WU:Potentiale der Solarthermie
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Die Umwandlung von Sonnenenergie in Nutzenergie wird bereits seit einigen Jahrzehnten sowohl in Kleinanlagen als auch in Großkraftwerken international betrieben. Die Vorteile von Sonnenenergie sind vor allem die Unerschöpflichkeit und die emmisionsfreie Energieumwandlung. Sonnenenergie steht mehr oder weniger auf der ganzen Erde zur Verfügung. Aufgrund hoher Investitionskosten für Solaranlagen und zu niedriger Preise (keine Folgekosten berücksichtigt) für fossile und atomare Energieträger ist der Anteil der Nutzenergie aus Sonnenenergie derzeit noch sehr gering
Solarthermische Kraftwerksanlagen zur Stromerzeugung stellen eine besondere Technologie dar, die im großen Maßstab die Strahlungsenergie der Sonne in Strom und Wärme umwandelt. Im Gegensatz zu kleinen dezentralen solarthermischen Anlagen für die Unterstützung des Wärmebedarfs von einzelnen Ein- und Mehrfamilienhäusern sind solarthermische Kraftwerksanlagen für die großräumige Versorgung von Regionen ausgelegt.
Bild: Solana Parabolrinnen Solarkraftwerk in Arizona, USA
Während Kleinanlagen bereits breite Akzeptanz und Verbreitung gefunden haben sind Großkraftwerke nur vereinzelt in Betrieb. Eine in den letzten Jahren zunehmende Investitionsbereitschaft in Großanlagen signalisiert, daß die Technologien fallweise bereits wirtschaftlich eingesetzt werden können. Im Folgenden soll ein Überblick über einzelne verfügbare Großkraftwerkstypen gegeben werden und deren mögliche Einsatzszenarien beschrieben werden. Im Weiteren soll die Wirtschaftlichkeit der Kraftwerkstypen aus heutiger Sicht dargestellt werden. Der wirtschaftspolitischen Bedeutung dieser Technologie wird aus nationaler und internationaler Sicht beleuchtet.
Quellen:
- Wikipedia: World energy resources and consumption, abgerufen am 15.6.2009
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Systeme
Trotz dem relativ kurzen Bestehen von solarthermischen Kraftwerken sind bereits verschieden Systeme am Markt erhältlich. Grundsätzlich bestehen Solarkraftwerke aus einer Einheit die das Sonnenlicht auffängt (z.B. Spiegel), konzentriert und ein Trägermedium (z.B. Flüssigkeit) erhitzt, einer Einheit zur Umwandlung der Wärme in Strom und einer Einheit zur Speicherung der überschüssigen Wärme. Die Unterschiede zwischen den verfügbaren Technologien sind vor allem in der Einheit zur Konzentration der Sonnenstrahlung (Spiegelfelder) und dem Strahlung-Wärme-Wandler(Receiver) zu finden.
Bild: Einfaches Schema eines Solarkraftwerkes
Parabolrinnenkraftwerke
Parabolrinnenkraftwerke konzentrieren die Sonnenstrahlen mit parabolisch gekrümmten Spiegeln (siehe Bild) auf ein Absorberrohr in dem eine Flüssigkeit die so enstehende Wärme aufnimmt. Die Flüssigkeit wird dabei auf eine Temperatur von ca. 400°C erhitzt. Dieses Temperaturniveau eignet sich um in klassischen Dampfturbinen Strom zu erzeugen. Das besondere an Parabolrinnenkraftwerken sind die rinnenförmig geformten Spiegel (siehe Bild) zur Konzentration des Sonnenlichts. Diese Spiegel werden in Reihen angeordnet und bilden so riesige Felder. Im Brennpunkt dieser Rinnen verläuft ein Rohr in dem das Trägermedium die Wärme aufnimmt und zu einem zentralen Wärmetauscher transportiert. Der Wasserdampf wird dann in einer Dampfturbine mit angeschlossenem Generator in elektrische Energie umgewandelt.
