Solarenergie - Strom und Wärme aus der Sonne

Photovoltaik

In Deutschland sind heute schon über 1,7 Millionen Photovoltaikanlagen installiert. Über 550.000 dieser Sonnenstromerzeuger befanden sich Ende 2018 alleine auf Haus-, Scheunen- und Gewerbedächern sowie auf Freiflächen in Bayern. In Baden-Württemberg waren es zum gleichen Zeitpunkt rund 328.000. Damit steht über die Hälfte aller Anlagen in den beiden südlichen Bundesländern.

Insgesamt wurden in Deutschland im Jahr 2016 38 Mio. kWh Strom aus Solarenergie eingespeist. Dieser Beitrag zum deutschen Stromverbrauch von aktuell etwa 600 TWh könnte nach einer Prognose des Bundesverbands Erneuerbare Energien auf bis zu 103 Mio. kWh im Jahr 2030 anwachsen. Dabei wird zunehmend mehr Strom direkt dort verbraucht, wo er erzeugt wurde. Dieser Photovoltaik Eigenverbrauch bietet insbesondere aufgrund hoher Strompreise und wachsender fossiler Brennstoffkosten ein enormes Wachstumspotenzial (Mehr Informationen dazu im entsprechenden Hintergrundpapier der Agentur für Erneuerbare Energien).
Heutzutage fließt dennoch der bei Weitem deutlich größte Teil des Sonnenstroms in die öffentlichen Netze. Der meiste Solarstrom kommt dabei aus Bayern, welches im Jahr 2016 fast 11 Mio. kWh Sonnenstrom ins Netz eingespeist hat. Das entspricht etwa einem Drittel des gesamten deutschen Photovoltaik-Stroms und ist mehr als doppelt so viel als im zweitplatzierten Land Baden-Württemberg, das 4,7 Mio. kWh Strom aus der Sonne generierte.

Doch die Solarstromerzeugung lohnt sich auch nördlich des „Weißwurst-Äquators“. Bezogen auf die Einwohnerzahl sind in Brandenburg mit rund 1,5 Kilowatt Peak pro Einwohner die meisten Photovoltaikanlagen installiert. Nimmt man die Fläche als Maßstab (installierte Leistung pro Quadratkilometer) führt 2018 das Saarland (181 kWp/km²) vor Bayern (177 kWp/km²). Ebenfalls knapp dahinter folgen Baden-Württemberg (163), Nordrhein-Westfalen (144) und Brandenburg (125). In allen Bundesländern bietet das vorhandene technische Potenzial aber noch große Räume zum weiteren Ausbau der Photovoltaik.

Im bundesdeutschen Schnitt deckte die Photovoltaik 2016 fast 6 Prozent der gesamten Stromerzeugung. Entsprechend der gesamten Solarstrommenge ist Bayern 2016 auch beim Solar-Anteil an der gesamten Stromerzeugung mit 13,2 Prozent Spitzenreiter unter den Bundesländern. Auch in Thüringen mit 11,6 Prozent und Hessen mit 9,4 Prozent hat die Photovoltaik jedoch schon eine große Bedeutung für die gesamte Stromerzeugung der Länder. Die Bedeutung des Solarstromanteils für die Stromerzeugung nur aus Erneuerbaren Energien ist 2016 in Bayern und Baden-Württemberg am höchsten, wo die Sonne 30 Prozent zum gesamten Ökostromangebot beisteuert. Auch in Sachsen mit 27 Prozent, sowie in Hessen und im Saarland mit je 25 und 23 Prozent, gibt es einen relativ hohen Solar-Anteil an der erneuerbaren Stromerzeugung.

Die Photovoltaik-Leistung in den deutschen Bundesländern hat sich in den letzten Jahren sehr dynamisch entwickelt. Spitzenreiter unter den Bundesländern war im Jahr 2016 Bayern (12.514 MWp), gefolgt von Baden-Württemberg (5.811 MWp), NRW (4.911 MWp), Niedersachsen (3.929 MWp) und Brandenburg (3.701 MWp).

