Solarindustrie

mini|Unternehmen der Solarindustrie entwickeln, produzieren und vermarkten Solarmodule und andere Elektrogeräte wie beispielsweise Solarwechselrichter. mini|lang=de|Entwicklung der weltweit installierten Photovoltaik-Kapazität seit 2005 bis 2021. mini|Weltweite Produktion von Solarmodulen seit 2005 bis 2021.

Als Solarindustrie (auch: Photovoltaikindustrie, umgangssprachlich auch Solarbranche oder Solarwirtschaft) wird die Gesamtheit der Unternehmen bezeichnet, die als Hersteller oder Zulieferer Teile zur Herstellung von Anlagen zur direkten Nutzung der Sonnenenergie, z. B. Solarzellen für Photovoltaikanlagen (kurz auch: PV-Anlagen), oder in den Herstellungsprozess integriert sind. Dazu zählen auch Forschung und Entwicklung. Nur wenige Unternehmen sind vollständig vertikal integriert und decken Entwicklung, Produktion, Verkauf und Installation ab.

Dementsprechend gibt es Unternehmen, die die gesamte Wertschöpfungskette abdecken, und andere, die sich auf Teilbereiche konzentrieren, wie zum Beispiel die Silicium- und/oder die Solarmodulherstellung. Diese Unternehmen sind Erstausrüster.

Zur Solarindustrie werden außerdem Unternehmen als Teil einer Zulieferpyramide gezählt, die Grundmaterial wie Glas, aber auch die Anlagen und Maschinen für die Produktion bereitstellen (Zulieferer). Unternehmen aus der Elektroindustrie liefern Ausrüstung wie Solarwechselrichter

Die Handwerk- und Installationsbetriebe, welche Solaranlagen projektieren, montieren und in Betrieb nehmen, werden zur Installations- bzw. Dienstleistungsbranche gerechnet. Der Fokus liegt dabei auf dem Einsatz der Systeme bzw. Photovoltaikanlagen. Nichts zu vergessen sind meist ingenieurstechnische Forschungsinstitute und Beratungsunternehmen, welche umfangreiche Daten aufbereiten, Analysen erstellen und Kunden beraten.

Einen weiteren Teilbereich der Solarwirtschaft bildet die Solarthermie, bei der thermische Energie nutzbar gemacht wird.

In dieser internationalen Branche als Teil einer Energiewirtschaft herrscht aufgrund der sich schnell verändernden Technologie und globalisierten Produktionskapazitäten ein hoher Wettbewerbsdruck. Des Weiteren spielen die Energiemärkte (Handel von elektrischem Strom, z. B. EEX) Gesetze und Energiepolitik eine entscheidende Rolle für den Auf- und Ausbau der Technologie.

Obwohl in der Photovoltaik Halbleitertechnologie eingesetzt wird, wird die Branche im Allgemeinen der Energiewirtschaft zugeordnet als der Halbleiterindustrie, da der Schwerpunkt auf der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen (EE) liegt.

Solarhersteller und Solarproduktion

Modulproduktion Zu den wichtigsten Produkten der Solarindustrie gehören die Solarmodule. Das Produktionsvolumen verteilt sich auf folgende (konventionelle) Solarzellen-Technologien: Dünnschichtsolarzellen Polykristallines-Silicium (Poly-Si oder c-Si) Monokristallines-Silicium (Mono-Si) Hersteller von Solarmodulen aus der VR China dominieren heutzutage den Weltmarkt. Stand 2020 stellte China knapp 70 % aller Module her, vor Vietnam (7,9 %), Südkorea (5,2 %), Malaysia (4,2 %) und den Vereinigten Staaten (3,2 %). In Europa wurden nur 1,8 % der Solarmodule hergestellt.

Zu den modernen Technologien (Solarzellensystemen) zählen:

Perowskitsolarzellen Tandemsolarzellen u. a.

Produktionskapazitäten Die kumulative Gesamtproduktion (produzierte Solarmodule) Stand Q4/2021 schätzt das Fraunhofer ISE auf 1020 GWp. Im Jahr 2020 wird eine Produktionskapazität (weltweit) von rund 140 GWp/a angenommen. Fachleute sprechen für 2022 von 310 GWp. Die Produktionskapazitäten aus China wurden 2005 noch auf 257 MWp geschätzt. Einer der größten PV-Module-Hersteller weltweit ist der chinesische Hersteller Trina Solar, welcher laut eigenen Angaben bis Ende 2021 rund 80 GWp Solarmodule (kumuliert) ausgeliefert hat. Der US-amerikanisch Hersteller First Solar gibt für die letzten 20 Jahre rund 25 GWp an gelieferten Solarmodulen an.

