Die Photovoltaik-Revolution: Ein globaler Sprung von Megawatt zu Terawatt im Klimaschutz

Die Solarenergie ist die mit am schnellsten wachsende und beste nachhaltige Energiequelle weltweit. Aktuell liegen die globalen Zuwachsraten in der Solarenergie noch im Gigawattbereich. Im vergangenen Jahr 2022 wurden etwa 191 GW zugebaut. Dies bedeutet einen Zuwachs im Vergleich zum Vorjahr von circa 50 Prozent, in Europa waren es etwa 47 Prozent mehr als im Vorjahr. Durch immer leistungsfähigere Module und sinkende Preise wird erwartet, dass der jährliche Zuwachs bereits in naher Zukunft die Terawattgrenze übersteigt. Dies ist eine sehr gute Nachricht für die angestrebte Energiewende und bekommt mit der parallel stattfinden Batteriespeicherentwicklung eine zusätzliche Bedeutung. Denn auch dort nimmt die Anzahl der Neuinstallationen rasant zu. Bereits im ersten Halbjahr 2023 wurden etwa 250.000 neue Batteriespeicher in Deutschland installiert. Dabei handelt es sich sowohl um private wie auch um gewerbe- und Großspeicher. Die Photovoltaik-Revolution für den Klimaschutz ist also voll im Gange und die Zukunft gehört definitiv den erneuerbaren Energien.

Die Entwicklung der Photovoltaik: Von den Anfängen bis zur globalen Bedeutung

Dass die Photovoltaik erst jetzt so dermaßen boomt, ist unter anderem der Notwendigkeit geschuldet, den Planeten durch nachhaltige Energien lebenswert zu halten. Dies führte und führt aktuell zu technischen Innovationen in der Photovoltaik sowie zu gesetzlichen Veränderungen und Anreizen, die die Installation von Solaranlagen sowohl für Privatmenschen als auch für Unternehmen attraktiv machen.

Dabei beginnt die Geschichte der Photovoltaik bereits 1839, als der französische Physiker Alexandre Edmond Bequerel den photoelektrischen Effekt nachweisen konnte. Allerdings konnte diese Entdeckung erst über einhundert Jahre in die praktische Erzeugung von Strom umgesetzt werden. Nach vielen Überlegungen und Forschung konnte dann endlich im Jahr 1953 eine funktionierende Solarzelle von 2 Quadratzentimetern Größe und einem Wirkungsgrad von 2 Prozent her- und im Jahr 1954 der Öffentlichkeit vorgestellt werden. Bereits 1958 brachten die USA einen Satelliten in die Erdumlaufbahn, dessen Stromversorgung mit Solarzellen erreicht wurde.

Das Interesse nach Solarenergie auf der Erde wurde durch die Ölkrise im Jahr 1974 geweckt. Bis dahin spielte die Photovoltaik eine sehr untergeordnete Rolle und beschränkte sich auf die Installation von kleinen Inselanlagen sowie auf die Verwendung in der Raumfahrt. Erst Mitte der 70er Jahre überstieg die Produktion der Solaranlagen auf der Erde das Niveau der Solaranlagen für die Raumfahrt. Anfang der 80er Jahre nahm das Geschäft mit Solaranlagen langsam Fahrt auf und seit Beginn der 90er Jahre steigt die Kurve der installierten Photovoltaikanlagen weltweit bis heute exponentiell an. Im Grunde steigt die Kurve bereits seit Mitte der 50er Jahre in dem Maß an, damals waren die Größenordnungen aber eben noch sehr klein.

Technologische Durchbrüche: Wie die PV-Technik die Terawatt-Ära einläutet

Die Entwicklung der PV-Technik hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen, sodass aktuelle Produkte günstig, modular und überall verfügbar sind. Es gibt historisch gesehen keine Technologie, die so schnell wächst wie die PV-Technik. Dennoch stehen den Chancen der Solarindustrie auch Herausforderungen gegenüber. Zu den Chancen gehört ganz klar das Ziel, einen erheblichen Teil der Energieversorgung mit Hilfe der Sonnenenergie leisten zu können. Zu den Herausforderungen gehören beispielsweise ein globales Verständnis und Miteinander, der Abbau von bürokratischen Hürden und vieles mehr. Im Jahr 2022 überschritt dann die weltweit installierte Kapazität erstmals die Terawatt-Grenze und es wird erwartet, dass das zweite Terawatt bereits in wenigen Jahren erreicht wird. Analysten erwarten sogar, dass die jährliche Produktion bis spätestens 20230 bei etwa einem Terawatt liegen wird.

Der Einfluss der Photovoltaik auf den globalen Klimaschutz

Die Auswirkungen der Photovoltaik auf das globale Klima sind kaum zu überschätzen. Die Rechnung ist dabei sehr einfach: Jede eingesparte Tonne CO2, die durch die Vermeidung der Verwendung fossiler Brennstoffe eingespart wird, ist auf der Habenseite des globalen Klimaschutzes zu vermerken. Die Auswirkungen des Klimawandels werden jedes Jahr zunehmen und wir können bereits seit einigen Jahren schmelzende Gletscher, stark ansteigende Temperaturen und jedes Jahr neue Hitzerekorde, Dürren – auch in Europa – und Überschwemmungen beobachten. Nun geht es darum, durch die Vermeidung von CO2 eine Verschlimmerung der Situation zu verhindern und es steht außer Frage, dass die sogenannte Energiewende ohne die Photovoltaik nicht funktionieren wird. Das Fraunhofer Institut hat ermittelt, dass bereits 2017 etwa 24 Millionen Tonnen CO2 durch die Nutzung von Solarstrom eingespart werden konnten.

Zukunft der Photovoltaik: Herausforderungen und Chancen in der Terawatt-Ära

Kritische Stimmen bezeichnen Energie aus nicht fossilen Brennstoffen gerne auch als „Zappelstrom“, weil sowohl Wind als auch Sonne nicht vorhersehbar und planbar sind. Im Winter kommt die Sonne in unseren Breitengraden kaum heraus und über das Jahr verteilt gibt es immer auch Tage, an denen weder die Sonne richtig scheint, noch Wind vorhanden ist. Die Lösung dafür sind Stromspeicher. Auch hier wird immer wieder moniert, dass Stromspeicher zu teuer und nicht ausreichend leistungsfähig seien. Doch sowohl im Bereich der Solarmodule als auch der Stromspeicher wird intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit geleistet, sodass sich sagen lässt, dass die Kritiker in einigen Bereichen aktuell richtig liegen aber außer Acht lassen, dass sich die Welt weiter dreht und die angesprochenen Produkte mit Blick auf ihre Leistung, den Preis und ihre Kompatibilität mit anderen Konzepten immer besser werden. Es geht also nicht nur um die Masse der Produkte, sondern auch um ihre Qualität.