Dunkelblaue Solarzellen, wie sie inzwischen auf 200 000 deutschen Dächern zu finden sind,
kommen hier nicht zum Einsatz. Deren Strom ist viel zu teuer. In Lacalahorra wird ein solarthermisches Kraftwerk gebaut.
Es nutzt die Sonnenhitze, indem Tausende Parabolspiegel Sonnenlicht auf ein 280 Kilometer langes Rohrnetz bündeln.
In diesem erhitzt sich ein spezielles Thermoöl (siehe Grafik) auf 400 Grad. Über einen Wärmetauscher erzeugt es genug Dampf,
um drei Stromgeneratoren mit einer Leistung von insgesamt 150 Megawatt anzutreiben. Bei Bewölkung und im Dunkeln springt ein
Flüssigsalz-Wärmespeicher ein. Liefert auch dessen Wärme nicht genügend Dampf, wird mit Erdgas gefeuert. So kann das Solarkraftwerk
beständig Strom liefern. Seine Jahresproduktion könnte alle Haushalte einer Stadt von der Größe Stuttgarts mit Elektrizität versorgen.
»Am Anfang haben alle nur den Kopf geschüttelt«, erinnert sich Guijarro. Als die deutschen Projektentwickler vor sieben Jahren auf
der Standortsuche für ihr Kraftwerk bei ihm anklopften, hatte die Eisenerzmine, der letzte große Arbeitgeber der Region, gerade den
Betrieb eingestellt. Die wenigen Bauern überlebten nur noch mit den Subventionen der EU. 2500 Einwohner hatte Lacalahorra in den
fünfziger Jahren gehabt, alles sah so aus, als müssten die letzten 800 auch noch gehen. »Heute sind die Leute ziemlich euphorisch«,
sagt der Bürgermeister. An der Rathaustür fordert ein Aushang zur Bewerbung um Jobs bei Bau und Betrieb des Solarkraftwerks auf.
120 Landbesitzer haben ihre staubtrockenen Böden an die Betreibergesellschaft verkauft oder verpachtet. Wer zu lange zögerte,
wurde enteignet. »Mit meiner Unterstützung«, betont Guijarro. »Wir wissen doch alle, wie teuer Erdöl ist. Solarkraftwerken
gehört die Zukunft«.
Das gilt nicht nur in Lacalahorra. Theoretisch kann die Sonne die ganze Welt mit Energie versorgen. In den Sonnengürteln
zwischen dem 20. und 40. Breitengrad auf der Nord- und Südhalbkugel entspricht die Einstrahlung auf ein bis zwei Quadratmetern
dem Stromverbrauch einer vierköpfigen Familie. In Umfragen geht ein Großteil der Bevölkerung davon aus, dass wir uns in 50 Jahren
statt mit Kohle, Öl, Gas und Uran vor allem mit Sonnenenergie versorgen - auch wenn sie bisher praktisch bedeutungslos ist.
Noch wird Solarstrom in Europa nämlich ausschließlich mit Fotovoltaik erzeugt. Die dunkelblau schimmernden Zellen werden wie
Elektronikbauteile aus Silizium gefertigt und setzen selbst schwaches Sonnenlicht direkt in Elektrizität um. Allerdings mit
sehr schlechtem Wirkungsgrad. Deutschland ist zwar Weltmeister der Fotovoltaik mit einer installierten Leistung von 1500
Megawatt. Trotzdem deckt dieser Solarstrom nicht einmal zwei Tausendstel des deutschen Verbrauchs. Selbst unter den
erneuerbaren Energien liegt der Anteil der Fotovoltaik unter zwei Prozent. Die nüchternen Zahlen stehen im Gegensatz
zur Euphorie, die gerade in diesen Tagen wieder hohe Wellen schlägt. Mit fast 500 Ausstellern aus 27 Ländern platzt
die Freiburger Intersolar, Europas größte Messe für Sonnenenergienutzung, aus allen Nähten. Der Umsatz der deutschen
Solarbranche wird in diesem Jahr vier Milliarden Euro übersteigen. Gut 80 Prozent davon gehen auf das Konto der Fotovoltaik.
