Hintergrund der Forschung

Gab es angesichts der deutlich gesunkenen Preise für Polysilizium und Lithiumbatterien eine spürbare Veränderung der nationalen und internationalen Nachfrage nach Photovoltaik und Energiespeicherung?

 

Wichtigste Erkenntnisse

1. Inlandsmarkt: Infolge des Rückgangs der Modulpreise ist die Investitionsrendite für PV-Projekte in China um etwa 1% gestiegen. Dieser Anstieg ist jedoch aufgrund des gleichzeitig gestiegenen Speicherbedarfs begrenzt. Ein höherer Anteil an Energiespeichern trägt dazu bei, die Bedenken hinsichtlich der PV-Absorption zu zerstreuen und die maximal installierbare Kapazität zu erhöhen. In der Vergangenheit war es üblich, dass die PV-Installationen in der zweiten Jahreshälfte die Installationen in der ersten Jahreshälfte übertrafen. Der Druck, die Netzanschlussziele zu erreichen, wird wahrscheinlich die durch Preisschwankungen verursachte Zurückhaltung überwiegen.

2. Europäischer Markt: Die Nachfrage nach Energiespeichern für Privathaushalte ist zurückgegangen, was in erster Linie auf den erheblichen Rückgang der Strompreise in ganz Europa zurückzuführen ist, der sich auf die wirtschaftliche Rentabilität ausgewirkt hat. Obwohl die Kostensenkungen bei den Zellen die Unternehmen dazu veranlasst haben, die Preise zu senken, um die Nachfrage anzukurbeln, wird erwartet, dass dies nur begrenzten Erfolg haben wird. Die Nachfrage nach PV-Anlagen bleibt stabil, da die PV-Stromkosten immer noch niedriger sind als die Endkundenstrompreise.

3. US-Markt: Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach PV und Energiespeichern in den USA mit einem geschätzten Zuwachs von über 50% schnell wachsen wird. Obwohl die Subventionen für PV-Anlagen für Privathaushalte in einigen Bundesstaaten zurückgegangen sind, wird dies wahrscheinlich nur minimale Auswirkungen auf den Gesamtmarkt haben, da der Schwerpunkt in den USA weiterhin auf zentralen Kraftwerken liegt.

4. Brasilianischer Markt: Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach PV-Anlagen in Brasilien in diesem Jahr von der schrittweisen Kürzung der Subventionen unberührt bleibt. Als Reaktion auf den zunehmenden Wettbewerb bieten die Wechselrichterhersteller Rabatte an, um den Absatz anzukurbeln.

5. Mikro-Wechselrichter vs. String-Wechselrichter: Mikrowechselrichter bieten in bestimmten Szenarien einzigartige Vorteile, z. B. bei gesetzlichen Vorschriften in den USA, kleinen PV-Anlagen unter 3-5 kW, PV-Anlagen auf Balkonen und gebäudeintegrierter PV (BIPV). Optimierer, die zwar eine ähnliche Funktion haben, setzen sich nicht so schnell durch wie Mikro-Wechselrichter. In der Zwischenzeit haben Produkte, die mehrere Module mit einem einzigen Mikrowechselrichter unterstützen, die Kosten gesenkt, obwohl sie das Risiko bergen, die Differenzierung von String-Wechselrichtern zu verringern und damit die Sicherheitsvorteile zu schmälern.

 

Zeitleiste der Forschung

Juni 2024

 

Hintergrund des eingeladenen Experten

Mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung in der PV-Branche ist der Experte auf die Forschung und Entwicklung von Wechselrichtern spezialisiert und leitet die Konzeption und Entwicklung von PV- und Speichersystemlösungen. Sein Fachwissen umfasst die strategische Planung und die Entwicklung von Produktlösungen für Wohngebäude, Gewerbebetriebe und PV- und Speicherszenarien. Er verfügt über umfassende Kenntnisse der PV-Politik, der Geschäftsmodelle und der Wettbewerbstrends auf den globalen Märkten, einschließlich Europa, Japan, den USA, Indien, Südostasien und China.

 

Detaillierte Analyse

Teil 1 Einblicke in den Inlandsmarkt

 

Gastgeber: Wie hat sich die Rentabilität der Projekte nach dem Rückgang der Modulpreise in diesem Jahr verändert?

