Photovoltaik

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Quelle: vege / Fotolia.com

Photovoltaik nutzt die Sonnenenergie, indem die Strahlung der Sonne direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Photovoltaik wurde in den vergangenen Jahren stetig zugebaut und leistet einen bedeutenden Beitrag zur Stromversorgung.

Inhaltsverzeichnis

 

Photovoltaik

Strom aus Photovoltaikanlagen – so funktioniert es

Bei der Photovoltaik (PV) kommen hauptsächlich mono- und polykristalline Solarzellen zum Einsatz. Dünnschichtzellen auf der Basis von Silizium oder anderen Halbleitermaterialien, wie zum Beispiel Cadmium-Tellurid, haben einen sehr geringen Marktanteil. Solarzellen bestehen aus einem Halbleitermaterial, das unter dem Einfluss von Sonnenlicht Elektronen in Bewegung setzt und damit Strom erzeugt. Dieser Gleichstrom wird über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

Das wichtigste Instrument für die Förderung der Photovoltaik ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Die gesetzlich festgelegten Vergütungssätze je eingespeister Kilowattstunde (kWh) unterscheiden zwischen kleinen PV-Anlagen auf Einfamilienhäusern und größeren PV-Anlagen bis 750 Kilowatt (kW). Hintergrund sind die höheren Kosten je Kilowatt bei kleineren Anlagen. Über 750 kW hinausgehende PV-Anlagen auf Dächern und Freiflächen müssen an Ausschreibungen teilnehmen, die durch die Bundesnetzagentur durchgeführt werden. Dabei wird der Vergütungssatz wettbewerblich bestimmt. Der mittlere Zuschlagswert in den vergangenen Ausschreibungen schwankte seit Anfang 2018 im Schnitt um 5 Cent / kWh. Kleine Dachanlagen bis 10 kW, die Mitte 2020 in Betrieb gingen, erhalten für den eingespeisten Strom ca. 9 Cent / kWh.

Die Höhe der Vergütung ist vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme abhängig und wird über 20 Jahre gezahlt. Die Vergütung für neue Inbetriebnahmen sinkt langsam ab, um die sinkenden Systemkosten der Photovoltaik abzubilden. Die jeweils aktuelle Vergütung für neue Inbetriebnahmen kann bei der Bundesnetzagentur eingesehen werden. Seit dem Jahr 2000 wurden Solaranlagen mit Inkrafttreten des EEG in erheblichem Umfang zugebaut, die Kosten sind seitdem um über 90 Prozent gesunken. Aktuelle Daten zur installierten Leistung und zur Bruttostromerzeugung finden Sie unter „Erneuerbare Energien in Zahlen“.

Die Karte zeigt Kraftwerke ab 100 MW sowie die installierte Photovoltaikleistung in Deutschland und den einzelnen Bundesländern.
Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland

Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Dezember 2020

Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf.

Quelle: Umweltbundesamt kraftwerke-photovoltaikleistung_2020.pdf
 

Eigenverbrauch und Batteriespeicher

Bei PV-Dachanlagen ist die Selbstversorgung mit dem erzeugten Solarstrom besonders attraktiv. Hintergrund sind die niedrigen Stromerzeugungskosten mit Photovoltaik gegenüber den höheren Strombezugskosten, welche zu einem großen Anteil aus Steuern, Abgaben und Umlagen bestehen. Diese Strombezugskosten können durch Selbstversorgung teilweise eingespart werden. Der Stromanteil, der direkt im Gebäude verbraucht werden kann, ist unter anderem von der Größe der Photovoltaikanlage und dem individuellen Stromverbrauch abhängig.

Mit einer Batterie kann der selbsterzeugte Photovoltaikstrom zwischengespeichert und zu Zeiten verbraucht werden, in denen die PV-Anlage keine (ausreichende) Leistung liefert. Der Eigenverbrauchsanteil kann so deutlich gesteigert werden. Allerdings sind demgegenüber die Kosten und die eingeschränkte Lebensdauer eines Stromspeichers zu sehen. Zukünftige Strompreissteigerungen, die die Differenz zwischen PV-Stromerzeugungskosten und Strombezugskosten vergrößern und so die Amortisationszeit eines Batteriespeichers verkürzen, müssen nicht unbedingt eintreten. Zudem geht mit der Herstellung eines Batteriespeichers ein Ressourcenaufwand einher, dem wenig zusätzlicher Nutzen für die Energiewende gegenübersteht – die eingespeicherte Strommenge wäre ansonsten eingespeist worden und hätte im Stromnetz andere (fossile) Energiequellen verdrängt. Der Einsatz eines Batteriespeichers sollte vor diesen Hintergründen sorgsam abgewogen werden. Grundsätzlich sind Speicher auf Netzebene zu bevorzugen, die nicht in erster Linie den Eigenverbrauch des Anlagenbetreibers steigern, sondern zum Beispiel kurzfristige Strombedarfe im Netz ausgleichen können.

