Japans Photovoltaik-Ausblick 2030: Kann die Mittagsstromversorgung an sonnigen Tagen die Führung übernehmen?

Am 30. März 2022 veröffentlichte das Resource Comprehensive System Research Institute of Japan einen Bericht, in dem die tatsächlich installierten Kapazitätsdaten von Photovoltaiksystemen (PV) ab 2020 bekannt gegeben und die „Installationsprognose für den japanischen Photovoltaikmarkt im Jahr 2030 (Ausgabe 2022)“ aktualisiert wurden.

Nach seiner Einschätzung:

• Im Jahr 2020 betrug die kumulierte installierte Kapazität von Photovoltaikanlagen in Japan (DC-Leistung, DC) etwa 72 GW.

• Konventionelles Wachstumsszenario (Beibehaltung der aktuellen jährlichen Wachstumsrate von ca. 8 GW DC): Es wird prognostiziert, dass die installierte Kapazität bis zum Geschäftsjahr 2030 154 GW DC erreichen wird (entsprechend der AC-Leistung, bei AC ca. 121 GW).

• Beschleunigtes Einsatzszenario (erwartete erhebliche Verbesserung in netzgekoppelten Umgebungen): Die installierte Kapazität wird 180 GW DC erreichen (entsprechend der AC-Leistung, bei AC etwa 140 GW).

Zur Information: Im „Sechsten Energiegrundplan“, der am 22. Oktober 2021 vom japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) formuliert wurde, wurde das Ziel für die Solarstromerzeugungskapazität bis 2030 auf „117,6 GW (AC-Leistung, AC, positives Zielniveau)“ festgelegt. Das „positive Ziel“ des METI entspricht fast dem prognostizierten Wert bei der aktuellen normalen Wachstumsrate.

Schlüsselumrechnung: Nennleistung und tatsächliche Leistung

• Bei den oben genannten Nennleistungswerten der Photovoltaikanlage auf Basis von Gleichstrom (DC) handelt es sich um Nominalwerte unter idealen Bedingungen, wie z. B. Einhaltung bestimmter Temperaturen und Sonneneinstrahlungswinkel.

• Die tatsächliche Netto-Spitzenstromerzeugung beträgt normalerweise etwa 70 % des Nennwerts (d. h. sie muss mit einem Koeffizienten von 0,7 multipliziert werden).

• Daher gilt während der Mittagshöchstzeit an einem sonnigen Tag im Jahr 2030:

• Im Szenario des regulären Wachstums wird die tatsächliche AC-Leistung voraussichtlich bei etwa 85 GW liegen.

• Im Szenario einer beschleunigten Bereitstellung wird die tatsächliche AC-Leistung auf etwa 98 GW geschätzt.

Analyse des Übereinstimmungsgrads der Spitzennachfrage

• In den letzten Jahren lag Japans nationaler Spitzenstrombedarf (AC-Benchmark) bei etwa 160 GW (vor dem großen Erdbeben in Ostjapan im März 2011 lag er bei etwa 180 GW AC, ging aber später aufgrund der Förderung der sozialen Energieeinsparung, der Verlangsamung des Wirtschaftswachstums und der Transformation der Wirtschaftsstruktur zurück).

• Unter der Annahme, dass der Spitzenstrombedarf im Jahr 2030 auf dem aktuellen Niveau bleibt (ca. 160 GW AC):

• Im Szenario einer beschleunigten Bereitstellung kann die mittägliche Photovoltaikleistung (98 GW AC) an einem sonnigen Tag etwa 61 % des nationalen Spitzenbedarfs von 98 GW / 160 GW decken.

In diesem Entwicklungsumfeld ist das stetige Wachstum der japanischen Photovoltaikindustrie untrennbar mit der Erforschung vielfältiger Anwendungsszenarien verbunden.

Als international tätiges Unternehmen, das sich intensiv für die Energiewende in Japan engagiert, hat die Solar First Group in den letzten Jahren mehrere differenzierte Photovoltaikprojekte erfolgreich an das japanische Netz angeschlossen: große, bodenmontierte Solarkraftwerke in flachen Gebieten, die die Nutzung begrenzter Landressourcen maximieren und die Effizienz der Stromerzeugung steigern; das in der Landwirtschaftsregion umgesetzte Projekt einer Solarplattform für die Landwirtschaft installiert innovative Photovoltaikmodule über Ackerland und erreicht so eine „Komplementarität von Landwirtschaft und Photovoltaik“, die nicht nur die Getreideproduktion sichert, sondern auch einen neuen Kanal für saubere Energie erschließt. Darüber hinaus deckt das in Zusammenarbeit mit der lokalen Regierung geförderte verteilte Solardach-Unterstützungssystem Industrie- und Gewerbegebiete sowie öffentliche Gebäude ab und verringert so wirksam den Druck auf den städtischen Stromverbrauch.

(Das Photovoltaikprojekt der Solar First Group in Japan)

Diese Projekte trugen nicht nur direkt Dutzende Megawatt an netzgekoppelter Kapazität bei, sondern erforschten durch technologische Anpassung auch das optimale Stromerzeugungsmodell unter den komplexen geografischen und klimatischen Bedingungen Japans. So wurde beispielsweise beim Projekt der landwirtschaftlichen Plattform der Licht- und Strombedarf der Nutzpflanzen durch die Anpassung des Neigungswinkels der Photovoltaikmodule ausgeglichen, während das Dachstützsystem so konzipiert wurde, dass es die Windbeständigkeit in Gebieten erhöht, die häufig von Taifunen heimgesucht werden.

(Das Photovoltaikprojekt der Solar First Group in Japan)

Die Praxis von Solar First hat die Kernvoraussetzung einer „verbesserten Netzanbindung“ im beschleunigten Einsatzszenario bestätigt. Die kontinuierliche Erweiterung der Projektbibliothek wird zu einem der wichtigsten Pfeiler, um Japan seinem Ziel einer Wechselstromleistung von 140 GW näher zu bringen.

(Das Photovoltaikprojekt der Solar First Group in Japan)

Der Kern der Schlussfolgerung: Selbst im optimistischsten Szenario einer beschleunigten Einführung wird erwartet, dass die Stromerzeugung durch Photovoltaik an einem sonnigen Mittagstag in Japan im Jahr 2030 etwa 60 % des Spitzenstrombedarfs des Landes decken wird.