Experte: Die Modulpreise sind erheblich gesunken, von über $0,30 pro Watt im letzten Jahr auf bis zu $0,18, kurzzeitig sogar auf $0,16. Die Auswirkungen auf die Rentabilität von PV-Projekten sind jedoch von Markt zu Markt unterschiedlich. In China hat sich die wirtschaftliche Verbesserung in Grenzen gehalten, da der Speicherbedarf gestiegen ist. Im vergangenen Jahr lag die Investitionsrendite für PV- und Speicherprojekte bei etwa 7%. Mit den niedrigeren Modul- und Speicherkosten in diesem Jahr haben sich die Erträge um etwa 1% verbessert.

 

Gastgeber: Gilt eine 8%-Rendite jetzt als starkes Niveau?

Experte: Es gab eine Zeit, in der die Renditen 10% überstiegen, aber als der Bedarf an Speicherkapazität zur Stabilisierung des Netzes stieg, sank die Rentabilität schnell. Aus Sicht eines Kraftwerksbetreibers ist eine Rendite von 6% im Allgemeinen akzeptabel. Da die Kosten für PV + Speicherung in diesem Jahr sinken, ist auch das erforderliche Speicherverhältnis gestiegen. Ursprünglich lag es bei 5-10%, jetzt sind es bis zu 25%, und einige Provinzen erkunden sogar ein Speicherverhältnis von 40%.

 

Gastgeber: Ist ein Speicherverhältnis von 40% notwendig?

Experte: Bei der Speicherung geht es nicht in erster Linie um eine effizientere Nutzung der Solarenergie, sondern um die Unterstützung des Netzes. Die Kernidee besteht darin, überschüssigen Strom zu speichern und bei Bedarf freizugeben. Wenn wir wollen, dass die Solarenergie so flexibel ist wie Wärmekraftwerke, brauchen wir eine Speicherung von 100% der Erzeugungskapazität für mindestens vier Stunden oder mehr. In den USA wird eine Speicherdauer von 10 Stunden oder mehr angestrebt. Diese Größenordnung lässt sich jedoch wirtschaftlich eher mit Pumpspeichern als mit Batteriespeichern erreichen. Viele Speicherprojekte folgen heute einem gemeinsamen Speichermodell, anstatt direkt an einzelne PV- oder Windprojekte gebunden zu sein.

 

Gastgeber: Könnten Sie erklären, wie ein gemeinsamer Speicher funktioniert?

Experte: Nehmen wir an, ein 100-MW-Solarprojekt muss 10% Speicher für zwei Stunden enthalten. Es gibt keine spezifischen Vorschriften darüber, ob sich der Speicher am selben oder an einem anderen Standort befinden muss, oder ob es sogar separate Netzanschlusspunkte geben muss. Die Speicheranforderung von 10% ist lediglich ein Richtwert. Ich könnte ein 100-MW-Solarprojekt an einem Standort ohne Speicher errichten, während ich an einem anderen Standort ein separates 100-MW-Projekt mit 20 MWh Speicher errichte. Zusammengenommen erfüllt dies immer noch die 10%-Speicherschwelle.

 

Gastgeber: Wie hoch ist die maximal realisierbare PV-Erzeugungskapazität bei einem Speicherverhältnis von 30%?

Experte: Dies lässt sich nicht so einfach berechnen, da auch andere Erzeugungsformen wie Windkraft einen Beitrag leisten, allerdings mit längeren Erzeugungszeiträumen als die Solarenergie. Theoretisch könnte die Solarenergie 100% des Energiebedarfs decken, solange es genügend Speicher gibt. Die Solarenergie erzeugt im Durchschnitt etwa 1.100 bis 1.200 Stunden pro Jahr, während thermische Kraftwerke etwa 4.000 Stunden laufen, also etwa viermal so viel. Um die gleiche Leistung wie die Wärmekraftwerke zu erzielen, müssten die Solaranlagen viermal so groß sein wie die Wärmekraftwerke, aber da sich die Solarstromerzeugung auf die Mittagszeit konzentriert, wäre eine entsprechende Speicherkapazität erforderlich. Mit einer Speicherkapazität von nur 30% wäre dies bei weitem nicht ausreichend.

