Wenn viel Wind- und Solarenergie anfällt und der Strompreis günstig ist, könnten Industriebetriebe bestimmte Produkte auf Vorrat produzieren. „Das ist besonders interessant bei Prozessen, die viel Strom benötigen“, sagte Dr. Malte Stonis vom Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH), einer Einrichtung der ZUSE-Gemeinschaft, im Rahmen einer Pressefahrt. Diese führte die teilnehmenden Journalisten zu ausgewählten Forschungseinrichtungen, die in die Energiewende involviert sind. „Damit die Verlagerung möglich wird, brauchen die Unternehmen Daten aus der Produktion. In vielen sind entsprechende Softwareprogramme nicht vorhanden, aber das Bewusstsein dafür wächst“, sagt Stonis.

Strompreis macht Weiterbetrieb lukrativ

In dem Projekt Transwind beschäftigt sich das IPH zusammen mit anderen Forschungspartnern wie z.B. Nefino mit der Frage, welche Strategie für Windradbetreiber nach Ablauf der EEG-Vergütung sinnvoll ist: Weiterbetrieb, Modernisierung, Ersatz gegen größere, neue Windräder oder Abriss der Anlage. „Bei derzeitigem Strompreis ist der Weiterbetrieb sehr interessant“, erklärt Henrik Wielert von Nefino. Das sei vor zwei Jahren noch anders gewesen, damals hätten viele Betreiber eher zum Repowering geneigt, weiß er von Gesprächen mit Unternehmen.

Großes Flächenpotenzial für Windräder

Neben den Altanlagen gibt es aber auch viel Potenzial für neue Windparks. Dazu hat Nefino eine umfassende Analyse von Geodaten vorgenommen. In dem Modell haben die Wissenschaftler die Fläche in Deutschland als Basis gewählt und Tabuzonen wie Naturschutzgebiete, Autobahnen, Wetterradarstationen, Flughäfen/Fliederhorste usw. abgezogen. Zudem haben sie einen pauschalen Abstand von 800 m zur Wohnbebauung innerhalb von Siedlungen gewählt. Ergebnis: In vielen Bundesländern gibt es erheblich mehr Potenzial für Windenergie als bisher angenommen – auch ohne Waldflächen. „Wenn man allerdings höhere Abstände zur Wohnbebauung innerhalb von Siedlungen wie in Bayern mit der 10H-Regelung berücksichtigt, schrumpft die zur Verfügung stehende Fläche schnell auf ein Fünftel zusammen, wobei Einzelfallkriterien, wie Bauhöhenbeschränkungen oder Vogelschutzbelange, noch nicht ausreichend betrachtet sind“, erklärt Wielert.

Solarzellen: Bald über 35 % Wirkungsgrad?

Einen Einblick in die Solarzellenforschung gewährte Prof. Rolf Brendel, Geschäftsführer des Instituts für Solarenergieforschung Hameln (ISFH). Das 1987 gegründete Institut beschäftigt heute 159 Mitarbeiter. Einziger Gesellschafter der gemeinnützigen GmbH ist das Land Niedersachsen. „In den letzten 34 Jahren seit unserer Gründung ist in der Technologientwicklung wahnsinnig viel passiert“, sagte Brendel. Trotzdem hat die Solarbranche nach ihrem steilen Aufstieg mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz im Jahr 2000 ab dem Jahr 2012 im Marktvolumen und bei der heimischen PV-Fertigung Rückschritte erlitten. Damals hatte die Bundesregierung die Fördersätze für neue Anlagen stark reduziert, der Zubau brach weg, viele Unternehmen rutschten in die Insolvenz. In der Zeit hat China weltweit das Zepter in die Hand genommen. „Wichtig für uns Wissenschaftler ist heute, neue Technologien für die heimische Wirtschaft zu entwickeln, die sich vom asiatischen Massenmarkt unterschieden“, sagt der Institutsleiter.

Die Forscher arbeiten u.a. an neuen Zellen, die aus Kombinationen von mehreren aktiven Zellschichten bestehen. Dazu gehört z.B. eine Tandemzelle, die aus Silizium und einer weiteren Schicht aus einem anderen Material wie z.B. Perowskit besteht. Silizium nutzt das langwellige Lichtspektrum, die zweite Schicht das kurzwellige Licht.

„Damit sind theoretisch Wirkungsgrade von 35 % möglich. Noch ist die Herstellung dieser Zellen nicht praxisreif, aber es zeigt, dass die Entwicklung der Photovoltaik noch lange nicht am Ende ist“, sagt Brendel.

Forschen an günstigeren Prozessen

Aber auch die Herstellung von kristallinen Si-Solarzellen, mit denen das ISFH schon bis zu 26,1% erreicht hat, kann weiter verbessert werden. „Wir werden die Zahl der Prozessschritte und damit die Herstellungskosten für Solarzellen weiter senken“, erklärt der Wissenschaftler.

In dem Zusammenhang werde auch das Recycling immer wichtiger, ein Gebiet auf dem das ISFH noch nicht selbst forscht. Bei den Rohstoffen für Photovoltaikmodule sieht er aber keine Engpässe: „Eine sehr gute Solarzelle können Sie aus Silizium, Sauerstoff und Aluminium herstellen, das sind die drei häufigsten Elemente der Erdkruste.“

Insgesamt, meint er, wäre es grob fahrlässig, die Entwicklung von Technologien für die erneuerbaren Energien dem Ausland zu überlassen. „Die weltweite Energiewende bietet einen riesigen Markt. Deutschland darf sich als Hochtechnologieland nicht abhängen lassen und zu stark abhängig machen.“