Die Solarthermie hat sich in den vergangenen Jahrzehnten weltweit durchgesetzt und liefert zuverlässig Wärme in zahlreichen Einsatzgebieten. Sie steht jedoch im Wettbewerb mit anderen Wärmeerzeugern und muss ihre Position in allen Märkten unter erschwerten Bedingungen behaupten.

Schwerkraftsysteme wie hier in Jordanien sind die verbreiteste Form der Solaranlage weltweit. Foto: Ideal Solar Energy

Ende des Jahres 2017 waren weltweit insgesamt 472 Gigawatt (675 Millionen Quadratmeter) installiert. Das entspricht einem jährlichen Wärmeertrag von 388 Terawattstunden. Durch den Einsatz der Solarthermie können theoretisch 42 Millionen Tonnen Erdöl und 134 Millionen Tonnen Kohlendioxid eingespart werden.

Trotz dieser unbestreitbaren Erfolge musste der globale Solarthermiemarkt in den vergangenen Jahren einige Rückschläge hinnehmen. Vor allem in China und Europa ist der traditionelle Massenmarkt, die im wesentlichen aus kleinen Kollektoranlagen für Einfamilienhäuser besteht, unter Druck geraten, denn Wärmepumpen und Photovoltaik-Anlagen gewinnen an Bedeutung und machen der Solarthermie Konkurrenz. Die Photovoltaik verschärft den Wettbewerb von zwei Seiten. Erstens sind Photovoltaik-Anlagen so preisgünstig geworden, dass viele Eigentümer ihr den Vorzug geben gegenüber Solarthermieanlagen, und zweitens gehen viele Betreiber dazu über, mit überschüssigen Solarstrom den Warmwasserspeicher aufzuheizen und dadurch die Solarthermie überflüssig zu machen.

Großanlagen gewinnen an Bedeutung

Aus der jährlichen Markterhebung des IEA Solar Heating & Cooling Programme (IEA-SHC) geht hervor, dass der globale Solarthermie-Markt im Jahr 2017 um 4,2 Prozent schrumpfte. Er wuchs jedoch in einzelnen Regionen, vor allem in Indien (26 Prozent Zuwachs), in Mexiko (7 Prozent Zuwachs) und in der Türkei, wo der Markt um 4 Prozent wuchs.

Diagramm 1: Insgesamt installierte Leistung in den wichtigsten nationalen Märkten (2016). China fehlt hier, weil die dort installierte Leistung alle anderen weit überragt. Außer in China spielen die Vakuumröhrenkollektoren nur in Deutschland, Indien und Italien eine nennenswerte Rolle.
Quelle: IEA-SHC, Grafik: Solare Wärme

Positiv ist auch das Wachstum der großen solarthermischen Anlagen zu bewerten. Überall in der Welt sind Solarwärmesysteme im Megawattmaßstab entstanden, und mehrere ehrgeizige Projekte konnten erfolgreich abgeschlossen werden. Die SHC-Studie hat etwa 300 solarthermische Großanlagen mit einer Kollektorfläche von jeweils mehr als 500 Quadratmetern (entspricht einer thermischen Leistung von 350 Kilowatt) erfasst, die Ende des Jahres 2017 in Nahwärmesysteme eingebunden waren.

Die Gesamtleistung dieser Großanlagen hat inzwischen 1.140 Megawatt erreicht, das entspricht einer Kollektorfläche von mehr als 1,6 Millionen Quadratmetern. Dazu kommen noch konzentrierende solarthermische Systeme mit einer Fläche von knapp 111.000 Quadratmetern.

Diagramm 2: Entwicklung ausgewählter nationaler Märkte im Zeitraum 2006 bis 2016. Der Aufwärtstrend ist unverkennbar. Deutschland macht eine Ausnahme, denn hier wird die starke Konkurrenz der Photovoltaik deutlich, die sich ab 2009 negativ auswirkte. In Brasilien und Mexiko sind die unverglasten Absorber (Schwimmbadabsorber) in die installierte Leistung einbezogen.
Quelle: IEA-SHC, Grafik: Solare Wärme

Neun Großanlagen mit insgesamt 24,5 Megawatt Leistung wurden im Jahr 2017 in Europa installiert. Außerhalb Europa waren es 5,9 Megawatt, zuzüglich einem konzentrierten System in Tibet mit einer Kollektorfläche von 9000 Quadratmetern.

