1.

Wie funktionieren Solarthermische Kraftwerke
bzw. Concentrated Solar Thermal Power (CSP)-Plants?

Solarthermische Kraftwerke, wie Parabolrinnenkraftwerke, werden seit 1985 kommerziell im kalifornischen Kramer Junction eingesetzt. Weitere Kraftwerke sind derzeit z.B. in Nevada und Spanien in Planung bzw. im Bau. Solarthermische Kraftwerke können in den Wüsten MENA’s (Nord-Afrikas und des Nahen Ostens) zu jeder Jahreszeit sowie Tag und Nacht Strom produzieren:

In Solarthermischen Kraftwerken (auch Concentrating Solar Thermal Power (CSP)-Plants genannt) wird durch Spiegel konzentrierte Sonnenenergie genutzt, um Dampfturbinen anzutreiben. Ein interessantes Nebenprodukt (und damit ein großer Nutzen für die regional ansässige Bevölkerung) kann zudem die Entsalzung von Meereswasser mittels der bei der Stromerzeugung entstehenden Abwärme sein. Wärmespeicher (z.B. Flüssigsalztanks) können einen Teil der am Tage gewonnenen Wärme aufnehmen und die Dampfturbine nachts antreiben. Um eine Versorgungssicherheit auch bei lang anhaltendem schlechtem Wetter zu gewährleisten, ist eine fossile Zusatzfeuerung durch Öl, Erdgas oder Biomasse möglich. Eine technisch weniger aufwändige Alternative zu Parabolrinnen sind gerade Fresnelspiegel.

Hier findet sich eine Grafik, die Angaben über die Speicherkapazitäten der geplanten Kraftwerke in Spanien enthält („Übersicht solarthermischer Kraftwerksprojekte in Spanien.“ Quelle: BINE Informationsdienst). Außerdem findet sich auf dieser Seite auch ein Schema eines Parabolrinnenkraftwerkes mit einem Wärmespeicher.

2.

Ist es sinnvoll, wenn Europa den Ausbau Erneuerbarer Energien in MENA fördert?

Eine Investitionsbeihilfe für erneuerbare Energien in einer Gesamthöhe eines einstelligen Milliardenbetrags sollte als Investition in eine sichere und unerschöpfliche zukünftige Energiequelle betrachtet werden. Für die Atmosphäre und den Klimaschutz ist es zudem unerheblich, ob die CO2-Emissionen in Europa oder im MENA-Raum entstehen bzw. vermieden werden. Letztlich ist die Geschwindigkeit der CO2-Reduktion ausschlaggebend.
Solarenergie in den Wüsten und Windkraft im Westen Nord-Afrikas ist im Überfluss vorhanden. Hiermit könnte nicht nur der Bedarf dieser Länder an Strom und entsalztem Wasser gedeckt werden, sondern auch Europa könnte einen Teil seines Energiebedarfs durch importierten sauberen Strom decken. Neben einer Reduzierung zukünftiger Konflikte um Wasser- und Energieressourcen, würden sich hierbei noch viele weitere Vorteile für die Bürger aller beteiligten Staaten ergeben:

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Ein weiterer Ausbau von Kernkraftwerken als temporäre, aber umstrittene Alternative zur Solarenergie in EUropa, dem Nahen Osten (the Middle-East) und Nord-Afrika (kurz: EU-MENA) wird überflüssig.

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Aufwertung von Wüstenflächen und Küstenstreifen hin zu unerschöpflichen Strom- und Wasserquellen

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Entwicklung einer auf Wissen und Technologiekompetenz gestützten Wirtschaft im MENA-Raum, was diese Länder dazu befähigen wird, Unterentwicklung und Armut mittel- und langfristig aus eigener Kraft zu überwinden

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Ein großes Auftragsvolumen für die beim Aufbau der Solarthermischen Kraftwerke, Windparks und HVDC-Leitungen beteiligten Unternehmen sowie hunderttausende von Arbeitsplätzen können vor allem in der Industrie entstehen. Nicht nur in Europa, sondern auch im Nahen Osten und in Nord-Afrika.

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Durch technische Verbesserungen und sinkende Kosten bei der Massenproduktion der Solarthermischen Kraftwerke, Windparks und HVDC-Leitungen kann innerhalb von wenigen Jahren preislich konkurrenzfähiger Strom produziert werden

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Die Möglichkeit, günstigen Wasserstoff durch sauberen Strom zu produzieren, würde den Verkehrssektor langfristig von schwindenden fossilen Brennstoffen unabhängiger machen. Außerdem wäre der Bedarf an Biomasse in der Stromerzeugung geringer, was ihren verstärkten Einsatz auf dem Verkehrssektor ermöglichen würde.