Erkauft wurde der Boom mit einer im Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) garantierten extrem hohen Vergütung von 40 bis 50 Cent
pro Kilowattstunde, l,3 Milliarden Euro haben die Verbraucher für den bisher erzeugten Solarstrom gezahlt. Er ist fünfmal so
teuer wie Windstrom und zehnmal so teuer wie konventionell erzeugter Strom. Nicht nur der Wirkungsgrad der Fotovoltaik ist
schlecht, auch die Sonne schwächelt bei uns. In der Sahara scheint sie bis zu 4300 Stunden, im andalusischen Lacalahorra über
3000, in Deutschlands Sonnenhauptstadt Freiburg hingegen nur 1800 Stunden im Jahr. Ihre volle Leistung erreichen
Fotovoltaik-Zellen hierzulande im Jahresdurchschnitt nur an 850 bis 900 Stunden.
Daher dauert es auch drei bis fünf Jahre, bis ein hiesiges Fotovoltaik-Modul die Energie erzeugt hat, die zu seiner Herstellung
und Montage nötig war. Bei Windrädern oder solarthermischen Kraftwerken in Südeuropa beträgt diese energetische Amortisation nur
vier bis sieben Monate. Entsprechend gering ist auch die Einsparung der CO2-Emissionen durch Fotovoltaik-Zellen. Wegen der
energieaufwändigen Herstellung werden jeder Kilowattstunde Fotovoltaik-Strom im Durchschnitt 100 bis 200 Gramm CO2 zugerechnet,
etwa ein Viertel der Emissionen eines Gaskraftwerks.
Zwar setzen die meisten Szenarien für den künftigen Energiemix langfristig auf die Sonne, aber nicht auf Fotovoltaik. So hält
der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung für das Jahr 2100 einen Solaranteil von über zwei Dritteln des deutschen
Gesamtverbrauchs für möglich, ein Großteil davon als Stromimport aus Hunderten solarthermischer Großkraftwerke in Südeuropa
und Nordafrika. Eine Studie für das Bundesumweltministerium schätzt, dass die Mittelmeerländer von 2025 an billigeren
Solarstrom liefern als deutsche Kohlekraftwerke.
Bisher gibt es die Zukunftstechnik nur in den USA. Seit Mitte der achtziger Jahre wurden neun solarthermische Kraftwerke mit
insgesamt 350 Megawatt in der kalifornischen Mojave-Wüste in Betrieb genommen. Die europäische Premiere soll in Lacalahorra
stattfinden. Drei Kraftwerksblöcke mit je 50 Megawatt Leistung werden dort nebeneinander gebaut. Für den ersten haben die
Banken die erforderlichen 300 Millionen Euro Anfang Juni bereitgestellt, in zwei Jahren soll er fertig sein.
Das spanische Einspeisegesetz für erneuerbare Energien garantiert einen Abnahmepreis von 21 Cent pro Kilowattstunde.
Wenn die Sonne nicht ausreichend scheint oder der Netzbetreiber eine höhere Leistung wünscht, dürfen bis zu 15 Prozent
der Jahresstromproduktion mit Erdgas erzeugt werden. Das macht solche Kraftwerke in Spanien rentabel. Auch das hat sich
herumgesprochen. Über ein Dutzend Projekte mit insgesamt 1200 Megawatt Leistung sind bereits im Genehmigungsverfahren;
von Endesa bis Iberdrola sind alle großen spanischen Energieunternehmen beteiligt. Die Technik für die solaren
Großkraftwerke wird in Tabernas erprobt, 70 Kilometer östlich von Lacalahorra. Hier, im desierto deAlmería, in Europas
einziger Wüste, wurden Italowestern gedreht - und seit 25 Jahren forschen rund 50 spanische und deutsche Wissenschaftler
auf der Plataforma Solar.
La energía nennen Einheimische die weiträumig eingezäunte Anlage, die wie ein überdimensionales Spiegelkabinett aus der
Ebene wächst. Dabei wird hier mehr Strom verbraucht als produziert. In den Pilotanlagen geht es um die Suche nach der besten
Technik für die Umsetzung der eingefangenen Sonnenhitze in Dampf. Nur wenn die Solarenergie möglichst genau die Anforderungen
eines Gaskraftwerks erfüllt, können dessen technisch ausgereifte und kostengünstige Turbinen und Generatoren im Hybridbetrieb
eingesetzt werden. »Hier geht es um Verbesserungen im Detail, nur selten um Grundlagenforschung«, sagt Christoph Richter vom
Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der die deutsche Forschergruppe leitet. Den aktuellen Boom merkt er deutlich.