In Europa nimmt Dänemark schon seit langem eine führende Position im Bereich der solarthermischen Großanlagen ein. Allein im Jahr 2017 wurden in Dänemark zwei neue Großanlagen in Betrieb genommen und drei weitere, bereits bestehende ausgebaut. Die weltweit größte solarthermische Großanlage, die ein Nahwärmesystem speist, wurde im Dezember 2016 in Silkeborg (Dänemark) in Betrieb genommen. Die dort installierte Kollektorfläche von 156.694 Quadratmetern entspricht einer thermischen Leistung von 110 Megawatt.

Rekordjahr für Prozesswärme

Auch solarthermische Anlagen, die Prozesswärme erzeugen, gewinnen an Bedeutung. In vergangenen Jahren wurde eine Reihe von vielversprechenden Projekten in Angriff genommen. Sie reichen von kleinen Demonstrationsanlagen bis zu sehr großen Systemen mit mehr als 100 Megawatt thermischer Leistung. In der Statistik der IEA sind 624 dieser Systeme mit einer Gesamtfläche von 608.994 Quadratmetern erfasst.

Das Jahr 2017 bei dieser Hinsicht ein Rekordjahr, denn insgesamt 124 Prozesswärme-Anlagen mit einer Gesamtfläche von 192.580 Quadratmetern wurden in Betrieb genommen. Die weltweit größte solarthermische Prozesswärme-Anlage weist eine Kollektorfläche von 148.000 Quadratmetern auf und wurde im Februar 2018 fertiggestellt. Sie versorgt das Amal Erdölfeld im Süden des Sultanats Oman. Die Parabolrinnenkollektoren dieser Anlage erreichen eine thermische Leistung von 100 Megawatt und erzeugen täglich 660 Tonnen Dampf für die Extraktion von Schweröl.

Regionale Unterschiede

Die Tabelle 1 zeigt die Nationen in der Reihenfolge der bis Ende 2016 erreichten installierten Leistung. Der weitaus größte Teil der Leistung entfällt auf China (325 Gigawatt) und Europa (52 Gigawatt). In Nordamerika sind 2 Gigawatt installiert und in Südamerika rund 8 Gigawatt. Weil in China die Vakuumröhrenkollektoren dominieren, sind sie auch vorherrschend im globalen Maßstab. Sie haben einen Anteil von knapp 72 Prozent der insgesamt installierten Leistung.

Tabelle 1: Insgesamt Installierte
thermische Leistung in Megawatt
(MW), Stand 2016
LandFKVRKGesamt
China27046297460324506
Türkei11153378014933
Deutschland11714143613150
Indien253041446674
Brasilien6187516238
Österreich3292603352
Israel321803218
Griechenland3133153148
Italien26434133056
Spanien24831452628
Australien23701222492
Japan2405472452
USA19751082083
Mexiko9197211640
Polen11623341496
Frankreich13401291469
Südkorea11811161297
Palästina127961285
Taiwan1089921181
Dänemark112261128
Schweiz90888996
Jordanien688191879
Portugal69319712
Tunesien58649635
Südafrika401158559
Großbritannien438121559
Zypern46217479
Belgien34663409
Tschechien30791398
Niederlande36324387
Schweden 21150261
Irland15685241
Ungarn14849197
Chile12929158
Barbados1500150
Kroatien1407147
Albanien1432145
Rumänien6854122
Slowakei9616112
Thailand1100110
Neuseeland1007107
Slowenien8716103
Bulgarien93396
Kanada493483
Summe95113310358405471

Ganz anders sieht die Reihenfolge aus, wenn man die Leistung pro 1000 Einwohner berechnet. Mit 515 Kilowatt pro 1000 Einwohner steht Barbados ganz oben. Hinter dem karibischen Inselstaat folgen Österreich (418 Kilowatt) sowie vier Länder im östlichen Mittelmeerraum: Zypern (399 Kilowatt), Israel (397 Kilowatt), Griechenland (292 Kilowatt) und Palästina (289 Kilowatt). Zum Vergleich: In China sind es 236 Kilowatt und in Deutschland 159.