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Vorbildfunktion für andere Industriestaaten

Die Übertragungsverluste durch Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HVDC) liegen bei nur 3% auf 1000 km. So kann in MENA das Zwei- bis Dreifache der Solarenergie gewonnen werden wie mit den gleichen Anlagen in Mitteleuropa, und die Verluste betragen beim Transport lediglich 10-15%. HVDC-Leitungen mit Kapazitäten bis 1,5 GW werden von ABB und Siemens seit vielen Jahren über weite Strecken eingesetzt. Wird eine höhere Kapazität benötigt, werden einfach mehrere Leitungen genutzt. Auf dem World Energy Dialogue 2006 der Hannover Messe bestätigten die beiden Unternehmen, dass die technische Umsetzung eines trans-mediterranen Energieverbundes kein Problem darstellt.

4.

Kann der Import von Strom aus Solarthermischen Kraftwerken mit heimischen Kernkraftwerken unter Umweltaspekten konkurrieren?

Die Eignung der Kernenergie zur Reduzierung der CO2-Emissionen und dem damit verbundenen Treibhauseffekt wird sehr stark diskutiert, denn auch bei der Nutzung der Atomenergie wird Kohlendioxid freigesetzt. Während ihre Betreiber immer darauf hinweisen, wie viele Millionen Tonnen CO2-Emissionen die Kraftwerke sparen, verschweigen sie, dass der gesamte Zyklus der Urangewinnung und Uranverarbeitung dennoch zur CO2-Produktion beiträgt. Nach einer Greenpeace-Studie liegt die Atomkraft bei ca. 31 Gramm CO2 /Kilo-Wattstunde (kWh).[1] Wollte man nur zehn Prozent der jährlichen Produktion des Treibhausgases weltweit einsparen, so müsste man (nach einem Bericht des ZDF)[2] weltweit 1000 neue Kernkraftwerke bauen. Das wären dann mehr als doppelt so viele Kernkraftwerke, wie die im Jahr 2006 weltweit in Betrieb befindlichen 442 Kernkraftwerke. Mit regenerativen Energien ist also eine deutlich bessere CO2-Bilanz möglich und ein Alleinanspruch der Kernenergie zur Rettung des Weltklimas kann nicht abgeleitet werden.
Solarthermische Kraftwerke mit entsprechenden Hitzespeichern erzeugen nur bei ihrem Bau und im Notfall-Betrieb mit Gas-Zufeuerung CO2 – außerdem entsteht hier kein radioaktiver Abfall, der für 25.000 Jahre sicher gelagert werden muss und die Gefahren für die Umwelt durch einen Betriebsunfall oder Terroranschlag sind ebenfalls um einiges geringer.
Die auf 2 Kontinenten verteilten Spiegelflächen haben keine negative Wirkung auf das Klima und HVDC-Hochspannungs-Gleichstromleitungen geben schon aufgrund physikalischer Gesetze keine nennenswerten elektromagnetischen Strahlungen ab, die Meerestiere unter Umständen irritieren könnten. Eine Analyse der Ecobalance der vom DLR untersuchten Leitungstrassen findet sich hier.

5.

Könnten Kernfusionskraftwerke oder "Clean Coal" (CO2-freie Kohlekraftwerke) eine Alternative zu Solarkraftwerken werden und Solarthermische Kraftwerke überflüssig machen?

Solarthermische Kraftwerke sind praxiserprobt und können sofort installiert werden. Der in der Planungsphase befindliche Fusionstestreaktor ITER wird nicht vor 2035 einen Beweis liefern, ob die Kernfusion praxistauglich, geschweige denn wirtschaftlich ist. Forschung und Bau werden bis dahin noch viele Milliarden kosten; mehr als die Kommerzialisierung der bereits existierenden CSP-Technologie. Hinzu kommt, dass die Reaktoren weiterhin radioaktives Material produzieren. CO2-freie Kohlekraftwerke werden ebenfalls 30 bis 40 Jahre benötigen, um ihre Verlässlichkeit zu beweisen, insbesondere was die Sicherheit der CO2-Abscheidung betrifft.
Letztlich haben Kernfusion und Clean Coal gegenüber Solar- und Windkraftwerken einen Entwicklungsrückstand von mindestens 40 Jahren. Zur Herstellung einer globalen Energie- und Klimasicherheit muss jedoch umgehend gehandelt werden.