Parabolrinnenkraftwerke sind seit den 1970er Jahren im Demonstrationsbetrieb und kommerziell seit den frühen 1980er Jahren im Einsatz. 1981 wurde eine Forschungs- und Demonstrationsanlage in Spanien (Almeria) in Betrieb genommen und seither kontinuierlich um weitere Anlagetypen erweitert. In drei Kraftwerksblöcken (Andasol 1-3) in der spanischen Provinz Granada 150 MWthermisch/180 GWh Strom im Jahr kommerziell erzeugt werden und damit bis zu 200.000 Menschen mit Strom versorgt werden. In Südkalifornien wurde 1984 eine kommerzielle Anlage in Betrieb genommen. Heute werden dort in neun Anlagen 354 MWth erzeugt (Vergleich: Wasser-Kraftwerk Freudenau erzeugt 172 MWelektrisch). Es befinden sich derzeit in mehrere Kraftwerke in Planung oder in der Inbetriebnahmephase , , , .Eine Variante der Prabolrinnenspiegel sind Fresnel-Kollektoren. Im Gegensatz zu den gekrümmten und teuren Parabolspiegeln sind Fresnelspiegel eben und damit wirtschaftlicher in der Herstellung.Ein großer Vorteil von Parabolrinnenkraftwerken ist ihre Skalierbarkeit, das heisst sie können relative flexibel an die Bedarfssituation angepaßt werden. Dies geschieht durch die Ersweiterung der Parabolrinnenfelder. Nachteil ist das derzeit notwendige Thermoöl (Risiko des Auslaufens) und die relativ aufwändig (Energiebedarf, Emmissionen) zu erzeugenden Absorberröhren.
Quellen:
- Solar Millenium AG, "Die Andasol Kraftwerke entstehen", http://www.solarmillennium.de/front_content.php?idcat=109, abgerufen am 22.6.2009
- DLR, "Standort Almeria", http://www.dlr.de/tt/desktopdefault.aspx/tabid-2881/4512_read-6631/, abgerufen am 22.6.2009
- NextEraEnergy, "Solar Electric Generating Systems", http://www.nexteraenergyresources.com/content/where/portfolio/pdf/segs.pdf, abgerufen am 22.6.2009
- Wikipedia, "Thermisches Solarkraftwerk", http://de.wikipedia.org/wiki/Thermisches_Solarkraftwerk, abgerufen am 22.6.2009
- PSE AG, "Vorteile des Fresnel kollektors", http://www.pse.de, abgerufen am 27.6.2009
Solarturmkraftwerke
In Solarturmkraftwerken werden die Sonnenstrahlen mit speziell angeordneten ebenen Spiegeln konzentriert. Der Absorber, der die konzentrierten Sonnenstarhlen in Wärme (üblicherweise über 1000°C) umwandelt befindet sich auf einem Turm. Besonderheit dieses Systems ist die mit den hohen Temperaturen verbundene hohe Energiausnutzung. Anders als bei den Parabolrinnen-Kraftwerken muss die Neigung und die Ausrichtung der Spiegel dem aktuellen Sonnenstand nachgeführt werden.Es existieren zahlreiche Forschungsanlagen in Spanien, USA und Deutschland.Das erste kommerzielle Solarturmkraftwerk Europas wurde 2006 bei Sevilla in Spanien errichtet. In der ersten Ausbaustufe wurden 11 MW und der zweiten Ausbaustufe wurden zusätztlich 20MW realisiert (entspricht der Versorgung von 15.000 Haushalten). Langfristig soll eine Gesamtkapazität von 300MW an diesem Standort enstehen.In den USA wurde 2008 ein kommerzielles Solarturm-Projekt gestartet, daß bis jetzt das Größte (in Bezug auf Leistung) seiner Art darstellt. In verschiedenen Ausbaustufen sollen zukünftig 900MW thermische Leistung aus Sonnenstrahlung erzeugt werden. Die einzelnen Kraftwerksblöcke werden an verschiedenen Standorten im Bundesstaat Kalifornien ans Netz gehen.In Deutschland begann im Juli 2006 der Bau eines Demonstrations- und Versuchskraftwerks in Jülich, das seit 2008 in Betrieb ist und 1,5MW Leistung haben soll. Das Vorhaben soll als Vorlage für ein deutlich größeres Kraftwerk in Algerien dienen. Dazu wurde das Solarinsitut Jülich (FH Aachen) bereits mit einer Machbarkeitsstudie beauftragt.Ein wesentlicher Vorteil der Solarturmkraftwerke ist das hohe erzielbare Temperaturniveau und die damit verbundene hohe Energieausbeute in der Stromerzeugung.