»Industrieaufträge decken derzeit über die Hälfte unserer Kosten«.
Bis 1998 wehte neben der spanischen auch die deutsche Fahne am Eingang, dann beendete die Kohl-Regierung die gleichberechtigte
Zusammenarbeit auf der Plataforma. Heute sind die zwölf deutschen Wissenschaftler nur noch Gäste. »Im Rückblick war der
Ausstieg ein Fehler«, sagt Christoph Richter.
Seit damals pumpt die Bundesregierung die Hälfte aller Forschungsmittel für
erneuerbare Energien in die Fotovoltaik. 20 Prozent werden für die Windkraft und nur zehn Prozent für die Solarthermie ausgegeben.
»Fotovoltaik-Zellen haben ein High-Tech-Image«, erklärt Timon Wehnert vom Berliner Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung
das Ungleichgewicht, »sie sind lautlos, sauber, und nichts bewegt sich«. Keine dreckige Biomasse oder lästigen Windräder, nur ein paar
schicke Plättchen auf dem Dach, schon fließt der Strom. Sinnvoll ist das überall dort, wo es keinen Stromanschluss gibt - etwa auf
Parkscheinautomaten, Verkehrsschildern, Campingplätzen oder in abgelegenen Dörfern Afrikas und Asiens. Sobald der Strom aber ins
Netz eingespeist werden soll, sind solarthermische Kraftwerke der Fotovoltaik haushoch überlegen.
Allerdings nicht in Deutschland. Denn nur direkte Sonnenstrahlung lässt sich mit Spiegeln konzentrieren. Schon ein dünner
Wolkenschleier senkt den Wirkungsgrad solarthermischer Kraftwerke deutlich, bei bedecktem Himmel liefern sie überhaupt keinen
Strom. Während in den Sonnengürteln der Erde 70 bis 80 Prozent der Solarenergie als Direktstrahlung ankommen, ist es in Deutschland
nur die Hälfte. Der Rest dringt als diffuses Licht durch die Wolken. Wasser lässt sich damit auf Duschtemperatur erwärmen, aber für
eine effiziente und konkurrenzfähige Stromerzeugung wird es auf absehbare Zeit nicht reichen.
Schon heute geht ein Drittel der in Deutschland produzierten Fotovoltaik-Module in den Export, in 15 Jahren werden es 70 Prozent sein,
hofft der Branchenverband. Gleichzeitig stammt ungefähr jedes zweite in Deutschland installierte Solarmodul aus dem Ausland, vor
allem aus Japan und China. Eigentlich sollten die Stromverbraucher mit der Abgabe, zu der sie das EEG verpflichtet, zur Energiewende
in Deutschland beitragen. Jetzt betreiben sie damit Exportförderung und schaffen Arbeitsplätze in Ostasien. Und mit jedem neu auf
einem deutschen Dach installierten Solarmodul sinkt die Gesamteffizienz unserer erneuerbaren Energie.
Fachleuten ist dieses Dilemma bekannt. Doch kaum einer möchte sich öffentlich dazu äußern. »Die Fotovoltaik wird nicht zu viel, die
anderen Technologien werden zu wenig gefördert«, ist das Äußerste, was zum Beispiel Joachim Nitsch vom Stuttgarter Institut für
Technische Thermodynamik sagen möchte. Er ist einer der wichtigsten Vordenker erneuerbarer Energien in Deutschland. Stephan Kohler,
Geschäftsführer der Deutschen Energie-Agentur, fordert eine Änderung der Einspeisevergütung für Fotovoltaik-Strom. »Bei den
derzeitigen Wachstumsraten würden wir 2015 sonst 2,2 Milliarden Euro im Jahr für ein Prozent unserer Stromerzeugung zahlen«.
