Der Photovoltaik-Boom stellt für Unternehmen der gesamten solartechnischen Wertschöpfungskette eine enorme Herausforderung dar. Während die in Deutschland ansässigen Solarzellen- und Modulproduzenten binnen eines Jahres ihre Fertigungskapazitäten verdoppeln konnten, kam es bei der Herstellung des Ausgangsmaterials Solarsilizium zu einem vorübergehenden Engpass.  Das berichtet die Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft e.V. (UVS) in einem Hintergrundpapier, das sie auf dem diesjährigen Photovoltaik-Symposium vom 09. März bis 11. März 2005 im Kloster Banz (Staffelstein) vorstellen wird.

Mit rund 90 Prozent basiert der Großteil der derzeit hergestellten Solarmodule auf Silizium. Die in den letzten Monaten sprunghaft gestiegene Photovoltaik-Nachfrage in Deutschland, Japan und anderen Ländern hat erhebliche Investitionen in den Auf- und Ausbau von Solarfabriken ausgelöst. Die Solarbranche zählt national wie international zu den innovativsten und wachstumsstärksten Branchen. Aus einer Nischenproduktion entsteht derzeit eine bedeutende weltweit expandierende Schlüsselindustrie.

Siliziumengpass nur vorübergehend und kein Ressourcenproblem

Die Ursache des gegenwärtigen Siliziumengpasses sind laut UVS längere Vorlaufzeiten für Kapazitätserweiterungen. Eine spürbare Ausweitung der Produktionsmengen nehme eineinhalb bis zwei Jahre in Anspruch, was unter anderem dem komplexen und kostenintensiven Herstellungsverfahren geschuldet sei. Neben der Photovoltaikindustrie beziehe zudem die in der Nachfrage schwankende Halbleiterindustrie den begehrten Rohstoff. Das erschwere Punktlandungen bei den Expansionsplänen. Der vorübergehende Siliziumengpass sei jedoch kein Ressourcenproblem, betont die UVS. Silizium gebe es mehr als ausreichend auf der Welt, schließlich sei es mit einem Anteil von rund 28 Prozent nach Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erde. Bis jedoch aus dem Metall hochreines polykristallines Silizium für die Halbleiter- und Solarindustrie hergestellt sei, das auch den hochtechnologischen Anforderungen genügt, durchlaufe es einen aufwendigen Veredelungsprozess.

Siliziumhersteller bauen Produktion kräftig aus

Fast alle Siliziumhersteller hätten den stetig steigenden Bedarf der Solarbranche bereits erkannt und investierten kräftig in den Ausbau der Siliziumfertigung, betont die UVS: Zum einen würden neue Fertigungsstätten errichtet und zum anderen werde die Produktion optimiert. Schon in den vergangenen Jahren haben laut UVS die sieben großen Siliziumproduzenten rund eine Milliarde Euro in den Ausbau der Kapazitäten investiert, von 14.000 Tonnen auf heute rund 27.000 Tonnen. Darunter sind Wacker (Deutschland), Hemlock (USA) und Tokuyama (Japan). Nach Einschätzung der UVS wird der Solarindustrie im Jahr 2004 eine Gesamtmenge von rund 11.000 Tonnen zur Verfügung stehen. Ende 2006/Anfang 2007 dürfte der Siliziumengpass vollständig beseitigt sein, erwartet die UVS. In der Folge werde der Preis für Solarstrom wieder deutlich sinken.

2005 trotz Rohstoffengpass zweistelliges Marktwachstum möglich

Für die Fertigung von Solarzellen mit einer Gesamtleistung von einem Megawatt benötigt die Photovoltaikindustrie derzeit ungefähr 10 bis 12 Tonnen Silizium. Sie werde folglich 2005 mit ungefähr der gleichen Menge Silizium auskommen müssen, wie im vergangenen Jahr, erwartet die UVS. Eine Steigerung des verfügbaren Solarvolumens werde 2005 aber dennoch möglich sein: Durch Weiterentwicklung der Siliziumfertigung und Ressourceneinsparungen innerhalb nachgelagerter Produktionsstufen sei 2005 trotz des Engpasses beim Ausgangsmaterial Solarsilizium ein weltweites Photovoltaik-Marktwachstum von 10 – 20 % auf insgesamt über ein Gigawatt möglich. Denn die Silizium-Produzenten würden derzeit an effizienteren Herstellungstechnologien arbeiten: Wacker Chemie zum Beispiel an der Produktion von Siliziumgranulat im Wirbelschichtverfahren. Hinzu kämen verbesserte Wirkungsgrade, reduzierte Zelldicken und sinkende Bruchraten bei der Zellfertigung, um mit weniger Ausgangsmaterial höhere Leistungen zu erzielen. Schließlich trage auch das Recycling von Produktionsabfällen, wie es erfolgreich bei SolarWorld in Sachsen praktiziert wird, zur Dämpfung des vorübergehenden Ressourcenengpasses bei.

Chance für alternative Solarzelltechnologien

Darüber hinaus werden alternative, nicht auf kristallinem Silizium beruhende Solarzelltechnologien, langfristig von dem Mangel und den damit verbundenen Preissteigerungen beim Solarsilizium profitieren. Das sind zum Beispiel photovoltaische Konzentratorzellen oder Dünnschichtsolarmodule, wie der auf Kupfer-Indium-Sulfid als Absorbermaterial beruhenden neue CIS-Zellen-Typ. Durch den wachsenden Kostenvorteil würden die Nachteile aus den gegenüber Siliziumzellen niedrigeren Wirkungsgraden von Dünnschichtzellen zunehmend kompensiert, so die UVS. Dies dürfte sich in steigenden Marktanteilen niederschlagen. Unter dem Strich werde damit die Hersteller- und Typenvielfalt im Bereich der Photovoltaik zunehmen.

Spürbare Kostenentlastung spätestens 2007

Alle Produkt- und Fertigungsinnovationen haben gemein, dass sie die Kosten mittelfristig senken werden, heißt es in dem UVS-Hintergrundpapier. Bis dahin werde der Nachfrageüberhang allerdings erst einmal zu steigenden Preisen auf dem Weltmarkt führen, was Auswirkungen auf die gesamte Wertschöpfungskette habe. Erklärtes Ziel der Solarbranche sei, Preiserhöhungen so moderat wie möglich zu gestalten und Kosten, soweit möglich, innerhalb der gesamten Wertschöpfungskette zu optimieren.

Eine spürbare Kostenentlastung wird sich nach Prognosen der Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft spätestens 2007 einstellen. Nach Überwindung des Silizium-Engpasses würden die Preise für Solarstromanlagen wieder kontinuierlich fallen. Auch die Prozess- und Produktoptimierung werde zu schnell sinkenden Kosten führen, was auch unmittelbar dem Endverbraucher zugute komme. Nicht zuletzt die degressiv gestaltete Vergütung im deutschen Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) werde diese Kostensenkung absichern (durchschnittlich rund 5 % pro Jahr). Wann immer sich das Produktionsvolumen der Solarindustrie verdoppelt habe, seien die Kosten um zirca 20% gesunken, unterstreicht die UVS. Die Gesetze der „economy of scales“ würden auch in Zukunft gelten und die Photovoltaik innerhalb des nächsten Jahrzehnts zur natürlichen Wettbewerbsfähigkeit führen.

08.03.2005   Quelle: Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft e.V. (UVS)   Solarserver.de   © EEM Energy & Environment Media GmbH