Quellen:
- Michael Kanellos, BrightSource "Energy signs whopper solar contract with PGE", http://news.cnet.com/8301-11128_3-9907089-54.html
- Pressemitteilung, 11.6.2009, http://www.solarcontact.de/content/news/detail.php4?id=1679
Weitere Technologien
Aufwindkraftwerke nutzen den Auftrieb von solar erwärmter Luft zur Stromerzeugung in Turbinen. Die erste derartige Forschungsanlage wurde 1981 in Manzanares (150 Kilometer südlich von Madrid) errichtet und bis 1989 betrieben. Der Prototyp hatte eine Leistung von 50 MW und wurde mit Mitteln des deutschen Bundesministeriums für Forschung und Technologie finanziert. Die Planung und Konstruktion wurde von Schlaich, Bergermann und Partner durchgeführt. In einem Folgeprojekt sollte eine kommerzielle Anlage in der australischen Wüste nahe Mildura (Bundesstaat New South Wales) gebaut werden. Das Projekt ist aufgrund von Finanz-ierungsschwierigkeiten derzeit noch in der Planungsphase. Es sollte laut Plan bis 2010 fertiggestellt sein und eine Leistung von 200 MW bereitstellen. In Namibia läuft derzeit ein ähnliches Vorhaben, das 400 MW an Leistung bereitstellen soll. Fallwindkraftwerke funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip, aber sind derzeit nur im Konzeptstadium. Eine Weiterentwicklung der Aufwindkraftwerke findet sich in den sogenannten Luftwirbelkraftwerken wieder. Diese existieren ebenfalls nur als Konzept oder als Laboranlagen.Von den oben genannten weiteren Technologien wird Aufwindkraftwerken neben Parabolrinnen und Solarturmkraftwerken im Moment das größte wirtschaftliche Potential zugesprochen. Das zeigt sich auch in den Absichtserklärungen von Kraftwerksherstellern (z.B SolarMillenium AG). Einer der größten Vorteilen von Aufwindkraftwerken ist der geringe Wasserbedarf, da keine Kühlung notwendig ist. Einen Nachteil stellt die notwendige Bauhöhe und der hohe Platzbedarf (verglaste Fläche unter der die Luft erwärmt wird) dar.Die verschieden Kraftwerkstypen werden teilweise auch mit Verfahren zur Wärme(oder Dampf-)erzeugung kombiniert. In solchen Hybridanlagen wird dann in sonnenschwachen Zeiten mit fossilen Brennstoffen (Öl, Gas, Kohle) die notwendige Energie bereitgestellt. Dieser Technik wird hohes wirtschaftliches Potential eingeräumt, weil dadurch bereits bestehende konventionelle Kraftwerksanlagen "nur" um Solarfelder ergänzt werden müssen. Allerdings ist die dadurch notwendige Kombination aus Sonnenreichtum und Flächen für die Solarfelder an einem Standort zu beachten und in den seltensten Fällen gegeben.
