Z U K U N F T S M A R K T Mit der Kraft von tausend Sonnen

Forscher haben eine Methode gefunden, um die Solarenergie wirksamer zu nutzen. Grund für den Staat, sie endlich zu fördern

 

ZEIT-Grafik
Quelle: Szenario DLR

Die Wüste von Tabernas bescherte Sergio Leone Weltruhm. Der Regisseur erfolgreicher Italowestern wie Spiel mir das Lied vom Tod und Für eine Handvoll Dollar ließ dort Henry Fonda, Charles Bronson und Clint Eastwood durch die flirrende Hitze reiten. Das Areal gilt als einzige Wüste des europäischen Kontinents - rund eine Autostunde von der südspanischen Hafenstadt Almería entfernt. Mit seinen bizarren Felsformationen gibt es aber nicht nur eine gute Kulisse für Kinofilme ab. Es ist auch der Schauplatz des europaweit ersten Versuchs, ein solarthermisches Kraftwerk zu bauen.

Hier in Andalusien reflektieren glänzende Spiegel die Sonnenstrahlen. Dabei entstehen Temperaturen von bis zu 1000 Grad Celsius. In solcher Hitze glüht sogar Stahl. Dabei geht es technisch um das gleiche Phänomen, das Kinder gerne mit der Brennlupe ausprobieren: die Bündelung des Lichts.

Die gigantischen Spiegel konzentrieren das einfallende Sonnenlicht auf die Spitze eines Betonturms. Wasser, durch den Turm gepumpt, könnte in Sekunden verdampfen und von klassischen Kraftwerksturbinen in Elektrizität verwandelt werden. Könnte. Die Solarplattform von Almería ist eine reine Forschungsstation, obwohl "solarthermische Kraftwerke schon lange reif für die Anwendung sind", wie Joachim Nitsch vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart sagt.

Konkurrenz für Kollektoren

Der Beweis dafür ist auf der anderen Seite des Atlantiks zu betrachten. Die Vereinigten Staaten bauten in der Mojave-Wüste neun solare Spiegelkomplexe mit einer Gesamtkapazität von 354 Megawatt - vergleichbar der Leistung eines kleinen Kernkraftwerkes. Seit 1991 wird so der Jahresstrombedarf von rund 60 000 US-Bürgern gedeckt.

Und das ist erst der Anfang: Die Stuttgarter Forscher legten im Auftrag des Bundesumweltministeriums eine umfangreiche Broschüre zu den Chancen der Solarthermie auf. Die Wissenschaftler schätzen, dass bis 2010 Solarkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 5000 Megawatt weltweit aufgestellt werden könnten. Damit ließen sich sechs mittlere Atomkraftwerke ersetzen.

Anders als ihre solare Schwester, die Fotovoltaik, kam die Solarthermie in Europa bisher nicht über das Versuchsstadium hinaus (siehe Kasten). Und dass, obwohl solarthermischer Strom mit 12 bis 15 Cent pro Kilowattstunde um rund ein Drittel günstiger zu haben wäre als der Solarzellenstrom. Doch ohne politische Förderung ist auch das noch zu teuer im Vergleich zu Kohle- und Atomstrom.

Wachgeküsst wird die solare Kraftwerkstechnik jetzt durch Spanien. Madrid beschloss Anfang August als erste Regierung weltweit die finanzielle Förderung der Erzeugung solarthermischen Stroms. Danach erhalten die solaren Kraftmeier für jede Kilowattstunde, die sie aus der Sonne gewinnen und in das Stromnetz einspeisen, zwölf Cent zusätzlich zum Durchschnittspreis für spanischen Strom, der bei drei bis vier Cent liegt. Das macht für die zukünftigen Betreiber der solaren Wärmeanlagen 15 bis 16 Cent pro Kilowattstunde.

"Das ist der Startschuss für das Geschäft", glaubt Klaus Grethe, Vorstandsvorsitzender der Erlanger Solar Millennium AG. "Denn ab einem Preis von 15 Cent arbeiten die Kraftwerke wirtschaftlich", so der Chef des auf die Planung von solarthermischen Kraftwerken spezialisierten Unternehmens. Dank der neuen Förderung dürfte ab 2004 erstmals innovativer Sonnenstrom aus spanischen Steckdosen fließen.

