Auf dem Weg zum Massenprodukt

Die vom Europäischen Rat revidierte Gebäuderichtlinie wird anhaltendes Wachstum der Solarbranche bewirken. Dies haben mehrere Referenten in ihren Vorträgen beim Energy Forum zur Solararchitektur hervorgehoben, das in Brixen, Südtirol, stattfand.

Das Treppenhaus von Schott Iberica, Barcelona, wurde mit semitransparenten Glasmodulen aus amorphen Siliziumzellen (Asi Thru) ausgestattet.

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Nach dem Jahre 2020 müssen in allen EU Mitgliedsstaaten neue Gebäude „nearly-zero energy buildings" sein. Die vom europäischen Parlament vorgeschlagene Formel „net-zero" hatten die Regierungen im November in Brüssel in „nearly-zero" abgeschwächt. Bis Mitte 2011 müssen EU-Mitgliedsstaaten Förderprogramme erarbeiten, mit denen sie die Umsetzung der Richtlinie unterstützen, sei es mit Zuschüssen, Darlehen mit niedrigen Zinssätzen oder anderen Anreizprogrammen. Bereits ab 2018 müssen alle öffentlichen Neubauten „nearly-zero" sein. Als Folge werden erneuerbare Energien an Bedeutung gewinnen. Größere Gebäuden („high-rise buildings"), die eine zu geringe Dachfläche haben, um darauf ausreichend Solarenergie zu generieren, können die neuen Kriterien nur erfüllen, wenn sie Photovoltaik und Solarthermie in die Fassade integrieren. In einer von der Economic Forum LTD in Auftrag gegebenen Studie prognostiziert Architekt Torsten Masseck von der Polytechnischen Universität Barcelona für gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV: Building-integrated Photovoltaics) ein starkes Wachstum als Folge der neuen EU Richtlinie: „BIPV ist von großer Bedeutung, um den zukünftigen Standard von Niedrigenergiegebäuden zu erfüllen." Masseck hatte die Ergebnisse der Studie „Costs and Benefits of BIPV" auf dem Energy Forum im Dezember vorgestellt.

grösstes Potenzial

Zum Teil sind die sinkenden Modul- und Systempreise auf den Preisverfall beim Silizium zurückzuführen. Der Preis für Polysilizium liegt nur noch bei 55 $/kg, ein Sechstel des Preises von Anfang 2008, eine weitere Halbierung könnte schon im kommenden Jahr erreicht werden: Die chinesische Yingli Solar will 2011 für unter 25 $/kg produzieren. Zum Vergleich: 1955 kostete ein Kilogramm Silizium noch 800 $, der Preis für die 1-W-Zelle lag bei fast 300 $. Die Herstellung von Silizium lässt sich bei der Waferdicke und der Ingotausbeute noch weiter optimieren. Da die Materialkosten bei kristallinen Modulen bisher ca. 80 Prozent der Gesamtkosten ausmachten, ist mit weiteren Senkungen der Modulpreise zu rechnen. Neuste Entwicklungen zeigen, dass das Potenzial für weitere Kostensenkungen noch längst nicht ausgeschöpft ist. Die Sandia National Laboratories (USA) haben Mikrozellen entwickelt, die zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher PV-Zellen hergestellt werden können. „Sie benötigen 100-mal weniger Silizium, um dieselbe Menge an Strom zu erzeugen," erklärte Murat Okandan von den Sandia National Laboratories im Dezember. Aufgrund des starken Preisverfalls prognostiziert die Schweizer Bank Sarasin für 2010 für den globalen PV-Markt ein Wachstum von 40 Prozent. Für BIPV sind insbesondere die Märkte Frankreich und Italien interessant, aufgrund der nach wie vor hohen Einspeisevergütung und eines Bonus für die Gebäudeintegration. In Europa dürfte sich der italienische Markt mittelfristig als der interessanteste erweisen, da hier aufgrund des hohen durchschnittlichen Strompreises (Italien: 0,21 €/kW; Deutschland: 0,18 €/kW; Frankreich: 0,12 €/kW; Griechenland: 0,07 €/kW) und der hohen Anzahl an Sonnenstunden die sogenannte Grid-Parity zuerst erzielt wird (d. h. die Kosten für die Erzeugung von Solarstrom entsprechen dem Marktpreis für Strom).

