Die Zukunft der Photovoltaik in Deutschland am Beispiel der PV-Anlage „Waldpolenz“


Hausarbeit, 2007
38 Seiten, Note: 1,7

Leseprobe

Inhalt

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Einleitende Betrachtungen zum Thema
1.2 Methodisches Vorgehen und Zielstellung der Arbeit

2 Energieversorgung in einer globalisierten Welt
2.1 Aktuelle Situation
2.2 Problematik der heutigen Energieversorgung
2.3 Abhängigkeit der deutschen Energieversorgung
2.4 Wege aus der Abhängigkeit
2.5 Ausweg: Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

3 Die Solarenergie – eine unerschöpfliche Energiequelle
3.1 Geschichte der solaren Energiegewinnung
3.2 Gesetzliche Grundlagen
3.2.1 Festpreismodell vs. Quotenmodell
3.2.2 Vom Stromeinspeisungsgesetz zum Erneuerbare-Energien-Gesetz
3.2.3 Vergütung und steuerliche Vorteile für Strom aus PV-Anlagen
3.3 Förderung und Finanzierung durch Bund und Länder

4 Das Photovoltaik-Kraftwerk „Waldpolenz“
4.1 Lage und lokale Charakteristik
4.2 Die juwi solar GmbH
4.3 Förderung und Finanzierung des Solarkraftwerkes „Waldpolenz“
4.4 Technische Realisierung und Funktionsweise
4.5 Ökonomische Analyse
4.6 Ökologische Analyse
4.7 Nachhaltigkeit und wirtschaftliche Auswirkungen des Projektes

5 Abschließende Betrachtung und Zusammenfassung

Literatur

Abbildungen

Abb. 1: Veränderung des globalen Energiemix bis 2100

Abb. 2: Erdölförderung verschiedener Weltregionen

Abb. 3: Importabhängigkeit und Selbstversorgungsgrad Deutschlands bei einzelnen Primärenergie-Rohstoffen in den Jahren 1995 und 2005

Abb. 4: Preisentwicklung je Emissionsberechtigung

Abb. 5: Energiedreieck für eine nachhaltige Energieversorgung

Abb. 6: Struktur des Primärenergieverbrauchs im Jahr 2006

Abb. 7: Anteile an der installierten Gesamtleistung der EE

Abb. 8: Entwicklung der installierten Photovoltaik-Leistung in Deutschland

Abb. 9: Vergütung von Strom aus PV-Anlagen nach Jahr der Inbetriebnahme

Abb. 10: Lage des PV-Kraftwerkes „Waldpolenz“ südöstlich von Brandis

Abb. 11: Fotomontage der PV-Anlage „Waldpolenz“ für das Jahr 2009

Abb. 12: Globalstrahlung in der Bundesrepublik Deutschland 1981 - 2000

Abb. 13: Abhängigkeiten der beteiligten Institutionen im Rahmen des EEG

Abb. 14: Schematischer Aufbau einer CdS/CdTe-Solarzelle

Abb. 15: Technische Realisierung „Waldpolenz“

Abb. 16: Wettbewerbsfähigkeit der Photovoltaik

Abb. 17: Ökologische Vielfalt unterhalb der Solarmodul-Aufständerungen

Tabellen

Tab. 1: Derzeit weltweit größte PV-Kraftwerke

Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

„Solar architecture is not about fashion, it is about survival“

Sir Norman Foster

1 Einleitung

1.1 Einleitende Betrachtungen zum Thema

Der Lebensstil der heutigen westlichen Gesellschaftssysteme ist geprägt von einem massiven Energieverbrauch und der Erwartung, dass in allen Lebenslagen ständig ausreichend Energie zur Verfügung steht. Diese trügerische Sicherheit wird u.a. in einem Werbemotto des Energieversorgers E.ON deutlich. In einer Kampagne heißt es: „Energie für immer und jeden Tag“ (E.ON 2007:o.S.). Dass dem nicht immer so ist, haben die Stromausfälle in großen Metropolregionen Europas und Nordamerikas in den letzten Jahren bewiesen (vgl. Petermann 2006:13ff.). Weitere Folgen dieser verschwenderischen Lebensweise wurden mit dem Anfang 2007 erschienen UN-Klimabericht erneut in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt. Der Mensch verändert das Klima – und zwar massiv! So werde sich die weltweite Durchschnittstemperatur um etwa 6,4° C erhöhen, wenn der derzeitige Anstieg der CO2 – Emission weiter anhält. Zudem sei damit zu rechnen, dass der Meeresspiegel um durchschnittlich bis zu 59 cm ansteigen könnte (Spiegel Online 2007:o.S.).