 

Weiterbetrieb nach Ende der Förderung

Ab dem Jahr 2021 endet für die ersten Photovoltaikanlagen die zwanzigjährige Förderdauer nach dem EEG. Bei den meisten Anlagen dürfte die technische Lebensdauer noch nicht erreicht sein, sodass ein Weiterbetrieb nach dem Förderende grundsätzlich möglich ist. In einem Gutachten im Auftrag des Umweltbundesamtes wurden die Kosten der Direktvermarktung nach Förderende bewertet und Optionen für eine vereinfachte Abnahmeregelung für Strom aus diesen Photovoltaikanlagen entwickelt.

Mit dem EEG 2021 wurde für kleine EEG-Anlagen bis 100 Kilowatt, deren Förderung in den Jahren bis 2027 endet, eine vereinfachte Abnahmeregelung eingeführt. Diese entspricht im Wesentlichen den Vorschlägen des Gutachtens. Die Regelung besagt, dass die Netzbetreiber auch weiterhin den Strom an der Börse verkaufen und die Erlöse zukünftig ohne eine Förderung und abzüglich der Vermarktungskosten an die Betreiber weitergeben („Marktwertdurchleitung“). Der Marktwert für Solarstrom lag im Durchschnitt der Jahre ab 2015 bei ca. 3,6 Cent pro Kilowattstunde. Für die Folgejahre wird von einer tendenziellen Steigerung des Marktwertes ausgegangen. Die Kosten der Vermarktung sind für das Jahr 2021 mit 0,4 Cent pro Kilowattstunde festgelegt, in den Folgejahren werden die realen Vermarktungskosten durch die Übertragungsnetzbetreiber ermittelt und vom Marktwert abgezogen. Eine ausgeförderte Photovoltaikanlage mit 4 Kilowatt Leistung würde bei 800 Volllaststunden für das Jahr 2021 bei durchschnittlichem Marktwert demnach einen Betrag von 102,40 Euro erhalten (4 Kilowatt * 800 Volllaststunden * (3,2 Ct/kWh Jahresmarktwert abzüglich Vermarktungskosten). Die Umstellung für die ausgeförderten Anlagen erfolgt automatisch, ein Umbau der Zähler ist dafür nicht erforderlich. Alternativ kann der erzeugte Strom im Rahmen der sonstigen Direktvermarktung veräußert werden.

Der erzeugte Solarstrom kann auch zur teilweisen Eigenversorgung genutzt werden. Angesichts der Spanne zwischen Marktwert und den eigenen Strombezugskosten ist diese Lösung sehr attraktiv. Dafür ist der Einbau zumindest eines Zweirichtungszählers notwendig, da Altanlagen während der Förderphase üblicherweise als Volleinspeiser, das bedeutet mit zwei parallelen Zählern für Einspeisung und Strombezug, betrieben wurden. Bei Anlagen bis 30 Kilowatt ist der zur Eigenversorgung genutzte Strom (bis 30 Megawattstunden pro Jahr) von der EEG-Umlage befreit, bei größeren Anlagen sind 40 Prozent der jeweils geltenden EEG-Umlage auf die eigenverbrauchte Strommenge zu zahlen. Die ausgeförderten Anlagenjahrgänge bis 2026 liegen im Durchschnitt deutlich unterhalb dieser Grenze.

 

Steuerliche Behandlung von Photovoltaikanlagen bis 10 Kilowatt

Aus steuerlicher Sicht waren die ersten Photovoltaikanlagen, die im Rahmen des EEG errichtet wurden, klar darauf ausgerichtet über den Förderzeitraum einen Gewinn aus der Einspeisevergütung zu erzielen. In diesem Fall ist der Anlagenbetrieb gewerbe- und einkommensteuerlich relevant. Hinsichtlich der Umsatzsteuer wählten Anlagenbetreiber fast ausschließlich die Regelbesteuerung (d.h. Vor- bzw. Umsatzsteuer als durchlaufender Posten), um angesichts der damals hohen Investitionskosten pro Kilowatt die Anlageninvestition um den Vorsteuerbetrag zu senken.

Im Laufe der Zeit gewann gerade bei kleinen Photovoltaikanlagen bis 10 Kilowatt die Eigenversorgung gegenüber der Gewinnerzielung aus der sinkenden Einspeisevergütung an Bedeutung. Wenn der Betreiber für die Regelbesteuerung optiert, muss der zur Eigenversorgung aus dem Gewerbe privat entnommene Strom umsatzsteuerlich nachversteuert werden. Je nach Höhe des Eigenverbrauchs kann daher der Verzicht auf die Regelbesteuerung (d.h. Kleinunternehmerregelung) nach den ersten fünf Betriebsjahren wirtschaftlicher sein.

Zwischenzeitlich wurden sowohl bei der Gewerbe- als auch der Einkommensteuer Ausnahmen für Photovoltaikanlagen geschaffen: Anlagen bis 10 Kilowatt sind gemäß § 3 Nr. 32 GewStG von der Gewerbesteuer befreit. Für die Einkommensteuer bleiben Anlagen bis 10 Kilowatt steuerlich unberücksichtigt; es wird für diese Anlagengröße generell keine Gewinnerzielungsabsicht aus den Einnahmen der Einspeisevergütung unterstellt („Liebhaberei“). Beide Ausnahmeregelungen müssen schriftlich beim zuständigen Finanzamt beantragt werden. Das Bayerische Landesamt für Steuern stellt dazu Merkblätter und Leitfäden für Betreiber von Photovoltaikanlagen bereit.

