Flächenbedarf der Solarstromerzeugung

In vielen Diskussionen über die Nutzung der Solarenergie in Mitteleuropa taucht das Argument auf, die Solarenergie verbrauche zu viel Platz. Im Folgenden soll grob abgeschätzt werden, ob dieses Argument berechtigt ist.
Der Einfachheit halber soll hier die Frage beantwortet werden, ob die Stromversorgung der Bundesrepublik alleine durch Photovoltaik bewerkstelligt werden könnte. (Tatsächlich wird natürlich die Solarenergie nicht als einzige Energiequelle, sondern zusammen mit den anderen erneuerbaren Energien eingesetzt werden.)

Der Stromverbrauch der Bundesrepublik beträgt ungefähr

400 Milliarden kWh
(Jahresstromverbrauch Bundesrepublik)

Ein Quadratmeter handelsüblicher Solarzellen liefert in Mitteleuropa pro Jahr:

100 kWh
(Solarstrom jährlich)

Aus beiden Zahlen ergibt sich durch Division die insgesamt benötigte Fläche:

F = (400 x 10⁹ kWh) / (100 kWh/qm) = 4000 qkm
(Erforderliche Solarzellenfläche)

Zunächst ein Vergleich mit der Gesamtfläche der Bundesrepublik, um ein Gefühl für die Größenordnungen der Flächen zu bekommen. Die Gesamtfläche der Bundesrepublik beträgt:

350 000 qkm
(Fläche der Bundesrepublik)

So ergibt die oben berechnete Solarzellenfläche nur einen Anteil von 1,2% der Gesamtfläche.

Zur Zeit braucht Solarstrom nicht gespeichert zu werden, da Solarstrom tagsüber, gerade zur Zeit des höchsten Strombedarfs, erzeugt wird und sofort verbraucht werden kann, und weil nachts oder an trüben Tagen die konventionellen Kraftwerke zur Verfügung stehen.
Wenn man aber in einer späteren Ausbauphase die konventionellen Kraftwerke durch Solaranlagen ersetzt, muss eine Speicherung vorgenommen werden, weil der Solarstrom nicht immer dann benötigt wird, wenn er erzeugt wird. Diese Speicherung bringt aber Verluste mit sich, so daß im Endeffekt eine größere Gesamtfläche nötig ist.

Abschätzung: 1/4 der erzeugten Energie wird sofort verbraucht, 3/4 der Energie muss also gespeichert werden. Der Wirkungsgrad der Speicherung beträgt durchschnittlich ca. 50%. Also muss fast das Doppelte produziert werden. Der Flächenbedarf verdoppelt sich damit auf 2,4% der Gesamtfläche.

Diese 2,4% mögen sehr viel erscheinen, jedoch muss berücksichtigt werden, daß es nicht das Ziel ist, Solarkraftwerke auf der grünen Wiese zu bauen. Vielmehr sollten bereits bebaute ("versiegelte") Flächen so weit wie möglich genutzt werden. Als geeignete Flächen bieten sich an:

• Hausdächer mit Neigung nach Süden, Südosten, Südwesten, sowie Flachdächer - nutzbar ein Viertel aller Hausdächer, 0,3% der Gesamtfläche der Bundesrepublik
• Südfronten von Gebäuden (Verwaltungen, Banken,...) - nutzbar etwa 0,1% der Bundesrepublik
• Südseiten von Lärmschutzwänden an Autobahnen und Bahnanlagen
• Überdachung von Verkehrswegen (Straßen, Schienen,...)
• Überdachung von Parkplätzen, Betriebshöfen - alle Verkehrswege zusammen nehmen etwa 4,9% der Fläche der Bundesrepublik ein.

Die hier aufgezählten Flächen würden bei voller Ausnutzung sogar 5,3% der Gesamtfläche der Bundesrepublik ausmachen. Das wäre mehr als doppelt so viel wie benötigt würde

Hausdächer, Südfronten und Lärmschutzwände werden bereits heute genutzt. Sie bieten den großen Vorteil, daß keine gesonderten Tragestrukturen errichtet werden müssen. Darüber hinaus wird man möglicherweise heute schwer vorstellbare Ideen wie die Überdachung von Verkehrswegen in die Tat umsetzen. Auf jeden Fall ist aber, wie man sieht, das Argument der fehlenden Fläche nicht länger haltbar.