Solar-Reports:

Solarwärmekonferenz estec2005
öffnet das Tor zum Weltmarkt

von Rolf Hug
15.06.2005

Mit dem vom Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) angestoßenen Solarstrom-Boom in Deutschland hat die Nachfrage nach Photovoltaikanlagen Rekordhöhen erreicht. Doch die beeindruckenden Erfolge der Photovoltaik lassen die Nutzung der Sonnenenergie zur Wärme- und Kälteversorgung etwas in den Hintergrund treten. Die im Herbst 2004 veröffentlichten Zahlen der Internationalen Energie Agentur, die erstmals die Leistung der Sonnenkollektoren in Gigawattstunden statt der installierten Kollektorfläche benannten, belegen jedoch den Stellenwert der Solarthermie eindeutig.

PV, Solarwärme, Windkraft: Weltweit installierte Kapazität in MW.

Rund um den Globus sind Solarwärmeanlagen mit einer Leistung von rund 70 Gigawatt installiert, damit ist die Solarwärme eine der führenden erneuerbaren Energiequellen weltweit. Noch vor der Windenergie mit 23 Gigawatt und deutlich vor der Photovoltaik mit 1,1 Gigawatt.

Grafik: Weltweit installierte Kapazität in MW. Daten Solarwärme: IEA-SHC; Photovoltaik und Wind: UNDP World Energy Assessment: Overview 2004 Update.

Globale Trends, europäische Perspektiven

Den Einsatz von Sonnenkollektoren zur Produktion von Wärme und Kälte noch weiter voranzubringen ist das Ziel der 2. Europäischen Solarwärmekonferenz estec2005 am 21. und 22. Juni in Freiburg. Dort treffen sich Solarwärme-Experten aus aller Welt, um die Entwicklung der internationalen Märkte zu diskutieren, sich über Technologietrends zu informieren und auf angemessene politische Rahmenbedingungen hinzuarbeiten.

Foto: Einfamilienhaus mit 22,7 m² Fassadenkollektoren. Nachheizung per Kachelofen-Ganzhausheizung. Die Heizenergie wird zu 100 % von erneuerbaren Energieträgern geliefert. Die Solaranlage dient der Warmwasserbereitung und Heizungseinbindung.

Quelle/ Austria Solar; AEE INTEC

Einfamilienhaus mit 22,7 m² Fassadenkollektoren.

Über 60 Referenten aus 15 Ländern werden den mehr als 400 erwarteten Teilnehmern die Schlüsselmärkte China, Australien, Indien und Europa vorstellen. In den Konferenzsitzungen werden Märkte analysiert, Marketingkampagnen und Förderprogramme vorgestellt, Marteinführungsinitiativen diskutiert, technische Fortschritte präsentiert und Perspektiven aufgezeigt. Der Solar-Report berichtet im Vorfeld der Veranstaltung über Technologie-Trends, forschungs- und förderpolitische Entwicklungen in Europa sowie den rapide wachsenden Solarthermiemarkt in Frankreich.

Riesiger Solarwärmebedarf - neue Technologien

Noch ist China mit über zwei Dritteln der weltweit installierten Solarthermie-Leistung eindeutig Weltmarktführer in Sachen Solarwärme. Und der rapide wachsende Energiebedarf des aufstrebenden Landes wird den Einsatz der im Reich der Mitte genutzten, meist einfachen Solarwärmeanlagen noch beschleunigen. Auch in Europa kann und muss die Solarthermie einen wesentlichen Teil zur künftigen Energieversorgung beitragen: Sie ist eine der wichtigsten Technologien zur Produktion von Wärme und Kälte aus regenerativen Energiequellen, darin sind sich viele Szenarien einig. Die Studie "Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung Erneuerbarer Energien in Deutschland" (DLR, IFEU, Wuppertal Institut) kommt zu dem Ergebnis, dass hierzulande bis 2050 über 150 Millionen Quadratmeter Kollektorfläche installiert werden müssen, gegenwärtig sind es gerade mal 750.000 Quadratmeter.

Hochleistungs-Flachkollektorfeld für solare Kühlung in Ingolstadt mit Conergy F 6000-Kollektoren.
Hochleistungs-Flachkollektorfeld für solare Kühlung in Ingolstadt mit Conergy F 6000-Kollektoren. Quelle. Conergy AG.
Um solch ambitionierte Ziele zu erreichen, muss sich eine neue Industrie etablieren, die Sonnenkollektoren dieser Größenordnung herstellen kann. Deren Einsatzgebiete reichen von der Brauchwassererwärmung im Haushalt über die solare Heizung und Klimatisierung bis hin zur Bereitstellung von Prozesswärme für die Industrie. Solare Kühlung und Prozesswärme werden nach Einschätzung von Dr. Volker Wittwer vom Freiburger Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) die wichtigsten neuen Anwendungsfelder sein.