Bezüglich der Umsatzsteuer kann der Anlagenbetreiber weiterhin zwischen Regelbesteuerung und Kleinunternehmerregelung wählen: bei der Regelbesteuerung kann die anfängliche Investition um den Vorsteuerbetrag reduziert werden, in der Folge müssen – zumindest in den ersten Betriebsjahren – Umsatzsteuervoranmeldungen abgegeben, Umsatzsteuererklärungen erstellt sowie auf den zur Eigenversorgung privat entnommenen Strom Umsatzsteuer nachgezahlt werden. Durch Wahl der Kleinunternehmerregelung entfällt dieser Aufwand; allerdings kann die Vorsteuer auf die Anlageninvestition und ggf. laufende Ausgaben dann nicht mehr geltend gemacht werden. Wichtig ist im Falle der Kleinunternehmerregelung, den Netzbetreiber darauf hinzuweisen, nur den Nettobetrag der Einspeisevergütung auszuzahlen.

Für eine Beratung und weitere Fragestellungen wenden Sie sich bitte an die Angehörigen der steuerberatenden Berufe nach § 3 Steuerberatungsgesetz.

 

Flächeninanspruchnahme durch Freiflächenanlagen

Die in Deutschland installierte Photovoltaik-Leistung setzt sich zu ca. drei Vierteln aus Dachanlagen und einem Viertel aus Freiflächenanlagen zusammen. Die für ein Megawatt Freiflächen-Photovoltaik benötigte Fläche geht stetig zurück. Wurden im Jahr 2006 noch 4,1 Hektar / Megawatt benötigt, waren es 2019 nur noch 1,2 Hektar / Megawatt. Dies hängt unter anderem mit der kontinuierlichen Leistungssteigerung der Module zusammen. Dadurch kann auf einer gegebenen Fläche heute deutlich mehr Solarstrom geerntet werden. Insbesondere im Vergleich zur Bioenergie ist der flächenbezogene Stromertrag der Photovoltaik um ein Vielfaches höher.

Ende 2019 belegten Photovoltaik-Freiflächenanlagen in Deutschland insgesamt gut 30.000 Hektar, davon waren knapp 26 Prozent Ackerflächen und 14 Prozent Randstreifen an Verkehrswegen, die teilweise ebenfalls den Ackerflächen zuzuordnen sind. Die installierte Photovoltaik-Leistung auf diesen beiden Flächenkategorien entspricht 0,07 Prozent der gesamten landwirtschaftlichen Fläche Deutschlands. Nach dem EEG 2017 sind Photovoltaikanlagen nur auf einer eingeschränkten Flächenkulisse förderfähig. Auf Ackerflächen (nur in benachteiligten Gebieten) wird Photovoltaik derzeit nur in fünf Bundesländern und mit jeweils begrenzten Mengen gefördert. In einem Forschungsprojekt im Auftrag des Umweltbundesamtes werden Kriterien entwickelt, um die Flächenkulisse noch stärker an Umweltbelangen auszurichten und gleichzeitig einen kontinuierlichen Ausbau zu ermöglichen. Dennoch ist es grundsätzlich wünschenswert, auch weiterhin einen möglichst großen Anteil der benötigten Photovoltaikanlagen auf Dächern zu installieren, um die zusätzliche Flächeninanspruchnahme gering zu halten.

 

Ökobilanzielle Betrachtung

Photovoltaikanlagen amortisieren sich in Deutschland nach ein bis zwei Jahren energetisch – nach dieser Zeit hat die Anlage so viel Energie produziert wie für Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden müssen. Konventionelle Energieerzeugungsanlagen mit fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Erdgas amortisieren sich demgegenüber nie energetisch, denn es muss im Betrieb immer mehr Energie in Form von Brennstoffen eingesetzt werden, als man an Nutzenergie erhält.

Bezogen auf eine Nutzungsdauer von 30 Jahren entstehen durch die Herstellung, den Betrieb und die Entsorgung einer Photovoltaikanlage rechnerische Emissionen in Höhe von 43-63 g CO2-Äquivalent/kWh (monokristalline Module). Dies ist das Ergebnis einer 2021 abgeschlossenen Aktualisierungsstudie im Auftrag des Umweltbundesamtes. In diesem Vorhaben wurde auch ein Ökobilanzrechner für Photovoltaikanlagen entwickelt, mit dem die Projektergebnisse auf individuelle Photovoltaikanlagen umgerechnet werden können. Laut Berechnungen im Rahmen der Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger vermeidet eine Photovoltaikanlage Emissionen hauptsächlich aus Steinkohle- und Gaskraftwerken in Höhe von 694 Gramm CO2-Aquivalente/kWh. Der Netto-Vermeidungsfaktor der Photovoltaik liegt somit bei 627 Gramm CO2-Aquivalente/kWh.