Photovoltaik Forschung

Photovoltaik (PV) wird in allen Überlegungen zum 100% Erneuerbare – Stromziel, sowie darüber hinaus zur CO2-Neutralität bis 2040, eine große Bedeutung zugeschrieben. Photovoltaik mit Standardmodulen auf Großfreiflächen hat mittlerweile bewiesen, dass Stromgestehungskosten nahe des Strommarktpreises auch in Mitteleuropa möglich sind. Agri-PV vereint die Möglichkeit, sowohl Strom zu erzeugen als auch Landwirtschaft zu betreiben und Nutzungskonflikte zu vermeiden. Mit innovativen Konzepten können flächenschonende Potentiale ausgenutzt werden. Weitere Beispiele sind etwa bifaziale Module bei landwirtschaftlichen Anwendungen, bei Wildschutzzäunen, Windschutz-, Blendschutz- und Lärmschutzanlagen entlang von Straßen und Bahnlinien und schwimmende PV-Anlagen insbesondere in Kombination mit bestehenden Wasserkraftanlagen auf Speicherseen und anderen Gewässern.

Die Systemintegration von PV-Strom in ein klima- neutrales Energiesystem muss schnell vorangetrieben werden. Die Rolle der Photovoltaik in der Dekarbonisierung benötigt einen massiven Ausbau der Technologie Photovoltaik und Forschung. Ähnlich wie in der Automobil, -oder Computerindustrie sollen nicht wiederkehrend gleiche Modelle verbaut werden, sondern verbesserte. In der Photovoltaik wurden in den Roadmaps der letzten Jahre im Detail die Forschungsfelder und Sektoren aufgelistet, die eine Weiterentwicklung brauchen.

Die Akzeptanz für Photovoltaik in der Bevölkerung steigt durch optisch ansprechende, an das Orts- bzw. Landschaftsbild, überwiegend dezentral und auf bereits infrastrukturell genutzte Flächen angepasste Stromerzeugungsanlagen. Mit der dazukommenden Stromerzeugung durch den Photovoltaik-Ausbau erhalten diese verbauten Flächen eine Doppelnutzung. Bei Freiflächen werden landwirtschaftlich und ökologisch minderwertige Flächen entsprechend bevorzugt genutzt, damit keine Nutzungskonflikte entstehen. Modelle zur vermehrten aktiven Beteiligung der Bevölkerung sind zu entwickeln und wissenschaftlich zu begleiten, wofür es ForscherInnen braucht und finanzielle Mittel bereitgestellt werden müssen.

Durch den Ausbau der Photovoltaik werden weltweit 22 Millionen Jobs in der Photovoltaik-Branche prognostiziert, welche knapp 2/3 aller Arbeitsplätze im Bereich des Energiesektors ausmachen werden. Hubert Fechner, Obmann der Technologieplattform Photovoltaik „Österreich hat mittlerweile ambitionierte Ziele, was die Errichtung von innovativen PV-Anlagen betrifft, aber auch bei Forschung, Entwicklung und Produktion von Komponenten und Systemen bestehen große Chancen auf die Schaffung vieler Arbeitsplätze.“ Österreich hätte dabei die Chance, durch innovative Photovoltaik-Lösungen, die speziell im Bereich der Integration und Doppelnutzung im Gebäude-,Verkehrs- und Agrarbereich liegen, bis 2030 zumindest 60.000 Arbeitsplätze zu schaffen. Hinzu kommen noch tausende weitere Arbeitsplätze im Bereich der Stromspeicherung.

Das EU-IPCEI Programm stärkt Schlüsseltechnologien für Unabhängigkeit und Stabilität der Energieerzeugung, Österreich soll daran erfolgreich beteiligt sein. Ein PV-Forschungsprogramm, das IPCEI-PV begleitet ist erforderlich, um die österreichischen IPCEI-Unternehmen damit zum Erfolg zu führen. Österreichische Innovationen können und werden dadurch Führungsrollen im Photovoltaikbereich in Europa ausbauen und neu einnehmen, bürokratischen Hürden verzögern jedoch Projektumsetzungen.

Investitionen in die europäische Wertschöpfung durch Unterstützung der Produktion und Forschungssysteme aus Österreich treiben den innovativen und unabhängigen Photovoltaikausbau voran. Die Wertschöpfung von Komponenten und Modulen über Wechselrichter und begleitender Systemtechnik bis zur Anlagenplanung, Installation und Überwachung sind notwendig, um geopolitische und wirtschaftliche Unabhängigkeit zu sichern. Hohe Produkt- und Systemqualität sind dafür Voraussetzung und entstehen durch Weiterentwicklungen von Forschungsinstitutionen und innovativen Unternehmen mit dem notwendigen Knowhow. Wertschöpfung bei einem – sich unter Innovations- und Kostendruck – schnell entwickelnden Markt, ist nur durch Qualität, Exzellenz, Effizienz und neue Entwicklungen möglich und dafür bedarf es laufende Forschungsaktivitäten.

Bessere Rahmenbedingungen und Innovationschancen für die in Österreich produzierenden innovativen Unternehmen und Forschungseinrichtungen entkoppeln die Abhängigkeit vom chinesischen Markt und fördern den nachhaltigen Ausbau der Photovoltaik sowohl in Österreich als auch in Europa. Mit im Jahr 2023 in Betrieb befindlichen Photovoltaikanlagen im Ausmaß von über 4 GW, kann etwa 6% des österreichischen Strombedarf gedeckt werden. Weltweit wurde Mitte 2022 die Marke von 1 TW installierter PV erreicht. 96% der dafür benötigten Wafer werden in China produziert. Der europäische Markt ist daher abhängig vom Import aus China. Die Zellproduktion entfällt ebenfalls großenteils aus China. Es ist im europäischen Interesse, die Photovoltaik-Produktion nach Europa zu befördern.

Die Forschung und Entwicklung und somit das notwendige Knowhow sind bislang in Europa positioniert und müssen für die Umsetzung der Ziele unterstützt werden. Die Impulsgebung der Forschung für innovative Lösungen bei Zell-, Modul- und Systemtechnik bis hin zur Integration der Photovoltaik in ein Gesamtgebäude oder in das Mobilitätssystem treiben die Wirtschaft und Innovation an. Damit kann ein Markt von innovativen Lösungen geschaffen werden, der Basis für eine hohe Exportrate der Industrie ist. Auch werden so für heimische Unternehmen beim weltweiten PV-Ausbau enorme Chancen auf internationale Marktführerschaften eröffnet und hochwertige Arbeitsplätze geschaffen.

Österreich verfügt über sehr erfolgreiche PV-relevante Forschungs- und Produktionsunternehmen in der Elektro-, Elektronik- und der Glasverarbeitenden Industrie, in der Gebäudetechnik sowie im Bausektor. Gernot Oreski, Leiter des Geschäftsfeld Smart material testing am PCCL: „Österreich ist in der europäischen PV-Forschung sehr weit vorne und ist auch international sehr gut unterwegs.“

Die Umsetzung braucht einen Innovationsprozess der Wissenschaft, Industrie und Marktumsetzung miteinander verbindet. Innovation in der Industrie ist nur durch einen Innovationsprozess möglich. Der Innovationsprozess kann dabei unterschiedlich organisiert sein und braucht staatliche Finanzierung, wissenschaftliche Forschung, industrielle F&E Tätigkeiten und Marktumsetzung: Ohne wissenschaftlicher Forschung und Industrieller Entwicklung ist langfristig keine Innovation möglich. Ein starker Wissensaustausch und Kommunikation sind dabei notwendig, um Innovationen auch praktisch umzusetzen.