Abbildung 1: Solaranlage am VBZ-Standort Wollishofen (Bildquelle).

Die Solarenergie wird in der Schweiz mittels kostendeckender Einspeisevergütung und Einmalvergütung gefördert und hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Im Jahr 2019 waren in der Schweiz Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtproduktion von 2,2 TWh/a installiert. Hinzu kommen 0,7 TWh/a Wärme aus Sonnenkollektoren (vgl. Tab. 4.4, BFE-Bericht Markterhebung Sonnenenergie 2019).

Es lassen sich folgende Typen von Solaranlagen auf Gebäuden oder Infrastrukturen unterschieden:

• Dachphotovoltaik: Photovoltaikanlagen werden heute fast ausschliesslich auf Gebäudedächern installiert und haben den allergrössten Anteil an der Gesamtproduktion von 2,2 TWh/a.
• Fassadenphotovoltaik: Fassadenanlagen sind insbesondere aus Kostengründen noch wenig verbreitet. Im Jahr 2020 wurden lediglich 0,5% aller neu installierten Solarmodule auf Fassaden montiert (vgl. Kapitel 2.4, BFE-Bericht Statistik Sonnenenergie 2020). Ihr heutiger Beitrag zur Gebäudephotovoltaik-Gesamtproduktion ist vernachlässigbar.
• Photovoltaik auf Infrastrukturen umfasst Solaranlagen auf Lärmschutzwänden, Autobahn­überdachungen, Strassenböschungen, Parkplätzen, Gleisüberdachungen, Staumauern und Abwasserreinigungsanlagen. Gemäss der BFE-Statistik Sonnenenergie wurden im Jahr 2020 lediglich 0,8% aller neu installierten Solarmodule auf Infrastrukturen montiert , Ihr heutiger Beitrag zur Gebäudephotovoltaik-Gesamtproduktion ist vernachlässigbar.  
• Solarkollektoren erzeugen aus Sonnenlicht Wärme und werden zur Heizung von Einfamilienhäusern sowie zur Warmwasseraufbereitung eingesetzt. zur Raumheizung. Ihr Energieertrag stagniert seit einigen Jahren bei rund 0,7 TWh/a.

Auf einen Ausbau der solaren Wärmenutzung wird verzichtet, weil diese für den Ersatz der fossilen Energieträger nicht eingesetzt wird. Bei der Herleitung des Potenzials der übrigen Solaranlagetypen wurde das gesamte technisch realisierbare Potenzial berücksichtigt. Wirtschaftliche Überlegungen, welche zu deutlich kleineren Leistungszahlen führen, sind an dieser Stelle nicht eingeflossen.

Ausbaupotenzial der Dachphotovoltaik

Das technisch realisierbare Solarstrompotenzial auf schweizerischen Dächern beläuft sich gemäss einem Analysebericht der ZHAW  auf 38,8 TWh/a. Dabei wurden ausgehend vom theoretischen Potenzial auf allen Dachflächen von knapp 100 TWh/a alle Dachflächen mit einer mittleren oder schlechteren Sonneneinstrahlung ausgeschlossen. Für die verbleibenden 77 TWh/a wurde die für PV-Module ausnutzbaren Fläche bestimmt, was zu einer weiteren Reduktion des Potenzials auf 38,8 TWh/a bei einem Modulwirkungsgrad von 17% führte. 2,2 TWh/a waren im Jahr 2019 bereits realisiert woraus sich ein Ausbaupotenzial von 36,6 TWh/a ergibt.

Für im Bereich der Dachphotovoltaik werden in der Schweiz heute meist monokristalline Solarmodule eingesetzt. Sie erreichen mit rund 21 % den höchsten Wirkungsgrad aller für den Eigenheimbereich verfügbaren Modultypen (siehe). Wird beim zukünftigen Ausbau der Dachphotovoltaik vom genannten Wirkungsgrad von 21% ausgegangen wird, vergrössert sich das von der ZHAW hergeleitete Potenzial von 36,6 TWh/a auf 45,2 TWh/a.