Anstatt sich nur auf die Installationskapazität zu konzentrieren, könnten wir den Anteil der Solarenergie an der gesamten Stromerzeugung betrachten. Der Anteil der Solarenergie an der gesamten Stromerzeugung in China beträgt etwa 4-5%, es besteht also ein erhebliches Wachstumspotenzial. Auch die Stromnachfrage wächst jährlich, und mit Lösungen wie Speicherung, Ultrahochspannungsübertragung und neuen Strommarktmechanismen könnten die Probleme der Netzabsorption gelöst werden.

 

Gastgeber: Wird sich der Netzanschluss für inländische PV-Projekte in der zweiten Jahreshälfte beschleunigen?

Experte: In der Vergangenheit war die Installationsgeschwindigkeit in der zweiten Jahreshälfte höher als in der ersten, abgesehen von einer vorübergehenden Pause während der "531 New Policy". Wenn die Preise in der ersten Jahreshälfte stark schwanken, neigen die Betreiber im Allgemeinen dazu, zu warten. In der zweiten Jahreshälfte, wenn die Netzanschlussziele erreicht werden müssen, werden die Installationen selbst bei einem leichten Preisanstieg vorangetrieben. In der Regel liegt das Verhältnis der Installationen zwischen der ersten und der zweiten Jahreshälfte bei 3:7 oder 4:6.

 

Teil 2 Einblicke in den Überseemarkt

 

Gastgeber: Wie sieht die Nachfrage nach Energiespeichern in Europa in diesem Jahr aus?

Experte: Die Energiespeicherung für Privathaushalte in Europa hat sich als schwierig erwiesen; wir mussten unser Ziel für die Speicherung in Privathaushalten um etwa 20% senken. Das liegt vor allem daran, dass die Strompreise erheblich gesunken sind, von 0,50 bis 0,60 € pro kWh im letzten Jahr auf nur noch einen Bruchteil davon, was den wirtschaftlichen Nutzen der Speicherung von Solarstrom für den Eigenverbrauch weniger attraktiv macht. Dies hat sich jedoch kaum auf die Installation von PV-Anlagen für Privathaushalte ausgewirkt, da die Kosten für Solarstrom weiterhin unter den Einzelhandelspreisen liegen. Viele neue PV-Kunden entscheiden sich für Hybrid-Wechselrichter, die zwar speicherfähig sind, aber nicht unbedingt eine Speichereinheit enthalten.

Die Energiespeicherung für gewerbliche und industrielle Anwendungen (C&I) hat sich dagegen verdreifacht und ist von 1 GWh auf 3 GWh gestiegen, was vor allem auf die RepowerEU-Initiative zurückzuführen ist. Diese Politik verlangt, dass sowohl neue als auch bestehende Produktionskapazitäten bis 2026-2027 Effizienzstandards erfüllen, was nur durch PV + Speicherlösungen erreicht werden kann. Darüber hinaus müssen im Zuge des Ausbaus der Infrastruktur für Elektrofahrzeuge (EV) in Europa Ladestationen eingerichtet werden, doch aufgrund der Netzbeschränkungen werden neben den EV-Ladegeräten auch Energiespeicher integriert, um die Nachfrage ohne umfangreiche Netzaufrüstungen zu decken.

Auf dem europäischen Festland hat sich die Stromspeicherung im großen Maßstab traditionell schwer getan, wobei das Vereinigte Königreich in diesem Bereich führend ist. In jüngster Zeit versuchen einige Unternehmen, die Energiehandelsmechanismen des Vereinigten Königreichs auf den europäischen Kontinent zu übertragen, so dass wir in diesem Jahr in Europa ein Wachstum von etwa 2 GWh bei der Stromspeicherung sehen könnten.

 

Gastgeber: Ich habe gehört, dass die Bestände an Energiespeichern und Wechselrichtern für Privathaushalte in Europa im letzten Jahr stark angestiegen sind. Wie sieht es jetzt mit den Beständen aus?

Experte: Die Bestände an Energiespeichern werden wahrscheinlich erst im Juli oder August abgebaut werden. Bei den Solarwechselrichtern sind die Bestände mit etwa einem Monat Lagerbestand besser verwaltet.