Im sonnenreichen Spanien spielt Fotovoltaik keine Rolle. Schon der erste Block des Kraftwerks von Lacalahorra wird mehr Strom
erzeugen als alle spanischen Fotovoltaik-Module zusammen. Deutsche Firmen sind mit dabei. Projektiert wurde es von der Solar
Millennium AG aus Erlangen, die 25 Prozent an der Betreibergesellschaft Andasol hält. Für die schlüsselfertige Erstellung des
Solarkraftwerks sorgt ACS-Cobra. ACS ist der drittgrößte Anlagenbauer Europas, ein spanisches Familienunternehmen. Ein Großteil
der Technik stammt trotzdem aus Deutschland. Der bayerische Autospiegel-Hersteller Flabeg ist derzeit das weltweit einzige
Unternehmen, das die gebogenen Spiegel für Parabolrinnen liefern kann. Und die zugehörigen Empfänger kommen entweder von Solei
aus Israel oder von Schott. Sie bestehen aus einem Stahlrohr, in dem das vom konzentrierten Sonnenlicht aufgeheizte Öl zirkuliert.
Umgeben wird es von einem Glasrohr, Vakuum isoliert beide Rohre voneinander. Damit es an den Verbindungsstellen nicht bricht,
haben die Schott-Ingenieure ein Spezialglas entwickelt, das sich beim Erhitzen genau so ausdehnt wie Stahl. Gerade hat im
fränkischen Mitterteich die Serienfertigung für den ersten Abschnitt des Großkraftwerks von Lacalahorra begonnen.
Auf der Plataforma Solar werden die langen Reihen von Parabolrinnen von einem so genannten Solarturm weit überragt. Hier lenken
bewegliche Spiegel (Heliostaten) das Sonnenlicht auf eine Quarzglasscheibe an der Turmspitze und erzeugen dahinter Temperaturen
von bis zu 1000 Grad. Damit lässt sich Druckluft so aufheizen, dass sie ohne den Umweg über Wasserdampf direkt auf eine Gasturbine
geleitet werden kann. Der Lohn ist ein deutlich verbesserter Wirkungsgrad.
Ausgereift ist Hochtemperaturtechnik noch nicht. Der erste kommerzielle Solarturm wird deshalb nur bei Temperaturen knapp unter
300 Grad arbeiten. PS-10 heißt das Kraftwerk, das mitten zwischen Getreidefeldern außerhalb der andalusischen Hauptstadt Sevilla
gebaut wird. Der 90 Meter hohe Turm steht bereits, ebenso die 76l Heliostaten. Noch zeigen ihre Spiegelflächen nach unten, aber
von Oktober an soll PS-10 mit gut zehn Megawatt das spanische Netz stärken.
»Im Moment hat die Parabolrinne noch einen deutlichen Entwicklungsvorsprung«, sagt Christoph Richter von der Plataforma Solar,
»aber das höhere Potenzial hat der Turm.« Türme versprächen nicht nur bessere Effizienz, sondern benötigten auch weniger Fläche,
die zudem nicht eben sein müsse. Langfristig würden beide Systeme je nach Standort und Anwendung nebeneinander existieren.
»Autos fahren ja auch mal mit Benzin, mal mit Diesel«.
Das spanische Einspeisegesetz hat den aktuellen Boom der solarthermischen Kraftwerksprojekte ausgelöst. Ob sie in 30 Jahren
tatsächlich fünf Prozent des globalen Strombedarfs decken, wie es die Solarthermie-Fachgruppe der Internationalen Energie
Agentur für möglich hält, hängt nicht nur von solchen energiepolitischen Vorgaben, sondern auch von der Lösung vieler
technischer Probleme ab.
Dazu gehört zum Beispiel die Standfestigkeit der großen Spiegel. Schon ab Windstärke sechs müssen die bisher erprobten
Parabolrinnen und Heliostaten in eine horizontale Ruhestellung gedreht werden, damit der Wind sie nicht beschädigt.