Quellen:
- Jörg Schlaich, "Design of Commercial Solar Updraft Tower Systems", http://www.sbp.de/de/html/contact/download/The_Solar_Updraft.pdf, abgerufen am 27.6.2009
- Deutschlandfunk, "Tower of Power", http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/415655/, abgerufen am 27.6.2009
- Enviromission, http://www.enviromission.com.au/EVM/content/technology_technologyover.html, abgerufen am 27.6.2009
- Rozanne Cloete, "Solar tower sheds light on little used technology", http://www.engineeringnews.co.za, abgerufen am 27.6.2009
- Peter Fairley, 23.2.2009, "Solar trifft Kohle", http://www.heise.de/tr/Solar-trifft-Kohle--/artikel/132675/0/3, abgerufen am 27.6.2009
Ökologische Betrachtung
Die Auswirkungen eines solarthermischen Kraftwerkes auf die Umwelt werden in einer Studie des Technischen Universität Braunschweig untersucht. Interessant ist dabei, daß die Umweltwirkungen und Ressourcenverbrauch der Solarfelder (also die Spiegel) über den gesamten Lebenszyklus besonders ins Gewicht fallen und fast für die Hälfte der Treibhausauswirkungen verantwortlich sind. Ebenso hat der Lebenszyklus der Speicheranlagen einen starken Anteil. Der Transport von solarem Strom aus sonnenreichen Gebieten nach Mitteleuropa ist nur zu einem sehr geringen Anteil für Umweltauswirkungen verantwortlich. In einer Studie des Öko-Insitut in Deutschland werden die CO2-Emmissionen von importiertem Strom aus solarthermischen Anlagen anderen Arten der Stromerzeugung gegenübergestellt. In einer Lebenszyklusbetrachtung zeigt sich, daß Strom aus solarthermischen Kraftwerken sogar gegenüber Wasserkraft und Atomkraft deutlich im Vorteil liegt. Dies trifft insbesondere zu, wenn auch die nachgelagerten Prozesse (z.B. Entsorgung von Brennstäben in Atomkraftwerken) in den Vergleich miteinbezogen werden.
Bild: CO2-Emmissionen im Vergleich (Fritsche, 2007)
Im folgenden werden einige Faktoren aufgeführt die im Hinblick auf eine ökologische Bewertung in der Literatur und aus eigenen Überlegungen für wichtig erachtet wurden:
- Energeiebedarf für die Erzeugung der Spiegel bzw. Absorberrohre (Parabolrinnen). Der Energiebedarf ist im Verhältnis zu den anderen Anlagenteilen relativ hoch. Die energetische Amortisationsdauer - die Dauer bis sämtliche Energieaufwendungen für die Produktion der Anlage durch die eigene Stromproduktion wieder herausgeholt wurden - für eine Parabolrinnenanlage beträgt laut einer Studie (May, siehe Referenz oben) viereinhalb Monate. Die Energieaufwände für den Energietransport und damit verbundener Herstellung der Leitungen sind gering (May, siehe Referenz oben).
- Wasserbedarf für Kühlung: Laut einer Studie der World Resource Institute benötigt ein Solarturm-Kraftwerk etwa die gleiche Menge Wasser pro erzeugter Kilowattstunde wie ein Kohlekraftwerk. In Gegenden mit wenig Wasser kann das zum Problem werden. Das spanische Parabolrinnen-Kraftwerk Andasol in Almeria benötigt 870.000 m³ Grundwasser pro Jahr. Der Wasserbedarf ist damit auch ein wichtiges Kriterium für die Standortwahl. Durch das Verfahren der Trockenkühlung wird kein Wasser mehr benötigt. Das Verfahren hat höhere Investitionskosten und damit höhere Stromgestehungskosten zur Folge. In diversen Forschungsprojekten werden derzeit Verfahren zur effizienten Kühlung untersucht. Aufwindkraftwerke sind im Vorteil, da sie grundsätzlich keine Kühlung (und damit kein Kühlwasser) benötigen.
- Platzbedarf für Spiegel: der Platzbedarf ist abhängig vom Anlagentyp. Das Parabolrinnen-Kraftwerk in Almeria (Spanien) hat bei 49,9MW Leistung einen Platzbedarf von 510.000m2 (70 Fussballfelder).
Quellen:
- Nadine May, 17.8.2005, "Ökobilanz eines Solarstromtransfers von Nordafrika nach Europa", TU Braunschweig
- Uwe R. Fritsche, März 2007, "Treibhausgasemissionen und Vermeidungskosten der nuklearen, fossilen und erneuer-baren * Strombereitstellung", http://www.klimaktiv.de
- Richter et al, 2009, "Wassersparende Kühlung solarthermischer Kraftwerke", http://www.dlr.de/tt/Portaldata/41/Resources/dokumente/soko2009/poster/Wassersparende_Kuehlung_SolarthermKW.pdf
Betriebswirtschaftliche Betrachtung
Die Wirtschaftlichkeit solarthermischer Kraftwerke ist stark von der geographischen Breite des Standorts abhängig. Demgemäß werden Standorte südlich des vierzigsten Breitengrades als wirtschaftlich erachtet.
