Photovoltaik: Dach vs. Freifläche

PV-Module erobern immer ungewöhnlichere Einsatzorte, sogar auf Shrimpsfarmen sollen sie heutzutage verwendet werden. Nach wie vor stellen allerdings die klassischen Anlagentypen auf Dächern und Freiflächen den allergrößten Teil der installierten Photovoltaik dar, und an diesem Trend wird sich auf absehbare Zeit nicht viel ändern. Diese beiden Einsatztypen wollen wir im Folgenden einmal ausführlicher vergleichen.

Von den aktuell etwa 47 Gigawatt installierter PV-Leistung entfallen 35 Gigawatt auf Dach- und nur 12 Gigawatt auf Freiflächenanlagen.

Zunächst einmal ist das Einsatzpotenzial beider Technologien schier unbegrenzt, sowohl in Deutschland als auch weltweit. Das renommierte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme beantwortete dieses Jahr in einer Studie zur Solarenergie die Frage, ob denn in Deutschland überhaupt genügend Flächen zur Verfügung stünden, um uns mit Solarstrom zu versorgen, mit einem klaren Ja. So gebe es 3000 Quadratkilometer (also 0,83% der Landesfläche), wo Freiflächenanlagen ohne Konkurrenz zu anderen Landnutzungsformen realisiert werden könnten. Dies würde zu einer Nennleistung von 228 Gigawatt führen, fast dem Fünffachen der derzeit installierten Photovoltaikleistung. Wer das für eine große Fläche hält, sei daran erinnert, dass Braunkohletagebaue bislang nicht nur unser Klima, sondern auch 1773 Quadratkilometer Landesfläche zerstört haben. Versiegelte Siedlungsflächen würden nochmal 134 Gigawatt Solarpotenzial abwerfen. Noch größer ist das Potenzial von Gebäudehüllen (also Dächern und Fassaden), welches auf sage und schreibe 1400 Gigawatt beziffert wird. Agrophotovoltaik, der Einsatz von PV-Modulen bei gleichzeitiger landwirtschaftlicher Nutzung, “Floating PV”, also schwimmende PV-Module auf Stauseen, Lärmschutzwände uvm. eröffnen längerfristig noch weitere ungeahnte Möglichkeiten.

Um die Potenziale müssen wir uns also keine Sorgen machen, wir müssen sie nur heben. Das zieht zwangsläufig die Frage nach sich, welchen Weg man optimalerweise wählen soll. Als Indikator können die Stromgestehungskosten der einzelnen Technologien dienen, d.h. wie viel eine Kilowattstunde aus einer neu gebauten Anlage kostet. Diese hat das Fraunhofer-Institut zuletzt 2018 ausführlich analysiert. Das Ergebnis: PV-Freiflächenanlagen führen in Deutschland zusammen mit Onshore-Windenergie zu den günstigsten Kosten – günstiger als alle fossilen Stromerzeugungstechnologien! Unwesentlich teurer sind große Dach-PV-Anlagen. Strom aus kleinen Dachanlagen ist immer noch günstiger als Biogas, Offshore-Windenergie und selbst die effizientesten Gaskraftwerke. Das Potenzial zur Kostenreduktion ist damit aber bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Die Studie rechnet damit, dass 2030 die Kilowattstunde aus einer neuen Dachanlage nur etwa 4,7 Cent und aus einer neuen Freiflächenanlage nur 2,4 Cent kosten wird. Sollen wir aus dieser Kostenanalyse also den Schluss ziehen, unseren gesamten Energiewende-Enthusiasmus auf große Solarparks zu richten? Das wäre zu kurz gedacht.

Von den aktuell etwa 47 Gigawatt installierter PV-Leistung entfallen 35 Gigawatt auf Dach- und nur 12 Gigawatt auf Freiflächenanlagen. Letztere waren einer wahren Achterbahnfahrt politischer Regulierung unterworfen. Durch massive Eingriffe in das Erneuerbare-Energien-Gesetz unter Schwarz-Gelb (2009-2013) ist der Markt für Solarparks völlig eingebrochen. Obwohl er sich inzwischen wieder erholt, bleiben diese größeren Projekte sensibel in ihrer Reaktion auf politische Rahmensetzung. Dachanlagen haben sich im Markt deutlich robuster gehalten und stete Zuwächse verzeichnet. Es handelt sich um kleinere und überschaubarere Projekte, die maßgeblich von der Tatkraft der Hausbesitzer*innen abhängen. Die Risiken lassen sich angesichts der garantierten Einspeisevergütung relativ gut abschätzen. Der eigenverbrauchte Strom ist in allen realistischen Szenarien deutlich günstiger als Netzstrom. Dies sind vielleicht die maßgeblichen Gründe, weshalb Dachanlagen den Löwenanteil des weiter dringend nötigen deutschen Solarausbaus geleistet haben (allein im Juli 2019 entfielen 85% des Zubaus auf Dachanlagen).

