Der Markt
Die Photovoltaik-Industrie hat im Jahr 2010 82 Milliarden US-Dollar Umsätze gemacht, was einer Verdopplung des Geldwerts in einem einzigen Jahr entspricht. Neue Photovoltaik-Anlagen erreichten 2010 einen neuen Rekordwert von 18,2 Gigawatt Strom, ein Wachstum um fast 140 Prozent über die letzten 12 Monate. Mit 14,7 GW stellt Europa 81 Prozent der weltweiten Nachfrage nach Photovoltaik, angeführt von Deutschland, Italien und der Tschechischen Republik. Danach folgen Japan und die USA. Ein solch rasantes Wachstum erfordert Kapital. Die Firmen, die Teil der Lieferkette für Photovoltaik sind, haben erfolgreich 10 Milliarden US-Dollar über Eigen- und Fremdkapital gestellt. Infolgedessen konnte die Produktionskapazität von 9,9 GW für 2009 auf 20,5 GW für 2010 ausgebaut werden, wobei die Dünnschichtverfahren bereits 13,5 Prozent der Gesamt-Produktionsmenge ausmachen. China und Taiwan produzieren fast 60 Prozent des globalen Gesamtvolumens. Suntech Power in Wuxi (China) ist der weltgrößte Hersteller.
Die deutsche Regierung ist der größte Markt für Photovoltaik und steigerte sich im Rekordjahr 2010 um 7 GW auf 17 GW. Dies entspricht 17 großen Kraftwerken mit 130 000 Arbeitsplätzen bei Subventionskosten in Höhe von 9 Milliarden Dollar, fast 1,3 Milliarden pro Gigawatt und 70 Milliarden Euro pro Arbeitsplatz. Zur Schaffung von Anreizen wurden im Jahr 2000 durch das deutsche Erneuerbare-Energien-Gesetz Einspeisungstarife über Marktwert für 20 Jahre ab Installation garantiert. Diese großzügige Unterstützung trug dazu bei, die Kosten für Photovoltaik zu senken. Die Preise für Siliziummodule fielen 2009 um 38 Prozent und 2010 noch einmal um 14 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Da die Nachfrage in Asien und Nordamerika steigt, rechnet man damit, dass die Herstellerpreise über die nächsten fünf Jahre noch einmal um 50 Prozent unter das Niveau von 2010 fallen werden.
Greenpeace zufolge erhielt die Fossilbrennstoffindustrie der G-20-Mitgliedsstaaten letztes Jahr schätzungsweise 100 Milliarden US-Dollar an Zuwendungen. Fossile Brennstoffe und Atomkraft haben über Jahrzehnte großzügige Unterstützungen erhalten. Seit 1965 wird in Deutschland Kohle subventioniert, Solarenergie hingegen wird erst seit einem Jahrzehnt mit Steuermitteln gefördert. Doch die jährlichen Subventionen für Kohle wurden in Deutschland 2010 auf 2 Milliarden Euro begrenzt und die Regierung verabschiedete die schrittweise Einstellung aller Subventionszahlungen bis 2018. Die deutschen Subventionen für erneuerbare Energien (Wind, Sonne, Biogas, usw.) beliefen sich auf 17,9 Milliarden Dollar. Somit bekommen die erneuerbaren Energien klar den größeren Teil der Zuwendungen.
Die Innovation
Der Preis von Photovoltaik-Paneelen ist aufgrund komplexer Verkabelungen nicht wettbewerbsfähig; die Kosten für Silizium sind nicht das Problem. Leonardo da Vinci hat bereits 1447 den Gebrauch von Solarenergie vorausgesagt. Ihre Durchsetzung auf dem Markt verdankt sie hingegen den Steuergeldern, die letztlich durch den Verbraucher gezahlt werden –über höhere Steuern oder höhere Tarife für die grüne Wirtschaft. Tatsächlich produziert Solarenergie nur Gleichstrom, doch das Stromnetz funktioniert mit Wechselstrom; somit wird für alle Photovoltaik Umspanntechnik benötigt. Da die Sonne aufs Jahr gerechnet höchstens fünf Stunden am Tag scheint, werden für Photovoltaik Batterien zur Speicherung benötigt. Die Kombination von Batterien, Umspannern und begrenzter Sonnenscheindauer hat zur Folge, dass die derzeitigen Solaranlagen nur durch staatliche Unterstützung und in Kombination mit nicht erneuerbaren Energiequellen funktionieren können.
Stefan Larsson erforschte die maximale Konzentration der Reflexion. Eins seiner Ziele war es, Solarenergie in der Arktis und der Antarktis nutzbar zu machen. Er und sein Team konzentrierten Sonnenlicht um ein 3,5-faches mit Hilfe von Reflektoren, die ohne teure Heliostate der Bewegung der Sonne im Jahr folgen können. Die Geometrie des Reflektors wurde so gestaltet, dass alles Licht in die Wärme absorbierende Röhre einfallen konnte. Seine Entwicklung ermöglicht die Wärme- und Stromgewinnung in den kältesten Zonen der Welt. Er stellte den Reflektor so ein, dass er die höchste Effizienz erreicht, wenn die Sonne sehr niedrig über dem Horizont steht. Dieser innovative Ansatz liefert zuverlässig Energie bei unterschiedlichsten Temperaturen, die zugleich für Heißwasser, Fernwärme, Klimatisierung, Abwasserklärung, Entsalzung und sogar zur Stromerzeugung genutzt werden kann.
