Fakten zur Photovoltaik in Deutschland Jahresauswertung zur Stromerzeugung: Anteil der Erneuerbaren bei 50 Prozent

Nach der Jahresauswertung zur Stromerzeugung in Deutschland durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE erreichte der Anteil der Erneuerbaren Energien an der Nettostromerzeugung, d.h. dem Strommix, der tatsächlich aus der Steckdose kommt, im letzten Jahr 49,6 Prozent (2021: 45,6 Prozent). Ihr Anteil an der Last (Stromverbrauch plus Netzverluste) lag sogar bei 50,3 Prozent. In Summe produzierten alle erneuerbaren Energiequellen im Jahr 2022 ca. 244 Terawattstunden (TWh) und damit etwa 7,4 Prozent mehr als im Vorjahr (227 TWh). Laut Bundesnetzagentur sank dagegen die Erzeugung aus konventionellen Energieträgern um 5,7 Prozent auf 272,9 TWh.

Nettoexport von Strom gestiegen 

Deutschland war im Jahr 2022 erneut Netto-Stromexporteur mit insgesamt 26,28 TWh. Das sind 9 TWh mehr als 2021, was einer Steigerung von 51,1 Prozent entspricht. Der Großteil der Exporte floss nach Österreich (16,0 TWh) und Frankreich (15,3 TWh), gefolgt von der Schweiz (6,6 TWh) und Luxemburg (3,9 TWh). Im Gegenzug importierte Deutschland Strom aus Dänemark (10,3 TWh), Norwegen (3,7 TWh) und Schweden (3,1 TWh).

Der im Vergleich zum Vorjahr mehr als doppelt so hohe Nettoexport nach Frankreich lässt sich insbesondere auf die Nichtverfügbarkeit von Kernkraftwerken aufgrund von geplanten und teilweise ungeplanten Wartungs- und Sanierungsarbeiten zurückführen. Im Sommer verschärfte sich die Lage bedingt durch die Trockenheit und die niedrigen Pegelstände der Flüsse weiter, da die Meiler nicht ausreichend gekühlt werden konnten.

Emissionen stagnieren

In Deutschland hat die Rückkehr zur Kohle- und Erdölverstromung die Energiespareffekte der teils schmerzhaften Einsparmaßnahmen im Rahmen der Gas-Krise wieder zunichte gemacht und lässt die Emissionen 2022 mit 761 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten auf Vorjahresniveau stagnieren. Dadurch verpasst Deutschland auch im Jahr 2022 wieder seine Klimaschutzziele. Gleichzeitig bleiben zentrale klimapolitische Maßnahmen wie das im Koalitionsvertrag angekündigte Klimaschutzsofortprogramm auf der Strecke.

Neben einer Reihe weiterer Maßnahmen ist daher ein massiver und schneller Ausbau der Erneuerbaren Energien notwendig, um den gesamten Energiebedarf in Deutschland regenerativ zu decken und die aktuellen hohen Energiepreise zügig wieder zu dämpfen. Doch bisher konnte nur die Photovoltaik die von der Bundesregierung vorgegebenen Ausbauziele für 2022 erreichen.

Ausbau der Erneuerbaren Energien muss massiv beschleunigt werden

Laut Simon Müller, dem Direktor der Denkfabrik Agora Energiewende, müsse sich die derzeitige Zubaugeschwindigkeit bei Solaranlagen noch mehr als verdoppeln, um die Klimaziele zu erreichen. Bei Windkraftanlagen an Land müsse sie sich mehr als verdreifachen und bei Windparks auf See sogar mehr als verachtfachen. Das Tempo müsse steigen, um Treibhausgasemissionen zu senken und um den zunehmenden Bedarf an Strom, etwa für industrielle Prozesse, zu decken. Die Schätzung des zukünftigen Stromverbrauchs liegt derzeit bei 750 bis 800 TWh jährlich (Stromverbrauch 2022: 550 TWh). Daher muss die Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien von derzeit knapp 240 TWh auf zunächst 600 TWh im Jahr 2030 erhöht werden.

„Der Erneuerbare-Energien-Ausbau ist das Fundament für alles andere", so Simon Müller. „Wir brauchen mehr Tempo beim Erneuerbaren-Ausbau, um Emissionen zu senken. Dies ist auch zentral, um die absehbar höhere Stromnachfrage durch mehr Elektroautos, Wärmepumpen und strombasierte Industrieprozesse klimafreundlich zu decken.“

Denn in der Bevölkerung und bei Unternehmen ist die Nachfrage nach Erneuerbaren Energien, Energieeffizienz und Elektrifizierungstechnologien stark angestiegen. Und das nicht nur in Deutschland, sondern auch international, wie beispielsweise der amerikanische „Inflation Reduction Act“ zeigt, mit dem rund 370 Milliarden Dollar in den Klimaschutz und die Energiesicherheit fließen sollen.

Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland

Mit einem Anteil an den Erneuerbaren Energien von derzeit etwa 25 Prozent ist die Photovoltaik eine tragende Säule der regenerativen Stromversorgung in Deutschland und wird auch in einer nachhaltigen Energiezukunft eine zentrale Rolle spielen. Daher haben sich Wissenschaftler des Fraunhofer ISE in ihrer neuesten Studie mit den Fakten zum Photovoltaik-Ausbau in Deutschland beschäftigt:

Wieviel Photovoltaik wird für die Energiewende benötigt?

Im Jahr 2030 sollen mindestens 80 Prozent des verbrauchten Stroms aus Erneuerbaren Energien stammen, und bereits im Jahr 2035 soll die Stromversorgung fast vollständig aus Erneuerbaren Energien gedeckt werden. Im EEG 2023 ist daher ein Ausbau der Photovoltaik auf 215 Gigawatt (GW) bis 2030 und auf 400 GW bis 2040 vorgesehen (zum Vergleich: vorgesehener Windkraftausbau bis 2040 von jetzt 66 GW auf 160 GW).

Der jährliche Netto-Zubau von Solaranlagen soll innerhalb weniger Jahre schrittweise von 9 GW (2023) auf 13 GW (2024) bzw. 18 GW (2025) bis zu einem Höchstwert von 22 GW gesteigert und auf diesem hohen Niveau stabilisiert werden. Dabei soll sich der Zubau hälftig auf Dach- und Freiflächenanlagen aufteilen, um sowohl den Zubau zu möglichst niedrigen Kosten (Freiflächenanlagen) als auch eine verbrauchsnahe Stromerzeugung (Dachanlagen) zu ermöglichen.

Liefert Photovoltaik relevante Beiträge zur Stromversorgung?

Ja. Mit einer Stromerzeugung von 58 TWh im Jahr 2022 deckte die Photovoltaik 11 Prozent des Bruttostromverbrauchs in Deutschland. Alle Erneuerbaren Energien zusammen kamen auf ca. 50 Prozent.

Können wir einen wesentlichen Teil unseres Energiebedarfs durch Solarstrom decken?

Ja, in dem Maße wie das zukünftige Energiesystem und die energiewirtschaftlichen Strukturen an die Anforderungen der Energiewende angepasst werden. In einem wirtschaftlich optimierten Erzeugungsmix kann die Photovoltaik je nach Randbedingungen mit einer installierten Leistung von 300 bis 450 GW zur Stromerzeugung beitragen und könnte damit etwa die Hälfte des geschätzten zukünftigen Stromverbrauchs abdecken.

Ist Photovoltaik-Strom zu teuer?

Photovoltaik-Strom war einmal sehr teuer. Vergleicht man jedoch die Stromgestehungskosten von neuen Kraftwerken verschiedener Technologien, dann schneidet die Photovoltaik mittlerweile sehr günstig ab. Insbesondere große Photovoltaik-Kraftwerke produzieren konkurrenzlos günstigen Strom.

Zwischen den Jahren 2010 und 2020 sind zudem die Preise für Photovoltaik-Module um 90 Prozent gesunken. Auf lange Sicht wird erwartet, dass die Modulpreise entsprechend dieser Gesetzmäßigkeit noch weiter sinken.

Ersetzen Photovoltaik-Anlagen fossile und nukleare Kraftwerke?

Nein, zumindest nicht in den nächsten Jahren. Solange keine nennenswerten Strom-zu-Strom-Speicherkapazitäten oder Speicher-Wasserkraftwerke im Netz zugänglich sind, reduzieren Photovoltaik- und Windstrom zwar den Verbrauch an fossilen Brennstoffen, Energieimporte und den CO2-Ausstoß, sie ersetzen aber keine Leistungskapazitäten. Die Nagelprobe sind windstille, trübe Wintertage, an denen der Stromverbrauch Maximalwerte erreichen kann, ohne dass Sonne- oder Windstrom bereitstehen. Auf der anderen Seite kollidieren Photovoltaik- und Windstrom zunehmend mit trägen konventionellen Kraftwerken (Kernkraft, alte Braunkohle). Diese – fast ausschließlich grundlastfähigen - Kraftwerke müssen deshalb möglichst schnell durch flexible Kraftwerke ersetzt werden.

Sind Photovoltaik-Anlagen nur auf optimal ausgerichteten Dächern wirtschaftlich?

