Solarthermie

Abbildung 1:
Links: PV-Zelle (Quelle: Peter Biermayr);
Mitte: Solarthermie (Quelle: Bernhard Baumann);
Rechts: Erdregister (Quelle: Ochsner Wärmepumpen)

Trotz beginnender Wirtschaftskrise können Photovoltaik, Solarthermie und Wärmpumpen im Jahr 2008 auf ein starkes Marktwachstum, sowohl im Inlandsmarkt als auch im Exportmarkt verweisen. Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energie weisen damit den Weg zu einem nachhaltigen Wirtschaftssystem, in dem positive wirtschaftliche, ökologische und volkswirtschaftliche Effekte ineinander greifen.

Photovoltaik, Solarthermie und Wärmepumpen in Österreich
Marktentwicklung 2008

Von Peter Biermayr, Werner Weiss und Natalie Glück *

Die Marktentwicklung der Technologien Photovoltaik, Solarthermie und Wärmepumpen sowie deren volkswirtschaftliche Auswirkungen sind für viele Akteursgruppen von großem Interesse. Für Technologieproduzenten und deren Vorleister, den Handel und Vertrieb sowie Installationsunternehmen sind Marktinformationen von strategischer Bedeutung. Doch auch für Wissenschaft und Forschung stellen Marktdaten wertvolle Informationen für weitere Analysen dar. Und nicht zuletzt wird die Wirksamkeit energiepolitischer Instrumente aufgrund der dokumentierten Marktentwicklung für energiepolitische Akteure überprüfbar.
Im vorliegenden Beitrag wird die Marktentwicklung der genannten Technologien dargestellt und die damit in Zusammenhang stehenden Auswirkungen wie Umsätze, Arbeitsplatzeffekte und CO₂-Einsparungen werden dokumentiert. Die Ergebnisse resultieren aus der Auswertung von empirischen Erhebungen im Bereich der Technologieproduzenten, der Vertriebsfirmen, der Förderungsstellen der Länder, der Kommunalkredit Public Consulting GmbH sowie weiteren technologiespezifischen Datenquellen. Angaben über den historischen Verlauf der Technologiediffusion sind vor allem den Arbeiten Faninger (2007) und Biermayr et al. (2008) entnommen.

Abbildung 2: Jährlich installierte PV-Leistung in kW_peakvib 1992 bis 2008 (Quelle: bis 2006: Faninger (2007); ab 2007 arsenalresearch)

Die Marktentwicklung der Photovoltaik

Die Marktentwicklung der Photovoltaik (autarke plus netzgekoppelte Anlagen) weist einen Anstieg des Inlandsmarktes von 2.116 kW_peak im Jahr 2007 auf 4.686 kW_peak im Jahr 2008 auf, was einem Wachstum von 121% entspricht. Die historische Entwicklung des österreichischen Photovoltaik-Inlandsmarktes ist in Abbildung 1 dargestellt und weist ein ausgeprägtes Diffusionsmaximum im Jahr 2003 mit 6.472 kW_peak auf. Die Entwicklung ist auf die im Jahr 2002 wirksam gewordenen und bereits im Jahr 2004 erschöpften Anreize durch das Ökostromgesetz 2001 zurückzuführen. Der Markteinbruch, der im Jahr 2006 seinen Tiefpunkt erreicht hatte, kennzeichnet auch gleichsam die Unterbrechung der wesentlichen anreizorientierten Instrumente. Der neuerliche Aufschwung 2008 ist mitunter auf eine Sonderförderung des Klima- und Energiefonds zurückzuführen, wobei der Spitzenwert der Marktdiffusion von 2003 noch nicht erreicht werden konnte.
Die kumulierte Photovoltaik-Anlagenleistung in Österreich betrug im Jahr 2008 32,4 MW_peak, was eine mittlere Stromproduktion von ca. 29 GWh_el zur Folge hatte. Dies entspricht weiters einer CO₂-Einsparung von ca. 24.400 Tonnen. (Angenommen wurde die Substitution von Strom aus Kohlekraftwerken mit einem Emissionskoeffizienten von 837 g/kWh_el.)
Die Exportquote bei Photovoltaikmodulen betrug im Jahr 2008 ca. 95%. Die weiterhin wachsenden Produktionsbereiche der Nachführsysteme und der Wechselrichter weisen noch höhere Exportquoten nahe 100% auf. In den Betrieben der Photovoltaik-Branche waren im Jahr 2008 1.762 Vollzeit-Arbeitsplätze zu verzeichnen.
Die weitere technologische Entwicklung der Photovoltaik ist auf die Steigerung der Marktdiffusion ausgerichtet und beschäftigt sich stark mit der Systemoptimierung hinsichtlich technischer Merkmale wie den Wirkungsgraden der Komponenten und ökonomischer Merkmale wie den Systemkosten, welche noch immer das zentrale Hemmnis für eine stärkere Marktdiffusion darstellen.