Als Folge dessen würden Inselstaaten wie etwa die Malediven, welche sich teilweise maximal zwei Meter über den Meeresspiegel erheben, von der Landkarte verschwinden. Kennzeichnend für diese Entwicklung ist jedoch v.a. die Verursachung dieses Phänomens durch nur eine geringe Zahl von Staaten. So verursachen allein die USA, VR China und Europa zusammen über 50 Prozent des weltweiten Kohlenstoffdioxidausstoßes (Petermann 2006:101). Ein damit in direktem Zusammenhang stehendes weiteres Problem bildet die Energieabhängigkeit der Welt von ebenfalls nur wenigen Staaten. Aus diesen aktuellen klima- und energiepolitischen Problemen zwingt sich unweigerlich eine Suche nach einem Ausweg aus dieser Misere auf. Neben der zunehmenden Nutzung und des Ausbaus erneuerbarer Energien, bildet auch die Energieeffizienz eine bedeutende Größe. Auf diese soll allerdings in dieser Arbeit nur begrenzt näher eingegangen werden. Als wohl geeignetster Ausweg aus oben genannten Problemsituationen erscheint wohl die Nutzung der Sonnenenergie. Sie bildet, als - in menschlichen Maßstäben - unerschöpfliche Energiequelle, eine effiziente Alternative zu den derzeit hauptsächlich genutzten endlichen Energieträgern.

1.2 Methodisches Vorgehen und Zielstellung der Arbeit

In nachfolgender Arbeit soll nun, anhand des Photovoltaik-Kraftwerkes „Waldpolenz“ (bei Brandis/Sachsen), die Photovoltaik als alternative und saubere Energiequelle vorgestellt sowie ökonomische und ökologische Effekte des Kraftwerkes auf die Region aufgezeigt werden. Dabei wurde insbesondere versucht, Antworten auf die Fragen zu finden, welche konkreten wirtschaftlichen, aber auch ökologischen Auswirkungen der Bau dieses Kraftwerks haben wird. Welchen Beitrag leistet es zum zukünftigen Energiemix und welche nachhaltigen Effekte gehen von ihm aus? Mit nachhaltigen Effekten sind hierbei v.a. die Auswirkungen auf das Image der Region, den regionalen Arbeitsmarkt und die Infrastruktur gemeint. Zudem muss hinterfragt werden, wie diese hektargroße PV-Anlage bei Naturschutzverbänden und Anwohnern akzeptiert wird.

Die Grundlagen dieser Seminararbeit wurden im Rahmen des Moduls „Regionalstudien II – Energiewirtschaft“ am Institut für Geographie der Friedrich-Schiller-Universität Jena vermittelt, indem insbesondere die derzeitige Situation des globalen Energiemarktes und die aktuelle Energiepolitik näher betrachtet wurden. Dabei wurden u.a. Daten der IEA und verschiedener Forschungsinstitute ausgewertet und analysiert. Hierbei handelte es sich zumeist um sekundärstatistisches Datenmaterial aus Internet- und Literaturquellen, welches verknüpfend in diese Seminararbeit integriert wurde. Außerdem wurde eine Mitarbeiterin der juwi solar GmbH telefonisch zu der Anlage befragt. Aufgrund der eng miteinander verknüpften Thematik, werden zu Beginn dieser Arbeit zunächst die aktuellen Probleme der heutigen weltweiten Energieversorgung diskutiert und in Zusammenhang gebracht (Kapitel 2). Hierbei wird insbesondere auf die zunehmende Importabhängigkeit Deutschlands eingegangen und Wege aus dieser Abhängigkeit aufgezeigt. Anschließend wird die solare Energiegewinnung als eine Alternative vorgestellt (Kapitel 3) und am konkreten Beispiel des PV-Kraftwerkes „Waldpolenz“ näher erläutert (Kapitel 4). Hierbei werden zunächst die technischen Grundlagen von Photovoltaik-Anlagen diskutiert und darauffolgend die konkreten Förder- und Finanzierungsmaßnahmen des Projektes hervorgehoben. Zudem werden die regionalen Auswirkungen des Kraftwerks näher betrachtet. Abschließend werden Vorschläge und Konsequenzen aufgezeigt, welche sich aus den zuvor diskutierten Fragen ergeben haben.