6.

Um bis ins Jahr 2050 zusätzlich zum Eigenbedarf dieser Länder eine Exportkapazität in MENA von 100 GW (etwa der Strom von 100 Kernkraftwerken) aufzubauen, würden staatliche Anschubhilfen (in Form von Einspeisevergütungen o.ä.) von insgesamt einer einstelligen Milliardensumme ausreichen. Dies würde den Bau der Kraftwerke und Leitungen in den ersten Jahren konkurrenzfähig und somit für staatliche und private Investoren attraktiv machen. Die Gesamtinvestitionen würden knapp 400 Milliarden Euro, verteilt auf 30 Jahre, betragen. Eine Kosten-/Leistungsprognose für das vom DLR untersuchte Szenario findet sich in einer Abbildung auf dieser Seite.

Wie sieht es mit der politischen Unsicherheit in MENA aus?
Wie hoch sollte der Anteil an sauberem Strom aus der Wüste sein?

Brennstoffe wie Uran, Erdgas und Öl werden als politisch riskant bewertet, da deren globale Reserven stark schwinden und die Lagerstätten auf wenige Länder konzentriert sind. Dies führt zu steigenden Preisen, politischer Abhängigkeit und Lieferengpässen. Solarenergie ist dagegen im Übermaß und in vielen Ländern vorhanden, und die Kosten für ihre Erschließung sinken mit steigender Nutzung. Steigende Solarstromlieferungen nach Europa würden zu stärkerem Wirtschaftswachstum in MENA führen und diese Region selbst, wie auch ihre Beziehungen zu Europa  stabilisieren.

Eine übermäßige Abhängigkeit von einem Land oder von wenigen Kraftwerken kann, durch die Vernetzung einer Vielzahl von Solarthermischen Kraftwerken (typische Größe: 200 MW) und Windkraftanlagen in vielen Ländern — und durch die Nutzung vieler HVDC-Leitungstrassen nach Europa vermieden werden. Die Versorgungssicherheit kann erhöht werden, wenn sich die Anlagen im Besitz vieler öffentlicher und privater Eigentümer befinden würden.

Bis zum Jahre 2050 könnten etwa 10-25% des europäischen Strombedarfs aus den Wüsten gedeckt werden. Im TRANS-CSP Szenario liegt der heimische erneuerbare Energieanteil am europäischen Stromverbrauch bis dahin bei etwa 65% und der MENA-Importanteil bei 17%. Der internationale Handel mit erneuerbaren Energien würde die Anzahl der verfügbaren günstigen Quellen erhöhen und die internationale Zusammenarbeit verbessern.

Arbeitsplätze in MENA würden entstehen beim Bau und im Betrieb der Kraftwerke sowie bei der Erzeugung von Strom und Trinkwasser für die regionale Bevölkerung. Die Möglichkeit, günstigen Wasserstoff durch sauberen Strom zu produzieren, könnte den Verkehrssektor langfristig von schwindenden fossilen Brennstoffen unabhängiger machen. Außerdem wäre ein verstärkter Einsatz von Biomasse auf dem Verkehrssektor, anstatt auf dem Stromsektor möglich.

In mehreren Staaten des MENA-Raums ist die innenpolitische Stabilität durch politische Stagnation gefährdet. Einige Staaten wie Algerien, Jordanien, Marokko und Tunesien machen jedoch deutliche Fortschritte, was die innere und äußere Stabilität und Sicherheit ihres Landes angeht. TREC versucht die Nationen in der Region bei diesem Prozess zu unterstützen, indem eine technologisch entwickelte Wirtschaft aufgebaut und Aussichten auf Arbeitsplätze in der Industrie geschaffen werden. Die von TREC vorgeschlagenen Pläne würden schließlich zu einer Stabilisierung durch Entwicklung in den beschriebenen Volkswirtschaften und Gesellschaften beitragen.
Trotz eventueller Sicherheitsbedenken werden in diesen Ländern hohe internationale Investitionen auf dem Ölsektor getätigt. Die MENA-Staaten könnten sich an den Investitionen in Solar- und Windanlagen beteiligen und auf somit ein verstärktes Interesse entwickeln, die Anlagen am Laufen zu halten.