Bild: Sonneneinstrahlung in Abhängigkeit der geographischen Breite (kWh/m2a)
In einer Untersuchung (2004) des Fraunhoferinstituts wurden für verschiedene Standorte die Stromgestehungskosten gegenübergestellt. Es zeigt sich dass in allen spanischen Standorten die Stromgestehungskosten für die derzeit gängigen Technologien (Parabolrinnen, Fresnel) höher als in den Afrikanischen ausfallen. Die untersuchten Kraftwerke sind reine Solarkraftwerke ohne ohne fossile Zusatzfeuerung und thermische Speicherung.
Bild: Wirtschaftlichkeit in spanischen Standorten
Bild: Wirtschaftlichkeit in afrikanischen Standorten
Im aktuellen Vergleich mit anderen Technologien zeigt sich (siehe Aufzählung unten), daß der Strom aus solarthermischen Kraftwerken derzeit wesentlich teurer als Kernenergie, Kohle und Gas in der Erzeugung ist. Im Vergleich zu Wasserkraft sind solarthermische Kraftwerke fast gleichauf.
- Kernenergie ca. 3,5 Cent pro Kilowattstunde (cent/kWh)
- Braunkohle ca. 2,8 cent/kWh
- Steinkohle ca. 3,3 cent/kWh
- Gas ca. 4,2 cent/kWh
- Wasserkraft ca. 10,2 cent/kWh
- Wind (on-shore) ca. 7,6-12,7 cent/kWh
- Wind (off-shore) ca. 10,0-16,1 cent/kWh
- Biomasse ca. 9,6 cent/kWh
- Photovoltaik ca. 50-60 cent/kWh
- Solarthermie ca. 10-40 cent/KWh
Der Vergleich ist nur bedingt zulässig als keine Nebenkosten durch Emmissionen oder Endlagerung berücksichtigt wurden. Interessant ist jedenfalls, daß die Stromgestehungskosten von solarthermischen Kraftwerken gegenüber Strom aus Photovoltaikanlagen deutlich billiger sind. Bei einer erwartenden Kostenreduktion von 50% im Photovoltaikbereich fällt dieser Unterschied nicht mehr so eindeutig aus.
Bild: Stromgestehungskosten für Photovoltaikanlagen und solarthermische Kraftwerke überdem Breitengrad für 68 zufällig ausgewählte Standorte in Europa und Nord-Afrika
Ein Vergleich der Wirtschaftlichkeit muss immer unter gleichen Ausgangsbedingungen erfolgen. Insoferne können erneuerbare Energien nur schwer mit fossilen oder atomaren Energieformen verglichen werden. Die Abschätzung der externen Kosten stellt aus dieser sicht eine wichtiges Kriterium für die Vergleichbarkeit dar. In einer Studie des deutschen Umweltbundesamtes (2007) wird eine Übersicht dieser externe Kosten gegeben. Dies zeigt in dieser Hinsicht eine eindeutige Überlegenheit der erneuerbaren Energien.
Bild: Externe Kosten der Stromerzeugung in Deutschland (2005), externen Kosten für solarthermischen Kraftwerke sind 0,18 ct/KWh
Die in dieser Grafik nicht aufgeführten externen Kosten für solarthermischen Kraftwerke wurden in einer Studie von Krewitt zu 0,18 ct/KWh berechnet. Liegen also unterhalb Wasserkraft und knapp über den externen Kosten von Windkraft. Die externen Kosten verändern damit nicht die derzeitige wirtschaftliche Überlegenheit der konventionellen Energieträger, trotzdem erlaubt diese Betrachtung zumindest einen Vergleich unter gleichen Bedingungen. Unter der Annahme, daß die hohen Investitionskosten für die Solarfelder mit der positiven Marktentwicklung (Skaleneffekte) sinken, kann den solarthermischen Kraftwerken noch großes Potential zugesprochen werden. Studien erwarten eine Entwicklung die die Stromgestehungskosten zumindest auf die Hälfte (5ct/kWh) im Jahr 2050 reduzieren. Im Hybridbetrieb mit fossilen Brennstoffen oder in Kombination mit Meerwasserentsalzung könnten die Stromgestehungskosten ein Niveau von fast 2ct/kWh (2050) und weniger erreichen.