Die Schwaben gehören zusammen mit dem Kölner Spiegelhersteller Flabeg Solar und den Stuttgarter Bauingenieuren Schlaich, Bergermann und Partner zu den wenigen weltweit aktiven Unternehmen der Branche. Die drei Unternehmen wollen in den nächsten beiden Jahren in der andalusischen Sierra Nevada zwei 50 Megawatt starke Parabolrinnen-Kraftwerke bauen, die genug Strom für zwei Kleinstädte mit zusammen über 70 000 Einwohnern liefern. Eine Investition in den Klimaschutz: Denn der Solarstrom bläst keine Abgase in die Luft und vermeidet so nach Angabe Grethes pro 50 Megawatt im Vergleich zu einem modernen Braunkohlekraftwerk die Emission von rund 218 000 Tonnen Kohlendioxid im Jahr.

Wüstenstrom für Deutschland

Kein Wunder also, dass auch Bundesumweltminister Jürgen Trittin Anfang des Jahres die Technik wieder entdeckte, zusätzliche Finanzmittel freigab und die Exportchancen dieser neuen Industrie beschwor.Ist die Sonne erst auf dem Vormarsch, sinken auch die Kosten. Bis 2010 dürften technische Verbesserungen und höhere Stückzahlen die Preise für den sauberen Strom um ein Drittel auf acht bis zehn Cent pro Kilowattstunde drücken, schätzt Joachim Nitsch vom DLR. "Angesichts einer allgemeinen Preissteigerung bei Erdöl und -gas sollte solarthermischer Strom dann schon annähernd wettbewerbsfähig sein", sagt er. Bis 2020 könnte Strom aus konzentriertem Sonnenlicht sogar für fünf Cent zu haben sein und sich damit voll der Konkurrenz der übrigen Energien stellen.

Damit diese Rechnung aufgehen kann, müssen die Kraftwerke in besonders sonnenverwöhnten Regionen arbeiten. Denn je intensiver die Sonne scheint, desto mehr Energie können die Spiegelfelder einsammeln. In Deutschland etwa wäre ihr Betrieb kaum rentabel. "Die Investition lohnt sich ab einer Sonneneinstrahlung von 1800 Kilowattstunden pro Quadratmeter. Die besten Standorte in Deutschland erreichen nur gut die Hälfte", sagt Klaus Grethe. Deshalb macht der Bau großer Sonnenkraftwerke hierzulande keinen Sinn.

Dagegen ist die Nutzung der konzentrierten Sonnenkraft vor allem dort interessant, wo es Sonne im Überfluss gibt: neben Südeuropa vor allem in zahlreichen Schwellen- und Entwicklungsländern. Das sieht auch die Weltbank so. Über die internationale Umwelt- und Finanzorganisation GEF stellt sie für vier Projekte in Ägypten, Marokko, Mexiko und Indien Zuschüsse von jeweils 50 Millionen US-Dollar in Aussicht - nach Angaben der Kreditanstalt für Wiederaufbau immerhin rund ein Viertel der Investitionskosten. Außerdem brauchen die riesigen Spiegelfelder samt aller Infrastruktur mit etwa zwei Quadratkilometern für 50 Megawatt viel Platz: Fläche, die im durchgängig besiedelten Südeuropa nur begrenzt zur Verfügung steht. In den Wüsten Nordafrikas dagegen gäbe es nicht nur Sonne, sondern auch Platz im Überfluss.

Langfristig soll der saubere Wüstenstrom nicht nur Städte wie Kairo oder Casablanca versorgen. Von 2020 an, so DLR-Experte Nitsch, könnte der Strom über ein ausgebautes Leitungsnetz bis nach Europa transportiert werden. Auf diese Weise könnte solarer Strom aus Afrika bis 2050 für 15 Prozent der elektrischen Energie in Deutschland sorgen.