Beim Blick auf die durchschnittliche Größe der Anlagen zeigt sich, dass der Zubau im Süden und Westen wie auch in den Stadtstaaten vor allem durch Aufdachanlagen und somit durch die Bürger getrieben wird: In diesen Ländern pendelt der Durchschnitt der Anlagen um den Wert von 20 kW - eine übliche Anlage auf Einfamilienhäusern hat maximal 10 kW. In den neuen Bundesländern und insbesondere im Nordosten wird die Solarstromerzeugung dagegen eher von großen Anlagen auf Gewerbedächern oder Freiflächen bestimmt, wie die hohen durchschnittlichen Anlagenleistungen zeigen. Spitzenreiter mit einer durchschnittlichen Solaranlagenleistung von über 106 kW (2018) ist hier Mecklenburg-Vorpommern, In Brandenburg, wo mit dem Solarpark Neuhardenberg auch Deutschlands größtes Projekt steht, ist die zweit meiste Leistung mit 96 kW zu verzeichnen. Auf den folgenden Plätzen sind Sachsen-Anhalt mit einer durchschnittlichen Leistung von 84 kW und Thüringen sowie Sachsen mit rund 48 kW und 46 kW. Die im Schnitt kleinsten Anlagen haben dabei das Hamburg und Berlin zu verzeichnen.

Solarwärme

Dass die Sonnenstrahlung jedoch nicht nur zur Stromerzeugung genutzt werden, sondern auch Wärme bereitstellen kann, hat jeder schon an wolkenlosen Sommertagen bemerkt. Mittels solarhermischen Anlagen kann diese Wärme im Privathaushalt oder auch in Nahwärmenetzen für die Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung genutzt werden, und auch zur Bereitstellung von Prozesswärme in Industriebetrieben werden solarthermische Anlagen teilweise bereits eingesetzt.

Wie schon bei der Photovoltaiknutzung sind die sonnenreichen Südbundesländer Bayern und Baden-Württemberg bei der Solarthermienutzung am weitesten voran geschritten: Die beiden Länder vereinen gemeinsam mehr als die Hälfte der deutschlandweit installierten Kollektorfläche von 19.1 Mio. m² auf sich, wobei Bayern zwar in absoluten Zahlen den höchsten Wert für sich beanspruchen kann, relativ zur Landesfläche aber Baden-Württemberg noch eine höhere Solarthermie-Nutzung aufweist. Auch die Stadtstaaten Berlin und Bremen zeigen mit hohen Werten in dieser Kategorie, dass sich die Solarenergienutzung nicht nur im Süden lohnt. Noch deutlicher macht dies Hamburg, welches nicht nur der am nördlichsten gelegene Stadtstaat ist, sondern mit über 128 Quadrametern Kollektorfläche pro Quadratkilometer Landesfläche den Spitzenplatz in dieser Kategorie erreicht. Diese Solarthermieflächen sorgten 2017 für eine Wärmeerzeugung von rund 7,9 Mio. kWh, wobei wiederum über die Hälfte auf Bayern mit 2,7 Mio. kWh und Baden-Württemberg mit 1,7 Mio. kWh entfielen.

Mit diesen Werten ist bislang zwar schon eine beachtliche Entwicklung gelungen ist, aber es bleibt auch zukünftig noch viel Raum für den weiteren Ausbau der Solarthermienutzung. Im Schnitt wurden bislang erst 2,4 Prozent des geeigneten Dachflächenpotenzials mit solarthermischen Kollektoren belegt - selbst in Bayern als Spitzenreiter liegt diese Quote noch unter 5 Prozent. Das in absoluten Zahlen größte Potenzial hat dabei das dicht besiedelte Nordrhein-Westfalen, allein hier könnten rund 157 Mio m² Solarthermiekollektoren installiert werden.