Strom aus Solarwärme: Solarthermische Kraftwerke als Option für eine klimafreundliche Elektrizitätsversorgung

In sonnenbegünstigten Regionen der Erde sind solarthermische Kraftwerke eine wichtige Technologieoption für die umwelt- und klimafreundliche Stromversorgung. Nur ein Prozent der Fläche der Sahara würde theoretisch ausreichen, um den gesamten Elektrizitätsbedarf der Erde zu decken; das Potenzial im so genannten Sonnengürtel der Erde könnte langfristig ein Vielfaches des globalen Strombedarfs decken. Die Stromerzeugung mit Solarwärme basiert auf einem einfachen Prinzip: Die Sonnenstrahlung wird mit konzentrierenden Spiegeln gebündelt und in thermische Energie umgesetzt. Die anfallenden hohen Temperaturen werden für den Antrieb konventioneller Dampf- und Gasturbinen oder einer Stirling-Maschine verwendet. In Zusammenarbeit mit dem BINE Informationsdienst informiert der Solarserver über den aktuellen Entwicklungsstand und die wirtschaftlichen Perspektiven. Eine Einführung in die technischen Grundlagen bietet der Beitrag "Solarthermische Kraftwerke: Technologie-Transfer in den "Sonnengürtel"

Die derzeit kostengünstigste Variante, um aus Sonnenenergie Strom zu gewinnen, sind Parabolrinnensysteme. In Spanien sind mehrere Kraftwerksprojekte geplant beziehungsweise bereits realisiert. Die unter den dortigen Bedingungen im reinen Solarbetrieb erzielbaren Stromgestehungskosten werden bei zirka 16 Cent pro Kilowattstunde liegen.
Bild: Parabolrinnenkollektoren auf der "Plataforma de Solar Almería". (Foto: Quaschning)

Deutsche und europäische Forschungsinstitute und Unternehmen gehören weltweit zur Spitze bei der Entwicklung von Solarwärme-Kraftwerken zur Stromproduktion. Nach Auffassung des Bundesumweltministeriums (BMU) gilt es, solche Anlagen zur umweltfreundlichen Stromerzeugung zu exportieren und in den sonnenreichen Ländern des Südens zu realisieren. Das würde nicht nur den Klimaschutz voranbringen, sondern Arbeitsplätze schaffen - auch in Deutschland, betont das BMU. Zur führenden Stellung Deutschlands in diesem Sektor hat das Zukunftsinvestitionsprogramm der Bundesregierung mit Forschungsvorhaben im Umfang von 10 Millionen Euro beigetragen. Künftig wird die Förderung im Rahmen der allgemeinen Forschungsförderung fortgeführt. Gefördert werden Projekte wie beispielsweise das Parabolrinnenkraftwerk der Solar Millenium AG mit einer geplanten Gesamtleistung von 100 Megawatt, neue Solarturmkonzepte sowie kleinere Anlagen für dezentrale Energieversorgung (Dish-Stirling-Systeme).

Für den wirtschaftlichen Betrieb dieser Anlagen kommen vor allem Standorte südlich des 40. Breitengrades in Frage. Das Bundesumweltministerium setzt sich verstärkt für die Markteinführung dieser Technologie ein. Auch die Europäische Kommmission unterstützt Forschung und Entwicklung im Bereich erneuerbare Energien, darunter der konzentrierten Solarwärme. Bei einem Informationsgespräch Anfang März 2004 in Almeria betonte EU-Forschungskommissar Philippe Busquin, Europa sei führend bei der Entwicklung und Implementierung bahnbrechender Forschungsergebnisse sowie beim Technologietransfer. "Obwohl uns fossile Brennstoffe noch lange begleiten werden, müssen wir die Nutzung alternativer Energiequellen voranbringen, um die wirtschaftliche Entwicklung Europas wirklich nachhaltig zu gestalten", sagte Busquin. Fachleute erwarten, dass nach jahrelangem Stillstand in absehbarer Zukunft neue Solarkraftwerke in Indien und in den USA gebaut werden.

Kommerzielles Vorbild in den USA, neue Projekte in Spanien

Neun Solarkraftwerke in der Mojave-Wüste in Südkalifornien mit einer Leistung von 354 Megawatt (MW) produzieren jährlich etwa 800 Megawattstunden Solarstrom. Die eingesetzten Parabolrinnensysteme sind die gegenwärtig kostengünstigste Variante, um aus Sonnenenergie Strom zu gewinnen.

Bild: Solarkraftwerk bei Kramer Junction, USA: Über 2 Millionen Quadratmeter Parabolrinnenkollektoren mit einer Stromerzeugungskapazität von 354 Megawatt produzierten bis Ende 2001 fast 10 Milliarden Kilowattstunden Solarstrom und Erlöse in Höhe von rund 1,5 Milliarden US-Dollar. Quelle: Forschungsverbund Sonnenenergie; DLR.

Die weltweit einzigen kommerziell betriebenen solarthermischen Kraftwerke, erzeugen seit mehr als 15 Jahren Strom zu konkurrenzfähigen Preisen. Die letzte der insgesamt neun Anlagen wurde 1991 errichtet. Kommerzielle Nachfolgeprojekte blieben jedoch bislang aus.