Neue Materialien und größere Systeme

Die Massenproduktion, Langzeitstabilität und die Kosten seien die wichtigsten Aspekte im Hinblick auf eine Kollektorfertigung im wirklich großen Maßstab, so Dr. Wittwer. Neue Technologien und Materialien würden bereits entwickelt. Für Anwendungen im Niedertemperaturbereich, könnten sich Kunststoffe oder Verbundmaterialien durchsetzen, die kostengünstig im Spritzgussverfahren hergestellt werden können. Zum Beispiel für Schwimmbadabsorber oder Energiedächer in Verbindung mit Wärmepumpen.

Bei den marktbeherrschenden Flachkollektoren sieht der ISE-Experte eine Entwicklung hin zu hoch effizienten Antireflexbeschichtungen. Erste doppelverglaste Kollektoren mit dieser Beschichtung seien bereits für die Erzeugung von Prozesswärme entwickelt worden. Das bisher überwiegend für die Herstellung von Absorbern verwendete Kupfer könnte in Zukunft durch Aluminium oder Stahl ersetzt werden. Auch Polymerabsorber werden als leichte und kostengünstige Alternativen erforscht. Wittwer sieht zudem ein Comeback der so genannten Roll-Bonding Technologie, die beispielsweise für die Verdampfer von Kühlschränken genutzt wird, mit neuen Eigenschaften: Der Natur abgeschaute (bionische) Strukturen sollen hier den Wärmeübergang optimieren.

Infrarotaufnahme eines Roll-Bond-Absorbers mit einer Fraktalstruktur.

Bild: Die Infrarotaufnahme eines Roll-Bond-Absorbers mit einer Fraktalstruktur wie sie in bionischen Systemen zu finden ist, zeigt den gleichmäßigen Fluss des Wärmeträgermediums durch die Absorberfläche. Quelle: M. Hermann, Fraunhofer ISE.

 

Kombisysteme auf dem Vormarsch

Nachdem in der Vergangenheit Solarwärmeanlagen zur Brauchwassererwärmung den Markt beherrschten, wächst nun der Anteil so genannter Kombianlagen. Sie liefern warmes Wasser und unterstützen zusätzlich die Heizung. Impulse für den Einsatz von Kombianlagen kamen vor allem aus Österreich. Dort werden meist größere Kollektorfelder in das Dach integriert und mit Biomasse-Verbrennungsanlagen (Holz, Pellets) kombiniert, um ganzjährig eine klimaneutrale, regenerative Heizung zu gewährleisten.

Leistungsfähige Kollektoren und neue Speichermaterialien für große Solarwärmeanlagen

Zusätzlich zur Wärmenutzung in den privaten Haushalten (Temperaturen unter 100° C) sieht Dr. Wittwer die Produktion von Prozesswärme und Solarenergie zur Kühlung als Märkte der Zukunft. Hierfür werden Hochleistungs-Flachkollektoren, Vakuum-Röhrenkollektoren oder auch verspiegelte Parabolrinnenkollektoren entwickelt. Um Solarwärme im großen Maßstab zu speichern, arbeiten Forscher und Entwickler an neuen Lösungen zur Dämmung der Speicher und testen neue Materialien. Die Vakuumdämmung könnte einen wichtigen Beitrag zu Langzeitwärmespeicherung liefern. So genannte Phasenwechselmaterialien (PCM), die bereits auf dem Markt sind, und Sorptionsspeicher werden auf der estec2005 disktutiert.

Doppelverglaster, antireflexbeschichteter Flachkollektor
Gegenstrom-Vakuum-Röhrenkollektor
Parabolrinnenkollektor
Neue Kollektoren für Mitteltemperatur-Solarthermie: Doppelverglaster, antireflexbeschichteter Flachkollektor, Gegenstrom-Vakuum-Röhrenkollektor und Parabolrinnenkollektor. Quelle: ISE

EU-Richtlinie zur Heizung und Kühlung mit Sonne, Biomasse und Erdwärme gefordert

Die Potenziale der Solarwärmenutzung in Europa sind beachtlich, den Weg zur breiten Markteinführung der Solarthermie weisen Initiativen wie die Kampagne für eine EU-Richtlinie zur Heizung und Kühlung mit erneuerbaren Energien. Mechtild Rothe, Mitglied des Europäischen Parlaments und künftige Berichterstatterin für den Initiativreport des Europaparlaments zur Heizung und Klimatisierung mit erneuerbaren Energien wird auf der estec2005 über den aktuellen Stand berichten. Rothe hatte den Bericht selbst angeregt und soll dem für die Energiepolitik zuständigen Komitee im Herbst 2005 einen Entwurf vorlegen. Den Weg zu einer europäischen Richtlinie für das Heizen und Kühlen mit erneuerbaren Energien hat Ole Pilgaard, Präsident der Europäischen Solarwärmeindustrievereinigung ESTIF im Solar-Report vom Februar 2005 beschrieben. Mittlerweile unterstützen über 40 europäische Verbände und Organisationen eine gemeinsame Erklärung, in der diese Richtlinie gefordert wird.

Mechtild Rothe (MdEP)

 

Mechtild Rothe (MdEP) und ESTIF- Präsident Ole Pilgaard: Industrie und Politik machen sich stark für eine Solarwärme-Richtlinie.

