Solarthermie gegen Photovoltaik

Mit viel Prominenz sind in Spanien zwei Solarkraftwerke eingeweiht worden: das Parabolrinnen-Kraftwerk Andasol 3 und ein ultramodernes Solar-Turmkraftwerk. Doch während dort auf die Zukunft der solarthermischen Stromerzeugung angestoßen wurde, ziehen über der Technik dunkle Wolken auf.

Von Martin Gent, WDR-Wissenschaftsredaktion

Als Ende September in Spanien Andasol 3 eingeweiht wurde, mangelte es nicht an Superlativen. Vom größten Solarenergiestandort war die Rede, vom Vorbildcharakter für ganz Europa und von einem Erfolgsrezept zur sinnvollen und planbaren Energieerzeugung. Die an Andasol 3 beteiligten Unternehmen Stadtwerke München, RWE Innogy, RheinEnergie, Ferrostaal und Solar Millennium waren sichtlich stolz auf ihre 205.000 Parabolspiegel unter der spanischen Sonne.

Wirklich neu ist dies jedoch nicht, denn genauer betrachtet kam 50 Kilometer östlich von Granada zu zwei bestehenden 50-Megawatt-Solarkraftwerken ein fast baugleiches drittes hinzu. Seit Wochen schon läuft es in der Testphase, der kommerzielle Betrieb soll kurz bevorstehen. Auch 50 Megawatt sind nichts besonderes mehr, seit Spanien 2008 solarthermische Kraftwerke über eine Einspeisevergütung großzügig fördert. Fast 30 Cent bekommen die Betreiber pro eingespeister Kilowattstunde. Windstrom kostet nur ein Drittel soviel.

[Bildunterschrift: Im Solarkraftwerk Andasol 3 stehen tausende solcher meterhohen Parabolspiegel. Die hier angewandte Parabolrinnentechnik wird schon seit den 1980er-Jahren in Kalifornien eingesetzt. Drehbare, metergroße Parabolspiegel fangen das Sonnenlicht ein und konzentrieren es auf ein vakuumisoliertes Absorberrohr. Darin erhitzt sich ein Wärmeträgeröl auf fast 400 Grad. Für den nächtlichen Betrieb der Turbine wird ein Teil der Wärme wird in flüssigem Salz gespeichert. ]

Solarzellen wandeln Sonnenlicht direkt in Strom um. Die Technik wird auch Photovoltaik genannt, funktioniert sogar bei bewölktem Himmel und ist mittlerweile auf deutschen Hausdächern verbreitet. Solarthermische Kraftwerke brauchen hingegen einen strahlend blauen Himmel und möglichst viele Sonnenstunden pro Jahr. Nur direktes Sonnenlicht lässt sich mit Spiegeln so weit fokussieren, dass es einige hundert Grad heiß wird. Mit dieser Hitze lässt sich Wasser verdampfen. Der unter Druck stehende Dampf treibt eine Turbine an, die über einen Generator Strom erzeugt. Im Prinzip funktioniert ein solarthermisches Kraftwerk also wie ein Kohle- oder Atomkraftwerk, nur dass der Dampf nicht mit der Hitze des Feuers oder der Kernspaltung erzeugt wird, sondern durch konzentriertes Sonnenlicht.

Photovoltaik macht Solarthermie zunehmend Konkurrenz

In den USA ist der Projektentwickler SolarMillenium mit seiner Solarthermie-Technik schon gescheitert. Im kalifornischen Blythe sollte ein Prestige-Objekt entstehen. Mit mehr als ein Gigawatt so leistungsstark wie ein Kernkraftwerk. Mitte August verkündete SolarMillenium den überraschenden Schwenk von der Solarthermie zur Photovoltaik, nun wurde das Projekt ganz an den Wettbewerber Solarhybrid verkauft. Gebaut wird nun höchstwahrscheinlich eine riesige Photovoltaikanlage.

[Bildunterschrift: Das Solarkraftwerk PE2 nordwestlich von Murcia soll 30 Megawatt leisten. Statt aufwändiger Großspiegel lenken schmale, bewegliche Spiegelstreifen knapp über dem Boden das Licht auf ein Absorberrohr in etwa acht Meter Höhe. Hier wird - ohne Zwischenträger - gleich das Turbinenwasser verdampft. Ein Wärmespeicher ist derzeit nicht geplant. ]

Der große Vorteil solarthermischer Kraftwerke, über zwischengespeicherte Wärme die Stromerzeugung in die Nacht hinein zu verlängern, spielt in den USA keine große Rolle. Denn die vielen Klimageräte ziehen gerade dann Strom, wenn auch die Sonne scheint. Tagsüber aber können Solarzellen den Strom einfacher produzieren - und inzwischen auch billiger. Durch die Massenfertigung, den Einstieg chinesischer Produzenten und harten Wettbewerb sind die Preise für Photovoltaikanlagen in den letzten Jahren deutlich gefallen - womit auch der so erzeugte Solarstrom günstiger wurde. Hinzu kommt, dass sich Photovoltaik-Anlagen einfacher finanzieren lassen, weil sie modular aufgebaut sind.

Solarthermische Stromerzeugung keine Sackgasse

Der Sieg der Alternativtechnologie Photovoltaik in Blythe bedeutet nicht, dass die solarthermische Stromerzeugung eine Sackgasse ist. Immerhin sollen in Spanien bis 2013 rund 60 Anlagen entstehen, mit mehr zwei Gigawatt so leistungsstark wie zwei Atomkraftwerke. Die Solarthermie muss dabei einen Vorteil ausspielen, der in Europa größeres Gewicht haben dürfte als in den USA. Solarthermische Kraftwerke können die Sonnenenergie relativ einfach in Form von Wärme speichern und so den Strom dann ins Netz einspeisen, wenn er wirklich gebraucht wird - zum Beispiel auch abends und nachts, wenn viele spanische Städte erst richtig lebendig werden.

[Bildunterschrift: Das 20 Megawatt Turmkraftwerk Gemasolar zwischen Sevilla und Cordoba wirkt fremdartig wie eine zweite Sonne auf Erden. 2650 automatisch gesteuerte, große Spiegel rund um den Turm fokussieren das Sonnenlicht um den Faktor 1000 auf einen Absorber in 140 Meter Höhe. Die Hitze wird von flüssigem Salz aufgefangen, es wird auf mehr als 560 Grad erhitzt und für den Rund-um-die-Uhr-Betrieb in einem Thermotank aufgefangen. ]

Kopf an Kopf

Experten rechnen damit, dass die solarthermischen Kraftwerke noch deutlich billiger werden können. Und so ist der Wettlauf mit der Photovoltaik alles andere als entschieden. Denn in den Einspeistarifen wird nicht genügend berücksichtigt, dass Solarthermiekraftwerke sich einfach mit Speichern und fossilen Kraftwerksteilen kombinieren lassen und so den Strom dann liefern können, wenn er wirklich gebraucht wird.

Photovoltaik-Anlagen speisen aber Elektrizität nur dann ein, wenn die Sonne scheint. Für einen fairen Vergleich muss man hier also die Kosten für Schatten-Gaskraftwerke oder Stromspeicher hinzurechnen. Und dann sieht die Sonnenkraftwerkswelt schon wieder ganz anders aus.