12. BMBF-Forum für Nachhaltigkeit Workshop: Leitinitiative Energiewende 14. September 2015, Bonn

Transkript

1 12. BMBF-Forum für Nachhaltigkeit Workshop: Leitinitiative Energiewende 14. September 2015, Bonn Erzeugungstechnologien: Photovoltaik - Baustein der Energiewende Dr. Peter Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

2 Überblick Status Photovoltaik weltweit und in Deutschland Perspektiven und Randbedingungen für weiteres Wachstum Materialforschung Einbindung in das Gesamtsystem Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

3 Unternehmensumfeld: Dynamisches Wachstum weltweit Einbruch in Deutschland Zubau Deutschland Zubau weltweit GWp Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

4 Finanzwelt: Fokus auf PV Zuwachs nach Sektoren ($Mrd.) Zuwachs [%] Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

5 Finanzwelt: Investments - attraktives Investitionsobjekt Erneuerbare Energien Zuwachs [%] Herkunft der Investments [Mrd. $] Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

6 Marktumfeld: Preislernkurven - Ergebnis: In 24 Monaten Halbierung der Gestehungskosten für Solarstrom Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

7 Das gesellschaftspolitische Umfeld: 100% Erneuerbar - Wachstumsmarkt EE Heute: Installierte Leistung Photovoltaik: 37 GW 6% des Strombedarfs Spitzenlast Strom: 70 GW 2050: Installierte Leistung Photovoltaik: 200 GW 19% des ges. Energiebedarf Spitzenlast Strom: 70 GW installed capacity (GW) Installierte Leistungen Szenario 100% Erneuerbar 2050 (1) (1) Energieverbrauch 1000 TWh/a über alle Sektoren, Modell nach Fraunhofer-IWES, Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

8 Photovoltaik: Halbleiterphysik mit großem Entwicklungspotential Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

9 Die Innovation: Wirkungsgradsteigerung zur Kostenreduktion - Tandemzelle Maximaler Wirkungsgrad mit Tandemkonfiguration: 45.6% Aktuell: Weltrekordzelle mit Th. Hannappel (HZB/TU-Ilmenau): 44.8% Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

10 Wirkungsgradsteigerung bei der Solarzelle - Entwicklungsstand Heterojunction Solarzellen c-si plus a-si, 2014: n = 22% Bi-facial Wirkungsgradsteigerung 15-30% Perovskite 2009: n = 6%, 2014: n = 20% Tandem-Solarzellen Wirkungsgrade addieren sich 2015: 18% + 9% = 27% (Technikums Maßstab) Nano-Solarzellen, GaAs in Stabform sind stehend auf einer Silizium-Solarzelle angeordnet Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

11 Die Innovation: Gebäude integrierte PV - Neues Gebäude des BMBF in Berlin Leistung: 38 kw p, Baujahr 2014 Solarvalley Projektpartner GSS Gebäude- Solarsysteme GmbH, Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

12 Die Innovation: Gebäude integrierte PV - Semi-transparente BIPV Verglasung PVShade Das Prinzip: Eine innovative Dreifach-Isolierverglasung nutzt die winkelselektive Transparenz zweilagiger PV- Streifen Der 3-fache Nutzen: Stromerzeugung Sonnenschutz Durchsicht Bilder und Grafiken: Fraunhofer-ISE Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

13 Die Innovation: Lösungen im Gesamtsystem - Generator + Netze + Speicher + IKT Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

14 Systemlösungen - erheblicher Forschungsbedarf 7 Leitprojekte - Schlüssel für die neuen SmartEnergy Business Units Marktrelevanz Gesamtbudget: 75 Mio. Förderquote: 60% Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

15 Fazit PV erreicht Stadium der Massenfertigung im multi-gwp Bereich mit Preissenkungen von mehr als 50% in den letzten Jahren Kosten Solarstrom ca. 0,07 /kwh im Freiland Weitere Kostensenkungen durch erhöhte FuE-Aufwendungen für effizientere Solarzellen und intelligente Vernetzung Solarstrom im Gesamtsystem Ziel der Bundesregierung für 2020 min. 52 GW installierte Leistung erfordert erhöhte Anstrengung bei Marktdesign Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,

16 Marktumfeld: Zubau an Windkraftanlagen in Deutschland - jährlicher und kumulierter Zubau Zubau an Windkraftanlagen in Deutschland, jährlich und kumuliert Dr. P. Frey Solarvalley Mitteldeutschland e.v. FONA, Bonn,