Konzentrierende Photovoltaik bereit für den Wettbewerb am Energiemarkt; Gigawatt-Marktvolumen ab 2015 erwartet

Nach jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung ist die konzentrierende Photovoltaik (CPV) auf dem Weg, eine Rolle im Elektrizitätsmarkt zu spielen. GTM Research erwartet, dass die neuen CPV-Installationen weltweit von weniger als fünf Megawatt im vergangenen Jahr auf über ein Gigawatt im Jahr 2015 steigen werden. Gründe dafür seien im Wesentlichen, dass CPV an Standorten mit hoher direkter Sonneneinstrahlung besonders wirtschaftlich ist, da diese Technologie im Vergleich zu den nicht konzentrierenden Systemen niedrigere Stromgestehungskosten (levelized cost of electricity, LCOE) ermöglicht.Technologieentwicklung seit den 1970er Jahren; kommerzielle Systeme ab 1990
Bereits im Jahr 1976 realisierten die Sandia Labors in den USA ein erstes CPV-System (1kW): Kommerzielle Systeme sind schon seit den 1990er-Jahren am Markt. Sie kombinieren hoch effiziente Solarzellen mit kostengünstiger Modul- und Linsentechnologie. Die jüngsten Fortschritte bei Hochleistungs-Solarzellen auf der Basis von III-V-Halbleitern schlagen sich nieder in der Entwicklung der Modulwirkungsgrade, die bereits heute bei 27 % liegen. Bis 2015 wollen die Hersteller auf 37 % kommen. Das ist dreimal so viel wie heutige Standard-Photovoltaiksysteme erreichen.
In Kooperation mit GTM Research beleuchtet der aktuelle Solar-Report Entwicklungen und Perspektiven der Konzentrator-Photovoltaik und wichtige Akteure.

Soitec/Concentrix Solar, Amonix und SolFocus führen den Markt an
Gegenwärtig beherrschen drei CPV-Produzenten den Markt und die Auftragspipeline: Soitec/Concentrix Solar, Amonix und SolFocus. In letzter Zeit haben Projektentwickler und unabhängige Stromversorger wie Tenaska Solar, Cogentrix und Sol Orchard mit diesen führenden CPV-Unternehmen zusammengearbeitet, um Projekte im großen Stil in den USA umzusetzen.Wachsendes Interesse von Projektentwicklern und Finanziers
Von den in den USA geplanten 12,974 Megawatt Photovoltaik-Leistung, die auf Strombezugsvereinbarungen (PPA) basieren, wurden 73 % der Verträge mit vertikal integrierten Herstellern geschlossen, wie z.B. First Solar oder BrightSource. Es ist eher unwahrscheinlich, dass CPV verwendet wird, da diese Entwickler auf eigene Technologien und Produkte setzen. Deshalb müssen sich CPV-Unternehmen bemühen, unabhängige Stromversorger und PV-Projektentwickler zu überzeugen.
Zwar scheint die CPV gegenwärtig an Bedeutung im Photovoltaik-Markt zu gewinnen, doch trotz großer Medienresonanz und verstärktem Interesse seitens der Risikokapitalgeber wurde das Potenzial der Technologie noch nicht in Form von fertig gestellten Kraftwerken und produziertem Solarstrom sichtbar. Das könnte sich jedoch rasch ändern.Obwohl der CPV-Markt mit 28 Megawatt gegenwärtig nur einen kleinen Teil der weltweit installierten Kapazitäten ausmacht, die bei rund 36.000 MW liegen, nimmt die CPV Fahrt auf, und mehrere Projekte im Kraftwerksmaßstab wurden im vergangenen Jahr angekündigt. Die wachsende Auftragspipeline kann als Beleg für das Vertrauen der Projektentwickler und Finanziers  in eine Technologie gewertet werden, die bislang nur wenig Bedeutung hatte und als unerprobt oder gar riskant bewertet wurde.

