Das Potenzial der Solarenergie ist gewaltig. Die jährlich auf die Erde treffende Strahlungsenergie der Sonne beträgt ungefähr das Zehntausendfache des Energiebedarfs der gesamten Erdbevölkerung. Diese Zahl sagt selbstverständlich noch nichts darüber aus, welcher Anteil dieser Solarenergie zu vernünftigen Bedingungen genutzt werden kann. Aufschlussreicher ist möglicherweise diese Zahl: Der gesamte Strombedarf der Menschheit könnte mit Solarkraftwerken gedeckt werden, die rund drei Prozent der Fläche der Sahara bedecken.

Länderübergreifende Lösungen

Unter der Annahme geeigneter Transportmöglichkeiten für Strom und leistungsfähiger Stromspeicher kann also der gesamte Strombedarf durch Solarstrom gedeckt werden, wenn die Kraftwerke in klimatisch günstigen Regionen stehen. Bei einer autarken nationalen Versorgung fällt die Bilanz schlechter aus. Ein dicht besiedeltes Land wie Deutschland bietet nur begrenzt Flächen, die zur Nutzung der Solarenergie auch unter wirtschaftlichen Aspekten geeignet sind. Spätestens hier werden die Schätzungen sehr ungenau, weil zahlreiche Annahmen in die Modelle eingehen. Typische Schätzwerte gehen in etwa davon aus, dass 25 Prozent des Wärmebedarfs und 30 Prozent des Strombedarfs in Deutschland durch Solarthermie und Photovoltaik im eigenen Lande gedeckt werden können. Zukünftige Technologien können diese Schätzungen allerdings deutlich nach oben korrigieren. So könnte die organische Photovoltaik es ermöglichen, Strom mittels dünner Folien statt massiver Module zu erzeugen. Dann wäre plötzlich nahezu jede Hauswand und jedes Hausdach zur Stromerzeugung geeignet.

Bildquelle: Mlino76 unter CC BY-SA 3.0

Schwankendes Leistungsvermögen

Ginge es nur darum, im jährlichen Mittel so viel Strom und Wärme zu produzieren wie verbraucht wird, wären dem Einsatz der Photovoltaik und der Solarthermie kaum Grenzen gesetzt. Der gesamte Bedarf könnte klimaneutral gedeckt werden. Als problematisch erweist sich, dass die Solarenergie nicht dann bereitsteht, wenn sie benötigt wird, sondern dann, wenn die Sonne scheint. Im Falle der Photovoltaik erweist sich dabei der Tagesrhythmus als störend. Abends und nachts wird kein Strom erzeugt, aber der Strombedarf ist zu diesen Zeiten hoch. Geeignete Stromspeicher befinden sich noch in der Entwicklungsphase. Solarenergie in Form von Wärme ist einfacher zu speichern, der Wechsel zwischen Tag und Nacht kann so leicht überbrückt werden. Aber der Bedarf an Heizwärme folgt – anders als der Strombedarf – keinem täglichen Rhythmus, sondern einem Jahresrhythmus. Als Raumheizung eignet sich die Solarthermie daher nur zur Heizungsunterstützung, weil sie im Sommer ihr Leistungsmaximum erreicht. Besser sieht es bei der Erzeugung von Warmwasser oder Prozesswärme aus, beides wird auch im Sommer benötigt.

Speicher sind die Schlüsseltechnologie

Die Zukunft der Solarenergie zur Stromerzeugung hängt entscheidend von der Entwicklung leistungsfähiger Stromspeicher ab. Wichtig ist es, die stark schwankende Leistung zu kompensieren. Für kleine Photovoltaik-Dachanlagen sind zwei verschiedene Wege denkbar. Kleine Speicher im Keller könnten den Eigenverbrauch drastisch erhöhen und die ins Netz eingespeiste Leistung dementsprechend verringern. Alternativ kommen große Speicher im Stromnetz in Betracht, die den eingespeisten Strom speichern.