2 Energieversorgung in einer globalisierten Welt

2.1 Aktuelle Situation

Ein Umdenken im Umgang mit den begrenzten Ressourcen findet also nur sehr zögerlich statt. Schlimmer noch – von Jahr zu Jahr werden immer mehr fossile Energieträger verbraucht. Allein in den letzten 40 Jahren stieg der Einsatz von Primärenergieträgern um den Faktor 2,5 (BMU 2006a:10). Ein massiver Anstieg ist hierbei v.a. bei den Schwellenländern wie China, Indien und Brasilien zu beobachten (vgl. Petermann 2006:75ff.). In Abb. 1 ist der zu erwartende massive Anstieg des Primärenergie­verbrauchs in diesen Schwellenländern deutlich zu erkennen. Auf der anderen Seite ist zu erwarten, dass durch zunehmende Energieeffizienz der Primär­energieverbrauch in den Industrieländern trotz weiteren Wirtschaftswachstums kontinuierlich sinkt (WBGU 2003:2ff., Miehling 2006:16ff., Petermann 2006:400f., Schott 2006b:6). Es wird zudem angenommen, dass der Anteil an Solarstrom bis 2100 auf etwa 63 Prozent des Primärenergieeinsatzes ansteigt (WBGU 2003:4ff., Schott 2006b:8).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Veränderung des globalen Energiemix bis 2100 in EJ/a (aus: WBGU 2003:4)

Nach BMU (2006a:55) wird der Welt-Primärenergieverbrauch „heute noch von fossilen Energieträgern dominiert.“ So macht die Kohle einen Anteil von 24,4 Prozent, Gas 21,2 Prozent und Kohle 24,4 Prozent am Weltenergieverbrauch aus. Die Kernenergie hingegen hat nur einen Anteil von 6,5 Prozent, gefolgt von den Erneuerbaren Energien mit 13,3 Prozent (BMU 2006a:55). Da bis Ende 2004 Europa, Nordamerika, Australien, Indien und China allein rund 90 Prozent aller geförderten Primärenergieträger verbrauchten (WBGU 2003:19, Kaltschmitt et al. 2006:5), ist es notwendig, dass nach Alternativen gesucht werden muss und diese auch schnellstmöglich zum Einsatz gebracht werden. Denn nicht nur die Verknap­pung der Ressourcen ist in diesem Rahmen ein limitierender Faktor, sondern auch die Konzentration auf nur wenige Erzeugerländer, was eine immense Abhängigkeit von diesen nach sich zieht (vgl. WBGU 2003:20, Petermann 2006:297ff.).

2.2 Problematik der heutigen Energieversorgung

Mit dem Wissen, dass der Mensch das Weltklima beeinflusst geht ebenfalls eine andere Problematik einher, nämlich die Suche nach alternativen Energiequellen (Petermann 2006:93ff.). Hauptziele sind dabei sowohl die Eindämmung der Erderwärmung, aber vor allem die Ersetzung der endlichen fossilen Rohstoffe. Das Bewusstsein über die begrenzte Menge und v.a. den begrenzten Zeitraum der Nutzung fossiler Rohstoffe wurde bereits in den 1970er Jahren erkannt. Bereits zu diesem Zeitpunkt war in den USA der Depletion Midpoint bei der Ölförderung überschritten (Petermann 2006:69), d.h. die Erdölförderung ging von diesem Zeitpunkt stetig zurück (Abb.2).

Doch trotz dieser alarmierenden Zeichen verbrauchen die heutigen Autos nur geringfügig weniger als vor 30 Jahren. Zukunftsweisende Technologien wie das 1-Liter Auto von Volkswagen stehen aufgrund fehlenden Interesses (und geringer Gewinnprognosen) im Museum (Spiegel Special 2007:47). Lediglich Nischen­produkte wie die Hybridtechnologie japanischer Autohersteller versuchen dem Trend zu spritfressenden Autos entgegenzuwirken. Dieser Trend zu sparsamen Kraftfahr­zeugen spiegelt sich auch insbesondere auf der derzeit stattfindenden IAA in Frank­furt/M. wider.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2 : Erdölförderung verschiedener Weltregionen in Gb/a 1930 – 2050 (aus: Health and Energy Company 2005:o.S.)

