Gesundheit: Sonnige Aussichten

Osman Benchikh schaute auf eine eindrucksvolle Weltkarte: die Erde bei Nacht. Tausende Lichtpunkte in Europa. „Aber Afrika ist ein schwarzer Kontinent“, sagte der Koordinator für Energiefragen der Unesco, der Wissenschaftsorganisation der Vereinten Nationen. „Fast 80 Prozent der Regionen unterhalb der Sahara haben heute überhaupt keinen Zugang zu elektrischer Energie."

Bei der Internationalen Konferenz für Erneuerbare Energien, die am Wochenende in Bonn zu Ende ging, sah Benchikh allerdings auch auf eine andere Weltkarte. Sie zeigt das Potenzial der Sonnenenergienutzung: schwarze Flächen in Mittel- und Nordeuropa, während die Sahara und der Süden Afrikas aufleuchten.

Unter anderem mit Hilfe der Weltbank könnten in Afrika bald die ersten großen Solarkraftwerke entstehen. Wie die Repräsentanten von Industrie- und Entwicklungsländern in Bonn vereinbarten, sollen bis 2015 im Sonnengürtel der Erde Solarkraftwerke mit einer Kapazität von insgesamt 5000 Megawatt gebaut werden. Das entspricht etwa der Leistung von fünf Kohle- oder Kernkraftwerken. Staaten wie Algerien möchten die Technik mit einem Einspeisegesetz voranbringen, das eine höhere Vergütung für Solarstrom garantiert. Sie sehen darin eine Chance, langfristig Strom nach Europa zu exportieren.

In Kalifornien liefern heute bereits neun Solarkraftwerke Strom. Als Reaktion auf die Ölkrise wurden diese „Parabolrinnenkraftwerke“ zwischen 1985 und 1991 gebaut. Es sind bislang weltweit die einzigen kommerziell betriebenen Anlagen dieser Art. Mit einer Kapazität von 354 Megawatt versorgen sie 150 000 Haushalte. Und auch zehn Jahre nach Inbetriebnahme sind ihre Spiegel, die nach dem Sonnenstand ausgerichtet werden, noch voll funktionstüchtig.

Die parabolisch gekrümmten Spiegel von Solarkraftwerken sind bis zu 100 Meter lang. Wenn die Sonne senkrecht auf die Parabolrinnen fällt, reflektieren sie 90 Prozent der Strahlung. Sie wird auf ein dünnes Glasrohr fokussiert, das oberhalb der Spiegel verläuft.

In diesem Rohr fließt ein Wärme-Öl. Es erhitzt sich auf 400 Grad Celsius. In Wärmetauschern gibt das Thermo-Öl diese Energie schließlich ab und bringt Wasser zum Verdampfen. Wie bei einem herkömmlichen Kraftwerk treibt dieser Dampf letztlich eine Turbine an, die den Strom generiert.

Etwa drei Viertel der Sonnenstrahlung können auf diese Weise zur Wärmeerzeugung genutzt werden. Ein Teil geht jedoch verloren, weil das heiße Rohr Wärme abstrahlt. Um diese Verluste zu mindern, benutzt man zwei, durch ein Vakuum voneinander isolierte Leitungen: eine innere Röhre, durch die das synthetische Wärme-Öl gepumpt wird, und ein äußeres Glasrohr.

Forscher sind auf der Suche nach einem Öl, das noch höhere Temperaturen als 400 Grad aushält und von der Hitze nicht zersetzt wird. Bei 500 oder 600 Grad Betriebstemperatur könnten Solarkraftwerke noch effizienter arbeiten.

An sonnenbeschienenen Gegenden, für die es sonst keine Nutzungsmöglichkeiten gibt, besteht kein Mangel. Ein 100 Megawatt-Solarkraftwerk benötigt etwa zwei mal einen Kilometer Fläche. Grob gerechnet, würde ein Prozent der Fläche der Sahara – mit Solarkraftwerken bestückt – ausreichen, die Energieversorgung von ganz Europa sicherzustellen.

Trotzdem hat die Technik noch Anlaufschwierigkeiten. Es gibt erst wenige Pilotprojekte, die zudem auf teilweise unterschiedlichen Konzepten basieren. Bauteile wie die Spiegel sind noch teuer. Das Investitionsrisiko ist vielen Banken und Unternehmen zu hoch.

Um die Hürden zu senken, hat die spanische Regierung im März dieses Jahres eine Einspeisevergütung für Solarstrom beschlossen. Nun werde man noch im Laufe dieses Jahres in Spanien mit dem Bau großer Parabolrinnenkraftwerke beginnen, meint Robert Pitz-Paal, Leiter der Abteilung Solarforschung beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Das spanische Einspeisegesetz ist zunächst auf 200 Megawatt beschränkt. Das entspricht vier Solarkraftwerken. Danach soll die Vergütung für Solarstrom, der Marktlage entsprechend, neu verhandelt werden. „Wir wollen innerhalb von rund zehn Jahren diese Technik zur Marktreife führen“, sagte Bundesumweltminister Jürgen Trittin in Bonn mit Blick auf die internationalen Kooperationen. „Solarstrom wird dann voll konkurrenzfähig mit fossil erzeugtem Strom aus konventionellen Kraftwerken sein.“

Es könnte allerdings etwas länger als ein Jahrzehnt dauern. Das hängt neben der Preisentwicklung auf dem Energiemarkt vor allem davon ab, wie schnell die Kosten für Bau und Wartung der Solarkraftwerke sinken. „Dafür ist die Massenproduktion entscheidend“, sagte Sigurd Wagner (Universität Princeton). Experten schätzen, dass die Kosten für den so erzeugten Solarstrom auf die Hälfte fallen werden, wenn weltweit erst einmal 5000 Megawatt installiert sind.

Auch die technische Weiterentwicklung kann dazu beitragen, den Preis für den thermischen Solarstrom zu reduzieren. Forscher wollen den Brennstoff, die Sonnenstrahlen, noch besser nutzen. Etwa indem sie langfristig auf das synthetische, vergleichsweise teure Wärmeöl verzichten. In ersten Pilotanlagen versuchen sie, das Wasser direkt zu erhitzen und in Dampf zu verwandeln.

Schließlich ließen sich übergangsweise Solarkraftwerke mit fossilen Kraftwerken koppeln. Beide produzieren Dampf. Das Solarkraftwerk allerdings nur, wenn die Sonne scheint. Die tagsüber erzeugte Wärme kann zwar in Salzen oder in Beton aufwändig zwischengespeichert werden. Aber so lange diese Speicher noch nicht gut genug sind, wäre die Kopplung mit modernen fossilen Kraftwerken sinnvoll.