und Verluste:

• Die Abregelung führt zu direkten wirtschaftlichen Verlusten, da Strom produziert, aber nicht genutzt wird. Betreiber erhalten zwar eine Entschädigung, diese verursacht jedoch zusätzliche Kosten für das gesamte Energiesystem.
• Abgeregelter Strom ist ein Indikator für ineffiziente Strukturen im Energiemarkt und ein Hindernis für den weiteren Ausbau.

Ansätze zur Reduzierung der Abregelung:

1. Netzausbau und Digitalisierung: Der Ausbau der Übertragungs- und Verteilnetze ist entscheidend, um mehr PV-Strom zu integrieren. Digitale Netzsteuerung kann helfen, die verfügbaren Kapazitäten effizienter zu nutzen.
2. Flexibilisierung der Nachfrage: Eine stärkere Nutzung von “Demand Response”-Mechanismen könnte helfen, den Verbrauch an Zeiten hoher Einspeisung anzupassen.
3. Speichertechnologien: Stationäre Batteriespeicher oder Power-to-X-Anwendungen (z. B. die Umwandlung in Wasserstoff) können Überschüsse aufnehmen und zeitlich verschieben.
4. Hybride Kraftwerke: Die Kombination von PV und Windkraftanlagen an einem Standort mit integriertem Speicher reduziert Lastspitzen und stabilisiert die Einspeisung.

2. Innovative Flächennutzung

• Agri-PV: Ermöglicht eine doppelte Flächennutzung für Landwirtschaft und Stromproduktion. Auf Dauergrünland allein könnte eine Kapazität von bis zu 600 GWp realisiert werden​.
• Floating-PV: Auf Baggerseen oder gefluteten Tagebauen bietet diese Technologie ein Potenzial von 45 GW. Floating-PV reduziert Konflikte bei der Flächennutzung und hat gleichzeitig positive Auswirkungen auf die Wasserverdunstung.
• Gebäude-integrierte PV (BIPV): Fassaden und Dächer bieten ein Potenzial von 1.000 GWp. Bislang wird jedoch nur ein Bruchteil dieser Flächen genutzt.

3. Netzausbau und Speicher

Die volatilen Einspeisungen der PV erfordern Speicherlösungen, um überschüssigen Strom zwischenzuspeichern. Von stationären Batteriespeichern bis hin zu Power-to-X-Technologien gibt es bereits vielversprechende Ansätze:

• Batteriespeicher: Haushalts- und Großspeicher werden durch sinkende Kosten immer attraktiver.
• Power-to-X: Überschüsse können in Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe umgewandelt werden.

4. Klimaschutz und Nachhaltigkeit

• CO₂-Reduktion: Photovoltaik hat sich bereits als Schlüsseltechnologie zur CO₂-Vermeidung etabliert. Im Jahr 2022 wurden durch PV in Deutschland rund 42 Mio. Tonnen CO₂ eingespart​.
• Energierücklaufzeit: PV-Anlagen amortisieren sich energetisch innerhalb von 1 bis 2 Jahren und liefern danach 25–30 Jahre klimafreundlichen Strom.

5. Wertschöpfung und Arbeitsplätze

Die Produktion von PV-Modulen wird aktuell von China dominiert, das mehr als 80 % der globalen Fertigung übernimmt. Der Aufbau europäischer Fertigungskapazitäten könnte bis 2030 neue Arbeitsplätze schaffen und die Abhängigkeit von Importen verringern.

Fazit: Photovoltaik als Schlüssel zur Energiewende

Die Jahre 2025 bis 2030 bieten enormes Potenzial für die Photovoltaik. Mit innovativen Technologien, nachhaltigen Lösungen und politischer Unterstützung kann die PV-Branche nicht nur zur Klimaneutralität Deutschlands beitragen, sondern auch wirtschaftliche und gesellschaftliche Vorteile schaffen. Doch die Herausforderungen, insbesondere bei der Abregelung und Netzintegration, erfordern eine klare Strategie und umfassende Investitionen. Die nächsten Jahre werden entscheidend sein, um Photovoltaik als Rückgrat eines nachhaltigen Energiesystems zu etablieren.