Für die Abschätzung der Verteilung auf das Sommer- und Winterhalbjahr kann die Studie Winterstrom Schweiz herangezogen werden. Gemäss Tab. 4 der Studie entfallen 74% resp. 33,8 TWh/a dieser Solarstromproduktion auf den Sommer und 26% resp. 11,9 TWh/a auf den Winter.

Die Kosten von Solaranlagen auf Dächern hängen stark von der jeweiligen Dachfläche ab. In einer Auftragsstudie für die Schweizer Energiestiftung hat die ZHAW Wädenswil die durchschnittlichen spezifischen Kosten von Solardachanlagen aufgrund der Flächenanteile der verschiedenen Anlagenkategorien mit rund 1’800 CHF/MWh bestimmt (vgl. Tabelle 1).

Tabelle 1: Angenommene spezifische Kosten für unterschiedliche PV-Anlagengrössen im Jahr 2020. Zur Berechnung der durchschnittlichen spezifischen Kosten wurde die Kosten pro Kategorie mit dem jeweiligen Flächenanteil auf Dächern gemäss Sonnendach.ch gewichtet (Quelle: Tab 3, https://energiestiftung.ch/files/energiestiftung/publikationen/pdf/20200622_ZHAW_Studie_Photovoltaik-Zubau-Schweiz-Arbeitsplaetze.pdf).

Kategorie [kWp]	Flächen- anteil [%]	Ausbau- potenzial [TWh/a]	Winter- anteil [%]	Spezifische  Kosten [CHF/MWh]	Strom- kosten [CHF/MWh]	Invest.- kosten [Mia. CHF]
2 – 4	2	1.0	26	3’000	172	2.5
4 – 20	34	15.5	26	2’500	143	31.4
20 – 50	28	12.6	26	1’700	97	17.4
50 – 300	25	11.3	26	1’200	69	10.9
>300	10	4.7	26	750	43	2.9
Gesamt	100	45.2	26	1’781	103	65.2

Für die Berechnung der resultierenden Stromkosten wird von einer Nutzungsdauer der Anlagen von 30 Jahren, einem Realzins von 1,6% und Betriebskosten von 1,5% der Investitionskosten ausgegangen. Die jährliche Leistungsminderung der Solarmodule wird nicht berücksichtigt. Daraus ergibt sich ein mittlerer Strompreis von 103 CHF/MWh.

Ausbaupotenzial der Fassadenphotovoltaik

Zusätzlich zum Dach kann auch die Fassade photovoltaisch genutzt werden. Laut einer optimistischen Schätzung des BFE besteht ein Potenzial von 17,0 TWh/a aufgrund der Nutzung der Hausfassaden.

Bei der Berechnung dieses Potenzials wurden alle mindestens 20 m² grossen Fassaden mit einer mittleren bis hervorragenden Sonneneinstrahlung berücksichtigt, die zudem einen bestimmten Mindestabstand zu schützenswerten Ortsbildern der Schweiz haben. Das Solarstrompotenzial der so definierten Fassadenflächen wurde dann mit einer optimistisch hohen angenommenen Belegung mit Photovoltaik-Modulen von 45 bis 60% je nach Gebäudetyp berechnet. Da bisher nur vereinzelt Fassadenanlagen realisiert wurden entspricht das genannte Potenzial von 17,0 TWh/a auch dem Ausbaupotenzial.

Mit 39% ist der Winterstromanteil von Fassadenanlagen deutlich höher als von Dachanlagen (vgl. Studie Winterstrom Schweiz, Tab. 4). Daraus ergeben sich 10,4 TWh/a im Sommer und 6,6 TWh/a im Winter.