ESTIF- Präsident Ole Pilgaard

Solarthermie-Spezialisten gründen europaweite Technologieplattform

Was fehlt, sei eine klare Vision, so Dr. Wittwer. Etwa die solare Vollversorgung im Jahr 2030 (100% Solarhaus). Und eine europäische Technologieplattform für die Solarthermie, wie sie für die Photovoltaik bereits in Angriff genommen wurde. Eine Gruppe europäischer Solarspezialisten will die estec2005 dazu nutzen, diese Technologieplattform für Solarthermie zu gründen. "Mit der Technologieplattform wollen wir eine strategische Arbeitsgemeinschaft zwischen Anwendern, Erzeugern, öffentlichen Einrichtungen und Forschern aufbauen, um unseren künftigen Forschungsbedarf gegenüber der Europäischen Union zu vertreten", erläutert Harald Drück vom Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) der Universität Stuttgart das Vorhaben.

Das ITW koordiniert auch das Vorhaben "New Generation of Solar Thermal Systems" (NEGST), das sich mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Optimierung von Solarwärmeanlagen auf europäischer Ebene beschäftigt. Insgesamt 18 Forschungsinstitute aus 14 Ländern beteiligen sich an NEGST, das von der Europäischen Kommission unterstützt wird und ein Projektvolumen von 1,3 Millionen Euro hat.

Rekordjahr für die Solarthermie in Frankreich

Während die Photovoltaik in unserem westlichen Nachbarland jährlich nur um 4 bis 5 Megawatt wächst, rechneten die französischen Solarwärme-Branchenverbände für die kommenden Jahre mit einem Solarthermie-Boom. "Im Jahr 2010 soll die Zahl der installierten Sonnenkollektoren in Frankreich die Eine-Million-Quadratmeter-Grenze erreicht haben", beschreibt Richard Loyen vom französischen Solarverband Enerplan die Vorgabe aus dem vor sechs Jahren gestarteten Förderprogramm "Plan Soleil". Damit fördert die französische Regierung die Solarenergie im eigenen Land und gab den Anstoß für jährliche Solarwärme-Wachstumsraten von zirka 40 %. Allein im letzten Jahr wurden 52.000 Quadratmeter Solarkollektoren neu installiert, das entspricht einer thermischen Leistung von gut 36.000 Kilowatt (kWth).

Solarwärmeanlage in Paris (1020 m²-´Kollektorfläche). Sonnenkollektoren der Académie ACCOR in Evry-Courcouronnes mit einer Fläche von 73,5 m².
Solarwärmeanlage in Paris (1020 m²-´Kollektorfläche); Sonnenkollektoren der Académie ACCOR in Evry-Courcouronnes mit einer Fläche von 73,5 m². Quelle: Enerplan.

Kräftiger Steuernachlass beim Kauf einer Solarwärmeanlage

Für dieses Jahr erwartet Loyen einiges mehr. "Mit der neuen Steuervergünstigung wird das Jahr 2005 ein Rekordjahr. Wir rechnen mit einer neu installierten Kollektorfläche zwischen 70.000 und 80.000 Quadratmetern." Statt von einem Zuschuss profitieren die Käufer einer Solarwärmeanlage seit dem 1. Januar 2005 von einer reduzierten Steuer. Sie können 40 Prozent der Materialkosten eines Solarsystems von der Einkommenssteuer abziehen. Die Steuervergünstigung könnte den französischen Solarthermiemarkt richtig in Schwung bringen.

Im Vergleich zum deutschen Kollektormarkt mit einer Größe von rund 750.000 Quadratmetern hören sich die französischen Zahlen noch bescheiden an. In Deutschland werden Solarwärmeanlagen mit einem Zuschuss von 110 Euro pro Quadratmeter Kollektorfläche gefördert, das sind etwa 12 bis maximal 20 % der Materialkosten. Für Frankreich markieren die aktuellen Zahlen aber weitere Schritte einer Erfolgsgeschichte. Schließlich fanden 1999, als die französische Regierung mit dem Plan Soleil den jahrelangen Niedergang der französischen Solarbranche zu beenden begann, in Zentral-Frankreich keine 100 Anlagen ihren Weg zum Kunden. 2004 waren es immerhin 8.000. Anstatt von einem knappen Dutzend Anbietern können sich die französischen Verbraucher inzwischen von rund 40 Unternehmen ein Angebot machen lassen. Zu dem Erfolg beigetragen hat auch eine Marketingkampagne der staatlichen Energieagentur ADEME, die unter anderem mit Werbespots im Fernsehen für die Solarwärme warb. Neben Verbrauchern sollte sie gezielt Handwerker für Solarenergie begeistern. Das hat funktioniert: Über 6.400 Installateure haben sich seitdem zum Solarmonteur qualifiziert.

Eigenheime in Fontenay-sous-Bois.
Die Zahl der Sonnenkollektoren in Frankreich wächst. Eigenheime in Fontenay-sous-Bois. Quelle: Enerplan.
Die regionalen und überregionalen Solaraktivitäten in Frankreich stellen die französische Agentur für Umwelt und Energiemanagement (ADEME), die Region Elsass und die Wirtschaftsförderung des Elsass (ADA) gemeinsam mit Enerplan auf der Intersolar 2005 vor.

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