Bisher sind in der Öffentlichkeit nur Gedankenspiele um Photovoltaik (PV) und Wasserstofftransport umgegangen, was aufgrund der niedrigeren Effizienz von PV bei großer Hitze und den enormen Umwandlungsverlusten in Wasserstoff wirklich wenig Sinn macht. Dass HVDC-Hochspannungs-Gleichstromleitungen um einiges weniger Verluste, als Wechselstromleitungen haben und dass man mit Solarthermie nicht nur Warmwasser, sondern auch Strom erzeugen kann, ist in der Öffentlichkeit leider kaum bekannt. Selbst viele Journalisten können noch nicht einmal PV von Solarthermischen Kraftwerken unterscheiden. TREC, Greenpeace und alle anderen Unterstützer der solarthermischen Stromerzeugung haben also noch jede Menge Aufklärungsarbeit vor sich – die nur mit Hilfe von kompetenten Journalisten, aufgeschlossenen Politikern, interessierten Wissenschaftlern und engagierten Helfern zu bewältigen ist (siehe Support).
Die Studien des DLR mit der Bestätigung des Konzeptes von TREC sind erst 2005/2006 erschienen. Seitdem propagieren TREC, der Club of Rome und Greenpeace diese. Der erste größere Auftritt in Europa zu diesem Thema war auf dem World Energy Dialoue 2006 der HANNOVER MESSE. Eine Liste der wichtigsten Auftritte der letzten Jahre findet sich hier.

TREC ist der Auffassung, dass international vernetzte und dezentrale Erneuerbare Energien nicht gegeneinander ausgespielt werden dürfen, wie Herr Utz Claassen von EnBW, aber auch Vertreter von EUROSOLAR es derzeit versuchen. Für TREC stellt sich nicht die Frage, ob man dezentralen europäischen ODER international vernetzten sauberen Strom nutzen sollte. Aus Sicht des Klimaschutzes und der Strompreise sollte man in jedem Fall beide Potenziale nutzen (und man wird es auch):

• Besonders ergiebige erneuerbare Energiequellen (Offshore-Windkraft, Wasserkraft) können in einem internationalen Stromverbund optimal genutzt werden, um die Anteile der erneuerbaren Energien im großen Maßstab auszubauen. Dazu können die europäischen Energieversorgungsunternehmen (EVU) und Stromnetzbetreiber nennenswerte Beiträge liefern, anstatt wie üblich nur auf Kohle- und Atomstrom zu setzen. Eine Schlüsselrolle spielt hier der zügige Aufbau eines verlustarmen europäischen, von den EVU unabhängigen, Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsnetzes (HGÜ), das vom WBGU und Bündnis90/Die Grünen auch als "Supernetz" bezeichnet wird.

• Dezentrale erneuerbare Energiequellen müssen ebenso erschlossen (und vernetzt) werden, um den Anteil der erneuerbaren Energien auszubauen und um den Endkundenstrompreis zu begrenzen, sobald die Technologien ohne staatliche Unterstützung wettbewerbsfähig sind und die etablierten EVU mit ihnen ernsthaft konkurrieren müssen.

• Solarthermische Kraftwerke in Nord-Afrika liefern dank thermischer Speicher gleichmäßige und regelbare Strommengen und sind damit die ideale Ergänzung zu unseren heimischen Wind- und Photovoltaik-Ressourcen. Wie hoch der Anteil des durch verlustarme Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung transportierten Stroms in Europa sein wird, wird sich zeigen. Im Szenario der TRANS-CSP Studie des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) sind es 15 Prozent bis 2050, während der heimische erneuerbare Energieanteil am Stromverbrauch bis dahin bei etwa 65 Prozent liegt. Der Standpunkt von TREC zur Versorgungssicherheit von Solarstrom-Importen, findet sich auf dessen Internetauftritt.

Aus Sicht von TREC ergänzen sich dezentrale und international vernetzte erneuerbare Energien ideal, insbesondere, da solarthermische Kraftwerke mit ihren thermischen Speichern Strom nach Bedarf liefern können; auch nachts und wenn kein Wind weht. Auf teure und ineffiziente Stromspeicher für dezentrale Anlagen ist man somit nicht mehr unbedingt angewiesen, was die dezentrale Stromerzeugung finanziell noch attraktiver macht. So verlieren teure Batteriespeicher etwa 20 %, neuere Wasserstoff- und Druckluftspeicher sogar mindestens 50 % der ursprünglich eingesetzten erneuerbaren Elektrizität und erhöhen allein schon damit erheblich die Stromkosten. Dazu verschlechtern Investitions- und Betriebskosten der jeweiligen Speichertechnologie die Wettbewerbsfähigkeit noch weiter. Aufgrund der notwendigen Regelkapazität wäre die einzige Alternative zu Solarstrom-Importen der verstärkte Einsatz von Erdgas und "sauberer" Kohle, selbst wenn die verfügbaren heimischen Wasserkraft-, Geothermie- und Biomassepotenziale zur Stromerzeugung, wie von TREC vorgeschlagen, ebenso weitgehend genutzt würden.