Ambitionierte Kostensenkungspläne
GTM Research hat kürzlich eine Studie veröffentlicht mit dem Titel Concentrating Photovoltaics 2011: Technology, Costs and Markets. Darin untersuchen die Marktforscher die Wettbewerbsdynamik und deren Auswirkungen auf den globalen CPC-Markt. Der Report untersucht die Rolle der CPV im weltweiten Solarmarkt und wie sie gegenüber nicht konzentrierenden Technologien in technischer und finanzieller Hinsicht aufholt.
GTM Research geht davon aus, dass der jährliche CPV-Zubau 2015 die Gigawatt-Marke übersteigen wird. Diese Prognose gründet auf der Annahme, dass es den CPV-Unternehmen gelingt, ihre Kostensenkungspläne umzusetzen, und dass CPV-Systeme in den kommenden vier Jahren mehr als 30 % billiger werden.

Möglich werden diese Kostensenkungen unter anderem durch Fortschritte der Hersteller von Dreifachstapelzellen wie beispielsweise Solar Junction, Cyrium, Semprius, Soitec und JDSU, die das wesentliche Element eines CPV-Systems sind. Der Report untersucht die Unternehmen und deren Entwicklung im Detail.
Hilfreich für einen erfolgreichen Einstieg in den Markt wären Strombezugsvereinbarungen (Power purchase agreements, kurz PPAs), die belegen, dass die CPV-Großprojekte, die gegenwärtig umgesetzt und an das Netz angeschlossen werden, wettbewerbsfähig sind. Ein Beispiel dafür ist Soitec. Soitec/Concentrix Solar steigt in den US-Strommarkt ein; weitere CPV Projekte mit Schneider Electric in Marokko angekündigt
Der französische Konzern Soitec hat jüngst Concentrix Solar (Freiburg) übernommen und erhielt den Zuschlag von Tenaska Solar Ventures für eine Anlage mit 150 MW für den Stromversorger San Diego Gas & Electric (SDG&E). Das CPV-Kraftwerk Imperial Solar Energy Center (ISEC) West auf ehemaligen Ackerflächen in Südwestkalifornien soll 2015 an das Netz gehen.
Um das Vorhaben zu unterstützen, will Soitec eine CPV-Produktionsstätte mit einer Fertigungskapazität von 200 Megawatt bei San Diego errichten, die Hunderte von Arbeitsplätzen schaffen wird. Sowohl das CPV-Kraftwerk als auch die Produktionsstätte sind jedoch abhängig von Kreditgarantien des US-Energieministeriums. Die Strombezugsvereinbarung wurde mit SDG&E und Tenaska Solar geschlossen. Im Mai 2011 hatte SDG&E eine weitere Strombezugsvereinbarung mit Soitec angekündigt, die das Gesamtvolumen der PPAs auf 305 MW steigen lässt.

Erstes CPV-Großprojekt im Rahmen des Mittelmeer-Solarplans
Am 15.06.2011 berichteten Soitec und Schneider Electric, dass sie eine Absichtserklärung mit der marokkanischen Solarenergie-Agentur Masen (Moroccan Agency for Solar Energy) unterzeichnet haben, einem Hauptakteur bei der Umsetzung des marokkanischen Solarplans. Die beiden Solar-Unternehmen wollen bei der Einführung der Concentrix-Technologie in Marokko zusammenarbeiten.Gemeinsam wollen Soitec und Schneider den Geschäftsbereich Konzentrator-Photovoltaik in Marokko aufbauen. Der Solarstrom soll sowohl marokkanische Haushalte versorgen als auch exportiert werden. Die französisch-marokkanische Initiative ist das erste CPV-Großprojekt in einem der 43 Mitgliedsstaaten der Union für das Mittelmeer im Rahmen des Solarplans, einer Partnerschaft zwischen Europa und Ländern aus dem Mittelmeerraum.
“Diese mehrdimensionale Pilot-Partnerschaft in der vielversprechenden Konzentrator-Photovoltaik passt perfekt zu Masens Vision einer ganzheitlichen Entwicklung des marokkanischen Solarplans“, sagte der Vorsitzende der Agentur, Mustapha Bakkoury.
Die beiden geplanten Pilotprojekte werden zusammen eine Nennleistung von 10 Megawatt haben. Das erste CPV-Kraftwerk soll Anfang 2012 fertig gestellt werden. Das Projekt umfasst die Entwicklung einer 5 MW-Demonstrationseinheit auf der Technologieplattform am Masen-Standort Ouarzazate, die mit den Werken von Soitec und Schneider Electric in Frankreich zusammenarbeitet. Das zweite Projekt umfasst den Bau einer weiteren 5 MW-Anlage, bei der Module der nächsten Generation zum Einsatz kommen sollen.

