Energie- und Kommunikationstechnik

 

Solartechnologie II

 
Technologien zur regenerativen Energiegewinnung

und deren Förderung durch
Fördermittel der Länder- und des Bundes

 


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Dr. Hermann Scheer

Die solare Siliziumtechnologie:

 

<Hermann Scheer> weist darauf hin, daß Deutschland dringend eine Solar - Silizium - Produktion benötigt. Er sagt:


,,Solarzellenmaterial" ist der [.] Schlüssel zur industriellen Entfaltung der Photovoltaik- Technik.


Was darunter zu verstehen ist, und welche Zusammenhänge im Hintergrund hier wirksam werden, verdeutlicht sein folgender, von subventionsberater.de ebenfalls gekürzter Beitrag:

Sonnenenergie - Photovoltaik - Solarzellen

Die Gewinnung von elektrischer Energie mittels fossiler oder atomarer Brennstoffe per Dampfturbine und Magnetgenerator ist nicht nur veraltet und gefährlich, weil umwelt- und gesundheitsschädigend, sondern auch begrenzt, da sein Wärmelieferant auf der Erde nicht unbegrenzt vorhanden ist. Anderst bei Strom und auch Wärme aus der Sonne. Zu den Funktionsprinzipien - Problemen - Lösungswegen dieser neuen Technologie folgen Beiträge von Autoren, die sich intensiv mit dieser Materie auseinandersetzen.

Ergänzende Informationen zur Solartechnologie und deren wirtschaftliche Förderung finden Sie auch unter

http://www.solarfoerderung.de

Das Inkrafttreten des Erneuerbare - Energien - Gesetzes (EEG), das für Strom aus Solarzellen eine Einspeisungsvergütung von 99 Pfennig garantiert, hat in Kombination mit dem 1999 gestarteten 100.000 - Dächer-Solarstromprogramm der Bundesregierung einen explosionsartigen Nachfrageboom nach Photovoltaikanlagen ausgelöst. [...] Der politische induzierte Stimulans ist [.] derart erfolgreich, daß die Photovoltaik - Industrie [.] an der Nachfragesteigerung ersticken [kann]. Der Grund ist die akute Verknappung der Solarzellenmaterialien. Wird dieser Mangel nicht unverzüglich behoben, kommt unweigerlich die beabsichtigte Marktentfaltung ins Stocken und wird das Ziel dieser Programme verfehlt, Deutschland in Verbindung mit der Klimapolitik zum weltweit führenden Standort der Photovoltaik - Industrie zu machen.

[...] Japan stellte sich als erstes Land bereits Mitte der 90er Jahre dieser Aufgabe und startete das 70.000- Dächer- Programm. Ende 1999 waren 150 MW installiert, dreimal so viel wie in Deutschland. Die dynamischere Wirkung geht jedoch mittlerweile von der deutschen Gesetzgebung aus: Ergänzend zu den Einspeisungstarifen werden zinsbegünstigte Kredite für eine Gesamtinstallation von 300 MW vergeben, die bis 2003 installiert sein sollen. Bereits in den ersten vier Monaten dieses Jahres wurden Kreditanträge für 70 MW bei der Kreditanstalt für Wiederaufbau gestellt. Bliebe es bei diesem Tempo, dann würden die Bestellraten im Laufe des Jahres auf 150 oder gar 200 MW ansteigen; das entspräche der derzeitig gesamten Weltjahresproduktion. Um einer Marktüberhitzung entgegenzuwirken, hat die rot- grüne Bundesregierung deshalb die Kreditfinanzierung kontingentiert, auf 50 MW im Jahr 2000 und jeweils 65, 80 und 95 MW in den drei folgenden Jahren. Jedoch nicht, wie einige Solarverbände mutmaßten, aus Angst vor den eigenen Courage, sondern wegen des genannten Engpasses an Solarzellenmaterialien. Diese sind der strategische Dreh- und Angelpunkt den Photovoltaik - Industrie. Etwa 85 Prozent aller gegenwärtig produzierten Solarzellen werden auf der Basis von Silizium - Materialien für mono- oder multikristalline Zellen hergestellt. Deren Ausgangsmaterial ist Quarzsand, den chemisch zu metallurgischem Silizium reduziert und danach gereinigt wird, um dann zu hochreinem Elektronik - Silizium verarbeitet zu werden. Etwa 11 - 14 kg Silizium sind derzeit für eine Solarzellenleistung von einem Kilowatt (etwa 8 qm Solarmodule) erforderlich.

