Hintergrund Photovolatik
Weiterführende Literatur
- Einige der im Folgenden dargestellten Entwicklungen wurden im DIW Wochenbericht 33/2024 vertieft diskutiert. Der Datenstand ist im Folgenden aber aktueller.
Weltweite Entwicklung
Keine andere Technologie zur Stromerzeugung wächst im Moment weltweit so stark und erhält so viele Investitionen wie die Photovoltaik. Die Marke von einem Terawatt (das sind eine Milliarde Kilowatt) an weltweit installierter Leistung wurde bereits im Jahr 2022 überschritten, Ende 2023 waren es Daten der IRENA zufolge bereits gut 1,4 Terawatt. Während Europa, und vor allem Deutschland, bis in die Mitte der 2010er Jahre führend bei der installierten PV-Leistung war, wird das Wachstum derzeit von Asien dominiert, insbesondere von China.
Ein Vergleich der installierten PV-Leistung pro Person, basierend auf Daten von IRENA und Weltbank zeigt deutlich die Vorreiterrolle Deutschlands zu Beginn der 2010er Jahre, aber auch eine darauffolgende Ausbauflaute. In den vergangenen Jahren ist die PV in Deutschland wieder stark gewachsen, zuletzt so schnell wie nie zuvor. In anderen Ländern war das Wachstum zuletzt jedoch noch deutlich stärker. Zum Beispiel haben die Niederlande Deutschland bei der installierten Leistung pro Person mittlerweile deutlich überholt und zuletzt sogar mit dem sehr sonnenreichen Australien gleichgezogen, obwohl der Ausbau in den Niederlanden sehr viel später begonnen hat. Auch Belgien hat seine installierte PV-Leistung in den vergangenen Jahren sehr stark steigern können. Damit haben sowohl die Niederlande als auch Deutschland und Belgien pro Person mehr PV-Leistung installiert als das sonnenreichere Spanien. Selbst im gemeinhin für die Kohleverstromung bekannten Polen hat der PV-Zubau zuletzt so stark angezogen, dass es dort pro Kopf inzwischen fast so viel PV-Leistung gibt wie in Italien.
Installierte Leistung
Die folgende Abbildung zeigt die Entwicklung der installierten PV-Leistung in Deutschland nach Anlagentypen. Bauliche Anlangen (dies sind zumeist Aufdachanlagen) machen nach wie vor den größten Teil des Bestands aus. Balkonkraftwerke haben aufgrund der jeweils sehr kleinen Modulleistungen nur einen sehr kleinen Anteil an der Gesamtleistung.
Die folgende Abbildung fokussiert auf das Segment der Freiflächenanlagen. Sie zeigt auch einen indikativen Zielpfad, der entsprechend der Photovoltaik-Strategie der Bundesregierung davon ausgeht, dass der weitere Zubau zur Hälfte auf Freiflächenanlagen entfällt. Die aktuelle Entwicklung liegt deutlich unter diesem Zielpfad.
Netto-Zubau
... nach Anlagentyp
Die folgende Abbildung zeigt, analog zum oben gezeigten Gesamtbestand, den monatlichen Netto-Zubau nach Anlagentyp seit dem Jahr 2017. Datengrundlage hierfür ist das Marktstammdatenregister (MaStR). Neben dem grundsätzlich ansteigenden Trend zeigt die Abbildung, dass der Ausbau in fast allen Monaten stark vom Segment der "Baulichen Anlagen" getragen wurde, was überwiegend Aufdach-Anlagen sind. Die Abbildung zeigt zudem, dass das Segment der kleinen Balkon-PV-Anlagen ("Steckerfertige Erzeugungsanlagen") zuletzt stark gewachsen ist, allerdings von einem sehr niedrigen Niveau aus (Doppelklick auf entsprechenden Legenden-Eintrag). Zu beachten ist dabei, dass nur ein Teil der Balkon-Anlagen korrekt im Marktstammdatenregister erfasst werden dürfte.
Die folgende Abbildung zeigt ergänzend die relativen Anteile des Zubaus verschiedener PV-Anlagentypen in jährlicher Auflösung seit dem Jahr 2000. Demnach wurde bisher noch in keinem Jahr ein Anteil von 50 Prozent Freiflächenanlagen am Netto-Zubau erreicht, wie es ab 2026 angestrebt wird. In den letzten Jahren lag der Anteil von Freiflächenanlagen, mit einigen Schwankungen, im Bereich von ungefähr einem Drittel.
... nach Anlagengröße
Der Zubau lässt sich auch nach Anlagengrößen unterscheiden (Auswahl einzelner Größenklassen durch Klick auf die Legende). Die Freiflächenanlagen wurden in den letztn Jahren immer größer. Anlagen mit einer Leistung von mindestens fünf Megawatt machten zuletzt den größten Teil des Zubaus aus.
Bei den baulichen PV-Anlagen machten kleinere Anlagen bis 25 kW in den Jahren 2023 und 2024 den Großteil der monatlichen Netto-Zubauten aus. Diese Anlagen dürften überwiegend auf Dächern privater Haushalte installiert worden sein. Das Segment der größeren und vermutlich meist gewerblichen Gebäude-PV-Anlagen ist zuletzt jedoch deutlich gewachsen.
