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Sonntag, 22. Juli 2012

Untere Preisschwelle für Solarstrom

Ein Wort vorneweg, die hier kalkulierten Preise für Solarenergie könnten erreicht werden, es sind keine aktuellen Preise die wir in Kürze sehen werden, sondern Grenzwertbetrachtungen.
Betrachtet man die Kostenstruktur für Solarenergie, dann gibt es die Modulpreise, die Gestelle, die Montagekosten und die Transportkosten.

Die Modulpreise sind heute immer noch durch die Siliziumzellen dominiert. Allerdings kann die Firma Firstsolar bereits Silizium-Dünnschichtmodule mit über 14% Wirkungsgrad herstellen. Damit wird auf Dauer der Glaspreis die Module dominieren, da nur minimale Mengen an Silizium aufgedampft werden und die Prozesse extrem optimiert werden können. Der weltweite Markt für Flachglas liegt bei 50 Millionen Tonnen, der Umsatz bei 21 Mrd$. Mithin kostet eine Tonne Flachglas 420$. Damit können 100m² Solarglas gefertigt werden, das etwa 3,2mm dick ist. Ein Quadratmeter Solarmodul, ohne Montage, ab Werk, könnte somit 4,2$/m² kosten

Geringer Wirkungsgrad

Konservativ wird der Wirkungsgrad von SI -Dünnschicht nicht wesentlich über 15% gehen, insbesondere wenn man die Degeneration berücksichtigt. Damit benötigt man 7m² Glasfläche um 1kW_peak zu installieren. Der Preis für das Modul pro kW_peak liegt dann bei 28$/kW_peak, zum Vergleich, dieser Wert liegt heute noch bei 500$/kW_peak, aber es soll die Grenze gefunden werden.
Die Installation erfordert Gestelle aus Stahl und Aluminium, eine grobe Schätzung ist, dass etwa soviel Metall notwendig ist, als für die Solarzellen, also nochmals 28$/kW_peak.
Diese Materialien müssen angeliefert werden, Heute kostet eine Containerfracht 0,05$/kg um die halbe Welt, etwa China-Europa. Danach muss noch vom Hafen zur Baustelle ein LKW fahren, dabei erhöhen sich die Frachtkosten um weitere 19$/kW_peak.
Die Montage besteht im wesentlichen aus dem Einrammen er Pfähle und dem Festschrauben der Module, das sind Vorgänge, die mit geeigneten Maschinen erheblich automatisiert werden können, ich setze sie mit 26$/kW_peak an.

Kostenstruktur für ein kW_peak installierte Leistung:


  • Modulpreis:   28$
  • Gestelle     :   28$
  • Montage   :   25,6$
  • Transport  :   25,6$
  • Summe     : 107,2$

Finanzierung

Das gesamte System muss finanziert werden und dabei soll innerhalb von 10 Jahren das Invest vollständig zurücklaufen, danach entstehen im Unternehmen Reingewinne. Bei guten Standorten, etwa Südspanien oder im Südwesten der USA können 2000kWh/a mit einer Solaranlage mit 1kW Spitzenleistung erzeugt werden. Innerhalb von 10 Jahren somit 20.000kWh.
Da unsere Anlage 107$/kWh_peak kostet, kann der Strom für 0,006$/kWh oder 0,6ct/kWh produziert werden. Das liegt weit unterhalb aller bekannten Stromerzeugungskosten, die bei 5ct/kWh in Kohlekraftwerken liegen!

Nicht berücksichtigte Kosten

Diese Betrachtung hat einige Kosten bewusst ausgespart, da sie nicht direkt in die Stromproduktion einfließen. Der Abtransport des Stroms kann über Leitungen erfolgen, aber möglicherweise steht der Verbraucher, etwa Rechenzentren, Aluminiumhütten, Mineralölkonverter, direkt neben der Anlage, was heute oft bei Flusskraftwerken der Fall ist. Die Wartung wurde nicht berücksichtigt, kann aber sehr klein gehalten werden, heute geht man von 1% der Systemkosten pro Jahr aus, das würde in unserem Fall den Preis um 10% auf 0,0066$/kWh unwesentlich erhöhen.
Die genutzten Flächen sollten vorzugsweise Wüsten sein, bisher sind solche Landflächen extrem billig, da praktisch wertlos. Das könnte sich natürlich in ferner Zukunft, wenn alle Wüsten voll mit Solaranlagen stehen, ändern. 
Sinnvoll wäre natürlich noch ein Speichersystem für diesen extrem günstigen Strom, aber das ist eine andere Geschichte, die ich mit meinem Lageenergiespeicher gerne lösen würde.
Weitere Kosten, wie Wechselrichter, Blitzschutz, Versicherung, Steuern, Bewachung, Rückbau, "Ökoabgabe?" habe ich nicht näher betrachtet. 
Auf jeden Fall sollte damit klar werden, dass ein weiteres Absinken des Preises für Solarstrom möglich, und aufgrund des großen Marktes sogar als sehr wahrscheinlich anzusehen ist!