Die Marktentwicklung der Solarthermie

Die Entwicklung des Solarthermiemarktes in Österreich ist durch stark wachsende Verkaufszahlen gekennzeichnet. Im Jahr 2008 wurden in Österreich 362.923 m² thermische Sonnenkollektoren installiert, was einer installierten Leistung von 254 MW_th entspricht. Bezogen auf 2007 betrug der Zuwachs 25%. Die historische Marktentwicklung in Österreich ist in Abbildung 3 dargestellt.
Die im Jahr 2008 in Österreich installierte Kollektorfläche setzt sich aus 343.617 m² (240,5 MW_th) verglaste Flachkollektoren, 4.086 m² (2,9 MW_th) Vakuumrohr-Kollektoren und 15.220 m² (10,7 MW_th) unverglaste Schwimmbadabsorber zusammen. Die neu installierten Kollektoren waren somit zu 94,7% verglaste Flachkollektoren welche hauptsächlich im Bereich der Brauchwassererwärmung und Raumwärmebereitstellung zum Einsatz kamen. Unter der Berücksichtigung einer technischen Lebensdauer von 25 Jahren waren 2008 in Österreich ca. 3,96 Mio. m² thermische Sonnenkollektoren in Betrieb, was einer Leistung von 2.775 MW_th entspricht. Der Nutzwärmeertrag dieser Anlagen wurde mit 1.330 GWh_th ermittelt, was wiederum eine CO₂-Einsparung von 545.150 Tonnen bewirkt. (Angenommen wurde die Substitution von Ölkessel und Heizöl extraleicht mit einem Emissionskoeffizienten von 270 g/kWh Endenergie.)

Abbildung 3: Jährlich installierte Kollektorfläche in Österreich von 1976 bis 2008; (Quelle: bis 2006: Faninger (2007); ab 2007: AEE INTEC)

Der Exportanteil thermischer Kollektoren betrug im Jahr 2008 79,8%. Der Umsatz der Solarthermiebranche wurde für das Jahr 2008 mit 590 Mio. Euro abgeschätzt, die Anzahl der Vollzeitarbeitsplätze kann mit ca. 7.400 beziffert werden.
Die zukünftige technologische Herausforderung im Bereich der Solarthermie liegt in der Steigerung der solaren Deckungsgrade, welche direkt mit der Verfügbarkeit von Wärmespeichern mit hohen Energiedichten zusammenhängen. Die weitere Diversifizierung auf unterschiedliche Anwendungen (gewerblich-industrielle Anwendungen, solare Kühlung, solare Wärmenetze) stellt ebenfalls einen zukunftsweisenden Bereich der Forschung und Entwicklung dar.

Die Marktentwicklung der Wärmepumpen

Im österreichischen Wärmepumpenmarkt wurden im Jahr 2008 18.690 Anlagen (alle Typen und Leistungsklassen) verkauft. Dies waren um 23,4% mehr Anlagen als im Jahr 2007, wobei die Heizungswärmepumpen ein Plus von 21,4% und die Brauchwasserwärmepumpen ein Plus von 30,8% zu verzeichnen hatten. Die Marktdiffusion von Lüftungswärmepumpen stagnierte im Jahr 2008. Die historische Entwicklung des Inlandsmarktes ist in Abbildung 4 dargestellt. Zu beobachten ist eine starke Umstrukturierung des Marktes von Brauchwasserwärmepumpen (1980er und 1990er Jahre) hin zu Heizungswärmepumpen (ab 2000). Die Hintergründe liegen dabei auch an den günstigen heiztechnischen Eigenschaften moderner Gebäude (geringe Heizlast, geringer Heizwärmebedarf und geringe Vorlauftemperaturen), welche einem energieeffizienten Einsatz von Wärmepumpen sehr entgegen kommen.

