Photovoltaikfertigung 01.04.2011, 19:52 Uhr

Solarzellen-Produktion: Komplettsysteme werden zum Kostentreiber

Die solarboomverwöhnten Photovoltaikhersteller stehen unter Stress. Die Auftragslage ist gut bis sehr gut, für 2011 wird weltweit ein Zubau von 21 GW prognostiziert, die Hälfte davon in Deutschland. Doch Investoren sind verunsichert. Sie suchen nach rechtlicher Kontinuität. Grund genug für die Hersteller, nach gemeinsamen Strategien zur Kostenreduzierung zu suchen.

Innerhalb nur weniger Monate hat sich die Welt der Photovoltaikhersteller in Deutschland verändert. Die als Marktöffnungsstrategie über alle Maßen erfolgreiche Einspeisevergütung wird stark zurückgefahren – weit über die gesetzlich festgelegte jährliche Degression hinaus. Das zwingt zu harten Preis- und Kostenreduktionen – die ebenfalls weit über die „Lernkurve“ der Hightechbranche von 20 % pro Jahr hinausgehen.

Die Folge: Konsolidierung der Industrie und Abwanderung der Produktion in kostengünstige Regionen, u. a. nach China. Schon heute nimmt China 50 % des PV-Fertigungsequipments ab. Und weltweit werden 50 % des Marktes von den „Top 20“ der Branche bedient.

Das kann man als unausweichliche Marktreifung der heute dominierenden Silizium-Photovoltaik interpretieren. Also entdeckt die PV-Branche das bewährte Muster der Halbleiterindustrie: beschleunigte Technologieentwicklung durch Roadmapping, Automatisierung und Standardisierung der Fertigung. Genau darum ging Mitte letzter Woche beim „PV Fab Managers Forum“ von Semi, dem Weltverband der Halbleiter-Fertigungsindustrie.

An die 200 Betriebsleiter waren erschienen, um „aktuelle produktions-orientierte Probleme zu erörtern“, so Stephan Raithel, Geschäftsführer der Semi PV Group Niederlassung Berlin, die sich fertigungsnah zur ostdeutschen Solarindustrie angesiedelt hat. Ein Dialog zwischen den Herstellern von Zellen, Modulen und Systemen und deren Zulieferern. Zugleich wurde die gebotene Weiterentwicklung der Fertigungsstandards erörtert.

„Natürlich ist die Si-basierte PV-Fertigung weniger komplex als die Chipfertigung. Doch sie birgt ähnliche Probleme“, sagt Raithel, „etwa beim Handling der immer dünneren Wafer.“ Bei der angestrebten vertikalen Automation vom Wafer zum System, einschließlich der noch verbliebenen handwerklichen Schritte wie die Rückseitenkontaktierung der Module, müssen die Fertigungssysteme und Materialien diverser Anbieter verlässlich integriert und abgestimmt werden.

Die 2. Edition der PV-Roadmap (ITRPV) von Semi schließt auch die Wafer und die Module ein. Raithel: „Das ist der Werdegang von Roadmaps, dass man Randbereiche aufnimmt und regionale Interessen, auch außereuropäische, berücksichtigt.“ Bald dürfte also auch China dabei sein. Generell ist der PV-Roadmapping-Prozess kostengetrieben in Richtung „Grid Parity“ der Solarstromerzeugung – wenn also elektrische Energie aus einer Photovoltaik-anlage zum gleichen Preis wie der Endverbraucherstrompreis angeboten werden kann – über die regulären Effekte der Massenfertigung („economy of scale“) hinaus.

Dabei ist die Reduzierung der Waferdicke (auf 100 µm bis 2020) nur ein Parameter der Kostendegression. Das gilt umso mehr, als vor einem Jahr, beim Start der Roadmap, steigende Siliziumpreise erwartet wurden. Jetzt ist das Si am Weltmarkt günstiger zu haben. Also hat sich dieser Kostenfaktor entschärft. Es ist nicht so einfach, wie das Forum gezeigt hat, die geforderte Kostendegression von den Fluktuationen der Si-Weltmärkte zu entkoppeln.

„Im Moment macht die Roadmap nicht nur Druck auf die Kosten pro Watt, sondern auch auf die Kosten pro Stück“, sagt Raithel. Dabei wird die Evolution des Wirkungsgrads der Si-Zellen, im Labor derzeit bei knapp 20 %, in der populären Betrachtung gern maßlos überschätzt. An den Herstellungskosten pro Stück (Wafer, Zelle, Modul) hat die Effizienz nur einen kleinen Anteil. „Der Preis des Siliziums ist viel ausschlaggebender.“

Gerade da wurde auf dem Forum Kritik laut. So verwies Henning Wicht von iSuppli Deutschland auf die konstant hohen Margen von 50 % der Si-Lieferanten – gegenüber 4 % der Zellhersteller und 5,3 % der Modulhersteller. Keine Änderung in Sicht? Die PV-Roadmap dürfte hier korrigierend eingreifen.

Sollte die PV-Roadmap auch die Systemkomponenten einer Anlage, also Anschlussboxen und Wechselrichter, einbeziehen? Mit dem Trend zur integrierten Fertigung und dem Angebot kompletter PV-Lösungen aus einer Hand könnten es so weit kommen. Derzeit sind die Wechselrichter, wie Untersuchungen belegen, die schwächsten Glieder von Solaranlagen. Sie verursachen die höchsten Wartungs- und Reparaturkosten, mit hoher Wahrscheinlichkeit des Austausches über die meist auf 20 Jahre projektierte Lebensdauer. Auch das ein wichtiger Kostenfaktor für die Anbieter und deren Garantieleistungen. Höchste Zeit, dass die PV-Fab-Manager sich auch dieser Sache annehmen.

  • Werner Schulz

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