Photovoltaik: „Ich glaube fest daran, dass das Wachstum wiederkommt“

VDI nachrichten/INGENIEUR.de: Die Solarenergie steht derzeit im Fokus der Diskussionen in Deutschland. Mit welchen Forschungsergebnissen kann DuPont zur Marktentwicklung und auch zur Kostensenkung beitragen?

Arizzi: Zunächst möchte ich betonen, dass von Europa viele Innovationen ausgehen – auch was die globale Weiterentwicklung im Bereich Energietechnik betrifft. Das wird aus meiner Sicht auch künftig Bestand haben. DuPont ist – historisch betrachtet – ein klassischer Materiallieferant für die Solarindustrie und das schon seit Anfang der 1990er-Jahre. Seither hat sich der Markt rasant weiterentwickelt und wir als DuPont mit ihm. Etwa 70 % aller PV-Module am Markt enthalten DuPont-Materialien.

Was sind die Herausforderungen beim Stichwort Kostensenkung?

Arizzi: Neben den reinen Materialkosten und der Auswahl der richtigen Materialien sind dies vor allem die Themen Effizienz und Langlebigkeit. Auf der aktuellen Industrieagenda steht eine Steigerung der Effizienz auf mehr als 20 % bei kristallinen Siliziumzellen. Das lässt sich mit der richtigen Kombination von neuesten Materialien mit den neuesten Zellarchitekturen bei Prototypen bereits erreichen.

Für die Marktfähigkeit muss ein guter Weg aus kostengünstigen Materialien und geeigneter Bauweise gefunden werden. Zudem sollten robuste Module eine hohe Performance über einen Zeitraum von ca. 25 Jahren halten können. Das ist die Anforderung, an der wir als Lieferant gemessen werden. Beim Material gehe ich davon aus, dass künftig leichte Lösungen aus High Performance Plastic (Polymere) Glas und Metall zunehmend ersetzen werden. Auch hier lässt sich dann kostengünstiger arbeiten.

Die International Energy Agency sagt eine Verdreifachung der Nachfrage nach erneuerbarer Primärenergie bis zum Jahr 2035 voraus. Der Kostendruck wird allerdings auch steigen – China ist auf dem Weg zur neuen Solarmacht. Wo steht die Solarindustrie Europas nach Ihrer Einschätzung?

Arizzi: Die Solarbranche ist momentan in einer wichtigen Phase. Die EPIA – the European Photovoltaic Industry Association – erwartet für die kommenden Jahre ein starkes Wachstum der Solarindustrie. Auf 65 GW wird alleine das Marktpotenzial bei größeren Dächern auf Wirtschaftsgebäuden geschätzt. Nach meiner Einschätzung wird dieser Industriezweig eine ähnliche Entwicklung nehmen wie zuvor schon andere Industrien, zum Beispiel der Automotive-Sektor. Dementsprechend könnte die Automobilindustrie als Vorbild für die künftige Weichenstellung dienen.

Und die Rolle Deutschlands dabei?

Arizzi: Dass Deutschland mit seiner vorbildlichen Solarindustrie den Weg in das regenerative Zeitalter geebnet hat, ist sehr schätzenswert. Deutschland ist sehr anerkannt als Center of Excellence für Photovoltaik. Es gibt hier immer noch eine Photovoltaikproduktion und es ist der größte Markt der Welt, was Installationen anbelangt. Das wird in Zukunft nicht mehr so sein.

Doch in der Forschung wird Deutschland stark bleiben; entsprechend werden von hier wichtige Impulse für den Markt ausgehen. Die Ergebnisse der Wissenschaft sind sehr wertvoll, um zukunftsfähige Anwendungen zu kommerzialisieren und differenzierte Märkte zu schaffen. Das kann Deutschland sehr gut.

Deutsche Ingenieure waren herausragend im Automobilbereich; warum soll das nicht auch in der Solarindustrie funktionieren – selbst wenn es jetzt eine gewisse Durststrecke gibt. Deutschland ist aus meiner Sicht weltweit konkurrenzfähig. Die Autoindustrie ist wiederum ein guter Beweis dafür.