... Förderungsart
Alternativ kann der PV-Ausbau nach Förderungsart differenziert werden. Diese Daten stellt die Bundesnetzagentur bereit. Die Abbildung zeigt, dass der Netto-Zubau der letzten zwölf Monate zu einem großen Teil von Anlagen in der gesetzlichen EEG-Förderung getragen wurde, d.h. von Anlagen mit einer Einspeisevergütung. Dabei handelt es sich weitgehend um kleine Aufdachanlagen. Dagegen war der Beitrag der über Ausschreibungen zugebauten Anlagen - dies sind überwiegend Freiflächenanlagen, die eine gleitende Marktprämie erhalten - nicht einmal halb so groß. Das Segment der ungeförderten Anlagen (über 750 kW) ist noch vergleichsweise klein. Hierbei handelt es sich z.B. um Anlagen, die über Power Purchase Agreements vermarktet werden oder dem reinen Eigenverbrauch in Gewerbe oder Industrie dienen. Es kann sich aber auch um teilweise noch ungeprüfte Marktstammdatenregister-Einträge seitens der Bundesnetzagentur handeln. Mieterstrom-Anlagen bleiben bisher eine vernachlässigbar keine Nische.
Auf Bundesländerebene
... Bestand und Potenzialnutzung
Ergänzend zeigt folgende Abbildung den bisher installierten Gesamtbestand von PV-Anlagen nach Bundesländern. Der linke Teil zeigt, dass insgesamt in Bayern am meisten PV-Leistung installiert ist, mit einem Freiflächenanteil von rund einem Drittel. Mit deutlichem Abstand folgen Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen, gefolgt von Niedersachsen und Brandenburg. Von diesen Ländern hat nur Brandenburg einen größeren Anteil an Freiflächenanlagen. Sehr gering ist die installierte PV-Leistung in den drei Stadtstaaten.
Allerdings unterscheiden sich auch die Potenziale der Bundesländer zur Nutzung der Solarenergie aufgrund von Größen-, Landschafts- und Strukturunterschieden deutlich. Der rechte Teil der Abbildung setzt daher die installierte Leistung ins Verhältnis zu den länderspezifischen Potenzialen, wie sie im Ariadne-Projekt von Gerhardt et al. (2023) ermittelt wurden. Bei Photovoltaik auf bzw. an baulichen Anlagen unterscheidet sich die Potenzialnutzung zwischen den meisten Ländern nicht sehr stark. Das heißt, der absolut betrachtet sehr hohe Ausbaugrad der Gebäude-PV in Bayern geht teilweise auch auf ein besonders hohes Potenzial in diesem Bundesland zurück. Manche Länder, die in Hinblick auf die absolut installierte Leistung bei der Gebäude-PV eher im unteren Mittelfeld liegen, nutzen ihre Potenziale relativ betrachtet schon recht gut aus, beispielsweise Mecklenburg-Vorpommern oder Sachsen-Anhalt. Die Stadtstaaten Berlin und Hamburg bilden auch bei der Potenzialausnutzung die Schlusslichter, was unter anderem durch Koordinationsprobleme von Aufdachanlagen in Mehrfamilienhäusern erklärt werden kann.
Bei der Potenzialausnutzung der Freiflächenanlagen gibt es deutlich größere Unterschiede zwischen den Bundesländern. Zugrunde gelegt sind hier die Potenziale nach neuem EEG, inklusive geeigneter Flächen im Abstand von 500 Metern von Autobahnen und Schienenwegen (Abb. 16 in Gerhardt et al. (2023)). Besonders gut schneidet hier das Saarland ab, gefolgt von Brandenburg und Bayern. Flächenländer wie Baden-Württemberg, Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen nutzen ihre Freiflächenpotenziale dagegen bisher noch relativ wenig.
Ausschreibungen
Die folgenden Abbildungen geben einen Überblick über die Auktionen von PV-Leistung auf Freiflächen sowie Dächern seit Beginn der jeweiligen Ausschreibungen auf Basis von Daten der Bundesnetzagentur. Dargestellt sind ausgeschriebene Mengen, bezuschlagte Mengen sowie Zuschlagswerte. Letztere sind maßgeblich für die Marktprämien, die die Anlagen erhalten und können als durchschnittlich erforderliche Mindesterlöse pro kWh über die Laufzeit interpretiert werden. Wir stellen die Zuschlagswerte zur besseren Vergleichbarkeit hier in realen Preisen dar, deflationiert mit dem Verbraucherpreisindex.
Im Bereich der Freiflächenanlagen hat sich die ausgeschriebene Leistung seit Beginn der Auktionen im Jahr 2015 deutlich erhöht, vor allem seit Beginn der Ampel-Regierung. Nur wenige Ausschreibungen waren unterzeichnet. Das heißt, es gab nur selten zu wenige Gebote. Dies war vor allem im Jahr 2022 der Fall. Die (realen) Zuschlagswerte sind im Zeitverlauf deutlich gesunken.
Die folgende Abbildung zeigt die jährlichen Ausschreibungs- und Zuschlagsmengen für Freiflächenanlagen noch einmal in aggregierter Form.