Dass große Solar- und Windstromanlagen im Mittleren Osten und in Nord-Afrika (MENA) gebaut werden sollten, befürworten auch Vertreter der Energieautonomie mit dem Verweis auf den bereits vorhandenen und ständig wachsenden Eigenbedarf dieser Länder (auch wenn dies nicht unbedingt dem dezentralen Stromerzeugungsprinzip entspricht). TREC ist derselben Meinung: Im Szenario der Studien des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR), auf die TREC sich bezieht, werden solarthermische Kraftwerke bis 2020 vorrangig für den Eigenbedarf (Strom und Wasser) gebaut. Ab 2020 sind solarthermische Kraftwerke für den Stromexport wettbewerbsfähig und die Länder können über den Eigenbedarf hinaus ein Exportpotential aufbauen.

Die Studien des DLR zeigen, dass die Stromerzeugungskosten dank der Einspeisung von erneuerbaren Energien aus MENA im Gegensatz zum "Strommix 2000" nicht weiter steigen, sondern ab 2020 wieder fallen können. Ob dies an die Endkunden weitergegeben wird, hängt von der Wettbewerbsfähigkeit der dezentralen Technologien, von der zukünftigen Marktsituation und vom Gesetzgeber ab. Dass dezentrale Stromerzeugung die EVU gänzlich verdrängen wird, wagt TREC jedoch zu bezweifeln, da die Gewinnspannen und somit auch die Preisspielräume der EVU bei Privatkunden relativ groß sind. Leistungsfähige Stromnetze werden schon aus Gründen der Versorgungssicherheit und -stabilität auch zukünftig unverzichtbar sein. Der Klimawandel ist ein sehr dringendes Problem. Ein Einbinden der EVU in den Klimaschutz anstatt eines langwierigen Kampfes um Vormachtstellungen, führt aus unserer Sicht zu einem weitaus besseren Ergebnis.

Solarstrom-Importe konkurrieren direkt mit (fossilen und nuklearen) Erzeugerpreisen, während heimischer PV-Strom mit Privatkundenendpreisen im Wettbewerb steht. Der europäische Photovoltaikmarkt ist durch Solarstrom-Importe auch deswegen nicht gefährdet, weil MENA-Strom voraussichtlich nicht vor 2020 importiert werden wird und der Photovoltaikmarkt nach den neusten Verlautbarungen aus der europäischen PV-Industrie bis dahin nicht mehr auf finanzielle Unterstützung angewiesen sein dürfte. TREC und die Studien des DLR sehen Solarstrom-Importe von Nord-Afrika nach Europa als sinnvolle Ergänzung, keinesfalls jedoch als Alternative zu heimischen erneuerbaren Energiequellen. Wenn große EVU, wie die EnBW, hier ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten können und wollen, dann ist das aus unserer Sicht eigentlich nur zu begrüßen. Allerdings ist das DESERTEC-Konzept nicht auf das Wohlwollen deutscher EVU angewiesen, da es in MENA inzwischen genügend potentielle Investoren gibt, die beginnen, das große Potential der erneuerbaren Energien in ihrer Region zu begreifen (was sich z.B. in der Al Masdar Initiative Abu Dhabi's zeigt). Was die Realisierung des Konzeptes jedoch wirklich voranbringen würde, wären Hilfestellungen der EU zur Einführung und Absicherung von Einspeisegesetzen in den Ländern MENA’s. Um dies zu erreichen, arbeitet TREC gerade an einem Weißbuch, das von Seiner Königlichen Hoheit Prinz El Hassan bin Talal von Jordanien, Präsident des Club of Rome, vor dem EU-Parlament präsentiert werden soll.

Abschließend zum Vorurteil, dass solarthermische Kraftwerke nicht gebaut werden: Während in den USA bereits über 350 Megawatt stehen und zahlreiche weitere Anlagen in Planung sind, sollen in Spanien bis 2010 solarthermische Kraftwerke mit einer Leistung von zusammen 500 Megawatt ans Netz gehen – und das ist nur der Anfang. In Nord-Afrika hat z.B. Algerien ein größeres Programm aufgelegt und in Marokko und Ägypten laufen ebenfalls schon Ausschreibungen. Wer sich für erneuerbare Energien interessiert, ist also gut beraten, sich auch einmal mit dieser Technologie auseinanderzusetzen.