2.3 Abhängigkeit der deutschen Energieversorgung

Abgesehen von den zuvor genannten weltweiten Problemen im Bereich Umwelt und Energieversorgung, ist Deutschland ebenfalls eines der Länder, die am meisten Energie verbrauchen. Damit ist auch die deutsche Energieversorgung heutzutage, wie ein Großteil anderer wirtschaftsstarker Staaten auch, abhängig von Energieimporten (vgl. Petermann 2006:297ff.). Dies betrifft sowohl die Ressourcen, als auch den Strom selbst. Bei den Primärenergierohstoffen sind dies bis zu 76 Prozent (Abb. 3), die Deutschland Jahr für Jahr importieren muss (BGR 2006:o.S.).

Besonders gravierend ist die Abhängigkeit von nur vier Staaten (GB, Russland, Norwegen, Niederlande) bei Erdöl- und Erdgasimporten (Petermann 2006:143ff.). Dies birgt v.a. ein Risiko bei evtl. Krisensituationen. Zudem ist durch den gesetzlich beschlossenen Atomausstieg ein weiterer Anstieg der Importabhängigkeit von Strom zu erwarten, da die dadurch entstehende Ver­sorgungslücke nicht schnell genug durch Erneuerbare Energien ausgeglichen werden kann (vgl. Petermann 2006:169ff.). Damit ist zwangsläufig auch ein Preisanstieg für den Endkunden verbunden. Der Ausstieg aus der Atomenergie birgt wiederum das Risiko massiver, grenzüber­schreitender Stromausfälle, wie etwa im Jahr 2003 in Frankreich und Italien (Petermann 2006:13ff.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Importabhängigkeit und Selbstversorgungsgrad Deutschlands bei einzelnen Primärenergie-Rohstoffen in den Jahren 1995 und 2005 (aus: BGR 2007:3)

Damit steigt zwar Deutschland offiziell aus der landeseigenen Atomstromproduktion aus, kauft sich im gleichen Moment jedoch billigen Atomstrom aus Frankreich und Tschechien oder „Kohlestrom“ aus Polen ein (vgl. Petermann 2006:297ff.). Auch wenn Deutschland in diesem Zusammenhang „Weltmeister“ (BUND 2005:3) beim Aufbau alternativer Energien ist, muss gleich­zeitig erwähnt werden, dass die Bundesrepublik auch einer der Staaten ist, die sehr verschwenderisch mit ihrer Energie umgehen. So könnten laut Focus Online (2007:o.S.) allein in Deutschland zwei AKW abgeschalten werden, wenn der Stand-by-Modus bei Elektrogeräten nicht benutzt, sondern die Geräte wirklich ausgeschaltet werden würden. Auch der von der Europäischen Union eingeführte Emissionsrechtehandel führt nicht zu dem Erfolg wie angedacht (BDI 2005:122f., Petermann 2006:95).

Seit April 2006 sind die Preise für die sogenannten CO2-Zertifikate an der Leipziger Strombörse massiv eingebrochen (Spiegel Spezial 2007:118) (Abb. 4). Lag der Preis am 19.04.2006 noch bei 29,95 € je Zertifikat, wurde am 01.03.2007 nur noch ein Preis von 0,86 € je Zertifikat registriert (Spiegel Spezial 2007:118). Der eigentliche Sinn des Emis­sionsrechtehandels, nämlich Firmen mit hohem CO2-Ausstoß stärker zur Kasse zu bitten, war damit dahin. Das System soll nun bis 2012 verbessert werden (Spiegel Spezial 2007:118).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4 : Preisentwicklung in Euro je Emissionsberechtigung/t CO2 (verändert nach: Spiegel Spezial 2007:118, eigene Darstellung)

2.4 Wege aus der Abhängigkeit

Wie Abbildung 5 zeigt, ist das Gleichgewicht zwischen Klima- und Umweltschutz, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit ein ausschlaggebender Punkt für eine funktionierende Energiepolitik (Petermann 2006:14, BMU 2007c:III). Erneuerbare Energien garantieren dabei den Klima- und Umweltschutz, sie wirken geopolitisch stabilisierend, was direkt die Versorgungssicherheit unterstützt und Ökonomische Effizienz ist bei effizienten Märkten ebenfalls erreichbar (BMU 2006a:20ff.).

