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Schwimmende PV: Synergien aus der Praxis und der aktuellen Marktentwicklung in Indonesien und Vietnam

“Schwimmende Photovoltaik (“floating photovoltaics“ (FPV)) gewinnt weltweit an Schwung”, so lauten die Überschriften mehrerer Artikel von Nachrichtenagenturen und Beratungsunternehmen (1). Die Tatsache, dass die gesamte Floating-PV-Kapazität von 10 MW im Jahr 2014 auf 1,1 GW im Jahr 2018 und schätzungsweise auf 1,5 GW im Jahr 2019 gestiegen ist, unterstützt diese Aussage (2, 3). Zehn der größten FPV-Installationen in China machen bereits mehr als 80 % der globalen installierten Kapazität im Jahr 2018 aus (4). China ist nicht nur weiterhin der größte Markt für FPV, sondern auch weiterhin führend in der FPV-Technologie (5). Die Gründe für diesen Trend aus der Perspektive der FPV-Eigenschaften und der aktuellen FPV-Marktentwicklung in zwei südostasiatischen (“SEA”) Ländern werden im folgenden Artikel erörtert.

Synergie

Die Installation von Solaranlagen auf einer Wasseroberfläche erschließt bestimmte Synergien. Bei der Anwendung einer FPV-Installation auf einem Wasserkraftdamm wird der intermittierende Solarstrom mit der disponierbaren Wasserkraft oder dem Pumpspeicher gekoppelt, um Leistungsschwankungen zu glätten und so eine verbesserte regenerative Grundlast zu schaffen. Ein sehr gutes Beispiel im kleinen Maßstab dafür ist ein Projekt in Portugal (6). Eine gemeinsame Studie der Weltbankgruppe, ESMAP und SERIS aus dem Jahr 2019 (2) zeigt, dass große Wasserkraftwerke ihre installierte Kapazität ohne weiteren massiven Landerwerb verdoppeln könnten, indem sie 3 – 4 % der Stauseefläche für FPV nutzen. Darüber hinaus reduziert das FPV potenziell den Wasserverlust des Reservoirs, indem es die Verdunstung bei einer bestimmten Flächenabdeckung reduziert, was für Reservoirs von Vorteil ist, die mit schwerer Trockenheit zu kämpfen haben. Insgesamt sind FPV dazu geeignet, um das Energiesystem, die Projektökonomie und sektorübergreifende Synergien zu nutzen.

Ein weiterer Vorteil in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit ist, dass FPV Berichten zufolge 5 – 10 % mehr Energie liefern als die am gleichen Standort installierte Freiflächen-PV-Parks (“PV-Park”). Dies ist auf den besseren Kühleffekt durch die Wasserverdunstung (2) in Abhängigkeit von der Umgebungs- und Wasseroberflächentemperatur sowie den Windbedingungen zurückzuführen. Allerdings sind selbst im optimistischen Fall die Stromgestehungskosten (“levelized cost of electricity – LCOE”) von FPV um bis zu 0,50 USD ct/kWh höher als die des PV-Parks, da die geschätzten CAPEX ca. 20 % höher liegen (2). Es wird erwartet, dass die CAPEX aufgrund der niedrigeren Preise für Schwimmkörper und Verankerungen sinken, wenn die Nachfrage und der Produktionsumfang steigen. Zum Vergleich: das 13 MWp-FPV-Projekt in Dengkil, Malaysia, welches im vierten Quartal im Jahr 2020 in den Betrieb genommen wurde, weist einen LCOE von 5,10 USD ct/kWh auf (7).

Insbesondere in den Zonen rund um den Äquator, wo die Solareinstrahlung das ganze Jahr über reichlich vorhanden ist und der größte Teil des Landes aus Regenwald, die “Lunge der Erde”, besteht, wird FPV zur Alternative für die tropischen Länder. Vor allem um die regenerativen Erzeugungskapazitäten zu steigern, ohne die Waldfläche roden zu müssen. Nichtsdestotrotz müssen die Umweltsynergien hinterfragt werden, wenn es um die FPV-Installation auf natürlichen Gewässern oder einem Gewässer mit bestehenden aquatischen und terrestrischen Ökosystemen geht. Eines der plausiblen Gegenargumente ist die Tatsache, dass FPV Sonnenlicht blockiert, dass als Energiequelle für phototrope Organismen dient, die den Organismen in der nachfolgenden Nahrungskette wertvolle Nährstoffe liefern (8). Darüber hinaus verschärfen die komplexen regulatorischen Anforderungen und der öffentliche Widerstand bei der Neuausrichtung von Schutzgebieten die Herausforderungen, diese Synergie zu nutzen.

