Solarwärme in Europa: wachsende Märkte, bessere politische Rahmenbedingungen und vorbildliche technische Lösungen
von Rolf Hug
16.05.2007
Der im April 2007 verabschiedete Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses der Vereinten Nationen zu globalen Klimaänderungen (IPCC) zu den Folgen eines ungebremsten
Klimawandels warnt, dass Hunderte Millionen Menschen unter Wassermangel leiden und Millionen Menschen gesundheitlich von der globalen Erwärmung betroffen sein werden. Krankheiten
und Verletzungen durch Hitzewellen, Überschwemmungen, Stürme, Brände und Dürren werden erwartet. In einer umfassenden volkswirtschaftlichen Analyse des Klimawandels im Auftrag der
britischen Regierung hatte Sir Nicholas Stern bereits am 30.10.2006 die Kosten für unterlassenen Klimaschutz mit den Verlusten für die Weltwirtschaft verglichen, die in der Zeit
zwischen 1914-1945 entstanden, in der zwei Weltkriege und die Weltwirtschaftskrise liegen.
Solarthermie: EffizienteTechnologie
zur Heizung und Kühlung mit der Sonne
Experten sind sich mittlerweile einig, dass die erneuerbaren Energien nun wesentlich schneller Kohle, Erdöl und Erdgas ersetzen müssen, um den Klimawandel wirksam zu bremsen. Die
Solarenergie wird dabei einen wesentlichen Anteil übernehmen, das Interesse der Bevölkerung sowie der politisch Verantwortlichen steigt derzeit stark.
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Solar-Report als PDF-Dokument
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Links: Sonnenkollektoren eröffnen ein riesiges Potenzial zur klimafreundlichen und wirtschaftlichen Heizung und Kühlung. Rechts: Absorberproduktion bei der SunLaser AG.
Foto: estec2007; SunLaser AG.
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Eine wichtige Antwort auf die Gefahren der globalen Erwärmung ist die weltweite Nutzung der Solarwärme. Mit der Solarthermie als Technologie zur effektiven, wirtschaftlichen und
dezentralen Heizung und Kühlung mit der Sonne beschäftigt sich die Internationale Solarwärme-Industriekonferenz estec 2007 am 19. und 20. Juni im Vorfeld der Intersolar 2007 in
Freiburg im Breisgau. Der erste Teil des umfangreichen Solar-Reports zeigt die aktuelle Entwicklung der Solarwärme-Nutzung in Europa und beleuchtet neue, rasant wachsende Märkte
sowie deren politische Rahmenbedingungen. Der zweite Teil berichtet über technische Neuerungen und gibt einen Einblick in die aktuelle Forschung.
Ambitionierter Aktionsplan für solare Wärme in ganz Europa
"Mit dem Beschluss des Europäischen Rates vom 9. März, den Anteil der erneuerbaren Energien bis 2020 auf 20 % zu steigern, sind wir in eine neue Phase der Nutzung der Solarwärme
eingetreten", sagt der neue Präsident der European Solar Thermal Industry Federation (ESTIF), Gerhard Rabensteiner. Der Präsident des europäischen Solarwärme-Industrieverbandes
wird zur Eröffnung der estec2007 einen Aktionsplan für die Solarthermie in Europa vorstellen, welcher die Vorteile der solaren Heizung und Kühlung aufzeigt und greifbare Ziele für
das Jahr 2020 benennt. Konkrete Richtlinien für die Förderung sollen die Politik bei der Einführung wirksamer Ma ßnahmen unterstützen.
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Der Boom steht noch bevor: Wachstumsszenario für die Solarwärme-Kapazität in Europa. Quelle: estec2007
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Die europäischen Hersteller von Solarwärmeanlagen betonen, dass die Solarthermie mit eindeutigen Zielen und politischen Vorgaben die Kosten fossiler Brennstoffe für Millionen von
Bürgern senken und Millionen Tonnen CO2 einsparen kann. "Millionen Europäer erwärmen ihr Wasser bereits mit solarthermischen Anlagen und heizen so auch ihre Wohnung", betonte
Rabensteiners Vorgänger Ole Pilgaard. "Doch in vielen Ländern haben die Solarwärme-Märkte noch nicht die kritische Masse für ein anhaltendes Wachstum aus eigner Kraft erreicht.
Deshalb haben wir deutliche Empfehlungen für eine wirksame Förderpolitik entwickelt, die auf den Erfahrungen in vielen Ländern basieren", kommentierte Pilgaard den Aktionsplan.