Welche wichtigen Trends sehen Sie für die Solarindustrie?

Arizzi: Ich sehe generell vier wichtige Trends. Da geht es zum Beispiel um das Prinzip „Do more with less“ – also mehr und bessere Ergebnisse mit weniger Materialien erzielen. Solarmodule der Zukunft sind leichter und haben neue Formate. Das vereinfacht die Installation. Sie sind dabei robuster – was für den Transport entscheidend ist – und sie sind haltbarer bei weniger Verpackungsaufwand.

DuPont zum Beispiel unterstützt die Industrie mit der Entwicklung von Kunststofffolien mit gewünschten Eigenschaften wie hoher Steifheit, die dennoch viel dünner und leichter sind als etablierte Systeme. Diese werden dann mit weitaus dünnerem Glas als heute üblich kombiniert. Damit erhält man dünnere und leichtere Module.

Wie viel Kostensenkung sind durch solche Maßnahmen möglich?

Arizzi: Vor etwa fünf Jahren kalkulierte man bei Installationen noch totale Kosten von 5 €/W bis 6 €/W. Heute sind diese Kosten auf 2 €/W bis 3 €/W gesunken. Der Anteil der Modulkosten beträgt dabei einen Bruchteil von 1 €/W oder weniger.

Um die totalen Kosten weiter zu senken, ist es erforderlich, das gesamte System anzusehen. Wir glauben, dass die richtigen Materialien helfen können, die Kosten nicht nur der Module, sondern des Gesamtsystems zu senken.

Wie muss man sich das vorstellen?

Arizzi: Im Markt der Zukunft wird sich die Photovoltaikinstallation nach meiner Einschätzung auf Dächer konzentrieren – weg vom Boden. Allein in Deutschland gibt es meines Wissens das Potenzial, Industriedächer mit 180 GW bestücken zu können. Die Herausforderung ist: Ein typisches Solarmodul wiegt heute 20 kg/m2 bis 25 kg/m2 und hat seit 20 Jahren in etwa das gleiche Design. Um auf dem Dach eines großen Industriegebäudes tragbar zu sein, müssen die Module leichter, dünner und einfacher installierbar werden.

Weitere Trends?

Arizzi: Wie in anderen Industrien wird es auch in der Solarindustrie künftig Plattformlösungen mit vielen Varianten geben – also eine ähnliche Basis, aber viele Modelle für unterschiedliche Bedürfnisse und Anwendungen. Das ist ein Zeichen, dass der Solarmarkt eine neue Stufe in der Entwicklung – sozusagen einen neuen Reifegrad – erreicht hat. So hat die Autoindustrie auch einmal angefangen.

Solch eine Differenzierung hat die Solarindustrie aber noch nicht …

Arizzi: … Nein, aber es hat begonnen. In Gebäude integrierte Solarmodule sind eine Möglichkeit zur Differenzierung. Viele andere Möglichkeiten sind denkbar – etwa Solarmodule gemäß den klimatischen Eigenschaften eines Landes zu konzipieren. Heute produzierte Solarmodule sind im Wesentlichen von der Bauart her sehr ähnlich die Entwicklung spezifischer Module für verschiedene Marktsegmente, eventuell mit Zusatznutzen durch kundenorientierte Anwendungen, ist der Markt der Zukunft.

Ein Beispiel für einen Zusatznutzen?

Arizzi: CleanFizz, ein Start-up-Unternehmen aus Genf, mit dem DuPont arbeitet, entwickelt zum Beispiel eine interessante Technologie zur Selbstreinigung von Solarzellen. Sie basiert auf Elektro-Schallwellen und hält Oberflächen frei von Sand und Staub oder erzeugt Wärme, um Schnee und Eis zu entfernen. Das alles funktioniert ohne Wasser und ist in die Solarzellen integriert – was Kosten spart und CO2-neutral ist.

Und noch ein Trend?

