Chancen und Herausforderungen von Solaranlagen

Mit Solaranlagen lässt sich günstig sauberer Solarstrom erzeugen. Dennoch herrscht im Zusammenhang mit Photovoltaik-Anlagen nicht immer eitel Sonnenschein. Die Solartechnik bietet sowohl Chancen für die Energiewende, sie stellt uns jedoch auch vor Herausforderungen. Denn Solarstrom kann nur tagsüber generiert werden. Und auch im Sommer ist der Ertrag der Photovoltaik-Anlagen höher als im Winter.

Die Themen in diesem Artikel:

Was ist eine Konversionsfläche?

Das Wort Konversionsfläche ist ein Begriff aus der Stadtplanung. Konversion bedeutet in diesem Zusammenhang eine Nutzungsänderung, Umwandlung oder Umnutzung. Konversionsflächen sind häufig ehemalige, inzwischen brach liegende Gewerbe-, Industrie- oder Militärflächen. Solche Konversionsflächen können zum Bau von PV-Freiflächenanlagen genutzt werden.

Die Energiestrategie 2050

Im Jahr 2017 haben die Schweizerinnen und Schweizer dafür gestimmt, dass der Energieverbrauch gesenkt, die Energieeffizienz erhöht und erneuerbare Energien gefördert werden sollen. Gleichzeitig soll der Bau neuer Atomkraftwerke verboten werden. Ziel ist es, erneuerbare Energien zu fördern, die in der Schweiz produziert werden können. Ausserdem sollen die Einfuhr von fossilen Energieträgern reduziert und das Stromnetz an die neuen Bedürfnisse angepasst werden.

Schweizer Strom aus erneuerbaren Energien

Unser Strom in der Schweiz wird vorwiegend aus Kern- und Wasserkraft erzeugt. Dabei kann aufgrund der hydrologischen Bedingungen im Sommerhalbjahr mehr Energie aus Wasserkraft gewonnen werden. Deshalb ist die Schweiz im Winter Nettoimporteur für elektrische Energie. Im Jahr 2020 konnten ungefähr 76 Prozent der Schweizer Energieverbrauchs durch erneuerbare Energien gedeckt werden. Dabei gewannen wir den grössten Teil aus Grosswasserkraft (circa 76 %), etwas über 10 % wurden mithilfe von Photovoltaik (PV), Windkraft, Kleinwasserkraft und Biomasse generiert. 20 % der Energie stammte aus Atomkraft und knapp 2 % wurde durch das Verstromen von Abfällen und fossilen Energieträgern erzeugt. (Quelle: Bundesamt für Energie)

Photovoltaik ist eine der günstigsten und saubersten Technologien zur Stromerzeugung.

PV birgt ein grosses Potential und ihr Anteil steigt stetig. Bis zum Jahr 2050 sollte der Anteil der PV auf rund 20 % (bezogen auf den derzeitigen Strombedarf) steigen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die PV ausgebaut werden. Das kann durch den Bau von Photovoltaik-Kraftwerken auf Konversionsflächen oder Bahn- und Strassenböschungen, auf Strassen, über Lawinenverbauungen, auf Freiflächen in den Alpen sowie den Ausbau von Solaranlagen auf geeigneten Dach- und Fassadenflächen erfolgen. Eine Solarpflicht bei Neubauten wurden im Dezember 2021 von den Schweizer Wählerinnen und Wählern abgelehnt.

Die Zukunft der Energieversorgung in der Schweiz

Um den Klimawandel und die Erderwärmung aufzuhalten ist es wichtig, den Pro-Kopf-Energieverbrauch zu senken. Des Weiteren muss die Energieversorgung dringend dekarbonisiert werden. Ausserdem ist der Atomausstieg in der Schweiz bereits beschlossene Sache. Die Zukunft der Energieversorgung liegt also in den regenerativen Energien. Bis 2050 soll die Energieversorgung klimaneutral sein und möglichst vollständig inländisch produziert werden und aus erneuerbaren Quellen stammen. Dazu soll die Leistung der Photovoltaik in der Schweiz von 2 TWh im November 2020 auf 34 Twh (Quelle BFE) deutlich vervielfacht werden. Andere Quellen sprechen sogar von einer PV-Produktion von 44 Twh, die erzeugt werden müssen, um den Strombedarf zu decken.

