Solarthermische Kraftwerke für die Energiewende
Easac-Studie an Wissenschaftsministerin Schavan übergeben.
Als zuverlässige Technologie können Solarthermische Kraftwerke eine wichtige Rolle bei der Umstellung des Stromnetzes auf Erneuerbare Energien spielen. Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Quellen liefern sie Strom nach Bedarf und können so das Netz stabilisieren. Dies betont eine Studie des Easac (European Academies Science Advisory Council), die unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) von führenden europäischen Wissenschaftlern erstellt wurde. Sie wurde am 7. November 2011 in Brüssel der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Annette Schavan, überreicht.
Abb.: In Dish-Stirling-Anlagen wird die Sonnenstrahlung durch einen schüsselförmigen Spiegel auf einen Punkt konzentriert. Ein Stirlingmotor wandelt die Wärmeenergie in mechanische Energie um. Ein direkt angekoppelter Generator erzeugt daraus elektrische Energie. (Bild: DLR)
Die Studie wurde anlässlich des zehnjährigen Bestehens des Easac erstellt und im Beisein der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Annette Schavan, und dem ehemaligen Präsidenten der Royal Society, Lord May of Oxford, der Öffentlichkeit vorgestellt. Sie beschreibt die Potenziale von Solarkraftwerken für eine nachhaltige Zukunft der Energie.
„Wichtig ist, dass die Markteinführung von zahlreichen Innovationen nun voranschreitet und so der Preis für die Bereitstellung von elektrischer Energie, die so genannten Stromgestehungskosten, rasch sinken“, fasst Robert Pitz-Paal, Leiter der Studie und Co-Direktor des DLR-Instituts für Solarforschung zusammen. Derzeit, so die Studie, hat der Strom aus Solarkraftwerken denselben Preis wie Off-Shore-Windanlagen und ist zwei- bis dreimal teurer als Strom aus fossilen Kraftwerken. Bei einer voranschreitenden Markteinführung von Solarkraftwerken und entsprechender Forschung und Entwicklung rechnen die Autoren der Studie damit, dass sich die Stromgestehungskosten in den kommenden zehn bis fünfzehn Jahren um 50 bis 60 Prozent reduzieren. Bei den derzeitigen Fortschritten der Technologie und der Preisentwicklung der fossilen Energieträger gehen die Forscher weiterhin davon aus, dass der Strom aus Solarkraftwerken mit dem Strom aus fossilen Kraftwerken zwischen 2020 und 2030 wettbewerbsfähig ist.
In Solarkraftwerken werden die Strahlen der Sonne mithilfe von Spiegeln gebündelt und in Wärmeenergie umgewandelt, man spricht deshalb auch von konzentrierender Solarkraft (Concentrating Solar Power – CSP). Durch die Konzentration der Strahlen werden Temperaturen von 400 bis 1200 Grad Celsius erreicht. Diese Wärmeenergie lässt sich wie in einem konventionellen Dampfkraftwerk oder mit einem durch Wärme bzw. thermische Energie angetriebenen Stirling-Motor zur Stromerzeugung nutzen. Je nach Kraftwerksart wird die Sonnenstrahlung mit vier unterschiedlichen Spiegelformen gebündelt: Parabolrinnen, ebene Spiegel, die auf einen Punkt an der Spitze eines Turmes fokussiert sind, paraboloidförmige Spiegel oder lineare Fresnel-Kollektoren.
Besonderes Augenmerk richteten die Forscher auf den Vergleich von solarthermischen Kraftwerken mit Photovoltaikanlagen, bei denen die Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Durch zunehmenden Wettbewerb haben erhebliche Preissenkungen bei Photovoltaik (PV) in den letzten Monaten für Aufsehen gesorgt. „Ohne grundlastfähige solarthermische Kraftwerke wird der Umbau der weltweiten Energiesysteme schwer gelingen“, sagt jedoch Robert Pitz-Paal.
In Solarkraftwerken lässt sich die Energie in Form von Wärme speichern, bevor sie in der Turbine zur Stromerzeugung eingesetzt wird. Damit lässt sich Strom nach Bedarf liefern, ohne fossile Kraftwerke als Reserve vorhalten zu müssen. Ein Mehrwert, der mittelfristig zunehmen wird, denn PV-und Windanlagen alleine können eine sichere Versorgung nicht garantieren, so die Forscher der Studie. Um eine solche sichere Stromversorgung in Zukunft zu gewährleisten empfehlen die Autoren, die Vergütung des Stroms an den tageszeitlichen Bedarf der Verbraucher anzupassen.
Die Studie betont zudem, dass Solarkraftwerke auch in Regionen mit geringer wirtschaftlicher Entwicklung im Vergleich zur PV einen hohen Anteil an lokaler Wertschöpfung haben. Vor allem von den Ländern des mittleren Ostens und in Nordafrika erwarten die Autoren, dass sich die Wirtschaft durch den Bau von Solarkraftwerken entwickelt und lokale Arbeitsplätze entstehen. Sie empfehlen der Politik daher, die Einführung dieser Technologie in diesen Regionen zu unterstützen. Mittelfristig könne der Ausbau von Übertragungskapazitäten dazu führen, dass nach Europa exportierter regelbarer Solarstrom dort zu einer sicheren und CO2-freien Stromversorgung beitrüge.
DLR / PH