Technologie für Gebiete mit hoher direkter Sonneneinstrahlung
Die Concentrix-Technologie wurde für industrielle Solar-Großkraftwerke optimiert. Sie ist ideal für Gebiete mit hoher direkter Sonneneinstrahlung (direct normal irradiance, DNI) wie beispielsweise die Sahara, Südafrika, der Mittlere Osten, Australien und der Süden und Südwesten der Vereinigten Staaten. Soitec hat bereits in über zehn Ländern Solar-Kraftwerke gebaut, zum Beispiel im Sonnengürtel der USA, wo sie mit ihrer zweiachsigen Nachführung Rekorderträge erzielen. Die Concentrix-Technologie ist laut Soitec die preisgünstigste Lösung auf dem Markt, sie ist umweltfreundlich und hat die höchsten Wirkungsgrade auf dem Markt.

Kosten pro Kilowattstunde und Finanzierung durch die Banken von zentraler Bedeutung
Neben Soitec können auch Amonix and SolFocus große Auftragspipelines vorweisen. Zu den neuen Akteuren am Markt könnte beispielsweise GreenVolts gehören.
"Für Projektentwickler, die sich für eine Solar-Technologie zum Einsatz im Kraftwerksmaßstab entscheiden, sind zwei Aspekte wesentlich: Die Kosten pro Kilowattstunde und die Finanzierung durch die Banken", erläutert Brett Prior, Autor der Studie und Senior Analyst bei GTM Research. "CPV lässt zwar niedrige Kosten pro Kilowattstunde erwarten, doch bislang erwies sich die fehlende Bankfähigkeit (bankability) als Achillesferse. Die Erfolgsgeschichte der Technologie ist viel kürzer als jene der Konkurrenten, und die Leistungsgarantien wurden nicht von starken Muttergesellschaften abgedeckt."
Gegenwärtig führen drei CPV-Unternehmen den Markt an: 96 % der weltweit betriebenen, im Bau oder der Entwicklung (auf Grundlage abgeschlossener PPAs) befindlichen Projekte entfallen auf Amonix, Soitec und SolFocus. Jedes dieser Unternehmen hat in den letzten beiden Jahren seine Marktpräsenz gestärkt, indem es starke strategische Partner gewonnen hat, beispielsweise Boeing oder die Systemintegratoren Bechtel und Mortenson. Erst kürzlich hat Amonix seine neue Produktion im Norden von Las Vegas offiziell eröffnet.

Erste Leistungsgarantiedeckung für CPV-Module in den USA
Zudem sorgt der Versicherungsriese Munich Re seit Kurzem für mehr Vertrauen in die Technologie und wird die künftige Projektfinanzierung erleichtern.
Munich Re versichert erstmals Leistungsgarantien für Photovoltaik-Module in den USA. Die neue Deckung für CPV-Systeme von SolFocus ist die erste Leistungsgarantiedeckung für CPV-Anlagen überhaupt. Sie wurde von Munich Re gemeinsam mit SolFocus und dem Makler Woodruff-Sawyer & Co. konzipiert. "Die CPV-Technologie ist inzwischen so leistungsstark und zuverlässig, dass ein renommierter Versicherer wie Munich Re eine Deckung anbietet", betont Mark Crowley, Vorstand von SolFocus.

