Solarenergieexperten aus aller Welt fordern dringend, sich für ein kontinuierliches Wachstum der Photovoltaik-Produktion und -Nutzung einzusetzen, um die Welt mit Energie zu versorgen. Sie argumentieren, dass es „keine Option mehr ist“, die Wachstumsprognosen für die Photovoltaik niedrig anzusetzen, während man auf einen Konsens über andere Energiewege oder das Auftauchen technologischer Wunder in letzter Minute wartet.
Der Konsens der Teilnehmer der 3.rdDer Terawatt-Workshop im vergangenen Jahr folgte auf zunehmende Prognosen verschiedener Gruppen weltweit zum Bedarf an großflächiger Photovoltaik, um die Elektrifizierung voranzutreiben und Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Die zunehmende Akzeptanz der Photovoltaik-Technologie veranlasste die Experten zu der Annahme, dass bis 2050 weltweit etwa 75 Terawatt oder mehr Photovoltaik benötigt werden, um die Dekarbonisierungsziele zu erreichen.
Der Workshop, geleitet von Vertretern des National Renewable Energy Laboratory (NREL), des Fraunhofer-Instituts für Solarenergie in Deutschland und des National Institute of Advanced Industrial Science and Technology in Japan, versammelte führende Experten aus den Bereichen Photovoltaik, Netzintegration, Analyse und Energiespeicherung aus Forschungseinrichtungen, Hochschulen und der Industrie aus aller Welt. Das erste Treffen im Jahr 2016 befasste sich mit der Herausforderung, bis 2030 mindestens drei Terawatt zu erreichen.
Beim Treffen 2018 wurde das Ziel sogar noch weiter angehoben: auf rund 10 TW bis 2030 und auf das Dreifache bis 2050. Die Teilnehmer des Workshops prognostizierten zudem erfolgreich, dass die weltweite Stromerzeugung aus Photovoltaik innerhalb der nächsten fünf Jahre 1 TW erreichen würde. Diese Schwelle wurde im vergangenen Jahr überschritten.
„Wir haben große Fortschritte gemacht, aber die Ziele erfordern weitere Arbeit und Beschleunigung“, sagte Nancy Haegel, Direktorin des National Center for Photovoltaics am NREL. Haegel ist Hauptautorin des neuen Artikels in der ZeitschriftWissenschaft, „Photovoltaik im Multi-Terawatt-Maßstab: Warten ist keine Option.“ Die Co-Autoren vertreten 41 Institutionen aus 15 Ländern.
„Die Zeit drängt, daher ist es wichtig, dass wir uns ehrgeizige und erreichbare Ziele setzen, die eine signifikante Wirkung haben“, sagte Martin Keller, Direktor des NREL. „Im Bereich der Photovoltaik wurden bereits große Fortschritte erzielt, und ich bin sicher, dass wir noch mehr erreichen können, wenn wir weiterhin innovativ sind und zügig handeln.“
Die Sonneneinstrahlung kann den Energiebedarf der Erde problemlos decken, doch nur ein kleiner Prozentsatz davon wird tatsächlich genutzt. Der Anteil der weltweit durch Photovoltaik erzeugten Elektrizität ist von einem vernachlässigbaren Anteil im Jahr 2010 auf 4–5 % im Jahr 2022 deutlich gestiegen.
Im Bericht des Workshops heißt es: „Das Zeitfenster für umfassende Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei gleichzeitiger Deckung des globalen Energiebedarfs für die Zukunft schließt sich zunehmend.“ Photovoltaik sei eine der wenigen Optionen, die fossile Brennstoffe sofort ersetzen können. „Ein großes Risiko für das nächste Jahrzehnt besteht darin, bei der Modellierung des erforderlichen Wachstums der Photovoltaik-Industrie falsche Annahmen oder Fehler zu treffen und dann zu spät zu erkennen, dass wir mit der Unterschätzung falsch lagen und Produktion und Einsatz auf ein unrealistisches oder nicht nachhaltiges Niveau hochfahren müssen.“
Das Erreichen des 75-Terawatt-Ziels, so die Autoren, werde sowohl an die Photovoltaik-Hersteller als auch an die Wissenschaft hohe Anforderungen stellen. Zum Beispiel:
- Damit die Technologie auch im Multi-Terawatt-Maßstab nachhaltig ist, müssen die Hersteller von Silizium-Solarmodulen den Silberverbrauch reduzieren.
- Die PV-Industrie muss in den nächsten entscheidenden Jahren weiterhin mit einer Rate von etwa 25 % pro Jahr wachsen.
- Die Branche muss kontinuierlich Innovationen entwickeln, um die Nachhaltigkeit der Materialien zu verbessern und ihren ökologischen Fußabdruck zu verringern.
Die Workshop-Teilnehmer sagten außerdem, dass die Solartechnologie im Hinblick auf Ökodesign und Kreislaufwirtschaft neu gestaltet werden müsse, obwohl das Recycling von Materialien angesichts der bislang relativ geringen Installationen im Vergleich zum Bedarf der nächsten zwei Jahrzehnte derzeit keine wirtschaftlich tragfähige Lösung für den Materialbedarf darstelle.
Wie der Bericht feststellt, ist das Ziel einer installierten Photovoltaik-Leistung von 75 Terawatt „sowohl eine große Herausforderung als auch ein möglicher Weg nach vorn. Die jüngste Geschichte und die aktuelle Entwicklung deuten darauf hin, dass dieses Ziel erreicht werden kann.“
NREL ist das wichtigste nationale Labor des US-Energieministeriums für Forschung und Entwicklung im Bereich erneuerbare Energien und Energieeffizienz. NREL wird im Auftrag des Energieministeriums von der Alliance for Sustainable Energy LLC betrieben.
Veröffentlichungszeit: 26. April 2023