Herr Larsson gründete daraufhin Solarus AB. Während er und sein Team die Kombination mehrerer Funktionen in einem Paneel perfektionierten, verwendete er auch einige Zeit auf die Sicherung einer Versorgungskette mit den benötigten Materialien, indem er Kohlefaser aus der Luft- und Raumfahrtindustrie recycelte und Technologien zur Herstellung von Siliziumbändern akquirierte. Diese Kombination von multifunktionalen Solarzellen und dem Gebrauch von recycelten Kohlfasern ermöglicht es Solarus, Solarenergie billiger als fossile Energie auf dem Markt anzubieten, ohne Subventionen zu benötigen. Obendrein hat Solarus ein Geschäftsmodell entwickelt, das Dutzende und nach einiger Zeit Hunderte von lokalen Anlagen zur Herstellung vorsieht und somit Arbeitsplätze schafft. Die Kombination von genialen geometrischen Designs, dem Recycling von ausgemusterten High-Tech-Materialien sowie einem dezentralen Produktionsmodell, das auf dem Markt ohne Subventionen bestehen kann (natürlich werden Unterstützungen gern angenommen), macht dieses Konzept zu einem Prototypen im Sinne der Blue Economy.
Der erste Umsatz
Schweden ist weltweit führend für Fernwärme, für die Wasser zentral erhitzt und durch Rohrnetze verteilt wird. Dieses System ist weniger kapitalintensiv und energieeffizienter als individuelle Wassererhitzungssysteme, die heutzutage 30 Prozent aller in Wohnungen verbrauchten Elektrizität stellen.
Solarus schaffte es, ein Fernwärmesystem mit 2.400 Quadratmetern Sonne- und Wärmekollektoren zu betreiben und erreichte einen Kostenpreis von nur 0,025 US-Dollar pro kWh durch eine Amortisationszeit von 10 Jahren mit staatlichen Subventionen. Ohne die Subventionen hätte die Fernwärme trotzdem nur 0,07 Dollar pro kWh gekostet. Bei Einrechnung der Gesamt-Lebensdauer der Sonnen- und Wärmekollektoren fiele der Preis auf 0,02 Dollar ohne Subventionen und läge somit gleichauf oder unter den Preisen für subventionierte Kohle-, Diesel- oder Atomenergie.
Die Chance
Das Marktpotenzial für Stefan Larsson und Solarus AB ist enorm. Jedes Paneel hat eine Leistung von 300 Watt und 880 Watt Wärme, die einem sonnenarmen Land wie Schweden 264 kWh Strom und 660 kWh Wärme generieren. Dieses multifunktionale System liefert Strom, Heißwasser, Wärme und Kühlung durch einen Wärmetauscher mithilfe einer einheitlichen Anlage, die auf Dächern mit mindestens 200 m2 Fläche installiert werden kann. So werden Gebäude energieneutral. Mit 8-12 Paneelen wird eine schwedische Wohnung energieautark in Bezug auf Heißwasser, Strom und Heizung. Geringes Gewicht, leichte Installation, Wetterfestigkeit und Funktionstüchtigkeit auch bei wenig Sonneneinstrahlung in Kombination mit der Verwendung recycelter Materialkompositionen führen dazu, dass die Anlage sich bereits nach 6 Monaten anstatt bisher üblicher 3-5 Jahre auszahlt.
Die niedrigen Kosten des Solarus-Systems, seine hohe Effizienz und geringer Wärmeverlust ermöglicht zudem die Nutzung von solar betriebenen Entsalzungsprozessen (Humidification-Dehumidification, HDH). Dies war bereits die Standardmethode der Entsalzung vor einigen Jahrzehnten, doch damals sehr energieintensiv und wurde daher durch die Umkehrosmose abgelöst. Nun scheint es, dass solar betriebene HDH eine konstante Temperatur von über 100°C liefern kann, die benötigt wird, um den Verdampfungs- und Kondensierungsprozess zu beschleunigen. Die Baukosten liegen gleichauf mit bestehenden Anlagen, doch die Betriebs- und Wartungskosten bei einem Zehntel, so dass die innovative Solartechnik fossile und Kernenergie auch ohne Subventionen übertreffen kann. Glücklicherweise sind Subventionen auf diesem Gebiet die Regel, so dass durch Solarus inspirierte Lösungen klaren Vorsprung haben. Da die Technik zudem aus recyceltem Material vor Ort hergestellt werden kann, sollten Unternehmensgründer nicht lange zögern, die Chancen zu nutzen und die krisengeschüttelten Regierungen immer noch zu etwas Unterstützung fähig sein, ohne dabei so weit gehen zu müssen wie Deutschland.
Bilder: StockXCHNG
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