Ein Quadratmeter Sonnenkollektorfläche pro Einwohner bis 2020
und 320 Gigawatt Solarwärme-Leistung insgesamt
Die ESTIF verfolgt ein ehrgeiziges Ziel: Bis zum Jahr 2020 soll in der EU ein Quadratmeter Solarkollektorfläche pro Einwohner installiert sein, entsprechend einer installierten
Solarwärmeleistung von 320 Gigawatt (GWth). Auf diese Weise könnte solare Nutzwärme erzeugt werden, deren Umfang jährlich mehr als 19 Millionen Tonnen Öl entspricht. Dieses
Öl-Äquivalent könnte kostbares Erdöl, Erdgas und Strom ersetzen, betont ESTIF.
Verbindliche Richtlinien für Neubauten und bei der Sanierung
Der 26 Seiten starke Aktionsplan zeige detailliert, wie verlässliche Rahmenbedingungen geschaffen werden können, um das ambitionierte Ziel auch zu erreichen: Nicht ein einzelnes
Mittel, sondern eine in sich stimmige Kombination von Fördermaßnahmen habe sich als wirksam erwiesen, betonen die Autoren. Sie fordern verbindliche Richtlinien für die Nutzung der
Solarthermie in Neubauten und bei der Sanierung im großen Stil. Finanzielle Anreize sollen die Einführung der Solarthermie im Gebäudebestand beschleunigen. Zusätzlich seien
Öffentlichkeitsarbeit und Weiterbildung der Akteure in der Branche sowie die Förderung von Forschung und Entwicklung Voraussetzungen für den langfristigen Erfolg auf den
Solarwärme-Märkten.
Erfolgreiche Marktentwicklung in Deutschland,
Frankreich, Spanien und Italien
Der Absatz von Solarwärmeanlagen ist in Europa im Jahr 2006 um mehr als 35 % auf etwa 1.900 Megawatt (MW) Solarwärmeleistung gestiegen. Die dynamischsten Märkte sind Frankreich,
Großbritannien und Deutschland, die Wachstumsraten zwischen 40 % und 70 % aufweisen. Motiviert durch diese Erfolge entwickeln Industrie und Forschung gemeinsam eine Vision für die
Solarwärmenutzung im Jahr 2030 und haben zu ihrer Umsetzung die Europäische Solarwärme-Technologieplattform ESTTP gegründet, die am 6. Dezember 2006 ihre Arbeit aufgenommen hat.
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Wachstumskurve der europäischen Solarthermie-Installationen; Solarw ärme-Marktanteile. Grafiken: estec2007
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Nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft e. V. (BSW-Solar) wuchsen der deutsche Solarwärme-Markt und der Branchenumsatz mit Solarwärmeanlagen im letzten Jahr um 58 Prozent
im Vergleich zum Vorjahr auf zwei Milliarden Euro. Die deutsche Solarwirtschaft begrüßt die Regierungserklärung zur künftigen Energiepolitik der Bundesrepublik Deutschland vom
26.04.2007 und speziell das von Sigmar Gabriel angekündigte Gesetz für regenerative Wärme. Dieses sieht vor, dass bei Neubauten und bei der grundlegenden Sanierung von Altbauten ein
bestimmter Anteil des Wärmebedarfs aus erneuerbaren Energien gedeckt werden muss. "Der vom Bundesumweltminister vorgestellte Weg ist ein wichtiger Schritt, die enormen Potenziale
regenerativer Energiequellen am Wärmemarkt weiter zu erschließen", sagte BSW-Geschäftsführer Carsten Körnig.
Steuerermäßigungen und Solar-Pflichten lassen Märkte
in Frankreich, Spanien und Italien aufholen
Frankreich setzt beim Ausbau der Solarthermie im Rahmen des erfolgreichen Förderprogramms "Plan Soleil" auf Steuernachlässe - und vor allem auf Qualität. 40 Prozent der
Materialkosten einer Solarwärmeanlage können seit Anfang 2005 von der Einkommenssteuer abgezogen werden. Waren zur Jahrtausendwende gerade einmal 21,7 Megawatt solarthermische
Leistung installiert, wuchs diese Leistung inzwischen auf 315 MW bzw. 450.000 Quadratmeter Kollektorfläche. Wichtiger als diese Zahlen findet Richard Loyen vom französischen
Solarindustrieverband Enerplan jedoch, dass sich die Branche in dieser Zeit zu einem professionellen Wirtschaftszweig entwickelt hat, „mit mehr als 9.000 qualifizierten
Installateuren.“ Gemeinsam mit dem Plan Soleil hat die staatliche Energieagentur ADEME das Qualifizierungsprogramm Qualisol gestartet, um die Handwerker für die Installation
von Solarwärmeanlagen fit zu machen. Seit Januar 2006 führt die neue Organisation Qualit'EnR Trainingskurse durch. 2007 will die Branche so viel Sonnenkollektoren installieren wie
in den sechs Jahren zuvor zusammen. Auf der estec2007 wird Richard Loyen das Programm Qualisol vorstellen.
