Apollo 2.0

Der Club of Rome will Sonnenstrom en Gros aus Nordafrika und dem Vorderen Orient nach Europa schaffen

Bisher galt die dezentrale Stromversorgung als das A&O der Freunde des umweltfreundlichen Stroms. Doch seit einiger Zeit sorgt in den Kreisen der Windmüller, Solarfans und grüne Energiepolitiker ein Konzept für Furore, bei dem es um interkontinentale Netze und Sonnenstrom aus der Wüste geht. Solarthermie und Gleichstromkabel heißen die Stichworte. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat in diesem Jahr verschiedene Studien dazu veröffentlicht, die unter anderem vom Bundesumweltministerium in Auftrag gegeben wurden. Einer der großen Befürworter und Ideengeber für die Studien ist der Club of Rome, der am Mittwoch im Brüsseler EU-Parlament ein Weißbuch zum Thema vorstellte.

Es klingt ein bisschen nach der Eier legenden Wollmilchsau: Solarthermische Kraftwerke sollen nicht nur Strom liefern, sondern auch noch Prozesswärme und Frischwasser. Aber der Vorschlag, für den der Club of Rome derzeit die Klinken putzt, ist nicht so abwegig, wie er auf den ersten Blick dem skeptischen Betrachter erscheinen mag. Solarthermische Kraftwerke arbeiten in den USA bereits seit Beginn der 1980er Jahre wirtschaftlich, und seitdem sich die Preise für Öl und Erdgas in immer neue Höhen schwingen, werden auch wieder neue Anlagen gebaut.

Mit solarthermischen Kraftwerken in der Größe der in die Karte eingetragenen Gebiete ließe sich der Strombedarf der Welt oder Europas nach dem Projektvorschlag abdecken. Bild: Desertec

Solar one im US-Bundesstaat Nevada wurde bereits eingeweiht, in Algerien wurde mit dem Bau eines Gas-Solar-Hybridkraftwerks begonnen, in Spanien wurde im Sommer der erste Spatenstich für ein rein solarthermisches Kraftwerk getan und auch in Ägypten hat das Solarzeitalter begonnen: Von dort erhielt dieser Tage das deutsche Unternehmen Solar Millenium das grüne Licht für die Beteiligung an der Errichtung einer Hybridanlage ähnlich der in Algerien. Der Zug scheint also langsam ins Rollen zu kommen. Bei Solar Millenium beginnt man bereits nach dem Markt der Märkte, d.h. nach China zu schielen, dessen Wüstenregionen sich ebenfalls für die Nutzung der Sonnenstrahlung bestens eignen.

In einem solarthermischen Kraftwerk wird die einfallende Sonnenenergie mittels Spiegeln gebündelt. Meistens geschieht dies in Parabolrinnen, durch deren Brennpunkt in einem Rohr ein zu erhitzendes Medium fließt, das sich auf mehrere hundert Grad erhitzen lässt. Das kann zum Beispiel ein spezielles Öl sein. Daneben sind auch Anordnungen mit entsprechend verstellten ebenen Spiegeln möglich, die die Strahlen ebenfalls auf einen gemeinsamen Brennpunkt konzentrieren. Jedenfalls wird mit dem erhitzten Medium Wasser verdampft, mit dem dann eine Turbine angetrieben wird. Wenn nicht genügend Sonne zur Verfügung steht – nachts zum Beispiel –, stehen im Prinzip zwei Ausweichvarianten zur Verfügung: Zum einen kann in den geplanten Hybridkraftwerken das Wasser auch durch das Verbrennen von Gas erhitzt werden. Zum anderen könnte ein Teil der Hitze gespeichert und in den Abendstunden, oder am Morgen, wenn die Sonnen noch niedrig steht, aber der Strombedarf hoch ist, zur Erzeugung von Dampf eingesetzt werden.