Die Preisdifferenz zwischen Strom aus Dachanlagen und solchem aus Solarparks geht außerdem maßgeblich auf Installationskosten zurück. Diese sind eine willkommene Einnahmequelle des Handwerks vor Ort und tragen zur lokalen Wertschöpfung bei. Die Integration von Solarparks stellt größere infrastrukturelle Anforderungen. Der Netzanschluss muss gewährleistet und entsprechende Übertragungskapazitäten müssen vorhanden sein, um den erzeugten Strom zum Ort seiner Nutzung zu bringen. Dieser ist in aller Regel nicht der Produktionsort. Das kann zu Bottlenecks führen: in Indien, einem beindruckenden Energiewendebeispiel, ist der Ausbau der Erneuerbaren auch aufgrund fehlender Netzkapazitäten ins Stocken geraten. In Spanien drohen Netzanschlussrechte für Solarparks zum Spekulationsobjekt zu werden und die Energiewende zu behindern. Diese Infrastrukturprobleme haben Dachanlagen kaum. Ein Großteil des erzeugten Stroms wird ja direkt vor Ort verbraucht. Wird ein Dach mit PV-Modulen belegt, wird eine bereits versiegelte und bebaute Flächen doppelt genutzt. Das erhöht die Effizienz des Flächenverbrauchs. Außerdem ist Dach-PV eine der wenigen Möglichkeiten, um die Energiewende mit räumlicher Gerechtigkeit zu verbinden. Regenerative Energietechnologien benötigen Flächen, die man nur in ländlichen Räumen in großem Maße zur Verfügung hat; in Städten lassen sich keine Windräder installieren. Dennoch würde es zurecht Widerstand provozieren, würden alle räumlichen “Lasten” der Energiewende

auf ländliche Gebiete abgewälzt. Dachanlagen sind auch in dichter besiedelten Gebieten eine exzellente Option zur Energieerzeugung. In der Flächenfrage verbirgt sich noch eine weitere Hürde für Solarparks. Die oben erwähnten riesigen Potenziale lassen sich nicht im derzeitigen regulatorischen Rahmen nicht heben. Dieser ist nämlich enorm restriktiv und lässt Freiflächenanlagen nur auf eng umgrenzten Flächentypen zu. Noch nicht einmal die Nachnutzung von stillgelegten Braunkohletagebauen wäre ohne Weiteres möglich. Hier muss die Politik so schnell wie möglich massiv nachbessern, damit wir unsere Energiewendeziele in Bezug auf die Photovoltaik realisieren können. Und diese Ziele müssen wir schnell und zuverlässig erreichen. Das diktiert das ungebremste Voranschreiten der Klimakrise.

Wollen wir so vielen Menschen wie Möglichkeit Teilhabe an der Energiewende verschaffen, brauchen wir das Standbein der Dach-Photovoltaik, dem Instrument schlechthin für die ‘Mitmach-Energiewende’

Sollten wir im Jahr 2050 unseren gesamten Energiebedarf aus regenerativen Quellen decken wollen, errechnet das Fraunhofer-Institut einen Bedarf von 120-290 Gigawatt installierter PV-Leistung. Bei einem mittleren Ausbauziel von 200 Gigawatt müssten also pro Jahr im Mittel 5 Gigawatt neu zugebaut werden. Das ist eine herausfordernde aber erreichbare Menge! Wir können uns insbesondere nicht erlauben, dass der verstärkte Bau von Freiflächenanlagen – ähnlich wie bei der Windkraft – dazu führt, dass sich Ressentiments organisieren und die Energiewende abwürgen. Nicht umsonst empfiehlt der Bundesverband Solarwirtschaft, den künftigen Ausbau zur Hälfte über Dachflächen und zur anderen Hälfte über Freiflächen zu realisieren.

Es ist nicht davon auszugehen, dass der weitere Ausbau der Photovoltaik die Strompreise durch die EEG-Umlage über Gebühr belasten wird. Solarparks werden wohl bald ohne grantierte EEG-Vergütung gebaut werden. EnBW will beispielsweise in Brandenburg den größten deutschen Solarpark ohne EEG-Förderung bauen. Natürlich können aber nur die großen Fische im Energiepool die Kapitalkosten solcher Großprojekte stemmen, was zu einem weiteren Argument für Dachanlagen führt.

Wollen wir so vielen Menschen wie Möglichkeit Teilhabe an der Energiewende verschaffen, brauchen wir das Standbein der Dach-Photovoltaik, dem Instrument schlechthin für die “Mitmach-Energiewende”. Die Frage, ob die Energiewende besser mit Dachanlagen oder großen Solarparks zu bewerkstelligen ist, hat also eine eindeutige Antwort: Eine Kombination aus beidem. Und je mehr von beidem, desto besser.

Vor- und Nachteile auf einen Blick

Dach-Photovoltaik

    Über 1 TW Potenzial in Deutschland (Dächer und Gebäudehüllen)
    Hohe lokale Wertschöpfung und Jobs im Handwerk
    Doppelnutzung bereits versiegelter Fläche (kaum Nutzungskonkurrenz)
    Gute Sektorkopplung durch Nähe zum Verbrauch
    Sehr geringe Netzanschlusskosten
    Höhere Unabhängigkeit durch Eigenverbrauch
    Mittlere bis niedrige Stromgestehungskosten
    Umsetzungsgeschwindigkeit durch Fachkräftemangel stark limitiert

Freiflächen-Photovoltaik

    Über 200 GW Potenzial in Deutschland (ohne Flächenkonkurrenz)
    Extrem niedrige Stromgestehungskosten (hohe Skaleneffekte)
    Tendenziell höhere Umsetzungsgeschwindigkeit
    Teilweise Nutzungskonkurrenz auf Fläche
    Tendenziell höhere Netzanschlusskosten
    Weniger lokale Wertschöpfung und höherer Kostendruck
    Kaum Möglichkeit des Eigenverbrauchs