Beitrag unseres Partnerportals „Economist“ - Beim wichtigen Solar-Rennen bleibt China unangefochten an der Spitze

Es ist die Revolution, die fast niemand sieht: Fast überall stehen Solarzellen. Sie machen keinen Lärm, stoßen keine Abgase aus und kosten fast nichts. Sie brechen nahezu alle Prognosen und könnten schon bald die größte Primärenergiequelle der Erde werden. Teil 2 der Serie: „Die Solar-Revolution“.

China übernahm schnell die Solar-Führung und behielt sie. Im Jahr 2023 produzierten chinesische Unternehmen 93 Prozent des weltweit für Solarzellen verwendeten Polysiliziums. Einige Unternehmen sind vertikal integriert und stellen selbst Photovoltaikzellen her (ein Ansatz, den Boulton mit der Investition in eine eigene Gießerei in Soho verfolgte). Andere überlassen es ihren Kunden, die Siliziumblöcke mit einer Diamantsäge in Wafer zu schneiden, die Oberflächen präzise zu polieren und die perfekt kalibrierte „Dotierung“ vorzunehmen, die das Silizium in einen Halbleiter verwandelt.

Die Gießereien und Hersteller des Landes haben sehr optimistische Investitionsstrategien verfolgt. Aber wenn man als Hersteller versucht ist, einer Prognose für Solaranlagen zu folgen, die nur leicht nach oben zeigt, dann „ist man in der Sekunde, in der man diese Linie sieht, verloren“. Man ist immer „all-in“.

Beim Solar-Rennen bleibt China unangefochten an der Spitze

Die Hersteller profitieren jedoch davon, dass sie eine Schlüsselrolle in der Industriestrategie ihres Landes spielen. Es gab einige Insolvenzen, aber die chinesische Regierung hat vielen überschuldeten Unternehmen günstige Kredite gewährt. Gregory Nemet von der University of Wisconsin-Madison geht davon aus, dass der Solarzellenmarkt die so entstandenen Überkapazitäten in der Regel innerhalb weniger Jahre wieder aufholt.

Ob dies auch weiterhin der Fall sein wird, bleibt angesichts des derzeitigen Überangebots abzuwarten. Die beiden größten chinesischen Hersteller von Polysilizium, gcl-Poly und Tongwei, verfügen 2023 über eine Produktionskapazität von jeweils 370.000 Tonnen, mehr als genug, um die Nachfrage zu decken. Tongwei hat angekündigt, rund 3,9 Milliarden US-Dollar in eine neue Anlage zu investieren, die schließlich 400.000 Tonnen pro Jahr produzieren kann. Laut Johannes Bernreuter, Marktanalyst für Polysilizium, sind in China Anlagen mit einer Jahreskapazität von sieben Millionen Tonnen in der Planung. Das reicht aus, um jährlich 3,5 Terrawatt Solarmodule zu produzieren.

Für Polysilizium werden diese Mengen als riesig angesehen. Verglichen mit dem Materialbedarf anderer Energietechnologien sind sie jedoch verschwindend gering. Die Kohleproduktion liegt bei etwa 8 Milliarden Tonnen pro Jahr; nimmt man Öl und Gas hinzu, verdoppelt sich diese Menge.

Auch in China wird Solarenergie billiger als Kohle

Chinesische Unternehmen haben noch weitere Vorteile, vor allem einen riesigen und geschützten Binnenmarkt und günstige Energie. gcl-Poly und andere chinesische Unternehmen haben mehrere Fabriken in Xinjiang in der Nähe riesiger Kohlekraftwerke, die wiederum mehr oder weniger auf großen Kohleminen liegen. Strom macht 40 Prozent der Kosten der Polysiliziumproduktion aus, und die Verbrennung von Kohle, die in einem benachbarten Kraftwerk abgebaut wird, das Strom direkt an die Lichtbogenöfen liefert, ist ziemlich billig. Das heißt, in nicht allzu ferner Zukunft könnte Solarenergie billiger sein.

Obwohl die chinesische Industrie geschützt und subventioniert wird — in Xinjiang wird ihr sogar der Einsatz von Zwangsarbeitern vorgeworfen — ist sie in einer Weise konkurrenzfähig, wie es nur Unternehmen sein können, die mehr oder weniger das Gleiche produzieren. Hersteller anderer Energietechnologien müssen die spezifischen Bedürfnisse ihrer jeweiligen Kunden im Auge behalten.

Motoren, die Kraftstoff verbrennen, unterscheiden sich erheblich, je nachdem, ob sie in einem Notstromaggregat oder in einem Moped eingebaut werden sollen. Turbinen, die durch bewegte Flüssigkeiten angetrieben werden, müssen auf den Dampf eines Kohlekraftwerks oder das Wasser eines Wasserkraftwerks zugeschnitten sein. Eine solche Spezialisierung führt zu Reibungsverlusten, die die etablierten Unternehmen begünstigen. Siemens konnte seinen Vorsprung im Gasturbinenbau über Jahrzehnte halten.