Vorprodukte mini|272x272px|Seit den 2010er Jahren ist die VR China der dominierende Exporteur von Solarmodulen weltweit. Speziell in Europa wurden laut der Internationalen Energieagentur (IEA) mehr als zwei Drittel aller Module aus China bezogen. In dieser Zeit kam es weltweit zu einer Krise und einem signifikanten Umbruch in der deutschen Solarindustrie, da die Preise für Module rapide fielen. Polykristallines Silicium spielt seit den 2000er Jahren eine wirtschaftlich herausragende Rolle für den Bau von Solarmodulen. Die Anforderungen an die Reinheit des Siliciums (Solarwafer) sind zwar hoch, aber mehrere Größenordnungen unterhalb den Anforderungen der Halbleitertechnik für die Herstellung von Mikroelektronik.

Die VR China dominiert (Stand 2021) den Markt für Polysilizium (79,4 %), Wafer (96,8 %) und Solarzellen (85,1 %). Auch in anderen Ländern hergestellte Module sind damit in der Lieferkette in weiten Teilen von chinesischen Vorprodukten abhängig. Im Januar 2023 veröffentlichte China Pläne für Export-Beschränkungen für Equipment zur Herstellung von Polysilizium und Wafern.

Die größten Hersteller von Polysilizium waren Stand 2021 die chinesischen Hersteller Tongwei, GCL Technology und Daqo New Energy vor dem deutschen Unternehmen Wacker Chemie, das von 2016 bis 2019 noch Marktführer war. Die Kapazität am Markt wächst rasant: Nach Schätzungen hat die Polysilizium-Herstellung 2022 eine Kapazität von 295 GW erreicht und soll bis Ende 2023 auf 536 GW wachsen. Sie wäre damit weit größer als die Kapazität für die Herstellung von Zellen und Modulen.

Seit dem Jahr 2016 ist jedoch eine Trendwende zu monokristallinem Silicium (mono-Si) laut den Angaben des Fraunhofer ISE zu erkennen. Um dieses Reinstprodukt zu erzeugen, wird das polykristallinen Silicium in einem weiteren Prozessschritt, einem Kristallzuchtverfahren, weiterverarbeitet. Im Endeffekt besitzen derartige Solarzellen (mono) einen verbesserten Wirkungsgrad, jedoch kommt dieser Vorteil mit einem höheren Preis. Heutzutage kommen außerdem weitere Subtechnologien zum Einsatz. Aus Systemsicht sind o. g. Technologiethemen in der Peakleistung eines Solarmodules abgebildet.

Unter den kommerziellen Dünnschicht-Techniken hat sich CdTe-Technologie des US-Herstellers First Solar gegenüber amorphen Silicium (a-Si) behauptet.

Markttechnisch existieren jedoch unterschiedliche Technologien, daher erfolgt häufig eine qualitative Kategorisierung der Solarmodule in Klassen, z. B. „Hocheffizient“, „breite Masse“ oder „Budget“.

Wechselrichter Während China die Herstellung von Solarmodulen dominiert, hatten europäische Unternehmen im Jahr 2020 bei der Herstellung von Solarwechselrichtern noch einen Marktanteil von 24 %.

Abfall und Kreislauf Nach einem Bericht der International Renewable Energy Agency (IRENA) zusammen mit der International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme (IEA-PVPS) aus dem Jahr 2016 stehen nach ca. 30 Jahren Laufzeit schätzungsweise rund 78 Millionen Tonnen „Rohmaterial“ und andere Komponenten bis 2050 zur Verfügung. Die Studie schätzt ab 2030 eine wachsende Zahl an veralteten PV-Modulen, welche ab dem Jahr 2000 installiert wurden und bietet Handlungsempfehlungen an. Fachleute empfehlen die Suche nach Märkten für ausgemusterte Solarmodule und „Hunderten Gigawatt Spitzenleistung“.

Weltweiter Solarmarkt

Aktuelle Kennzahlen Weltweit überstieg die Stromproduktion durch PV nach Angaben der IEA 2021 erstmals die 1.000 TWh Marke.

Marktdaten Nach Einschätzungen von Marktanalysen belief sich der weltweite Gesamtumsatz mit PV-Modulen auf rund 146 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021. Die Umsätze mit Solarwechselrichtern werden auf ca. 19 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 geschätzt.

Marktdaten Europa Die EU importierte im Jahr 2021 nach Angaben von Eurostat Solarmodule im Wert von 9,8 Milliarden Euro. Im gleichen Jahr wurden 1,3 Milliarden Euro Solarmodule exportiert.