Der in Lacalahorra geplante Zwischenspeicher mit 25 000 Tonnen flüssigem Salz, das je nach Wärmebedarf zwischen einem
kühleren und einem heißeren Tank hin- und hergepumpt werden soll, existiert bisher nur in einem kleinen Modell auf der
Plataforma Solar. Die Direktverdampfung von Wasser im Rohr der Parabolrinne hätte einen deutlich besseren Wirkungsgrad
als der bisherige Umweg über Thermoöl und Wärmetauscher. Doch in der Testanlage kämpfen die Ingenieure noch mit unberechenbaren
Wirbeln, die den Durchfluss stören. Und schließlich benötigen solarthermische Kraftwerke große Mengen Kühlwasser.
»Spanien hat viel Sonne, aber wenig Wasser«, gibt Enrique Martínez zu bedenken. Als Direktor des Verbandes der
Erneuerbare-Energie-Produzenten ist er eigentlich eine Art Berufsoptimist. Doch dort, wo in Spanien viel Obst und
Gemüse angebaut werde, drohe zwischen Land- und Energiewirtschaft ein harter Streit um knappe Wasserressourcen.
In Nordafrika dürfte er noch schärfer ausfallen. Technisch ist zwar auch Luftkühlung möglich, der Wirkungsgrad sinkt
dann jedoch deutlich. Ideal wäre die Kombination mit Meerwasserentsalzung. Die Abwärme des Kraftwerks könnte quasi nebenbei
Trinkwasser erzeugen. Die Investitionskosten sind dafür jedoch sehr hoch, und die Sonneneinstrahlung ist an der Küste
geringer als im Inland. Auch in Nordafrika und auf der Arabischen Halbinsel gibt es zahlreiche solarthermische Kraftwerksprojekte,
so konkret wie in Spanien ist aber noch keines davon. Und bevor die arabischen Länder Solarstrom nach Europa exportieren, müssen
sie zunächst ihren eigenen, schnell wachsenden Strombedarf decken. Unter der Straße von Gibraltar liegt zwar bereits ein
Hochspannungskabel. Genutzt wird es von Marokko allerdings nicht für den Export von Ökoenergie, sondern für den Import
großer Mengen französischen Atomstroms.
Entscheidend ist nicht die Menge der produzierten Energie, sondern das Zusammenspiel von Angebot und Nachfrage im Stromnetz.
In Andalusien passt Solarenergie gut zum Bedarf: Er ist im Hochsommer am höchsten, weil viele zur Mittagszeit ihre Klimaanlagen
hochdrehen. Insgesamt bietet sich eine Kombination aus Sonnen- und Windenergie an. Denn wenn die Sonne nicht scheint, bläst meist
der Wind, bei Flaute strahlt die Sonne. In der Summe liefern viele Wind- und Sonnenkraftwerke eine recht konstante und zuverlässig
kalkulierbare Leistung. Bis Solarkraftwerke jedoch so viel leisten werden, wie Spaniens Windanlagen schon heute maximal einspeisen
können (10 000 Megawatt), wird noch viel Zeit vergehen.
Denn gute Kraftwerkstandorte sind schwer zu finden. »Sie brauchen eine große, möglichst ebene und bezahlbare Fläche, für 100 Megawatt
Leistung rund 400 Hektar«, sagt Michael Geyer von der Erlanger Firma Solar Millennium. Er hatte schon 1998 mit der Suche nach einem
Platz für das erste solare Großkraftwerk begonnen. »Sie brauchen viele Sonnenstunden, reichlich Wasser, einen Netzanschluss.
Und die Unterstützung der Bevölkerung.« In Lacalahorra hat er nicht nur Land gekauft und gepachtet, sondern in manchem Vertrag
auch einen Job zugesagt. Wer im Solarkraftwerk Arbeit findet, so sein Kalkül, wird kaum zulassen, dass Halbstarke nachts
Steine auf die Spiegel werfen.
Bürgermeister Moises Guijarro hat er mit einer Einladung nach Kalifornien begeistert. »Die Solarkraftwerke sind dort eine
Touristenattraktion«, erinnert sich El Filósofo. Andalusiens weiße Häuser reflektieren so viel Sonnenlicht wie möglich, die
Parabolrinnen schlucken es. »Man spaziert dazwischen herum, als sei man im Paradies«.
Quelle: Bericht von Dirk Asendorpf / Die Zeit / Wissen / Seite 27f vom 22. Juni 2006
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