Freitag, 20. Juli 2012

Ist Solarenergie in Deutschland anders?

Deutschland ist das Land mit dem größtem relativen und absoluten Anteil an Solarenergie im Stromnetz. Die Ursache ist das EEG, so kann man es zumindest allerorten lesen. Interessant ist es aber, einmal der Frage nachzugehen, wie sich das Wachstum der Solarenergie in anderen Ländern entwickelt.
Wachstum der PV-Installationen, Weltweit ohne Deutschland und nur in Deutschland
 (Quelle:  BP, eigene Darstellung)
Vor der Einführung des EEG in Deutschland wuchs die Zahl der PV Installationen sowohl in Deutschland als auch im Rest der Welt um etwa 30% pro Jahr. Nach der Einführung im Jahr 2000 ist die Wachstumsrate in Deutschland sprunghaft auf über 100% angestiegen. In den anderen Ländern war die Wachstumsrate eher unterdurchschnittlich bei 20%. Seit 2010 hat sich das Bild aber umgekehrt, in Deutschland ist das Wachstum, wohlgemerkt nicht der absolute Zubau, auf 40% gefallen. Im Rest der Welt liegt das Wachstum aber inzwischen bei erstaunlichen 80%!
Die Ursache kann man darin suchen, dass durch das EEG die Produktionszahlen massiv angewachsen sind und damit die Preise für PV auf einen Bruchteil des ursprünglichen Wertes gesunken sind, etwa Faktor Fünf.
Damit ist die Solarenergie in vielen sonnenreichen Staaten attraktiv geworden und es kommt zu einem natürlichen Wachstum der Installation von Solarenergie ohne Subventionen.

Dieses Wachstum verursacht einen gewaltigen Speicherbedarf den ich unter "Wann kommt der Speicherbedarf" beschrieben haben.

Freitag, 6. Juli 2012

Firmen für gespeicherte Energie führend


Blickt man auf die Liste der zwanzig umsatzstärksten Unternehmen der Welt, so staunt man. Eigentlich würde man eine bunte Mischung aus Automobil, Internet, Elektronik und Energieunternehmen erwarten. Dies ist aber keineswegs so!
Liste der 20 umsatzstärksten Unternehmen der Welt, Quelle: FAZ

Die 20 führenden Unternehmen erwirtschaften einen Umsatz von etwa 5.000 Milliarden Euro, auf Mineralölfirmen entfallen über 3.000 Milliarden, das sind mehr als 60 Prozent. Nimmt man noch das Erdgasunternehmen Gazprom und den Energieversorger EON hinzu, so hat der Energiemarkt bei den großen Konzernen mit 70% die überragende Bedeutung.

In vielen Branchen benötigt man für das Produzieren eine große Menge Geld und viel Personal, das ist in der Mineralölwirtschaft etwas anders, das Gut, Öl ist praktisch fertig in der Natur vorhanden. Gewiss muss man bohren, transportieren und raffinieren, aber das verursacht nicht die zentralen Kosten, diese sind durch die Endlichkeit des Gutes bestimmt, und das ist gespeicherte Energie in bester Form. 

Ich treffe immer wieder Menschen, die die Bedeutung von Energie unterschätzen und auch unterschätzen, wie viel Umsatz in einem Jahr alleine mit dem Handel von Energie gemacht wird. Das bedeutet aber auch, dass die Welt bereit ist, sehr viel Geld für Energie auszugeben und daher können Energieprobleme auch gelöst werden.

Kosten einer Energiewende

Man bedenke, um die gesamte Welt mit Solarstrom zu versorgen, müssten 20.000 TWh Strom erzeugt werden. Dazu müssen etwa 10 000 000 000 kW Photovoltaik installiert werden, bei heutigen Preisen von 1000 €/kWpeak kostet das etwa den Umsatz von drei Jahren der 13 größten Energieunternehmen. Selbst wenn man die Speicherkosten in gleicher Höhe ansetzt, sieht man, dass eine globale Energiewende sehr wohl im Bereich des wirtschaftlich Machbaren ist.

Insbesondere muss man sich im Klaren sein, dass nach dieser Energiewende praktisch keine weiteren Kosten für Strom auftreten, da die Sonne dann tatsächlich „kostenlos“ liefert. Somit kann man nur mit einem alten Spruch aus der Mineralölwirtschaft sagen: „packen wir‘s an!“

PS. Inzwischen bin ich auf eine Analyse von Hans-Josef Fell gestoßen, der abschätzt, dass weltweit etwa 5.000 Mrd.$ für Energie ausgegeben werden, das liegt in der gleichen Größenordnung.

Siehe auch: Geplante Investitionen in Energiespeicher.