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Solarthermische Anlagen in Frankreich. Quelle: Enerplan
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Solar-Pflicht in Spanien und Italien
Mit gesetzlichen Vorgaben haben die Regierungen von Spanien und Italien den Ausbau der Solarthermie beschleunigt und den Märkten ein kräftiges Wachstum beschert. Eine aktuelle
Studie zum italienischen Solarwärme-Markt zeigt, dass im Jahr 2006 rund 130 Megawatt solarthermischer Leistung beziehungsweise 186.000 Quadratmeter Kollektorfläche neu installiert
wurden. Damit wurde das in Sachen Solarwärme gewaltig unterschätzte Italien zum fünftgrößten Solarthermie-Markt Europas.
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Für 2007 erwartet der italienische Solarwärme-Industrieverband Assolterm die Fortsetzung des Booms: ein nationales Baugesetz soll die Nutzung von Solarthermie-Anlagen zur
Brauchwassererwärmung in Neubauten und bei der Sanierung verbindlich regeln; zusätzlich wird eine Steuerermäßigung in Höhe von 55 % für jede verkaufte Solarwärmeanlage
gewährt.
Quelle: ESTIF; Assolterm
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"Das könnte eine außerordentlich erfolgreiche Maßnahme sein", kommentiert Riccardo Battisti, Generalsekretär des italienischen Solarwärme-Industrieverbandes Assolterm.
In Spanien hat die 2006 in Kraft getretene Verordnung "Código Técnico de la Edificación" (CTE)‚ die für Neubauten und umfangreiche Sanierungen den Einbau von Solartechnik
vorschreibt, dem Markt einen enormen Auftrieb gegeben. Die CTE geht deutlich über die EU-Vorgaben hinaus und sieht einen obligatorischen solaren Deckungsgrad von 30 – 70 %
für die Warmwasserbereitung vor. Für große Gebäude im tertiären Sektor werden auch Solarstromanlagen vorgesehen. Nach Zahlen des Verbandes ASIT ist der Markt 2006 um 122 MW
gewachsen.
Bis 2020 sollen nach dem spanischen "Renewable Energy Plan" jedoch eine Solarwärmeleistung von 3.430 MWth beziehungsweise 4,9 Millionen Quadratmeter Kollektorfläche installiert
sein. Das bedeutet, dass in den kommenden vier Jahren rund drei MW neu installiert werden müssen.
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Solarwärmeanlagen auf einer Sporthalle in Ugena (Toledo) und einem Hotel in Almería.
Fotos: ASIT Solar (AURA SOLAR; SNELL SERVICIOS GLOBALES)
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Technik-Trends:
Solarwärme für Heizung, Kühlung und Prozesswärme
Die estec2007 startet am 19 Juni mit einem Workshop der Europäischen Solarthermie-Technologieplattform ESTTP (European Solar Thermal Technology Plattform), der die wichtigsten
Technologie-Entwicklungen der zentralen Arbeitsfelder thematisiert, darunter Solarwärmesysteme zur Produktion industrieller Prozesswärme, die solare Kühlung, Solarwärmeanlage für
private Gebäude sowie Komponenten und Systemdesign. Die ESTTP wurde 2006 ins Leben gerufen. Experten aus ganz Europa arbeiten gemeinsam an einer Vision der Solarwärme-Technologie
für das Jahr 2030. Ihre Aufgabe ist, eine strategische Forschungsagenda sowie eine Strategie für die künftige Entwicklung der europäischen Solarwärme-Märkte zu entwickeln. Erste
Ergebnisse der Arbeitsgruppen werden auf der estec2007 präsentiert, die Teilnahme an der Technologieplattform ist kostenlos und für alle Interessierten möglich. Eine
Vorab-Registrierung ist erforderlich unter der Adresse www.esttp.org
Kühlen mit Sonnenwärme: Solar-Assisted-Cooling-Systeme auf dem Weg in den Markt
Die solare Kühlung und Klimatisierung (Solar-Assisted-Cooling; SAC), bereits einer der Schwerpunkte der estec2005, nimmt wieder eine zentrale Stellung ein, denn die Nachfrage
wächst und die Fortschritte der Systeme sind deutlich zu erkennen. Christian Stadler, Chef der Solarthermie-Gruppe der Conergy AG und Vorsitzender der ESTIF-Solar
Cooling-Expertengruppe berichtet über die Möglichkeiten, bessere Rahmenbedingungen für die SAC zu schaffen und die praktische Umsetzung von SAC-Anlagen. Conergy hat beispielsweise
komplette SAC-Lösung für die Deutsche Schule in Barcelona realisiert. Das Platz sparende System benötigt neben der Dachfläche für 40 Conergy-F 6000-Kollektoren nur einen rund 42
Kubikmeter großen Container, der die gesamte Kühl- und Reglungstechnik enthält.