Arizzi: Das ist die Systemintegration. Hier kann die Solarbranche von der elektronischen Industrie lernen. Dort bringt man Anwendungen in den Markt, in denen verschiedene Materialien miteinander kombiniert und auf Kundenbedürfnisse in unterschiedlichen Marktsegmenten angepasst werden.

Wie wird es mit der deutschen Solar-industrie nach dem Wegfall der Förderung weitergehen?

Arizzi: Solarhersteller in Deutschland sehen momentan vor allem Probleme. Das ist zu kurzfristig gedacht. Die Förderung war immer mit dem Ziel verbunden, dass die Industrie ohne Subventionen auskommt, bis eine gewisse Unabhängigkeit von der Förderung erreicht ist. Jetzt bezahlt die Industrie ein wenig den Preis dafür, dass dieses Ziel etwas zu schnell erreicht wurde. Ich glaube fest daran, dass das Wachstum wiederkommt – spätestens, wenn die Preise für Erdöl und Gas deutlich gestiegen sind.

Hinzu kommt: Die Solarindustrie ist eigentlich für den globalen Markt ausgelegt oder sollte es sein. Deutschland ist ja nicht der einzige Markt. Im Gegenteil!

Entsprechend müssen die deutschen Firmen international wachsen. Denn in den großen asiatischen Ländern steigt der Energieverbrauch rasant und dort bieten sich weitaus größere Wachstumschancen als in Europa. Afrika hat ebenfalls ein großes Wachstumspotenzial für alle Produzenten, die Module herstellen.

Wie könnte sich die europäische So-larindustrie besser gegen Billiganbieter positionieren?

Arizzi: Die europäische Industrie hat eine sehr große und starke Technologieerfahrung sowie eine wissenschaftliche Basis. Der Fokus sollte daher nicht auf der Herstellung eines Produkttyps zu möglichst günstigen Kosten für alle liegen, sondern in der Differenzierung – also in vielen Produkten, die für verschiedene Segmente Zusatznutzen bieten und daher kompetitiver sind.

Generell würden den deutschen Solarherstellern mehr Selbstvertrauen helfen und die Überzeugung, dass man im internationalen Markt gewinnen kann.

Wie sehen Sie Chancen und Möglichkeiten, in Forschung und Entwicklung in der Solarentwicklung zusammenzuarbeiten?

Arizzi: Das passiert schon auf vielen Ebenen. Europa hat in diesem Bereich sehr viel anzubieten. Und wir stehen erst am Anfang der Entwicklung. Wenn Sie Photovoltaik im gesamten Feld Energietechnik ansehen, ist der Anteil momentan gering. Aber das wird sich ändern, denn das Potenzial ist riesig.

Bis jetzt hat die Solarindustrie viel Know-how eingebracht und damit einiges erreicht. Aber das Wissen, welchen Wert die Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien und im Speziellen die Nutzung der Solarenergie für die Zukunft des Planeten hat, ist in der Bevölkerung noch nicht so richtig angekommen oder es wird nicht ausreichend vermittelt.

Die Überzeugung, gemeinsam das Beste für die Zukunft erreichen zu wollen und zu können, würde sicher einen Motivationsschub in der Gesellschaft auslösen und Ansporn sein, nicht nur kurzfristig die schlechten wirtschaftlichen Resultate zu sehen, sondern gemeinsam neue Lösungen zu suchen, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

DuPont 

• 1802 in Wilmington, USA, als Pulvermühle gegründet, heute einer der weltgrößten Chemiekonzerne.
• beschäftigt 70 000 Menschen, 9500 davon Wissenschaftler und Ingenieure.
• setzte 2011 37,976 Mrd. $ um und verdiente netto 3,474 Mrd. $.
• steckte 2011 ca. 2 Mrd. $ in Forschung und Entwicklung.
• unterhält weltweit mehr als 150 Forschungs- und Entwicklungszentren.

Simone Arizzi 

-Forschungschef von DuPont in EMEA (Europa, Naher Osten, Afrika).

-studierte Chemieingenieurwesen an der ETH Zürich und promovierte in Boston am MIT.