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Warum baut man in Deutschland nicht große Sonnen-Kraftwerke wie in Kalifornien ?

Von Joachim Grawe
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Joachim.Grawe@energie-fakten.de)Grawe

Sie haben in Kalifornien wahrscheinlich die Solarfarm-Kraftwerke an der Kramer Junction, einer Straßenkreuzung in der Mojave-Wüste, gesehen. Dort sind insgesamt neun Anlagen mit zusammen 345 Megawatt (MW; 1 MW = 1.000 Kilowatt - kW) Leistung in Betrieb. Die letzte (und mit 90 MW größte) davon wurde 1990 fertiggestellt. Seither sind weder in den USA noch anderswo Anlagen dieser Art gebaut worden. Das ursprüngliche Hersteller-Unternehmen ging in Konkurs. In Kalifornien fielen die Subventionen weg, die (wie heute in Deutschland) vor allem in weit überhöhten Einpeise-Vergütungen bestanden, zu denen die Betreiber der allgemeinen Stromnetze den Solarstrom ankaufen mussten.

Solarfarmen sind ausgestattet mit konzentrierenden Kollektoren in Form langer Parabol-Rinnen (Tröge) aus blankem spiegelndem Metall, die der Sonne nachgeführt werden und die die auftreffende Solar-Strahlung auf ein in ihrem Zentrum verlaufendes, mit einem leicht siedenden Thermo-Öl gefülltes Rohr reflektieren. Das Thermo-Öl erhitzt seinerseits Wasser. Ein Wasser-Dampf-Kreislauf wie in herkömmlichen Kraftwerken auf der Basis fossiler Brennstoffe schließt sich an. Unter Umständen wird auch ein Kühlturm erforderlich.

Parabol-Rinnen-Kraftwerke sind in Gegenden einsetzbar, wo ein hoher Anteil an Direkt-Strahlung auf die Erdoberfläche gelangt. Denn nur diese, nicht aber die diffuse Himmels-Strahlung bei Bewölkung, wird reflektiert. Diese Voraussetzung ist in der Mojave-Wüste mit 2.600 Kilowattstunden (kWh) Direkt-Einstrahlung je m2 gut erfüllt. In Deutschland scheint dagegen die Sonne nur wenig (was wir alle beklagen und weshalb wir im Urlaub so gern in den „sonnigen Süden“ fahren), nämlich im Durchschnitt in einem „Normal-Jahr“ nur rd. 1.600 (von 8.760) Stunden im Jahr. Von den hiesigen rd. 1.000 kWh je m2 Einstrahlung entfallen drei Viertel auf den Sommer. Kalifornien ist insofern auch ein günstiges Einsatz-Gebiet für solare Stromerzeugungs-Anlagen, weil dort – anders als bei uns - die Verbrauchsspitzen infolge der zahlreichen Klima-Anlagen vom späten Vormittag bis zum Nachmittag auftreten.

In Deutschland wird Strom aus Sonnenenergie nicht mittels konzentrierender Kollektoren, sondern auf dem Weg der Direkt-Umwandlung der Strahlung über Solarzellen (Photovoltaik) erzeugt, meist in kleinen Dach-Anlagen mit einer Fläche von 20 bis 50 m2 und damit 2 bis 5 KW. Vereinzelt wurden größere Anlagen mit bis zu 1 MW errichtet, z. B. auf dem Dach der Münchener Messe. Derzeit werden Projekte mit 3 bis 5 MW verfolgt. Diese benötigen eine große Fläche, sind im Verhältnis zu herkömmlichen Kraftwerken aber immer noch sehr klein (Moderne Braunkohlen-Kraftwerke haben eine Leistung von 900 MW. Das erste im Bau befindliche Kernkraftwerk der neuen Generation in Finnland erhält sogar 1.500 MW).

Photovoltaik-Strom hierzulande ist extrem teuer. Seine Erzeugung kostet 50 bis 60 EURO-Cents je kWh. Das ist das Zwanzigfache der Erzeugungskosten in herkömmlichen Kraftwerken. Aber selbst dieser Vergleich ist noch schief. Denn die Sonne scheint nicht immer. Noch so viele Photovoltaik-Anlagen können kein Kohle- oder Gas-Kraftwerk ersetzen, erst recht kein Kernkraftwerk. Sie sparen deshalb Brennstoff-, aber keine Kapitalkosten. Der von ihnen erzeugte Strom ist daher nicht 3, sondern bestenfalls 2 EURO-Cents je kWh wert. Das bedeutet sogar den Faktor 30. Es ist nicht erkennbar, dass Solarzellen-Kraftwerke in Deutschland jemals wirtschaftlich werden könnten; zumindest für die Grundversorgung erscheint das ausgeschlossen. Heute werden sie – je nach Größe – mit 45,7 bis 57,4 EURO-Cents je kWh subventioniert. Sinnvoll ist die Anwendung der Photovoltaik dagegen in Kleinst-Anlagen, etwa für Signal-Einrichtungen im Verkehr, Parkschein-Automaten, Berghütten u. ä. sowie in ländlichen Regionen mancher Entwicklungsländer, wenn deren Anbindung an ein leistungsfähiges Stromnetz zunächst technisch und wirtschaftlich nicht möglich ist.

Der Umwelt-Vorteil von Photovoltaik-Anlagen ist wegen des hohen spezifischen (auf die kWh bezogenen) Material-Aufwands für die Anlagen gegenüber Kohle-Kraftwerken begrenzt und gegenüber Gas-Kraftwerken fast null. Im Verhältnis zu Kernkraftwerken sind die Emissionen bei ihnen sogar deutlich höher (siehe zu den Umwelt-Vergleichen die unter "Siehe auch gelisteten Beiträge)

Siehe auch:

Diese Antwort entstand auf die Frage eines Lesers im Mai 2004.

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