Schott Iberica, Barcelona

Standardisierung und Massenproduktion von Solarhäusern

In welche Richtung sich der Markt für Solarhäuser mit BIPV langfristig entwickeln könnte, hat Goeffrey Thün auf dem Energy Forum vorgestellt. Thün ist Architekturprofessor an der University of Michigan und Leiter des Ontario Teams, das im Oktober 2009 das North House beim internationalen Solarhaus-Wettbewerb, dem Solar Decathlon, in Washington präsentiert hatte. Thün hat sich intensiv mit einer zukünftigen Massenproduktion und Vermarktung des Hauses beschäftigt. Er hat die Erfahrungen der japanischen Industrie bei der Produktion von vorgefertigten Solarhäusern analysiert. Einer der größten japanischen Fertighausanbieter ist die Firma Sekisui Chemical, die einen Großteil ihrer Häuser serienmäßig mit PV-Systemen und Wärmepumpe ausstattet. Zusätzlich bietet sie eine Finanzierung der Sumitomo Bank an: je stärker die Leistung der PV-Anlage, desto niedriger der Zinssatz des Darlehens.

Der Erfolg gibt den japanischen Anbietern von industriell vorgefertigten BIPV-Häusern recht: Sie können ihre Häuser mit einem Aufpreis von acht Prozent gegenüber traditionell gebauten Häusern verkaufen. Während hierzulande BIPV das Image anhaftet, dass sie zu teuer ist und daher nur einen Nischenmarkt besetzt, haben japanische Fertighausanbieter erfolgreich die höhere Qualität ihrer Häuser und deren geringere Betriebskosten kommuniziert, so dass industriell vorgefertigte Häuser mit BIPV in Japan ein entsprechendes Image genießen und sich gut verkaufen lassen. Japanische Konsumenten sind bereit, einen Aufpreis für ein industriell vorgefertigtes Haus zu zahlen, denn bei einem japanischen Fertighaus sind die Betriebskosten niedriger als bei einem traditionell gebauten Haus, erklärt Masa Noguchi vom Department of Architecture der Glascow School of Art. Denn japanische Fertighausproduzenten nutzen ihren Kostenvorteil, den sie aufgrund der Massenproduktion erzielen, nicht um den Preis ihres Produktes zu senken, sondern statten ihre Häuser serienmäßig mit PV-System, Wärmepumpe, Belüftungsanlage und wärmebrückenfreier Dämmung aus. Beispielsweise argumentiert die Firma Misawa Homes, dass der höhere Dämmstandard ihrer Fertighäuser zu Einsparungen von 32 Prozent bei den Heiz- und Kühlkosten führt. Leider berücksichtigen Bauherren und Architekten bei ihren Planungen nur selten die kumulierten Betriebskosten eines Gebäudes, die über den kompletten Lebenszyklus entstehen. Misawa Homes produziert industriell vorgefertigte Häuser nach individuellen Kundenwünschen in vollautomatischen Produktionslinien mit fortgeschrittener Robotertechnologie, erläuterte Thün in Brixen. Im Sommer reisen Thün und sein Team nach Japan, um mit der japanischen Industrie die Produktion und Vermarktung des North House inklusive BIPV zu erörtern. Würden die japanischen Fertighausproduzenten BIPV nicht serienmäßig ausstatten, sondern nur als Option anbieten, wäre der Absatz von PV-Anlagen längst nicht so groß. Eine Untersuchung des Lawrence Berkeley National Laboratory hat gezeigt, dass Kunden beim Hauskauf derartig viele Entscheidungen treffen müssen, dass sie sich im Zweifelsfalle gegen eine PV-Anlage entscheiden.

Bei der Massenproduktion von Häusern mit integrierter PV-Anlage fällt der Aufwand für Planung und Projektentwicklung weg. Fertighausproduzenten können „in eine ausgeklügelte Planung investieren, die sich über die Stückzahlen schnell amortisiert. Dadurch können die Mehrkosten stark reduziert oder sogar zu Kostenvorteilen gedreht werden", heißt es in der Studie „Gebäudeintegrierte Photovoltaik" des Österreichischen Klima- und Energiefonds vom Oktober 2009. Skaleneffekte aufgrund hoher Stückzahlen lassen sich bei PV-Anlagen von Fertighäusern in allen Bereichen erzielen: bei den Modulen, Wechselrichtern, der Montage inklusive Verkabelung und beim Planungsaufwand. Insgesamt würde laut Studie bei einer BIPV-Anlage von 4 kW in einem Fertighaus ein Preisvorteil von 16 Prozent gegenüber einer Anlage auf einem traditionell gebauten Haus bestehen.

Factbox

Autor: Andreas Karweger ist Geschäftsführer des Economic Forum LTD, London – München – Bozen, und Veranstalter des internationalen Energy Forum in Brixen, Italien.

Das 5. Energy Forum findet vom 2. bis 3. Dezember 2010 statt und steht unter dem Motto „Solar Building Skins" mit den Themen intelligente Gebäudehülle, Tageslichtnutzung und gebäudeintegrierte Photovoltaik und Solarthermie.

Die Konferenzdokumentation vom
4. Energy Forum liegt in Englisch und Italienisch vor und kann unter www.energy-forum.com bestellt werden.

(Redaktion: Andreas Karweger, Gebäudeinstallation)