Die wichtigsten Märkte

Die Marktentwicklung des Jahres 2017 wurde noch nicht vollständig ausgewertet, sie wird erst im Laufe dieses Jahres veröffentlicht. Die Tabelle 2 zeigt die 15 wichtigsten Märkte des Jahres 2016.

Im Jahr 2016 installierte
thermische Leistung in
Megawatt (MW)
LandFKVRKGesamt
China37382392627664
Türkei6756211296
Indien105735840
Brasilien51416530
Deutschland47447521
Dänemark3350335
Israel2940294
Griechenland1900190
Mexiko9783180
Italien12918147
Spanien1415146
USA1156121
Australien10412116
Polen78381
Österreich77178
Summe70662547332539

Die wichtigsten Regionen des Jahres 2016 waren erneut China mit 27,7 Gigawatt neu installierter Leistung und Europa mit 3,2 Gigawatt. Zwei Länder haben ihre Leistung ungewöhnlich stark ausgebaut. In Dänemark wurden mehrere Großanlagen errichtet und einige bestehende erweitert.

In Mexiko wird der Markt angetrieben durch eine gut ausgebaute Lieferkette und entsprechend kostengünstige Solaranlagen. Außerdem ist die Breite der Anwendungen in Mexiko relativ groß, sie reicht von Kleinanlagen auf Einfamilienhäusern bis zu großen Prozesswärmeanlagen, dazu kommen Schwimmbadheizungen und Trocknungssysteme für die Landwirtschaft.

Wachsender Preisdruck

Alle erneuerbaren Energien sind seit einigen Jahren einem wachsenden Preisdruck ausgesetzt. Auch die Solarthermie muss beweisen, dass sie kostengünstig Wärme erzeugen kann. Ansonsten wird sie sich im Wettbewerb mit der Wärmepumpe und der Photovoltaik nur schwer behaupten können.

Am geringsten sind die Kosten, wenn man mit einfachen Systemen an sehr sonnigen Standorten Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau erzeugt. Solare Schwimmbadheizungen in Australien und Brasilien können schon für 1 Cent pro Kilowattstunde Wärme erzeugen. Allerdings handelt es sich um unverglaste, also sehr einfache Systeme, die im wesentlichen aus schwarzen Schläuchen bestehen und in den Tabellen 1 und 2 nicht auftauchen.

Einfache Thermosiphonanlagen mit Schwerkraftumwälzung können an sonnigen Standorten für 2 bis 4 Cent pro Kilowattstunde Wärme erzeugen, während Anlagen mit Umwälzpumpe an den gleichen Standorten diese Wärmemenge für 7 bis 8 Cent bereitstellen.

In Europa muss man aufgrund der mäßigen Sonneneinstrahlung mit 12 bis 20 Cent Kosten rechnen, wenn man die Wärme mit kleinen solarthermischen Systemen erzeugt, und mit 8 bis 14 Cent, wenn Großanlagen im Einsatz sind, wie zum Beispiel in Dänemark. Diese Anlagen sind oft mit einem sehr großen Warmwasserspeicher verbunden, sodass weitere Kosten für die Speicherung anfallen. Für die dänischen Anlagen sind diese Kosten relativ genau bekannt, sie belaufen sich auf durchschnittlich 3,6 Cent pro Kilowattstunde. In den kommenden Jahren wird die Solarthermie-Branche weitere Anstrengungen unternehmen, um die Kosten zu senken.

Detlef Koenemann

Literatur: Werner Weiss, Monika Spörk-Dür: Solar Heat Worldwide, Global Market Development and Trends in 2017. Detailed Market Figures 2016. Edition 2018. Herausgegeben von AEE Intec und IEA Solar Heating & Cooling Programme (IEA-SHC), Mai 2018, www.iea-shc.org