Die heutige Siliziumproduktion entstand für die Elektronik - Industrie, die höchstreines Material braucht. Für Solarzellen reicht dagegen auch Material mit geringerer Reinheit, das sogenannte ,,solargrade" - Silizium. Dafür gibt es aber bisher kaum spezielle Produktionskapazitäten. Statt dessen kaufen die Solanzellenproduzenten Ausschußware des Elektroniksiliziums auf, die dem Reinheitsgrad - Anspruch für Mikrochips nicht genügt. Weltweit etwa zehn Firmen verfügen üben Produktionskapazitäten von höchstens 24 000 Tonnen. Deren Auslastung wurde 1999 auf 16 000 t geschätzt. Für die Produktion von 200 MW PV - Modulen im Jahr 1999 waren jedoch bereits über 2000 t Siliziummaterial nötig. Da maximal 1000 t der Weltproduktion für die Elektronik - Industrie unbrauchbar waren, hat schon in den letzten Jahren das Fehlen einer autonomen Produktion von Solarsilizium die Kostensenkung der Zellen verhindert. Für die 300 MW in Deutschland bis 2003 werden 3000 t Solarsilizium gebraucht. Für die bereits angelaufenen Förderprogramme in den Dritten Welt - 1999 bereits 50 Prozent der Weltproduktion - würde eine Fortsetzung des sich bereits abzeichnenden Lieferstaus ein entwicklungspolitischer Bumerang.

Hochreines Elektronik - Silizium kostet etwa 70 - 80 US - Dollar, ,,solargrade" - Silizium nur 15 - 20 US-Dollar. Schon für die bisherige Solarzellenproduktion von 200 MW mußte die PV - Industrie etwa 1000 t höchstreinen Siliziums zukaufen. Wenn jetzt wegen der rapiden Nachfragesteigerung durch die deutsche Initiative die Solarzellenproduktion sprunghaft ausgeweitet wird, kann nur auf höchstreines Silizium zurückgegriffen wenden. Sehr profitabel für dessen Produzenten! Doch die absurde Konsequenz für den PV - Markt: Module würden, zumindest vorübergehend, nicht preiswerter, sondern teurer! Das Ziel des industriellen Mobilsierungsprogramms würde durchkreuzt.

Auf den Suche nach einem Ausweg aus dem Engpaß gibt es seit Jahren intensive Versuche zur Herstellung von Dünnfilmzellen mit einem deutlich geringeren Siliziumbedarf. Das ist zwar von enormen Bedeutung, greift jedoch eher auf mittlere und längere Sicht. Solarzellen auf CIS-Basis (Kupfer - Indium - Diselenit) oder auf Cd/Te-Basis, versprechen niedrige Materialkosten, hohe Anwendungsvariabilität und große Kostendegressionen. Aber diese Technologien sind noch lange kein Substitut für Siliziumzellen. Bis auf weiteres bedarf also die Marktentfaltung der Photovoltaik weiter der Silizium - Basis.

[... F]ür die Photovoltaik muß jetzt die Solar - Silizium - Industrie kommen. Die Hersteller von Elektronik - Silizium zögern, weil sie die Auslastung ihrer Überkapazitäten für höchstreines Silizium vorziehen. Das bisherige Argument unsicherer Marktperspektiven gilt nicht mehr. Schon im Jahr 2001 muß mindestens eine Produktionsanlage für 3000 t stehen. Die Investitionskosten dafür liegen bei etwa 100 Mio. Euro, womit ein jährlicher Umsatz von 60 bis 80 Mio. Euro möglich wird.

Für den Industriestandort Deutschland ist dies von entscheidender Bedeutung:

Schon jetzt rechnet das amerikanische Energieministerium damit, daß die Photovoltaik größere Anteile am Weltmarkt bekommen wird als die Informationstechniken, und Deutschland läge dann ganz vorn. Zögern die deutschen beziehungsweise europäischen Produzenten von Elektronik - Silizium, wie etwa Bayer oder Wacker - Cemitnonic, müssen die Modulproduzenten ein eigenes Konsortium bilden. Es wäre nicht das erste Mal, daß flexibel operierende mittelständische Unternehmen ein neues großes Technikkapitel aufschlagen müssen. Politische Unterstützung ist ihnen gewiß.

 

Dr. Hermann Scheer, in Solarzeitalter, 12.Jahrgang Heft 2, 2000
inter_office@eurosolar.org

 

Beitragssammlung zu diesem Themenbereich:
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Förderprogramme zur Förderung von Anlagen zur Nutzung
regenerativer Energien bzw. zur Einsparung konventioneller Energieträger:

 
siehe hierzu auch

Das fünfte Rahmenprogramm der EU für Forschung und Technik
Das sechste Rahmenprogramm der EU für Forschung und Technik

 

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