Wie jedes thermische Kraftwerk muss auch eine Anlage, die mit Sonnenenergie arbeitet, Abwärme abgeben. Im Prinzip könnte die wie in einem Blockheizkraftwerk zum Heizen genutzt werden. Da aber die für solarthermische Kraftwerke besonders geeigneten Regionen meist wenig Verwendung für Zentralheizungen haben, bieten sich vor allem zwei Gebiete an: Zum einen ließe sich die Abwärme zur Kühlung einsetzen, so wie man auch hierzulande Solarthermie nicht nur zum Heizen, sondern auch zur Klimatisierung von Räumen verwenden kann. Das Prinzip ist ähnlich dem eines Kühlschranks, der über Wärmezufuhr und Zwischenschritte ein Kühlmittel zur Verdunstung bringt, wodurch der Kühleffekt entsteht. Zum anderen kann die Abwärme zur Meerwasserentsalzung genutzt werden. Anfang 2009 soll in der jordanischen Hafenstadt Akaba eine Demonstrationsanlage in Betrieb gehen, die für einen Hotelkomplex 10.000 Liter Frischwasser am Tag liefert und zugleich eine elektrische Leistung von 10 Megawatt (MW) und eine Kühlleistung von 40 MW bereitstellt. Bei der DLR wird gerade eine Studie fertig gestellt, die das Potenzial für die Meerwasserentsalzung untersuchen soll und demnächst vorgestellt werden wird.

Diese umfassende Art der Ausnutzung der intensiven Sonneneinstrahlung in Nordafrika und dem Nahen Osten ist allerdings nur ein Teil des Konzepts, das der Club of Rome in seinem Weißbuch vorstellte. Seit nunmehr rund vier Jahren propagiert er gemeinsam mit anderen in der zu diesem Zweck gegründeten Gesellschaft Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation (TREC) einen interkontinentalen Stromverbund, der Europa (EU), dem Nahen Osten (ME für Middle East) und Nordafrika (NA), die so genannte EUMENA-Region mit einander verbinden soll.

Euro-Supergrid mit einer EU-MENA-Connection. Bild: Desertc

Rückgrat des Verbundes soll ein Netz von Hochspannungsgleichstromkabeln sein. Die haben den Vorteil, dass sie den Strom mit vergleichsweise geringen Verlusten über weite Strecken leiten können. Die Autoren des Weißbuches rechnen derzeit mit zehn Prozent erwarten aber in den nächsten Jahrzehnten eine weitere Verbesserung der Technik. Die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) bietet sich auch innerhalb Europas für die Vernetzung an, insbesondere für die Verbindung von weit auseinander liegenden Windparks, um deren Leistung zu verstetigen (siehe Das Superökostromnetz). Mit der HGÜ, so die Autoren, könnten die jeweiligen Vorteile der verschiedenen Regionen miteinander verknüpft werden. Europa hat vor allem in Skandinavien und den Alpen viel Wasserkraft zu bieten, an den meisten Küsten Windkraft, auf Island und in einigen anderen Regionen viel Geothermie und besonders in Osteuropa gibt es ein großes Potenzial an Biomasse. In den südlichen Ländern kommt noch Photovoltaik hinzu.

Ein wichtiges Problem der Stromversorgung ist die Tatsache, dass der Strom nicht im Netz gespeichert werden kann. Daher sind für eine rundum sichere Versorgung Ersatzkapazitäten notwendig, zum Beispiel für den Fall, dass ein Kraftwerk vom Netz gehen muss oder der Wind gerade nicht weht, und es müssen Quellen zur Verfügung stehen, die im Bedarfsfall sehr schnell eingesetzt werden können. Einige dieser Energieformen eignen sich gut für die Grundlast und für die Bereitstellung von Strom, der für die kurzfristige Abdeckung von Bedarfsspitzen benötigt wird. Andere, vor allem Wind und Photovoltaik, sind hingegen eher unstet.

An dieser Stelle kommt der große Verbund zum Tragen. Schon die Ausdehnung der Region über vier oder gar fünf Zeitzonen, wenn man auch den Oman noch mitrechnet, bedeutet eine bessere Verteilung von Bedarf und Sonnenschein. Wenn in Paris oder Madrid die Menschen ihren Morgenkaffee trinken wollen, steht in der Türkei oder am Persischen Golf die Sonne schon hoch genug, um Strom zu liefern. Andersherum weht in Nordeuropa der Wind in den kälteren Jahreszeiten am stärksten, wenn in den Ländern südlich des Mittelmeeres die Solarkraftwerke weniger ergiebig sind.

