Solarthermie Stromerzeugung aus Sonnenhitze

Mehrere deutsche Unternehmen wollen am 13. Juli die Chancen auf ein Riesenprojekt zur Erzeugung von Solarstrom in Nordafrika für den europäischen Markt ausloten. Die Münchener Rück, der Versorger RWE, die Deutsche Bank und Siemens erwägen, für rund 400 Milliarden Euro solarthermische Kraftwerke und Stromnetze zu erreichten (siehe Gigantisches Projekt: 400 Milliarden Euro für Solarstrom aus der Wüste). Im Folgenden einige Informationen zur Solarthermie.

Energieumwandlung

Im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen, die über Siliziumkomponenten Strom direkt aus Sonnenlicht erzeugt, wandeln solarthermische Kraftwerke die Sonnenhitze indirekt in Strom um. Dazu wird die Sonneneinstrahlung über Spiegel gebündelt und je nach Technik auf einen Punkt oder auf Röhren fokussiert.

Technik

Die gebündelte Sonnenenergie erhitzt in den heute gängigen Solarkraftwerkstypen ein Wärmeleitmedium in Röhren, die im Brennpunkt von Parabolspiegeln verlaufen. Dafür wird meist ein Spezialöl des amerikanischen Konzerns Dow Corning oder ein schmelzbares Salz verwendet. Das heiße Öl fließt zu einem Wärmetauscher, in dem Wasser zum Verdampfen gebracht wird. Der unter Druck stehende Dampf treibt schließlich eine Turbine an. Der Wirkungsgrad liegt je nach Betrachtungsmethode zwischen 16 und 25 Prozent und damit
höher als bei Photovoltaik.

Energieerzeugung bei Nacht

Um auch in der Nacht Strom produzieren zu können, wird die tagsüber erzeugte Hitze in einem riesigen Salztank gespeichert. Das durch die Hitze verflüssigte Spezialsalz gibt in der Nacht die aufgenommene Wärme weiter ab und hält so den Dampfstrom
und damit die Energieerzeugung in Gang, bis die Sonne wieder aufgeht.

Bestehende Kraftwerke

Europas bislang einziger solarthermischer Kraftwerkspark im regulären Betrieb steht in Südspanien in der Nähe von Granada und soll nach endgültiger Fertigstellung 150 Megawatt an subventioniertem Strom ins Netz einspeisen. Die erste Ausbaustufe liefert bereits Energie für 200.000 Menschen. Das Kraftwerk wurde von einem Konsortium um den Erlanger Solarkraftwerksentwickler Solar Millennium, MAN Ferrostaal und dem spanischen Baukonzern ACS Cobra errichtet. Die Parabolrinnenspiegel lieferte der Nürnberger Spezialist Flabeg, die Gasturbine Siemens.

Bislang wurde diese Art der Stromerzeugung vor allem in den USA genutzt, wo zehn Anlagen in Kalifornien und Nevada am Netz sind. Weltweit entstehen derzeit zahlreiche weitere, vor allem in Spanien, Ägypten, Algerien, Marokko, am Golf, in Israel und in China.

Probleme der Solarthermie

Die solarthermische Energieerzeugung hat mit verschiedenen Problemen zu kämpfen. So stellt die Wahl des Standorts für die gigantischen Spiegelparks die Betreiber vor zahlreiche Schwierigkeiten. Selbst bei optimalen klimatischen Bedingungen dauert der Erwerb der Grundstücke vor allem in Europa meist Jahre. Bei entlegenen Standorten, etwa in Nordafrika, müssen zudem sehr lange Netzanbindungen gebaut werden. Um den Strom effizient nach Europa zu transportieren, sind teure Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen (HGÜ) notwendig, die den Leitungsverlust auf dem Weg von der Sahara bis nach Deutschland auf 15 bis 20 Prozent begrenzen.

Das Desertec-Projekt

Das sogenannte Desertec-Projekt geht auf eine Initiative des Club of Rome aus dem Jahr 2003 zurück. Eine Gruppe von Wissenschaftlern und Politikern will in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Nordafrika und den Mittleren Osten als Lieferregion von erneuerbaren Energien erschließen, vor allem Solarthermie und Windkraft. Die geplanten Anlagen soll nicht nur Strom für die Region und Europa liefern, sondern auch örtlich zur Entsalzung von Meerwasser dienen. In einem im Februar 2009 veröffentlichtem Weißbuch veranschlagen die Experten die Lieferkapazität von 2020 bis 2025 an auf 60 Terrawattstunden jährlich. Bis 2050 könnte die Leistung auf jährlich 700 Terrawattstunden steigen. Den Preis schätzt Desertec dann auf 0,05 Euro pro Kilowattstunde.