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Solar Cooling-Komplettlösung von SunTechnics vor einem Firmengebäude in La Coruña (Spanien).
Unter den aufgeständerten Flachkollektoren befindet sich der Container für die Absorptions-, Kühl- und Regelanlage.
Foto: Conergy AG
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Kombisystem zur Heizung und Klimatisierung
Ein "Kombi-Plus-System" für Wohngebäude und kleinere kommerzielle Anwendungen präsentiert das Institut für erneuerbare Energien der europäischen Akademie Bozen auf der estec2007.
Die Kombianlage heizt ein Gebäude mit 1.000 Quadratmetern Grundfläche und deckt den Kühlbedarf für eine Grundfläche von 400 m2. Die Energie dafür liefern 150 m2 Flachkollektoren,
die auch die zur Klimatisierung verwendete Absorptionskältemaschine (15 kW) versorgen.
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Systemkonzept der Kombianlage mit Flachkollektoren (rechts im Bild), Speichern und Kältemaschine (absorption chiller); Grafik und Foto: Eurac research.
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Kai Thomas Witte wird mit einer Poster-Präsentation auf der estec2007 das optimierte Solar Combi+ System beschreiben, das die Markteinführung solarer Heizungs- und Kühlungssysteme
im kleineren Maßstab beschleunigen soll.
Solare Prozesswärme für die Industrie
Neben der Solarwärme zur Heizung und Kühlung von Wohn- und Bürogebäuden eignet sich solar erzeugte Wärme besonders zur Nutzung in industriellen und gewerblichen Prozessen. Für
diese wird in einigen Ländern mehr Energie benötigt als für die Wärmeversorgung von Gebäuden. Die solare Prozesswärme mit Temperaturen bis 250 Grad Celsius kann zum Beispiel
eingesetzt werden in der chemischen und der Textilindustrie, bei der Herstellung von Papier oder Lebensmitteln sowie überall dort, wo Dampf oder heißes Wasser zum Waschen, Kochen
oder Trocknen benötigt wird. Außerdem können auch Industriehallen mit Solarwärme gekühlt oder beheizt werden.
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Foto: Quelle: Pro Solar GmbH
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Solarkollektoren eines Pharma-Unternehmens für biologische Heilmittel im Schwarzwald. Für die Produktion seiner homöopathischen Präparate verbraucht der Betrieb pro
Tag rund 6.000 Liter Warmwasser mit 60 °C. Der kontinuierliche Warmwasserbedarf bietet nahezu ideale Voraussetzungen für die Solarenergie-Nutzung. 12 diagonal durchströmte
Flachkollektoren mit je 2,3 Quadratmetern Kollektorfläche liefern die kostenlose Sonnenwärme.
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Im IEA-SHC-Programm werden gegenwärtig rund 85 solarthermische Großanlagen für industrielle Prozesswärme erforscht, mit einer Gesamtleistung von 24 MW, die größten davon in den
USA. Genutzt werden in der Regel Flachkollektoren. Claudia Vannoni von der Universität Rom berichtet auf der estec2007 über dieses Anwendungsfeld, das der europäischen
Solarwärmeindustrie ein Weltmarktvolumen von bis zu 112 GW eröffnen könnte, entsprechend 160 Millionen Quadratmetern neu installierter Kollektorfläche.