Bild: Vergleich der Entwicklung der Stromgestehungskosten von Photovoltaikanlagen und Parabolrinnen-Kraftwerken
Quellen:
- Solarserver, Strom aus Solarwärme, http://www.solarserver.de/solarmagazin/anlageapril2004.html
- Lerchenmüller, März 2004, Parabolrinnen- und Fresnel-Technologie im Vergleich, http://www.dlr.de
- Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Was kostet die Herstellung von Strom?, abgerufen am 28.6.2009
- Quaschnig, 2001, Optimale Einsatzgebiete für solarthermische Kraftwerke und Photovoltaikanlagen, www.dlr.de
- Krewitt W (2007): Die externen Kosten der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Vergleich zur fossilen Stromerzeugung. UWSF –
- Z Umweltchem Ökotox 19 (3) 144–151
- Welt der Physik, Potential solarthermischer Stromerzugung, http://www.weltderphysik.de/de/6557.php, abgerufen am 27.6.2009
- Volker Quaschnig et al, 2000, Aktuelle Aussichten für Solarthermische Kraftwerke, http://www.volker-quaschning.de/downloads/sonnenforum2000_3.pdf, abgerufen am 27.6.2009
Volkswirtschaftliche Betrachtung
In ihrem Bericht über die erwarteten Energietrends bis 2030 geht die EU davon aus, dass sich die Bevölkerung der EU stabil entwickelt. Das ist vor allem mit der Erhöhung der Lebenserwartung und einem Schrumpfen der Geburtenrate begründet. Dem Bevölkerungswachstum von um die 0,2% steht ein erwartetes Wirtschaftswachstum von durchschnittlich um die 2% gegenüber. In der EU ist der Trend zu beobachten, dass der Dienstleistungssektor überdurchschnittlich wächst. Dies hat auch Implikationen für den Energieverbrauch, da der Dienstleistungssektor im Allgemeinen nicht energieintensiv ist und im Verhältnis zu anderen Energieträgern vor allem Strom verbraucht. Interessant in Bezug auf die Entwicklung des Energieverbrauchs ist auch, dass die durchschnittliche Anzahl der Personen pro Haushalt immer weiter sinkt. Es werden somit im Zeitraum bis 2030 knapp 30 Millionen Haushalte mehr entstehen. Es wird erwartet das diese Entwicklung beträchtlich zum Wachsen des Energieverbrauchs beitragen wird, da Energieverbraucher (Auto, Heizung, Herd, Waschmaschine,..) meist im Haushalt gemeinsam benutzt werden.Weltweit gesehen wird der Energieverbrauch (Primärenergie) jährlich um 1,6% steigen. Davon verbrauchen die OECD-Länder den geringsten Anteil. Die schnell wachsenden Länder China und Indien haben zu über 50% einen Anteil daran. Insgesamt sind die Nicht-OECD-Länder zu 87% am weiteren Anstieg des Primärenergieverbrauchs beteiligt. Damit werden die Nicht-OECD-Länder ca. 62% des Weltenergieverbrauchs.