Herausforderungen von Solaranlagen

Aufbau von Solarkapazitäten zur Erreichung der Klimaziele

Um die ehrgeizigen Klimaziele zu erreichen, müssen mehr Solaranlagen und Photovoltaik-Kraftwerke gebaut werden. Dies wäre nur möglich, wenn alle Potenziale vollständig ausgeschöpft und der Zubau von Solaranlagen deutlich beschleunigt würde. Eine Pflicht zur Installation von PV-Anlagen auf Neubauten von der schweizerischen Wählerschaft wurde abgelehnt. Die Herausforderung besteht nun darin, die für die Erreichung der Ziele notwendigen Solarkapazitäten aufzubauen. Ohne politische Massnahmen wird dies kaum möglich sein. Zumindest auf öffentlichen Gebäuden und im öffentlichen Raum müssten alle verfügbaren Kapazitäten für den Ausbau der PV genutzt werden. Auch ein Ausbau der staatlichen Förderung könnte zum Erreichen der Ziele beitragen.

PV-Anlagen verändern das Landschaftsbild

Die Tatsache, dass PV-Anlagen und PV-Kraftwerke das Landschaftsbild, aber auch das Stadtbild verändern, trifft auf Widerstände in der Gesellschaft. Dies ist eine weitere Herausforderung für die Solarenergie.

Weniger Stromproduktion bei höherem Bedarf im Winter

Im Sommerhalbjahr kann in der Schweiz mehr Energie aus Wasserkraft gewonnen werden; auch die Effizienz von PV-Anlagen ist im Sommer deutlich höher als im Winter. Im Winterhalbjahr liegt der Ertrag von Sonnenstrom bei circa einem Drittel der Jahresleistung. Gleichzeitig ist der Strombedarf während der Heizperiode erhöht, da im Winter mehr Energie für Strom, Heizung und Warmwasser verbraucht wird. Deshalb ist die Schweiz im Winter aktuell Nettoimporteur für elektrischen Strom. Das Ausland, in dem verstärkt auf Windenergie gesetzt wird, hat teilweise deutlich höhere Winteranteile. Das ist darauf zurückzuführen, dass im Winter mehr Wind aus Windkraft generiert werden kann als im Sommer.

Technologien zur Speicherung überschüssiger Energie

Für die Speicherung überschüssiger Energie aus dem Sommer zur Nutzung im Winter – oder auch der Übertrag vom Tag in die Nacht – stehen verschiedene Technologien zur Verfügung. Zum einen können Batteriespeicher genutzt werden, zum anderen gibt es verschiedene Power-to-X (P2X)Technologien zur Speicherung von Stromüberschüssen. Dazu gehören beispielsweise die Herstellung von E-Fuels, E-Methan, E-Wasserstoff oder E-Ammoniak mithilfe von regenerativen Energien. Diese Energiespeicher können anschliessend verstromt werden oder beispielsweise zur Herstellung von Wärme oder zum Betreiben von Fahrzeugen genutzt werden.

Wie umweltfreundlich ist die Photovoltaik?

Photovoltaik ist während der Nutzungsphase eine umweltfreundliche Technologie mit einer guten Umweltbilanz. Bei der Herstellung des Solarstroms entstehen keine Emissionen. Für die Herstellung und bei der Installation der Module werden jedoch Ressourcen verbraucht. Auch bei der Entsorgung von Solaranlagen fällt Abfall an.

Chancen der Photovoltaik

Die Nachfrage nach PV ist hoch und wird weiter steigen. Neben der Möglichkeit, auf Kernkraft und nicht-regenerative Energiequellen zur Stromerzeugung zu verzichten, bietet die Photovoltaik die Chance, den Bausektor in der Schweiz voranzubringen.

Neue Arbeitsplätze in der Solarwirtschaft

Durch den Ausbau der Solartechnik können in der Schweiz mehrere Tausend Arbeitsplätze für Monteure und Planer geschaffen werden. Momentan gibt es in der Schweizer Solarwirtschaft circa 7.500 Vollzeitstellen. Um die hehren Ziele zu erreichen, muss deren Anzahl bis zum Jahr 2050 ungefähr verdreifacht werden. Eine neue Berufslehre im Solarbereich soll im Jahr 2024 starten. Der neue eidgenössisch anerkannte Lehrberuf soll den Fokus Solarmontage haben. Ausserdem sollen verstärkt Weiterbildungen und Umschulungen angeboten werden.

Energie sparen ist das Gebot der Stunde

Auch wenn wir in Zukunft das Solarpotenzial besser ausnutzen werden, ist es unumgänglich, unseren Strombedarf zu senken. Energiesparen ist deshalb ein unumgängliches Gebot der Stunde.

Quellen: Erneuerbare Energie im Web

Redaktionelle Leitung schweiz-kantone.ch

Andreas Räber ist GPI®-Coach, sowie Autor von zahlreichen Blogs, Fachartikeln und Kurzgeschichten aus den Bereichen Beruf, Gesundheit, Natur und Leben.