Polymere statt teurer Metalle: Kunststoffe für Sonnenkollektoren
Solar-Kollektoren, die komplett aus Kunststoffen bestehen, erforscht das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg seit Oktober 2006. Die Freiburger
Wissenschaftler erwarten von einem Ersatz der bislang verwendeten Metalle und Gläser deutliche Kostenvorteile. Die Kunststoff-Kollektoren könnten deutlich leichter werden als Ihre
Vorgänger aus Kupfer, Aluminium und Glas. Doch es gilt, einen Stoff zu finden, der den optischen und mechanischen Erfordernissen an einen leistungsstarken Sonnenkollektor auch
gerecht wird. Das bedeutet, dass die klassischen Materialien nicht einfach durch Kunststoffe ersetzt werden, sondern das System an den neuen Werkstoff angepasst werden muss.
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Blick in das Forschungslabor: Die beiden Bilder aus Simulationen eines Solarkollektors aus Polymeren zeigen Querschnitte durch einen dreieckigen Absorberkanal. Als Wärmeträgermedium
wurde Wasser angenommen, Isolationsmaterialien, Verglasung etc. wurden nicht berücksichtigt.
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Das linke Bild zeigt den Temperaturverlauf in den verschiedenen Materialien. Die dicke Linie repräsentiert hierbei die Absorberschicht, von der aus die Wärme abgeleitet wird. Das
rechte Bild illustriert die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgerfluids im selben Querschnitt. Gut zu erkennen sind die Randschichten mit nur geringer
Strömungsgeschwindigkeit, die auch den wärmsten Regionen im linken Bild entsprechen.
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Im Rahmen der IEA Task 39 arbeiten die Freiburger Forscher deshalb an einem komplett neuen Systemdesign um eine optimale System-Performance zu erreichen. Im Mittelpunkt stehen
dabei einerseits die Absorption der Sonnenstrahlung, die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmekapazität. Auf der anderen Seite sind neue Herausforderungen zu bewältigen wie
beispielsweise der Einfluss der UV-Strahlung, hoher Temperaturen und mechanischer Belastungen des Materials.
Gebäudeintegrierte Solarwärme-Fassade zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung
Eine solarthermische Fassade mit 600 Quadratmetern unverglaster Kollektoren hat das Unternehmen Energie Solaire S.A. in die Südostseite des Autobahnbetriebshofs CeRN (Centre
d'entretien des routes nationales) in Bursins nahe Genf integriert Die selektiv beschichteten Solarkollektoren aus Edelstahl liefern die Wärme für eine Niedertemperaturheizung und
erwärmen zudem das Brauchwasser zum Waschen der Fahrzeuge. Die Absorber mit einer Kissengeometrie werden vollflächig durchströmt und haben eine selektive Beschichtung aus
Schwarzchrom.
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Solar-Fassade mit unverglasten Edelstahlkollektoren (Im Bild links unten bzw. rechts im Vordergrund). Fotos: Energie Solaire S.A.
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Die in Bursins eingesetzten Kollektoren sind keine zusätzlichen Elemente, sondern integrativer Bestandteil der Gebäudehülle. Das Projekt zeigt, wie unverglaste Sonnenkollektoren
als ästhetische Bauelemente genutzt werden können und wurde mit dem "MINERGIE ECO Label" ausgezeichnet. Aus der estec2007 wird Bernard Thissen von Energie Solaire das Projekt
vorstellen und zeigen, dass fassadenintegrierte Solarwärmeanlagen inzwischen sämtliche Anforderungen an eine nachhaltige Bauweise erfüllen.
Vorbildliche Solarwärme-Großanlagen
Standardisierte Konzepte für solarthermische Großanlagen mit einer Kollektorfläche von mehr als 50 Quadratmetern hat das EU-Projekt NEGST untersucht. Jan Schindl vom
österreichischen Forschungszentrum Arsenal research wird die Ergebnisse dieser Untersuchung auf der estec präsentieren. Für das Vorhaben wurden "good practice systems" in
Österreich, Deutschland, Griechenland, den Niederlanden, Norwegen, Schweden und Spanien von Projektteilnehmern untersucht und Experten wurden nach deren Erfahrungen mit
verschiedenen Anlagenkonzepten befragt.
Weitere Informationen zur Konferenz unter http://www.estec2007.org
Informationen zur Intersolar 2007 unter www.intersolar.de
Lesen Sie zu diesem Thema auch das Solar-Interview mit dem neuen ESTIF-Präsidenten Gerhard Rabensteiner: "Zielvorgaben der EU werden
einen sehr großen Einfluss auf die Solarthermie haben"
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