Nein. Es lohnt sich immer eine Gesamtbetrachtung der Wirtschaftlichkeit jenseits der reinen Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage. Denn in Abhängigkeit von Ausrichtung, Neigung, Tages- und Jahreszeit sowie Eigenstromverbrauch können auch weniger optimal aufgestellte Solaranlagen wirtschaftlich betrieben werden.

Können kleine Photovoltaik-Anlagen attraktive Renditen bringen?

Ja. Grundsätzlich können kleine Photovoltaik-Anlagen nennenswerte Erträge über die EEG-Vergütung für die Einspeisung in das Stromnetz und über die Verringerung des Strombezugs dank Eigenverbrauch bringen. Anlagen ohne Eigenverbrauch („Volleinspeiser“) erhalten eine höhere Vergütung als Anlagen mit Eigenverbrauch („Teileinspeiser“). Aufgrund der stark gesunkenen Preise für Photovoltaik-Module, der stark gestiegenen Stromkosten bzw. der angehobenen Vergütung für Volleinspeiser sind attraktive Renditen auch mit kleinen Photovoltaik-Anlagen möglich.

Erzeugt die Photovoltaik-Branche nur Arbeitsplätze in Asien?

Nein, aber Deutschland hat in den 2010er Jahren viele Arbeitsplätze in der Photovoltaik-Branche durch Firmenschließungen und Insolvenzen verloren. Betroffen waren neben den Zell- und Modulproduzenten auch der Maschinenbau und die Installateure. Während es um das Jahr 2010 noch eine vollständige Photovoltaik-Lieferkette in Deutschland und Europa gab, wurde einige Jahre später die Produktion einiger Ausgangsmaterialien in Deutschland aufgrund der gesunkenen regionalen Nachfrage eingestellt.

Zusätzlich war es China und anderen asiatischen Staaten durch die Schaffung attraktiver Investitions- und Kreditbedingungen gelungen, viele Milliarden inländisches und ausländisches Kapital für den Aufbau von großskaligen Produktionslinien zu mobilisieren.

Aktuell halten einige Wechselrichterhersteller, der Siliziumhersteller Wacker und mehrere Hersteller von Produktionsanlagen aus Deutschland nennenswerte Anteile am Weltmarkt. Und seit 2016 steigen sowohl die Zubau- als auch die Arbeitsmarktzahlen in Deutschland langsam wieder an. Ende 2021 gab es 58.500 Arbeitsplätze in der Photovoltaik-Branche. Bis 2030 könnte die Zahl der Arbeitsplätze auf 78.000 gesteigert werden.

Brauchen wir eine Photovoltaik-Produktion in Deutschland?

Ja, wenn wir neue Abhängigkeiten in der Energieversorgung vermeiden wollen.

Die Energiewende bietet eine historische Chance aus der ökonomischen und politischen Abhängigkeit von Öl- und Gasimporten auszusteigen. Denn die Sonne scheint auch in Deutschland, Rohstoffe für die Photovoltaik-Produktion sind verfügbar und die Technologien zur solaren Stromerzeugung wurden in Deutschland maßgeblich mitentwickelt. Der deutsche Photovoltaik-Sektor mit seinen Material- und Komponentenherstellern, dem Maschinenbau sowie Forschung und Lehre nimmt trotz des gebremsten nationalen Ausbaus weltweit immer noch eine Spitzenposition ein.

Außerdem sichert die Photovoltaik-Produktion in Deutschland langfristig die Versorgung mit den für den Ausbau benötigten Materialien bei gleichzeitig hohen Umwelt-, Sozial- und Qualitätsstandards und schafft Arbeitsplätze. Nach einer Studie von EuPD Research auf Basis von Zahlen aus dem Jahr 2018 werden für die Installation von 10 GW Photovoltaik ca. 46.500 Beschäftigte in Vollzeit benötigt.

Verschlingt die Produktion von Photovoltaik-Modulen mehr Energie als diese liefern können?

Nein. Die Energierücklaufzeit (energetische Amortisationszeit) gibt die Zeitspanne an, die ein Kraftwerk betrieben werden muss, um die eingesetzte Primärenergie wieder auszugleichen. Berechnungen des Fraunhofer ISE auf Basis neuester Produktionsdaten weisen eine Amortisationszeit von unter 1,3 Jahren für Anlagen mit marktüblichen monokristallinen Silizium-Modulen in Deutschland aus. Dem gegenüber steht eine Lebensdauer der Anlagen von 25 bis 30 Jahren.

Sind Rohstoffe zur Produktion von Photovoltaik-Modulen ausreichend verfügbar?