Im folgenden Abschnitt wird die aktuelle FPV-Entwicklung in Indonesien und Vietnam dargestellt. Abgesehen davon, dass die beiden Länder im ASEAN-Block in Bezug auf die FPV-Erzeugungskapazität (9) führend sind, haben sie ein ehrgeiziges Ziel für regenerative Energien und eine ähnliche Struktur des Elektrizitätsmarktes. Die Sektoren Übertragung, Verteilung und Verbraucher werden von der Regierung über ein staatliches Unternehmen (“state-owned enterprise – SOE”) in Eigenregie betrieben. Dieses fungiert als einziger Abnehmer für die PPAs mit den unabhängigen Stromerzeugern (“independent power producers – IPP”) im Erzeugungssektor. Die Bedingungen und die Höhe des Einspeisetarifs (“feed in tariff – FiT”) werden entweder in einer staatlichen Verordnung festgelegt oder durch Verhandlungen mit dem staatlichen Unternehmen vereinbart. Demnächst wird aber die Strommarktstruktur auf der Erzeugungsebene beider Länder anders aussehen, da Vietnam derzeit eine Reform hin zu einem wettbewerbsfähigen Stromgroßhandelsmarkt durchläuft (10, 11).

Indonesien

Um das pre-Covid-19 Ziel von 23 % regenerativer Energien des Energiemixes im Jahr 2025 zu erreichen, muss Indonesien zusätzliche 10,4 GW an regenerativen Erzeugungskapazitäten installieren, wobei 4 GW des Mixes aus Wind- und Solarenergie stammen sollen (12). Bis Juni 2020 konnte der Inselstaat aber lediglich 300 MW (13) aus beiden intermittierenden Quellen realisieren. Geht man genauer in das FPV-Segment hinein, wird es laut der Planung 2019 bis 2028 (14) von PT Perusahaan Listrik Negara (Persero; “PLN”), einem indonesischen Staatsunternehmen, dass für den Stromsektor verantwortlich ist, etwa 0,8 bis 1 GW zusätzliche FPV-Kapazität geben. Von diesen werden ca. 90 % im Java-Bali-System liegen, in dem 50 % der 269 Mio. Einwohner Indonesiens leben. Das Institute of Energy Economics and Financial Analysis schätzt (15), dass Indonesien über eine potenzielle Kapazität von 3,9 GW für FPV auf Wasserkraftwerken verfügt, wenn man die geltende Regelung (16) berücksichtigt, nach der nur 5 % der Wasseroberfläche eines künstlichen Stausees für die Installation von FPV genutzt werden dürfen.

Das erste FPV in Indonesien, das von Masdar, einem Unternehmen für regenerative Energien und Stadtentwicklung im Besitz von Mubadala Investment aus Abu Dhabi, initiiert wurde, befindet sich derzeit im Bau. Es soll auf einem bestehenden Kraftwerk in Cirata errichtet werden und soll die IBN im August oder November 2022 erreichen, revidiert von der ersten planmäßigen IBN im ersten Quartal im Jahr 2021. Der Finanzabschluss ist für Mai 2021 geplant und das Projekt hat ein PPA mit PLN unterzeichnet, mit einem Einspeisetarif von 5,82 USD ct/kWh für 20 Jahre. Nach der Fertigstellung wird FPV Cirata mit einer installierten Leistung von 145 MW und einer Gesamtinvestition von 129 Mio. USD (17, 18) die größte einzelne FPV-Anlage in SEA sein. Letztes Jahr soll PLN einen Einspeisetarif-Angebotspreis von 3,75 USD ct/kWh für 60 MW FPV Saguling und 3,68 USD ct/kWh für 90 MW FPV Singkarak (19) erhalten haben. Saguling ist ein künstlicher Staudamm in Java und Singkarak ist ein natürlicher See in Sumatra mit einem bestehenden Kraftwerk.