Ziele
Aus volkswirtschaftlicher Sicht werden im Zusammenhang mit Solarenergie vor allem folgende Ziele genannt:
- Unabhängigkeit von Staaten, die über fossile Brennstoffressourcen verfügen und deren Preisgestaltung oder politische Ambitionen
- Reduktion von Schadstoffemissionen (vor allem Kohlendioxid) und damit Reduktion von Folgekosten für Gesundheit, Umwelt
- Sicherung/Schaffung von Arbeitsplätzen durch Technologieführerschaft
Unabhängigkeit
Derzeit besteht eine hohe Abhängigkeit der EU in Bezug auf Energieimporte. In ihrem Aktionsplan für Energiesicherheit und Solidarität (2008) wird festgestellt, dass die EU weniger als die Hälfte ihres Bedarfs selbst decken kann. Die Abhängigkeit variiert innerhalb der EU stark. Dänemark ist beispielsweise Nettoexporteur und ist unabhängig von Energieimporten. Länder wie Luxemburg, Malta und Zypern sind fast vollständig von Importen abhängig. Die USA als größter Energieverbraucher sind nur zu 30% von Energieimporten abhängig. Die Abhängigkeit der EU und USA ist vor allem durch den hohen aktuellen Bedarf an Gas und Öl problematisch, da diese zu einem großen Anteil aus dem nahen Osten und Venezuela importiert werden müssen. Die Angst vor Abhängigkeit ist einerseits durch die politisch getrübten Beziehungen zwischen dem nahen Osten/Venezuela und EU/USA getrübt. Andererseits sehen Prognosen den Anteil der Öl- und Gasimporte aus dem nahen Osten in den nächsten 20 Jahren stark wachsen (EU Energy Trends Report 2030).Als Reaktion auf das Bedürfnis nach Unabhängigkeit von Energieimporten haben die EU und die USA Strategien entworfen, die die Versorgungsicherheit in Zukunft gewährleisten sollen. Der EU Aktionsplan sieht einen Ausbau und eine bessere Integration der Infrastruktur, eine Verbesserung der Energieeffizienz und die vermehrte Nutzung endogener Ressourcen vor. Einen ganz ähnlichen Plan gibt es von Seiten der USA, diese haben zusätzlich die Unabhängigkeit von Öl als wichtigstes Ziel deklariert.Solarthermischen Kraftwerken wird in diesem Zusammenhang eine große Bedeutung zugemessen. So entwarfen Ken Zweibel und andere in ihrem "Solar Grand Plan" für die USA ein Szenario in dem die USA bis 2050 70% des Strombedarfs und 35% des Gesamtenergiebedarfs aus Solarenergie aus dem Südwesten des Landes nutzen würde. Dazu müssten innerhalb er nächsten 40 Jahre rund 280 Milliarden Euro in Kraftwerke und Infrastruktur investiert werden. Ein ähnliches Konzept wurde von der DESERTEC Initiative entworfen. Demnach sollen in 40 Jahren mehr als die Hälfte des Strombedarfs der EUMENA-Region (Europa, Nordafrika, Mittlerer Osten) aus Solarkraftwerken gedeckt werden. Drei Tausendstel der weltweit ca. 40 Mio. km2 an Wüstenflächen würde ausreichen um mit solarthermischen Kraftwerke den globalen Strombedarf zu decken. In einem Bericht von Greenpeace, dem europäischen Verband der Solarthermie und der Internationalen Energie Agentur wird ein Anteil von 7% am weltweiten Strombedarf im Jahr 2030 und 25% im Jahr 2050 prognostiziert.Trotz dieser optimistischen Konzepte ist jedenfalls kritisch zu hinterfragen, ob die gefürchtete Abhängigkeit durch solarthermischen Kraftwerken in Wüstenländern behoben werden kann. Die Abhängigkeit von fossilen Energiedepots geht dann möglicherweise in eine Abhängigkeit von sonnenreichen Standorten über.
Ein vorrangiges Ziel der EU ist die Reduktion des Treibhausgases CO2. Dazu wurde das so genannte "20-20-20" Ziel vereinbart. Diese besagt, daß bis 2020 die Treibhausgase um 20% reduziert werden sollen, die Energieeffizienz um 20% gesteigert werden soll und der Anteil erneuerbarer Energien am Gesamtenergieverbrauch 20 % erreichen soll.In einem Vergleich der Gesamt-CO2-Bilanz von Kraftwerkstypen des Öko-Insituts wird dargestellt, daß der Kohlendioxidausstoss aus dem Lebenszyklus eines Solarkraftwerks nur etwa die Hälfte von Wasserkraftwerken und ein 20stel von Gaskraftwerken ausmacht. Diese Annahmen beruhen auf der Annahme eines Übergangsszenarios in dem Kraftwerkskomponenten noch mit fossilen Energieträgern gefertigt werden.
