Stromgestehungskosten und Stand der Photovoltaik Gerhard P. Willeke Manager Photovoltaics Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE Symposium Energiepark Coleman? Bündnis90/Die Grünen AK Umwelt, Energie und Naturschutz Mannheim, 1. Juni 2012
Übersicht Quelle: www.3tier.com, 2011 Fraunhofer ISE in a nutshell Erneuerbare Energien in Deutschland Stand der Photovoltaik Aktuelle Studie Stromgestehungskosten PV, CSP und Wind Perspektiven der Photovoltaik Zusammenfassung und Ausblick
Fraunhofer-Institute for Solar Energy Systems ISE Largest European solar energy research institute More than 1100 employees (700 students) 10% base funding 90% contract research 45% industry, 45% public 73 M total budget ( 11) >10%/a growth rate Areas of business: Photovoltaics (Si, CPV, OPV) Solar Thermal Technologies (ST, CSP) Renewable Power Supply Energy-Efficient Buildings / Technical Building Components Applied Optics and Functional Surfaces Hydrogen Technology ISE Freiburg LSC Gelsenkirchen THM Freiberg (Fh-IISB) CSP Halle/Saale (FH-IWM) CSE Boston (Fh-USA)
Stromerzeugung in Deutschland Anteile der verschiedenen Erneuerbaren Energien StrEG EEG 2011: 19.9% Quelle: BMWi, BDEW Anteil an Endenergie: 25% Strom 50% Wärme 25% Kraftstoff Anteil Erneuerbarer: 20% 10% 5%
PV-Systeme in den Bundesländern Land Pos. Σ 2011 [GW] Anteil [%] Zubau [GW] Anteil [%] Rate [%) BY 1 8,067 32,6 1,744 23,3 27,6 BW 2 3,581 14,5 0,84 11,2 30,6 NRW 3 2,812 11,4 0,851 11,4 43,4 NI 4 2,285 9,2 0,774 10,3 51,2 BB 5 1,547 6,3 0,982 13,1 173,8 HE 6 1,207 4,9 0,31 4,1 34,6 RLP 7 1,175 4,8 0,308 4,1 35,5 SH 8 0,953 3,9 0,279 3,7 41,4 SN 9 0,888 3,6 0,361 4,8 68,5 ST 10 0,856 3,5 0,448 6,0 109,8 Σ 10 23,371 94,5 6,9 92,1 41,9 Σ D 24,726 100,0 7,485 100,0 43,4 47% der PV sind in Bayern und BaWü Der Osten und Norden holt auf Quelle: Graphik: Photon 5/2012, Daten: Bundesnetzagentur 03/2012
Erneuerbare Endenergiebereitstellung (Baden-Württemberg) 100 Ausbauziele 2020* 10 TWh 1 0,1 0,01 Biomasse (Wärme) Biomasse (Strom) Kraftstoffe Wasser PV Solarthermie Wind 0,001 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 PV-Strom ist die dynamischste erneuerbare Endenergie in Baden-Württemberg Das PV-Ziel 2020 könnte bei Fortschreibung der Dynamik bereits 2014 erreicht werden 2013 wird PV-Strom wahrscheinlich zur zweitwichtigsten erneuerbaren Energie Quellen: Erneuerbare Energien in Baden-Württemberg 2011, Erste Abschätzung, Stand März 2012, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg; *: Auf gutem Kurs, Bilanz und Ausblick, Ein Jahr grün-rote Energiepolitik für Baden-Württemberg, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, http://www.um.baden-wuerttemberg.de
Erneuerbare Endenergiebereitstellung (Baden-Württemberg) 100 Ausbauziele 2020* 10 TWh 1 0,1 0,01 0,001 Fortschreiben der Wachstumsdynamik 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Biomasse (Wärme) Biomasse (Strom) Kraftstoffe Wasser PV Solarthermie Wind PV-Strom ist die dynamischste erneuerbare Endenergie in Baden-Württemberg Das PV-Ziel 2020 könnte bei Fortschreibung der Dynamik bereits 2014 erreicht werden 2013 wird PV-Strom wahrscheinlich zur zweitwichtigsten erneuerbaren Endenergie Quellen: Erneuerbare Energien in Baden-Württemberg 2011, Erste Abschätzung, Stand März 2012, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg; *: Auf gutem Kurs, Bilanz und Ausblick, Ein Jahr grün-rote Energiepolitik für Baden-Württemberg, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, http://www.um.baden-wuerttemberg.de
Durchschnittlicher PV-Systempreis in D (Dach, 10-100kWp) Systempreishalbierung (Modulpreisdrittelung) in den letzten 3 Jahren! Quelle: Bundesnetzagentur (Daten), PSE AG 2012 (Graphik)
Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien Levelized Cost of Electricity LCOE Vorteil höherer Volllaststundenzahlen von WEA nicht berücksichtigt Vorteil Speicherbarkeit in CSP nicht berücksichtigt Quelle: C. Kost, T. Schlegl, J. Thomsen, S. Nold, J. Mayer, Renewable Energy Innovation Policy RENIP, Mai 2012
Annahmen I (Investitionen) Austausch Wechselrichter nach der Hälfte der Nutzungszeit (PV-Kleinanlagen), in O&M bei PV-Großanlagen Für alle Länder einheitliche Investitionshöhen!