"Wir sind das erste CPV-Unternehmen, das seinen Kunden damit eine versicherte Leistungsgarantie geben kann. Wir freuen uns, so der kommerziellen Nutzung dieser hochentwickelten Solartechnologie den Weg zu ebnen und sie bei Projektentwicklern, Finanzinstituten und Energieversorgern als verlässliche und bankfähige Technologie zu etablieren."
SolFocus gewährt weltweit eine Leistungsgarantie von 25 Jahren auf seine CPV-Anlagen. Erbringt ein Produkt nicht die garantierte Leistung, greift die Deckung durch Munich Re. "Unsere Module waren die ersten, die von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) für ihre Leistungsfähigkeit und Sicherheit zertifiziert wurden – für Investoren und Projektentwickler ein weiterer wichtiger Beleg für die Bankfähigkeit unserer Technologie", fügte Crowley hinzu.

Finanzierung für HCPV-Hersteller wird einfacher; Siemens steigt bei Semprius ein
Dass Konzentrator-Photovoltaik das Potenzial zu herausragenden Wirkungsgraden bei hohen Umgebungstemperaturen und hoher direkter Sonneneinstrahlung hat, scheinen mittlerweile nicht nur die Kapitalgeber wahrzunehmen. Das Unternehmen Morgan Solar mit Sitz in Toronto beispielsweise berichtete im Finanzportal Green Energy Reporter, dass es sich in einer zweiten Finanzierungsrunde 16,5 Millionen US-Dollar gesichert hat. Und Siemens beteiligt sich am HCPV-Hersteller Semprius; da diese Technologie der nächsten Generation höchste Leistung verspricht.

Siemens kauft Anteile des HCPV-Herstellers Semprius
Der in 190 Ländern weltweit vertrete Konzern Siemens hat im Juni 2011 einen Minderheitsanteil von etwa 16 Prozent an dem US-Solarunternehmen Semprius erworben. Semprius mit Sitz in Durham, North Carolina, entwickelt hoch konzentrierende Photovoltaik-Module (high concentrating photovoltaics, HCPV). Diese Investition ermögliche Siemens den frühzeitigen Einstieg in eine vielversprechende Technologie zur CO2-freien Solarstromerzeugung, betont das Unternehmen. Siemens tritt als strategischer Investor auf und will Semprius bei der Entwicklung der innovativen Technologie bis zur Marktreife unterstützen.Unsere Beteiligung an Semprius gibt uns Zugang zu einer bahnbrechenden Technologie zur sauberen Stromerzeugung“, sagt Martin Schulz, Vizepräsident Photovoltaik in der Abteilung Erneuerbare Energien bei Siemens Energy. “Wir glauben, dass die Aussichten für hoch konzentrierende Photovoltaik-Systeme glänzend sind. Sie erzielen wesentlich höhere Wirkungsgrade als herkömmliche Solarmodule und haben ein enormes Potenzial, günstige Energiekosten zu erreichen.“

OPEL Solar setzt auf HCPV-Markt in China; Joint Venture mit EcotechDer CPV-Produzent OPEL Solar International Inc. (Shelton, Connecticut; Toronto, Ontario) hat vor sechs Monaten OPEL Solar Asia (OSA) gegründet und meldete Mitte Juni 2011 bereits einen zweiten Abschluss mit einem chinesischen Stromversorger über Systeme und Tracker, die in der Inneren Mongolei eingesetzt werden sollen.
OSA ist ein Gemeinschaftsunternehmen von OPEL Solar und Ecotech Environmental Technology Ltd. mit Sitz in Hong Kong.
Weitere Informationen bietet der "Concentrating Photovoltaics 2011: Technology, Costs and Markets report". Auskünfte erteilt auch Markus Erhard: Greentech Media, Inc.; Fürstenfelder Str. 5; 80331 München; Tel.: +49 (0)89 41611 3911 erhard[at]greentechmedia.com

CPV-Projekte und Märkte auf einen Blick
Quelle: GTM Research