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Bei PV-Anlagen gibt es jedoch keinen solchen dauerhaften Vorteil. Solarzellen sind standardisierte Produkte, die im Wesentlichen alle gleich hergestellt werden; sie haben keine beweglichen Teile, ganz zu schweigen von der tückischen Komplexität einer modernen Turbine. Die Hersteller konkurrieren über die Kosten, indem sie entweder Zellen herstellen, die aus einer bestimmten Menge Sonnenlicht einen Bruchteil mehr Strom erzeugen, oder Zellen, die weniger kosten. „Die Markteintrittsbarrieren sind die Investitionskosten“, sagt Jenny Chase, die die Branche bei BloombergNEF analysiert. „Man kann die Maschinen [für die Herstellung] kaufen, es ist nicht sehr technologieintensiv.“

Harter Konkurrenzkampf

Die Tatsache, dass es sich um ein Massenprodukt handelt, führt nicht nur zu einem harten Wettbewerb auf der Angebotsseite. Sie sorgt auch für eine unglaublich vielfältige und große Nachfrage. Heymi Bahar von der IEA sieht darin den vielleicht größten Vorteil der Technologie. Das Revolutionäre an der Solarenergie ist, dass sie alle Arten von Investoren anspricht. Von der Lehrerin in Südafrika, die ein 2-Dollar-Ladegerät für ihr Handy kauft, bis zum Unternehmen, das 10-GW-Kraftwerke entwickelt, kaufen alle, die Solarenergie nutzen, im Grunde das gleiche Produkt. „Es gibt keine andere Technologie zur Energieerzeugung, bei der je nach Anwendung eine Million Exemplare oder nur ein Exemplar desselben Produkts installiert werden“, sagt Rob Carlson, ein Technologieinvestor.

Der Schlüssel zum Wachstum dieser Nachfrage liegt in der „Erfahrungskurve“ der Industrie. Das Ausmaß, in dem Prozesse mit steigendem Produktionsvolumen billiger werden, wird häufig als Rückgang der Stückkosten pro Verdoppelung der kumulierten Produktion ausgedrückt. Von Mitte der 1970er Jahre bis Anfang der 2020er Jahre stieg die kumulierte PV-Produktion um den Faktor 1 Million, was einer Verzwanzigfachung entspricht. Gleichzeitig sanken die Preise um den Faktor 500, was einer Kostenreduktion von 27 Prozent pro Verdoppelung der installierten Leistung bzw. einer Halbierung der Kosten pro Steigerung der installierten Leistung um 360 Prozent entspricht. Nimmt man das Ende der 2000er Jahre als Wendepunkt, als Subventionen zur Gründung von Gießereien führten, die Polysilizium speziell für Solarzellen herstellten, so liegt die Rate heute bei über 40 Prozent.

Anfang 2000 glaubten Grüne und SPD an die Solarkraft

Die Grünen in der deutschen Koalition, die Anfang der 2000er Jahre die massiven Fördermaßnahmen zur Nachfragesteigerung auf den Weg brachten, schätzten die damit verbundene Dezentralisierung; den Sozialdemokraten gefiel die Aussicht auf den Aufbau einer neuen Industrie für ihre Herstellung. Beide Seiten sahen Solarmodule auch als Waffen im Kampf um die Dekarbonisierung der Wirtschaft — allerdings nicht unbedingt als besonders starke Waffen. Sie boten eine Form der Umweltfreundlichkeit, die nur dann wirklich funktionierte, wenn die Menschen ihren Verbrauch radikal reduzierten.

Diejenigen, die die Dekarbonisierung vorantreiben, haben lange gebraucht, um zu erkennen, dass Solarenergie im Prinzip viel mehr sein kann. Als Adair Turner, ein großer Technokrat, der erste Vorsitzende des britischen Ausschusses für Klimawandel wurde, einer Organisation, die vom Parlament beauftragt worden war, den Weg zu Netto-Null-Emissionen aufzuzeigen, spielte die Solarenergie in seinen Überlegungen keine große Rolle. „Wir hatten nicht damit gerechnet, dass die Kosten für Solaranlagen so stark sinken würden“, sagt er.

Das Produkt der Wahl

„2008 dachten wir, dass die Kapitalkosten bis 2020 um 19 Prozent sinken würden. Als wir 2020 erreichten, waren sie bereits um 95 Prozent gesunken.“ In seinem Bericht von 2014, der die Agenda für das Pariser Abkommen von 2015 festlegte, legte der Weltklimarat viel mehr Gewicht auf die Kohlenstoffabscheidung in fossilen Kraftwerken und die Verbrennung von Biomasse als auf die Photovoltaik.

Seitdem hat sich die Solarenergie jedoch als das Produkt der Wahl erwiesen. Im Jahr 2015 schätzte BloombergNEF die Stromgestehungskosten (LCOE) für Solarenergie weltweit auf 122 $ pro MWh, fast die Hälfte der LCOE für Onshore-Windkraft, die damals 83 $ betrug. Die lcoe für Kohle in Ländern ohne CO2-Preis lagen damals zwischen 50 und 75 $. Heute liegen sowohl Solar- als auch Onshore-Windenergie im unteren 40 $-Bereich, während Kohle in etwa dort bleibt, wo sie war.

Hier geht es weiter zu Teil 3: Noch hemmen zwei Probleme die Solar-Revolution - doch es gibt Lösungen

Dieser Artikel erschien zuerst im Economist unter dem Titel „Sun Machines“ und wurde von Andrea Schleipen übersetzt.