Annahmen II (Stromerzeugung)
Windenergie-Volllaststunden Baden-Württemberg 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 Windkapazität Vorjahr (Mittelwert 1440) Windkapazität Vorjahr+ halber Zubau (Mittelwert 1321) 400 200 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Quelle: Erneuerbare Energien in Baden-Württemberg 2011, Erste Abschätzung, Stand März 2012, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, http://www.um.badenwuerttemberg.de/servlet/is/93259/anlage.pdf?command=downloadcontent&filename=anlage.pdf
Annahmen III (weitere Parameter) Höheres Ausfallrisiko: Eigenkapitalrendite, Fremdkapital Spanien, Nordafrika: Strahlung, aber Finanzierungsbedingungen
Ergebnisse Photovoltaik 2012 kwh/m 2 a LCOE PV-Freifläche [ cent/kwh]: Süd-D 13,5; Spanien 11,0; Nordafrika 8,5
Ergebnisse Wind 2012 Volllaststunden LCOE Wind [ cent/kwh]: Onshore 1300 10,3; Offshore 3200 13,8
Ergebnisse Zusammenfassung 2012
Der PV-Anteil am weltweiten Stromverbrauch 100000 10000 TWh 1000 100 Prognose McKinsey* April 2012, 1500kWh/kWp Global 10% 1% 0,1% PV 10 1 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 10% solare Stromerzeugung weltweit bis 2025 sind denkbar! Source: world electricity demand: http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2007/weo_2007.pdf, reference scenario, Tab. 1.8, p. 95; PV cumulative installation: EPIA Solar Generation 6 2011; conversion: 1000 kwh/kwp; * K. Aanesen, S. Heck, D. Pinner, Solar Power: Darkest before dawn, McKinsey&Company, April 2012
Zusammenfassung Photovoltaik ist die dynamischste erneuerbare Energie in Baden- Württemberg Ausbauziel PV 2020 der Landesregierung (7,6TWh; 2011: 3TWh) könnte bei Fortschreiben der Dynamik 2014 erreicht werden Wind soll stark aufholen (2020: 6,3TWh; 2011: 0,6TWh) Systempreise PV wurden von 2008-2011 halbiert Stromgestehungskosten 2012 Baden-Württemberg: - PV-Freifläche: Invest 1,6 /Wp, 1100kWh/kWp -> LCOE 13,3 cent/kwh - Wind: Invest 1,2 /Wp, 1300Volllaststunden -> LCOE 10,3 cent/kwh PV konkurrenzfähig mit Offshore-Wind (LCOE) und Ausblick Von weiteren dynamischen Preissenkungen bei der PV ist auszugehen (anhaltende Überkapazitäten)
Deutsche PV-Firmen im Weltmarkt: ein aktuelles Beispiel
Zusammenfassung Photovoltaik ist die dynamischste erneuerbare Energie in Baden- Württemberg Ausbauziel PV 2020 der Landesregierung (7,6TWh, 2011: 3TWh) könnte bei Fortschreiben der Dynamik 2014 erreicht werden Wind soll stark aufholen (2020: 6,3TWh; 2011: 0,6TWh) Systempreise PV wurden von 2008-2011 halbiert Stromgestehungskosten 2012 Baden-Württemberg: - PV-Freifläche: Invest 1,6 /Wp, 1100kWh/kWp -> LCOE 13,3 cent/kwh - Wind: Invest 1,2 /Wp, 1300Nennvolllaststd. -> LCOE 10,3 cent/kwh PV ist konkurrenzfähig mit Offshore-Wind (LCOE) und Ausblick Von weiteren dynamischen Preissenkungen bei der PV ist auszugehen (anhaltende Überkapazitäten) 10% Weltstromanteil PV in 2025 ist denkbar
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