Vietnam

Das schnelle Wachstum der installierten regenerativen Erzeugungskapazität signalisiert das starke Engagement Vietnams bei der Umsetzung seiner Ziele für regenerative Energien. Von 109 MW oder 0,3 % der gesamten Stromerzeugungskapazität im Jahr 2015 (20) ist die regenerative Stromerzeugungskapazität ohne Wasserkraft auf 3,5 GW (7,2 %) im Jahr 2018 (21) und 5,7 GW (10 %) im Jahr 2019 (22) in die Höhe gestiegen. Der Wert im Jahr 2019 entspricht fast dem Ziel für regenerative Energien für 2025, das im überarbeiteten vietnamesischen Energieentwicklungsplan (“power development plan – PDP”) 7 festgelegt wurde. Von den 75 GW zusätzlicher Erzeugungskapazität bis 2030 sollen 46 GW aus regenerativen Energiequellen stammen. Diese teilen sich auf in 12 GW Solar-, 6 GW Wind- und 28 GW Wasserkraft (23). Der PDP 8, der den neuen Masterplan 2020 – 2030 mit der Vision 2045 enthält, wird voraussichtlich noch in diesem Jahr veröffentlicht werden.

Das Land auf der indochinesischen Halbinsel verbessert fortlaufend seine Marktmechanismen, während ein wettbewerbsfähiger Strommarkt für Großkunden in Vietnam angestrebt wird. Am 16. Dezember 2019 hat die Landesregierung die Richtlinie 9608/BCT-DL erlassen, um eingehende Anträge und Genehmigungen für netzgekoppelte Solaranlagen auszusetzen, nachdem etwa 135 Solarprojekte mit einem Gesamtertrag von 8,9 GW eingereicht wurden. Ungefähr die Hälfte dieser Projekte tragen zur Stromeinspeisung bei, der Rest muss bis Ende 2020 in Betrieb genommen werden, um weiterhin den großzügigen 20-jährigen Einspeisetarif von 9,35 USD ct/kWh („FiT-1“) zu erhalten. Die Folgeverordnung (24) kürzt die Einspeisevergütung und stuft die Beträge anhand der unterschiedlichen Anwendungsbereiche ein. Diese betragen 7,69 USD ct/kWh für FPV, 7,09 USD ct/kWh für PV-Parks und 8,38 USD ct/kWh für PV-Dachanlagen (“FiT 2”). Während Indonesien einen obligatorischen Inlandsanteil als Bedingung des PPA festlegt, fokussiert sich Vietnam auf die Mindestleistung der PV-Anlagen.

Vietnam hat im Juni 2019 erfolgreich die 47,5 MWp Da Mi FPV-Anlage, die erste kommerzielle FPV-Anlage des Landes und in SEA, in Betrieb genommen. Das 51,5 Mio. USD schwere Projekt, welches auf einem bereits bestehenden Wasserkraftdamm gebaut wurde, wird durch ein Darlehen der Asiatischen Entwicklungsbank („Asian Development Bank – ADB“) im Umfang von 37 Mio. USD unterstützt und hat einen Anspruch auf FiT-1(25). Das zweite realisierte Projekt sind die 35 MWp Ho Tam Bo und 35 MWp Ho Gia Hoet FPV-Anlagen, welche vom vietnamesischen Bauträger TOJI Group in zwei separaten, aber nebeneinander­liegenden Stauseen, entwickelt wurde. Die Anlagen wurden am 12. Dezember 2020 (26) in Betrieb genommen und haben ein Anrecht auf FiT-2 erhalten. In den Jahren 2020 und 2021 sollen 100 + 300 MWp FPV-Projekte am Standort der Da Mi FPV-Anlage in einem durch die ADP gesicherten Pilotvorhaben versteigert werden. Im dritten Quartal 2019 prüfte das Ministerium das 5,4 GW FPV Projekt, welches durch die Behörden der Dong Nai Provinz beantragt wurde. Das Projekt wird in acht Pakete aufgeteilt und auf dem bereits bestehenden Wasserkraftdamm, welcher Wasser für 400 MW Tri An Kraftwerk speichert, realisiert (27).

Fazit

In Anbetracht des enormen, ungenutzten FPV-Potenzials und der Schwierigkeit der Region, ihren Energiebedarf mit bezahlbarer und sauberer Energie in Übereinstimmung mit UN SDG Ziel 7 zu decken, wird die Zahl der FPV Installationen in Südostasien weiter ansteigen. Abgesehen von technologischen Innovationen und Produktionsumfang kann die Erschwinglichkeit auch durch eine effiziente und fachgerechte Energiepolitik, welche die Marktmechanismen reguliert, erreicht werden. Aus Sicht des Abnehmers ist der Auktionsmechanismus unbestritten der kosteneffizienteste Weg um Energie, welche von IPP produziert wurde, zu beziehen.