Klima- und Umweltschutz Ökonomische Effizienz

Versorgungssicherheit

Abb. 5: Energiedreieck für eine nachhaltige Energieversorgung (verändert nach: BMU 2006a:21, eigene Darstellung)

Prinzipiell sind Wege aus der Importabhängigkeit nur durch massive Investitionen seitens des Bundes sowie der EVU zu bewerkstelligen (vgl. Miehling 2006:11ff., BMU 2007c:IIIff.). Allerdings wird dies in naher Zukunft in Deutschland wohl nicht möglich sein, da sowohl der Atomausstieg als auch die Einstellung der Steinkohlesubventionierung beschlossene Sache sind, wodurch Ausgleichskapazitäten geschaffen werden müssen, welche die ausfallenden Stromkapazitäten ausgleichen. So einigten sich der Bund, Nordrhein-Westfalen und das Saarland darauf, die milliar­denschwere Subventionierung des deutschen Steinkohlebergbaus bis 2018 einzustel­len (Brandt et al. 2007:o.S.), was zwangsläufig das Ende der deutschen Steinkohlenförderung zur Folge hat.

Durch die Liberalisierung der europäischen Strommärkte stehen die EVU zudem zusätzlichen Herausforderungen gegenüber. Die europäische Binnenmarkt­richtlinie für Strom und Gas hat das Ziel, durch Öffnung der Märkte mehr Wettbe­werb zu erzeugen und damit mittelfristig die Preise für den Endabnehmer zu senken (Petermann 2006:306ff., A.T. Kearney 2007:1ff.). Aller­dings findet derzeit eher eine gegenteilige Entwicklung statt – ein Preisanstieg. Denn aufgrund des zunehmenden Wettbewerbs (DNK 2004:48) schließen sich immer mehr Strom­versorger zu größeren Einheiten zusammen, wodurch im Prinzip die regionale Monopol­stellung großer Unternehmen wieder hergestellt wird, die durch die Libera­lisierung eigentlich aufgelöst werden sollte (Petermann 2006:309).

Mit der Binnenmarktrichtlinie wurde also eine Institution geschaffen, die auch eine weitere Vernetzung des kontinentaleuropäischen Stromnetzes zur Folge hat (DNK 2004:48, Petermann 2006:307). Damit wird es leichter Strom aus europäischen Nachbarländern zu importieren, da dieser teilweise um ein Vielfaches billiger ist (durch Atom- oder Kohlekraft­werke) als Strom, der in Deutschland produziert wurde. Da diese Maßnahmen die Abhängigkeit Deutschlands von ausländischen Stromerzeugern nicht gerade senkt, sondern sogar verstärkt, entstehen zunehmend kleine und mittlere Unternehmen, die auf eine eigene Energieversorgung setzen und sich die hohen Einspeisevergütungen in vielen Ländern zunutze machen (vgl. Sarasin 2006:17ff.)

[...]

Ende der Leseprobe aus 38 Seiten

Details

Titel
Die Zukunft der Photovoltaik in Deutschland am Beispiel der PV-Anlage „Waldpolenz“
Hochschule
Friedrich-Schiller-Universität Jena  (Institut für Geographie)
Veranstaltung
Regionalstudien - Energiewirtschaft
Note
1,7
Autor
Jahr
2007
Seiten
38
Katalognummer
V130831
ISBN (eBook)
9783640370092
ISBN (Buch)
9783640369751
Dateigröße
2255 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Zukunft, Photovoltaik, Deutschland, Beispiel, PV-Anlage, Klimawandel, Demographischer Wandel, IÖR, Raumentwicklung, Regionalplanung, Landesplanung, Jena, Erneuerbare Energien, Renewable Energies, David Zuk, Zuk, Bernhard Müller, Paulina Schiappacasse, Energiemix, Energie, Atomstrom, Alternative, Waldpolenz, Leipzig, Flugplatz, Nutzung, Aufwertung, Solarstrom, Sonnenenergie, Sonne
Arbeit zitieren
B.Sc. David Zuk (Autor), 2007, Die Zukunft der Photovoltaik in Deutschland am Beispiel der PV-Anlage „Waldpolenz“, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/130831

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