Solarbranche in Deutschland mini|Halle mit Kristallzuchtanlagen (Poly-Si zu Mono-Si) der SolarWorld in Oregon. Den Rohstoff Silicium liefern die Siliciumhersteller. (2009) In Deutschland verdankte die Solarindustrie ihren anfänglichen und stärksten Aufschwung seit dem Jahre 2000 insbesondere der gesetzlich garantierten Einspeisevergütung, die durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt wird. Von 2000 bis 2011 stieg die mit Photovoltaik erzeugte Energie von 0,064 TWh auf ca. 19 TWh (PDF; 946 kB). Internetseite des BMU. Abgerufen am 15. Mai 2012. und damit auf das rund Dreihundertfache. Seit Einführung des EEG ist die Vergütung für PV-Strom aus neuen Kraftwerken um bis zu 90 % gesunken. Mit der EEG-Novelle 2023 soll der Ausbau erneuerbarer Energien massiv beschleunigt werden.

Aktuelle Kennzahlen Stand 2021 lag Deutschlands PV-Beitrag bei 59 GWp (6,9 %) von weltweit 848 GWp. In Deutschland waren 2,2 Millionen PV-Systeme installiert. Im Jahr 2021 wurden rund 6 GWp zugebaut, d. h. kumuliert sind laut Bundesnetzagentur im November 2022 rund 66 GWp in Deutschland installiert.

Beschäftigungszahlen Nach Zahlen des Bundeswirtschaftsministeriums hat sich die Zahl der Arbeitsplätze in der Photovoltaikbranche in Deutschland zwischen 2012 und 2013 von 100.300 auf rund 56.000 halbiert. Das Ministerium sieht den Grund dafür in einem nicht nachhaltigen Photovoltaik-Ausbau. Die Solarbranche machte dafür überzogene Förderkürzungen verantwortlich.

Nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW) gab es in Deutschland im Jahr 2012 rund 10.000 Unternehmen in der Solarbranche, davon rund 350 Produzenten. Diese beschäftigten insgesamt 120.000 Mitarbeiter. Die Branche zählte Stand 2018 rund 45.700 Beschäftigte in Deutschland in der Solarindustrie. Die Zahlen blieben auch 2021 unter der 60.000 Marke.

Den Beschäftigungszahlen steht (Stand Ende 2022) ein Fachkräftemangel von bis zu 216.000 (Solar und Wind) laut Studie gegenüber. Auch der VDE äußert sich zu dem Fachkräftemangel aufgrund „negativer politischen Rahmenbedingungen“.

Der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) zählt für das 2025 rund 120.000 Beschäftigte. Dies folgt auf eine Prognose aus dem Jahr 2022 für das Jahr 2030, wo rund 100.000 Beschäftigte geschätzt wurde, was zugleich eine Verdopplung von der Halbierung aus dem Krisenjahr bedeuten würde. Von den o. g. 120.000 sind bereits 7,5 % der Personen aus der neueren Solarspeicherstrom-Technologie (d. h. Batteriespeichersysteme basierend auf Lithium-Ionen-Akkumulator-Technologie) zugerechnet. Siehe auch Batteriespeicher-Kraftwerk.

European Solar Initiative Anfang 2021 initiierte ein Branchenverband eine „European Solar Initiative“ mit dem Ziel, bis 2025 in Europa eine Produktionskapazität von 20 GW an Photovoltaik aufzubauen. Die Initiative wird von der EU-Kommission unterstützt. Angesichts gestiegener Transport- und gesunkener Produktionskosten soll die Produktion in Europa wettbewerbsfähig mit der Herstellung in Asien sein. Stand 2021 planten mehrere Unternehmen, in europäischen Ländern neue Kapazität zur Produktion von Solarmodulen und Vorprodukten zu schaffen. Im Dezember 2022 wurde die Solar PV Industry Alliance gegründet, mit dem Ziel, bis 2025 die Kapazität zur Produktion von Solarzellen in der EU entlang der gesamten Wertschöpfungskette auf 30 GWp pro Jahr zu steigern.

Marktdaten Der Gesamtumsatz Photovoltaik inklusive Maschinenbau belief sich im Jahr 2011 auf rund 19 Mrd. Euro. Dabei wurden die Umsätze der Industrie und des Handwerks zusammengerechnet. Die Umsätze im Jahr 2007 lagen noch bei rund 6 Mrd. Euro.

Einen Marktüberblick stellte bis zu seiner Einstellung im November 2018 der Photovoltaik Global 30 Index dar, der börsennotierte Unternehmen weltweit erfasste. Einen Neuansatz für Marktdaten bietet die Plattform pvXchange. Der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) gibt für Mitglieder den Geschäftsklimaindex (GKI) heraus, welcher 2022 laut BSW ein Allzeithoch erreichte.