Solarfassadenanlagen sind bei gleicher Leistung teurer als Solardachanlagen. Dies weil sie aufgrund der vertikalen Ausrichtung eine grössere Modulfläche benötigt wird und auch die Montagekosten höher sind. Überschlagsmässig kann von 50% höheren spezifischen Kosten ausgegangen werden (siehe). Mit angenommenen spezifischen Kosten von 2’700 CHF/MWh resultiert bei einer Nutzungsdauer der Anlagen von 30 Jahren, einem Realzins von 1,6% und Betriebskosten von 1,5% der Investitionskosten ein Strompreis von 154 CHF/MWh.

Ausbaupotenzial der Photovoltaik auf Infrastrukturanlagen

Das realistische Potenzial für Photovoltaik auf Infrastrukturanlagen und Konversionsflächen wurde im Rahmen einer Studie von InfraSolaire erhoben. . In Tabelle 1 sind die Kenndaten der wichtigsten Infrastrukturkategorien zusammengestellt. Dabei wurden alle Kategorien mit einem realistischen Leistungspotenzial von mehr als 50 MWp berücksichtigt. Die ebenfalls in der InfraSolaire aufgeführten PV-Anlagen auf Stauseen und Konversionsflächen (Deponien, Kiesgruben und Steinbrüche) werden zusammen mit den anderen Freiflächenanlagen in Kapitel 3.1.4 behandelt.

Tabelle 2: Realistisches Solarstrompotenzial der wichtigsten Infrastrukturkategorien in der Schweiz (Quelle: https://f.hubspotusercontent40.net/hubfs/7195893/Infrasolaire/Studie%20InfraSolaire_Endbericht.pdf).

Infrastrukturkategorie	Leistung [MWp]	Ausbau- potenzial [TWh/a]	Winter- anteil [%]	Spezifische  Kosten [CHF/MWh]	Strom- kosten [CHF/MWh]	Invest.- kosten [Mia. CHF]
Lärmschutzwände	0.3	0.3	35	2’000	114	0.5
Autobahnüberdachungen	2.0	2.0	26	3’500	200	7.0
Böschungen	1.0	1.0	26	1’400	80	1.4
Parkplatzüberdachungen	2.5	2.5	26	2’000	114	5.0
Gleis/Perron Überdachungen	0.1	0.1	26	2’000	114	0.2
Staumauern	0.1	0.2	50	1’667	95	0.3
Abwasserreinigungsanlagen	0.4	0.4	26	2’400	137	1.0
Total	6.4	6.4	27	2’389	137	15.4

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, beläuft sich das technisch realisierbare Solarstrompotenzial auf Infrastrukturen auf 6,4 TWh/a. Da bisher nur vereinzelt Solaranlagen auf Infrastrukturanlagen realisiert wurden entspricht das genannte Potenzial von 6,4 TWh/a auch dem Ausbaupotenzial. Davon entfallen 73% resp. 4,7 TWh/a der Solarstromproduktion auf den Sommer und 27% resp. 1,7 TWh/a auf den Winter.

Die Investitionskosten für die Realisierung des Ausbaupotenzials auf Infrastrukturanlagen betragen gemäss Tabelle 8 rund 15,4 Mia. CHF was spezifischen Kosten von 2’400 CHF/MWh entspricht. Bei einer Nutzungsdauer der Anlagen von 30 Jahren, einem Realzins von 1,6% und Betriebskosten von 1,5% der Investitionskosten ergibt sich ein Strompreispreis von 137 CHF/MWh.

Akzeptanz der Gebäudephotovoltaik

Flächenbedarf und Landschaftsbeeinträchtigung durch die Gebäudephotovoltaik sind sehr gering. Sie beeinträchtigen allenfalls das individuelle ästhetische Empfinden, stellen aber keinen Landschaftseingriff im eigentlichen Sinne dar. Zudem wurde der Schutz der historischen Dorf- und Stadtbilder wurde bei der Bestimmung des Ausbaupotenzials berücksichtigt.

Aus diesen Gründen ist die Installation von Solaranlagen auf Dächern, Fassaden und Infrastrukturanlagen politisch weitgehend unumstritten.