Je nach Standort, so die Autoren, könne ein Solarkraftwerk heute zu einem Preis von 14 bis 18 Cent pro KWh produzieren. Allerdings ist die Technik bisher noch nicht in die Massenproduktion gegangen. Es gibt erst 415 MW installierter Leistung. Mit weltweit 5000 MW installierter Leistung würde der Preis bereits deutlich niedriger ausfallen (acht bis 12 Cent/KWh). Der Club of Rome rechnet damit, das bis 2050 weltweit 500.000 MW installiert sein können.

In dem Szenario, das er zur künftigen Energieversorgung in der EUMENA-Region entwickelt, spielen fossile Brennstoffe – vor allem in Gaskraftwerken, die besonders flexibel sind – noch eine gewisse Rolle, aber nur um Spitzen abzudecken, um die Versorgung auch im Extremfall sicher zu stellen. Der meiste Strom wird übrigens auch im Verbund noch lokal bzw. regional verbraucht. Nur 15 Prozent des Sonnenstroms würden im Jahre 2050 nach Europa importiert. Der Löwenanteil würde dazu dienen den rasch wachsenden Bedarf der südlichen und östlichen Mittelmeeranrainer zu decken, der 2050 5000 TWh (Milliarden Kilowattstunden) im Jahr betragen wird. Hinzu kommen etwa 4000 TWh in Europa.

Parabolrinnenanlage auf der Plataforma Solar de Almería. Bild: DLR

Zum Vergleich: Der deutsche Jahresstromverbrauch beträgt derzeit ca. 550 TWh. Trotz der erheblichen Steigerung des Energiebedarfs könne bis 2050 die CO2-Produktion des Energiesektors von derzeit 1790 Millionen Tonnen jährlich auf 690 Millionen Tonnen gesenkt werden. Bei dann etwa 1,2 Milliarden Menschen wäre das ein Pro-Kopf-Ausstoß von 0,575 Tonnen pro Jahr, was vertretbar wäre, wenn es keine größeren zusätzlichen Treibhausquellen zum Beispiel im Verkehrssektor mehr gibt.

Vorgestellt wurde das Konzept übrigens im EU-Parlament mit fraktionsübergreifender Unterstützung: Zur Präsentation hatten Anders Wijkman von den schwedischen Christdemokraten, Vittorio Prodi von der Liberalen Fraktion, Italiener, aber nicht mit seinem berühmteren Landsmann zur verwechseln, sowie die beiden Deutschen Matthias Groote von der SPD und Rebecca Harms von den Grünen. In Deutschland gibt es auch aus der Bundesregierung bereits einiges an Unterstützung für die Ideen des Club of Rome. Das mag auch daran liegen, dass einige deutsche Firmen sich ein hervorragendes Geschäft erhoffen. Die Firma Schott gehört zum Beispiel zu den Weltmarktführern in Sachen Parabolrinnen und plant gerade die Errichtung einer neuen Fertigungsstätte in Spanien.

Um das Projekt auf den Weg zu bringen, fordern TREC und der Club of Rome von der EU und ihren Mitgliedsstaaten die Einrichtung eines Fonds, aus dem das HGÜ-Netz bezahlt werden solle. Etwa zehn Milliarden Euro seien nötig, um den Anstoß zu geben und das Netz dürfe nicht den Interessen der Energiewirtschaft überlassen bleiben. Außerdem müsse eine „solare Energieallianz der EUMENA-Staaten geschaffen werden. Der Startschuss könne mit einer Konferenz im April 2008 gegeben werden, für die sich die Hannover Messe bereits angeboten hat.

Ein Programm für eine schnelle Einführung der solaren Technologien müsse her, ein neues Apollo-Programm, formulieren die Autoren in Anspielung auf die US-amerikanischen Anstrengungen in den 1960er Jahren, den Technologie-Rückstand gegenüber der Sowjetunion aufzuholen. Ein allein marktorientierter Ansatz könne die schnelle Kehrtwende, die notwendig sei, um die Energie-, Klima- und Wasserkrise abzuwenden, nicht herbeiführen. Die Summe von zehn Milliarden Euro, die als Startkapital für das Netz eingefordert werden, ist angesichts der Beträge, die in den nächsten Jahren in die Energieversorgung gesteckt werden müssen, gering. Wollte man in Europa den langsam die Jahre kommenden Kraftwerkspark einfach durch neue Kohlekraftwerke ersetzen, wie es die deutschen Energieversorger planen, dann müsste Milliardensummen im hohen zweistelligen Bereich investiert werden.

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