 

Gastgeber: Wie sieht es mit der Beliebtheit von Wechselrichtern und Mikro-Wechselrichtern auf dem europäischen Markt aus?

Experte: Diese beiden Produkte dienen unterschiedlichen Anwendungsfällen. Mikrowechselrichter haben in Europa einen Verbreitungsgrad von etwa 4% und sind eher in Märkten mit gesetzlichen Vorschriften wie den USA anwendbar. Mikrowechselrichter sind vorteilhaft für PV-Anlagen für Privathaushalte bis zu 3-5 kW, aber für größere Systeme werden Stringwechselrichter kosteneffektiver. In Europa sind Balkon-PV-Systeme, die oft nur aus einem oder zwei Modulen bestehen, ideal für Mikrowechselrichter. Die gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) profitiert ebenfalls von Mikrowechselrichtern, da sie den Verkabelungsaufwand minimieren und eine einfache Plug-and-Play-Nutzung ermöglichen, die sowohl ästhetisch ansprechend als auch sicher ist.

 

Gastgeber: Können Sie Mikro-Wechselrichter mit Optimierern vergleichen?

Experte: Mikro-Wechselrichter haben derzeit einen Vorsprung vor Optimierern, was die Akzeptanz angeht. In den USA zum Beispiel sehen wir diesen Trend deutlich. Aus sicherheitstechnischer Sicht sind Mikrowechselrichter im Vorteil, da sie den Strom sofort in Niederspannungs-Wechselstrom umwandeln, während bei Optimierern die Module aneinandergereiht werden, was vor der Umkehrung zu höheren Spannungen, manchmal über 1000 V, führt.

Außerdem spielen die wichtigsten Unternehmen, die hinter jedem Produkttyp stehen, eine Rolle. Enphase, das den Markt für Mikro-Wechselrichter dominiert, bietet einen besseren Kundenservice als SolarEdge, ein führender Anbieter von Optimierern. Ein weiterer Faktor könnten Patentbeschränkungen sein - SolarEdge und Huawei halten wichtige Patente für Optimierer, was den Wettbewerb einschränkt, während mehr Unternehmen Mikrowechselrichter herstellen können, was die Kostensenkungen beschleunigt. Anfangs waren Mikro-Wechselrichter teurer als Optimierer, aber da immer mehr Unternehmen in den Markt für Mikro-Wechselrichter einsteigen, sind die Herstellungskosten rasch gesunken.

Auch die Technologie entwickelt sich schnell weiter. Enphase, der führende Anbieter, hat sich auf kundenspezifische Lösungen mit Innovationen auf Systemebene und Materialien wie Galliumnitrid und DSP-Chips verlegt, die die Energiedichte erhöhen und zu niedrigeren Kosten beitragen.

 

Gastgeber: Bieten 1-zu-8-Mikro-Wechselrichter im Vergleich zu String-Wechselrichtern wirtschaftliche Vorteile und Wettbewerbsfähigkeit für kommerzielle PV-Anwendungen?

Experte: Durch den 1-zu-viele-Mikrowechselrichter-Ansatz ähnelt das Produkt sehr stark den String-Wechselrichtern, wodurch der Hauptwert von Mikrowechselrichtern - die Sicherheit - untergraben wird. Diese Multi-Panel-Konfigurationen entsprechen nicht mehr den ursprünglichen Sicherheitsstandards des NEC2017. Die Hauptmotivation für die Entwicklung von Multi-Panel-Mikrowechselrichtern war die Kostenreduzierung, aber mit zunehmender Anzahl von Panels pro Wechselrichter wird das Produkt einem String-Wechselrichter ähnlicher und verliert die einzigartigen Vorteile, die Mikrowechselrichter ursprünglich auszeichneten.

 

Gastgeber: Wie entwickelt sich der US-Markt in diesem Jahr?

Experte: Der US-amerikanische Markt weist ein großes Potenzial auf. Letztes Jahr erreichten die PV-Installationen etwa 18-19 GW und die Energiespeicherung ebenfalls 18-19 GWh. In diesem Jahr könnte die Solarkapazität 30 GW übersteigen, und die Speicherung könnte bis zu 40 GWh erreichen.