Arbeitsplätze
Anfang 2009 wurde im American Recovery and Reinvestment Act die Förderung von Technologien und Investitionen beschlossen. Es sind drei Maßnahmen im Konjunkturpaket beschlossen worden. Das "Renewable Energy Grant"-Programm sieht Investitionszuschüsse in Höhe von 30 % für Solar-Projekte vor, die in den nächsten zwei Jahren umgesetzt werden. Zweitens garantiere das Programm zur Vergabe von Krediten (Loan Guarantee Program) die Finanzierung von Anlagen zur Nutzung der erneuerbaren Energien und der Solartechnologie. Der 30%-ige Steuerkredit für Investitionen unterstützt Unternehmen, die Komponenten herstellen oder Liegenschaften bereitstellen wollen. Laut dem amerikanischen Solarverband sollen so in den nächsten zwei Jahren 119.000 zuätzliche Arbeitsplätze geschaffen werden. In einer Veröffentlichung wird von 50 permanenten Jobs pro 100 MW installierter Leistung gesprochen. Im "CSP (Concentrating Solar Power) Global Outlook 2009" wird in einer optimistischen Rechnung davon ausgegangen, daß im Jahr 2050 mehr als zwei Millionen neue Arbeitsplätze geschaffen werden.
Maßnahmen
Die Maßnahmen zur Erreichung der obigen Ziele sind einerseits Förderungen, andererseits gesetzliche Rahmenbedingungen. Förderungen zielen auf Investitionsanreize und garantierte Einspeisetarife. Die Rahmenbedingungen umfassen je nach Land gesetzliche Vorschriften (Z.B. Emissionsbeschränkungen) oder die Einführung von Mechanismen zur Reduktion von Emissionen über Zertifikate.
Quellen:
- EUROPEAN ENERGY AND TRANSPORT - Trends to 2030, Update 2007, http://bookshop.europa.eu, abgerufen am 28.6.2009
- Daniel Yergin CERA, "Energy Independence", http://www.cera.com/aspx/cda/public1/news/articles/newsArticleDetails.aspx?CID=8560, abgerufen am 28.6.2009
- SEREF, Solar Energy Research and Education Foundatio, http://www.seref.us/pdf/SolarJobsFactSheet-2-09.pdf , abgerufen am 28.6.2009
- GREENPEACE, http://www.greenpeace.org/international/press/reports/concentrating-solar-power-2009, abgerufen am 28.6.2009
Sonstige Quellen
- The World Bank; http://www.worldbank.org
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DE); http://www.dlr.de
- Forschungsverbund erneuerbare Energien (DE); http://www.fvee.de
- European Solar Thermal Technology Platform (EU); http://www.esttp.org
- Austrian Energy Agency (AT); http://www.energyagency.at
- European commission - Energy (EU); http://ec.europa.eu/energy, http://europa.eu/scadplus/leg/de/s14001.htm
- International Energy Agency; http://www.iea.org, http://www.worldenergyoutlook.org, http://www.solarpaces.org
- European Renewable Energy Research Centres Agency (EU); http://www.eurec.be
- BINE Informationsdienst (DE); http://www.bine.info
- EUROSOLAR (EU); http://www.eurosolar.de
- Solarwärme 2020 Eine Technologie- und Umsetzungsroadmap für Österreich; http://umwelt.lebensministerium.at/filemanager/download/45784/|
- Förderungen von Solaranlagen in Ö; http://www.solarwaerme.at/EFH/Foerderungen/
- Österreich Vorreiter bei Solarthermie und Nachzügler bei Photovoltaik; http://www.oekonews.at/index.php?mdoc_id=1018044
- Marktstatistik EU/Ö; http://www.solarwaerme.at/Sonne-und-Energie/Marktstatistik/EU-Markt/
- Österreich ist Europas Nr.2 bei Solarwärme; http://oem-ag.at/service/news/3487346275/
- Strategisches Planungsdokument des Klima- und Energiefonds; http://www.klimafonds.gv.at/home/ueber-uns/aufgaben-und-ziele/strategisches-planungsdokument.html
- (Technologische Aspekte und Voraussetzungen für die Kalkulation der Potenziale; http://www.regioenergy.at/solarthermie)
- Medium and Small Scale Concentrated Solar Thermal Power Platform; http://www.mss-csp.info/cms/front_content.php?idcat=80