Ein divergierendes Ergebnis zweier Länder mit ähnlichen Energiemarktstrukturen aber unterschiedlich umgesetzten PPA/FiT Strategien konnte dargestellt werden (mit dem abschließenden Hinweis, dass die PPA/FiT-Strategie nicht alleinig das Ergebnis beeinflusst). In Indonesien wurden FPV erstmals realisiert, als das Höchstgebotsverfahren angewandt wurde, woraus resultierte, dass weniger Ausgaben für Endenergie anfallen und zudem das Mindestgebot in laufenden Auktionen weniger als die Hälfte des FiT-2 in Vietnam beträgt. Nichtsdestotrotz geht die Entwicklung installierter Kapazitäten nur schleppend voran, da durch die Skaleneffekte von sog. Big Playern eine hohe Hürde gesetzt worden ist. Andererseits hat Vietnam den FPV-Markt mit FiT-1 geöffnet und noch vor der ersten Pilotauktion die Anreize mit FiT-2 weiter gesenkt. Das beispiellose Wachstum der letzten fünf Jahre zeigt, dass mehrphasige Strategien zur Schaffung von Märkten funktionieren, obwohl das Land nun das Problem eines überlasteten Netzes lösen muss und das Wirtschaftswachstum vermutlich den Energieverbrauch übersteigen wird.

Von: Adhi Baskoro

QUELLEN:

  • (1) Apricum (09.2020): Floating solar PV gains global momentum.
  • (2) IHS Markit (05.2020): Asia region to drive floating solar installation growth in next five years.
  • (3) WBG (06.2019): Where Sun Meets Water.
  • (4) Solarplaza (07.2020): Floating solar in Asia.
  • (5) Sungrow (CN) und Ciel-et-Terre (FR) sind zwei international rennomierte schwimmende Anlagen OEM.
  • (6) NREL – Lee, N. et al. (12.2020): Hybrid floating solar photovoltaics-hydropower systems: Benefits and global assessment of technical potential.
  • (7) PV Magazine (21.10.2020): Floating solar plant with LCOE of $0.051/kWh comes online in Malaysia.
  • (8) Researchgate Diskussion (02.2019): https://www.researchgate.net/post/What-are-the-negative-impacts-of-putting-larg-scale-floating-solar-panels-over-any-water-body-like-river-or-canal
  • (9) Bestehende und im Bau befindliche
  • (10) Hogan Lovells (03.2020): Renewable energy projects in Vietnam – 2019 in review and the horizon for 2020.
  • (11) EVN Präsentation (09.2019): Vietnam Wholesale Electricity Market (VWEM) Overview.
  • (12) Eigene Berechnung auf Grundlage von Indonesiens 20-jähriger nationaler Energieplanung, Version 2019.
  • (13) IESR (12.2019): Indonesia Clean Energy Outlook.
  • (14) Minister of Energy and Mineral Resource Decree no. 39/2019. Die 10 Jahresplanung wird jährlich aktualisiert, die Version 2020/2021 ist noch nicht veröffentlicht
  • (15) IEEFA (07.2020): Volts from the Blue—Is Combined Floating Solar and Hydro the Energy Solution for ASEAN?
  • (16) Minister of Public Works and Public Housing Regulation no. 6/2020.
  • (17) IESR (01.2021): Indonesia Energy Transition Outlook 2021.
  • (18) Kumparan (25.11.2020): PLN: Pembangunan PLTS Cirata Siap Dimulai 17 Desember 2020.
  • (19) IESR (01.2021): Indonesia Energy Transition Outlook 2021.
  • (20) EVN Annual Report 2015
  • (21) EVN Annual Report 2018
  • (22) EVN press release (09.2020): Removing obstacles for IPP investors to develop power sources in Vietnam.
  • (23) Decision No. 428/QD-TTg und ihre Zusammenfassung der GIZ (2016): Highlights of the PDP 7 Revised.
  • (24) Decision No. 13/2020/QD-TTg of 2020
  • (25) Die ursprünglichen Anschaffungskosten betragen 1,2 Milliarden VND. Quelle: VIR news (25.09.2019): Hydro-floating solar farms: new opportunity for VN’s renewable energy und Decision No.11/2017/QĐ-TTg.
  • (26) PVTech (05.01.2021): Vietnamese floating solar duo totaling 70MWp complete.
  • (27) Viet Nam News (09.2019): Ministry to review floating solar-power projects on the lake in Đồng Nai.

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