Abbildung 4: Jährlich verkaufte Wärmepumpen in Österreich von 1976 bis 2008 (Quellen: bis 2006: Faninger (2007), ab 2007: EEG)

Unter Berücksichtigung einer technischen Anlagenlebensdauer von 20 Jahren waren in Österreich im Jahr 2008 156.482 Wärmepumpen in Betrieb. Diese Anlagen konnten 1.210 GWh Umgebungswärme nutzbar machen, wobei unter der Berücksichtigung des Strombedarfes für den Antrieb der Wärmepumpen eine CO₂-Nettoeinsparung von 497.297 Tonnen zu verzeichnen ist. (Angenommen wurde die Substitution von Ölkessel und Heizöl extraleicht mit einem Emissionskoeffizienten von 270 g/kWh Endenergie. Die Antriebsenergie wurde mit dem mittleren österreichischen Strommix von 2008 auf Monatsbasis bewertet: Mittelwert 298 g CO₂/kWh_el, HGT20/12 gewichtet: 346 g CO₂/kWh_el.)
Der Exportanteil des österreichischen Gesamt-Wärmepumpenmarktes betrug im Jahr 2008 37,0% und ist damit im Vergleich zum Jahr 2007 um 3,5 Prozentpunkte gestiegen. Für die Wärmepumpenbranche wurde für das Jahr 2008 ein Umsatz von 219 Mio. Euro abgeschätzt wobei durch die einschlägige Wirtschaftstätigkeit 1.484 primäre Arbeitsplätze gesichert wurden.
Das am stärksten verbreitete Wärmequellensystem im Jahr war Sole/Wasser mit 45,0% Marktanteil, gefolgt von Luft/Wasser mit 30,9%, Wasser/Wasser mit 11,3%, Direktverdampfung mit 9,0% und Luft/Luft mit 3,7%. Hierbei sind Sole/Wasser und Direktverdampfungssysteme tendenziell rückläufig, die Marktanteile von Luft/Wasser Systemen steigen stark an. Im Marktsegment Kühlung und Klimatisierung kann die Wärmepumpentechnologie durch die entsprechenden technischen Möglichkeiten der Marktentwicklung rasch folgen. Weitere innovative technologische Ansätze betreffen die Nutzung neuer Wärmequellenanlagen in geothermischen oder auch tiefbautechnischen Bereichen. Technologiesprünge bezüglich der zugrunde liegenden prinzipiellen Mechanismen bzw. der Anlageneffizienz sind in Zukunft nicht zu erwarten, da die Annäherung an die thermodynamisch vorgegebenen Grenzen bereits fortgeschritten ist. Eine große Chance liegt jedoch in der neuen Kombination von bereits bekannten Technologien wie in der Kopplung der Wärmepumpe mit solarthermischen Anlagen. Als Antriebsenergie für Wärmepumpensysteme werden in Zukunft Erdgas oder andere energetisch nutzbare Gase eine zunehmende Rolle spielen.

Schlussfolgerungen

Schlussfolgernd kann ein stark wachsender volkswirtschaftlicher Nutzen der untersuchten Technologien für Österreich ausgewiesen werden. Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energie stellen für Österreich ein wesentliches und vor allem nachhaltiges wirtschaftliches Standbein dar, das positive wirtschaftliche, ökologische und volkswirtschaftliche Effekte vereint. Die nationalen energiepolitischen Rahmenbedingungen haben einen starken Einfluss auf die Entwicklung der Marktdiffusion im Inland, wobei der Inlandsmarkt wiederum eine wesentliche Grundlage für den Exportmarkt darstellt.
In diesem Sinne und in Anbetracht der ambitionierten nationalen und europäischen Ziele zur Forcierung erneuerbarer Energie hat die österreichische Energiepolitik hier die Chance, erfolgreiche Technologielinien mit wirksamen energiepolitischen Instrumenten weiter aufzubauen. Zur Erreichung der gesteckten Ziele ist eine energiepolitische Strategie erforderlich, die zu langfristig wirksamen, kalkulierbaren und verlässlichen energiepolitischen Rahmenbedingungen führt um die unterschiedlichen Akteursgruppen beginnend vom Konsumenten bis zum Technologieproduzenten zum raschen Handeln zu bewegen.

*) Dipl.-Ing. Dr. Peter Biermayr ist Mitarbeiter der Energy Economics Group (EEG) an der Technischen Universität Wien, E-Mail: biermayr@eeg.tuwien.ac.at
Dipl.-Päd. Ing. Werner Weiss ist Geschäftsführer der AEE INTEC, E-Mail: w.weiss@aee.at
Mag. (FH) Natalie Glück ist Mitarbeiterin des Austrian Institute of Technology – arsenal research, E-Mail: natalie.glueck@arsenal.ac.at [^]