 

Gastgeber: Hat die Kürzung der Subventionen in einigen US-Bundesstaaten Auswirkungen auf den Solar- und Speichersektor?

Experte: Die Subventionskürzungen betreffen vor allem die PV-Anlagen für Privathaushalte in bestimmten Bundesstaaten, aber die PV-Anlagen für Privathaushalte haben schon immer nur einen kleinen Teil des US-Marktes ausgemacht. Die mehr als 10 GW an PV für Privathaushalte im letzten Jahr waren ungewöhnlich, vor allem aufgrund politischer Faktoren, die Großprojekte behinderten und eine Verlagerung hin zu Installationen für Privathaushalte erzwangen. Normalerweise werden auf dem US-amerikanischen PV-Markt für Privathaushalte jährlich etwa 3 bis 4 GW installiert, wobei der Markt nach wie vor von Projekten im Versorgungsbereich bestimmt wird.

 

Gastgeber: Wie sieht es auf dem lateinamerikanischen Markt aus, insbesondere in Brasilien?

Experte: Brasilien führt den lateinamerikanischen Markt an, gefolgt von Mexiko und Kolumbien, während Argentinien vom Volumen her kleiner bleibt. Es wird erwartet, dass Brasilien in diesem Jahr über 10 GW an Installationen beibehält. Obwohl die brasilianischen Subventionen schrittweise abgebaut werden, ähnelt der schrittweise Abbau dem früheren Modell der auslaufenden Subventionen in China, das in diesem Jahr einen Rückgang von etwa 5% vorsieht. Im Vergleich zu den weiter sinkenden PV-Kosten ist der Rückgang jedoch relativ gering, so dass er sich nicht wesentlich auf die Nachfrage ausgewirkt hat.

Der Einsatz von Speichersystemen in Brasilien ist nach wie vor minimal und erreicht möglicherweise nur 100-200 MWh. Die Strompreise in Brasilien sind relativ niedrig, und die Photovoltaik wird aufgrund ihres Kostenvorteils gegenüber anderen Energiequellen weiter ausgebaut. Die Hinzufügung von Speicherkapazitäten verringert jedoch die wirtschaftliche Tragfähigkeit. In Brasilien kommt es zwar gelegentlich zu Stromausfällen, aber nicht so häufig wie etwa in Südafrika, wo die Speicherung für eine kontinuierliche Versorgung unerlässlich ist.

 

Gastgeber: Es gab Berichte über sinkende Wechselrichterpreise auf dem brasilianischen Markt. Ist dies der Fall?

Experte: Ja, nach zwei großen Solarfachmessen sind die Preise gefallen. Unsere eigenen Produkte wurden kürzlich um 15% reduziert, obwohl die Preise in der ersten Jahreshälfte stabil blieben. Dieser jüngste Preisrückgang ist zum Teil auf die geringeren Kosten für neue Produkte für Privatkunden und den verstärkten Wettbewerb auf dem Markt zurückzuführen. Ziel ist es, mit diesen Senkungen die Verkaufsziele zu erhöhen.

 

Gastgeber: Gibt es neben Brasilien noch andere Märkte, die in diesem Jahr unter Preisdruck bei Wechselrichtern stehen? Welche Auswirkungen erwarten Sie von diesen Preisanpassungen?

Experte: Der europäische Markt für Wechselrichter für Privathaushalte steht unter erheblichem Preisdruck, wobei die Senkungen im Durchschnitt bei 15% liegen, wenngleich dies je nach Region unterschiedlich ist. Wir hoffen, dass diese Senkungen die Nachfrage um weitere 10% ankurbeln werden. Auch wenn dies nicht direkt zu höheren Einnahmen führt, werden sowohl Wechselrichter als auch Batteriezellen für Speichersysteme mit Preisnachlässen versehen, um die Nachfrage nach Speichersystemen zu steigern. Speichersysteme kosten etwa zehnmal so viel wie eine typische PV-Anlage für Privathaushalte, so dass ein Rückgang der Speichernachfrage erhebliche Auswirkungen auf den Gesamtumsatz hat. Allerdings dürfte sich die Begeisterung der Endverbraucher für den Einbau von Speichersystemen auch nach diesen Preisanpassungen in Grenzen halten.