Mit einem Anteil von über 90 Prozent dominieren Photovoltaik-Module auf der Basis von Siliziumwafern den Markt. Für diese Module werden keine Rohstoffe benötigt, für die eine beschränkte Verfügbarkeit absehbar wäre.

Gibt es in Deutschland genügend Flächen für die Photovoltaik?

Ja, und zwar ohne nennenswerte Konflikte mit der Landwirtschaft oder dem Naturschutz.

Bei der Erschließung der in Deutschland vorhandenen Flächenpotenziale ermöglicht die sogenannte „Integrierte Photovoltaik“ eine doppelte Flächennutzung. Dadurch wird der zusätzliche Flächenverbrauch für neue Photovoltaik-Kraftwerke deutlich gesenkt oder sogar vollständig vermieden. Diese speziellen Photovoltaik-Anlagen werden beispielsweise mit der Landwirtschaft kombiniert (Agri-Photovoltaik), auf künstlichen Seen errichtet oder in Gebäude, Fahrzeuge sowie Verkehrswege integriert.

Zerstören Photovoltaik-Anlagen ökologisch wertvolle Flächen?

Nein, ganz im Gegenteil, gewöhnlich fördern sie die Renaturierung von Biotopflächen. Wird eine intensiv landwirtschaftlich genutzte Fläche in Grünland umgewandelt und darauf eine Photovoltaik-Freiflächenanlage errichtet, dann nimmt die Biodiversität sowohl von Pflanzen als auch von Tieren und Insekten grundsätzlich zu.

Die teilweise Beschattung der Flächen durch Photovoltaik-Anlagen erhöht zudem die Luftfeuchtigkeit unter den Modulen und wirkt der Austrocknung des Bodens entgegen. So können die Folgen von Dürreperioden auf die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel abgeschwächt und sogar Ertragssteigerungen erreicht werden. Außerdem kann so beispielsweise auch die Wiedervernässung von Moorflächen unterstützt werden.

Ist Photovoltaik-Strom ein Privileg von Eigenheimbesitzern?

Nein. Bei Mehrfamilienhäusern sind auf dem gemeinsamen Dach verschiedene Betreibermodelle für Photovoltaik-Anlagen realisierbar. Mieter können zudem mit Zustimmung des Vermieters sogenannte Stecker-Solargeräte an Balkonbrüstungen (Balkonkraftwerke), an Wänden oder auf Terrassen einzelner Wohnungen betreiben.

Sollte sich ein Gebäude nicht für eine Photovoltaik-Installation eignen, bieten Bürgerenergiegenossenschaften die Möglichkeit, sich am Bau von Photovoltaik-Kraftwerken zu beteiligen. Und Stromkunden können sich immer für einen Versorger mit einem Photovoltaik-Portfolio entscheiden.

Geben Photovoltaik-Module gesundheitsschädliche Strahlung ab?

Nein. Im Zusammenhang mit Photovoltaik-Anlagen sind keine Gesundheitsschäden durch statische elektrische Felder, sogenannten "Elektrosmog", oder durch statische magnetische Felder bekannt.

Fazit

Solaranlagen sind gefragt wie nie zuvor. In Deutschland wurden dieses Jahr bereits deutlich mehr Photovoltaik-Anlagen errichtet als im Vorjahr. Allein in den Monaten Januar bis April 2023 gingen über 260.000 (Januar - April 2022: 101.000) neue Photovoltaik-Anlagen mit einer Leistung von über 3,6 GW (Januar - April 2022: 2,55 GW) in Betrieb und produzieren seitdem erneuerbaren Strom. Die installierte Photovoltaik-Neubauleistung erhöhte sich damit in diesem Zeitraum um rund 43 Prozent im Vergleich zum Vorjahreszeitraum. Von diesem Boom des Photovoltaik-Ausbaus profitieren sowohl die Solarbranche als auch Stromverbraucher und Investoren und nicht zuletzt das Klima.

„Die PV-Branche ist auch in der Lage auf eigenen Füßen zu stehen, weil der Gestehungspreis für Solar und Strom (Kosten für die Erzeugung) effizient und kostengünstig ist, wovon jeder Unternehmer und jeder Bürger am Ende partizipieren kann. Unsere Branche braucht keine Subventionen mehr, sondern einfach nur Beschleunigung im Planungsverfahren, um Flächen bebaubar zu machen und am Ende Erzeugungsanlagen errichten zu können“, so Jonas Holtz, Geschäftsführer bei JES.Green.

Quellen: Fraunhofer ISE, Agora Energiewende, JES.Green, Erneuerbare Energien, Bundesnetzagentur, BMWK, IWR  -  August 2023