Desertec-Projekt: Steiniger Wüstenstrom

Riesige Solarkraftwerke in der Sahara sollen in einigen Jahrzehnten Nordafrika und Teile von Europa mit Strom versorgen. Das ist die Vision des Desertec-Projekts. Seit Jahren arbeiten die Fachleute an dem Plan – doch der Weg ist holprig.
Offen ist unter anderem, wie die Zusammenarbeit zwischen den europäischen Ländern, die den Strom aus der Wüste importieren wollen, und den Staaten in Nordafrika, die den Strom liefern, aussehen soll. Auch die technischen Fragen sind noch nicht restlos geklärt. So müssen die Anlagen deutlich billiger werden, bevor sich ihr Einsatz rentiert.

Desertec soll die besten Solar-Standorte der Welt, die Wüsten, mit modernen Technologien aus den Industrieländern zusammenbringen. „Auf diese Weise könnten sich sowohl die Technologieländer in Europa als auch die Wüstenanrainerstaaten Nordafrikas mit sauberer Energie versorgen“, sagt Gerhard Knies, Mitbegründer der Desertec-Foundation und Vater der Wüstenstrom-Initiative. „Theoretisch ließe sich in der Sahara hundertmal soviel Elektrizität erzeugen wie die Menschheit je brauchen würde“, sagt er.

Der Grund: In der Sahara scheint die Sonne viel stärker als in Europa, weshalb Solarkraftwerke dort deutlich effizienter arbeiten können. Diese Kraftwerke bestehen nicht aus Solarzellen, wie man sie auf vielen deutschen Hausdächern findet. Es sind sogenannte solarthermische Kraftwerke, bei denen große Spiegel das Sonnenlicht auf das Hundert- bis Tausendfache konzentrieren, um Wasser zu verdampfen. Der Dampf treibt anschließend eine Stromturbine an.

Der Vorteil gegenüber der Solarzelle auf dem Hausdach: „Man kann die am Tag gesammelte Solarenergie über Nacht speichern, und zwar in Form von Hitze“, so Knies auf der Konferenz „Solar Energy for Science“, die jetzt in Hamburg statt. „Dadurch lässt sich Solarstrom nach Bedarf liefern.“

Technik ist zu teuer

Zuvor allerdings sind noch einige Probleme zu lösen. Insbesondere muss die Technik deutlich billiger werden. Heute kostet die Kilowattstunde aus dem Solarkraftwerk rund 20 Cent. Damit sich die Anlagen rentieren, müsste es die Hälfte sein.
Zum einen setzten die Experten darauf, dass eine Großserienfertigung die Kosten spürbar drückt. Aber auch technologisch ließen sich die Anlagen noch verbessern. „Wenn es gelingt, die Betriebstemperatur zu steigern, lässt sich der Wirkungsgrad deutlich erhöhen“, sagt Robert Pitz-Paal vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Derzeitige Kraftwerke wie „Andasol“ in Spanien erhitzen den Dampf auf 375 Grad Celsius.

„Mit Hilfe von hitzebeständigeren Materialien und neuen Wärmemedien soll die nächste Generation bei 500 bis 600 Grad arbeiten.“ Irgendwann seien sogar Temperaturen bis zu 1000 Grad denkbar, indem die Sonnenstrahlen nicht Wasser oder Öl erhitzen, sondern Luft. „Als Prototyp gibt es manche Lösung schon“, sagt Pitz-Paal. „Man muss sie innerhalb der nächsten zehn Jahre in die Praxis überführen.“

Beim Wettstreit um die beste Technik konkurrieren zwei Systeme miteinander: Parabolrinnen-Kraftwerke basieren auf rund 100 Meter langen Spiegeln, die wie überdimensionale Dachrinnen aussehen. In deren Brennpunkt hängt ein schwarzes Rohr gefüllt mit einem Spezialöl. Die Spiegel konzentrieren das Sonnenlicht auf das Rohr und erhitzen das Öl. Anschließend läuft das heiße Öl durch einen Wärmetauscher, erwärmt dort Wasser und erzeugt Hochdruckdampf für eine Stromturbine.
Solartürme dagegen bestehen aus Hunderten von ebenen Spiegeln, die die Strahlung auf die Spitze eines großen Turms bündeln. Der superheiße Strahl erhitzt einen Wärmeträger bis auf mehrere hundert Grad, und dieser Wärmeträger treibt über einen Wasserkreislauf eine Stromturbine an. „Im Moment haben die Parabolrinnen die Nase vorn“, meint Pitz-Paal. „Doch langfristig versprechen Solartürme höhere Temperaturen und damit mehr Effizienz.“

Entwicklungsbedarf besteht auch bei der Speicherung der Solarwärme, um nicht nur bei Sonnenschein Strom liefern zu können, sondern auch nachts. „Schon heute ist es möglich, die Wärme bis zu 15 Stunden lang zu speichern“, sagt Diego Martínez vom Forschungszentrum Plataforma Solar in Spanien. „Das ist mehr als ausreichend, um die Wärme über Nacht zu halten.“

Im Prinzip kann Wärme in unterschiedlichen Stoffen gespeichert werden, etwa in Beton, Öl, Keramik oder in geschmolzenem Salz. Nur: Welche dieser Techniken am effektivsten und kostengünstigsten ist, wissen die Experten noch nicht. „Salzschmelzen sind vielversprechend“, meint Martínez. „Aber es dürfte noch zehn Jahre dauern, bis wir herausgefunden haben, welches Verfahren das beste ist.“

Harsche Umweltbedingungen

Eines aber steht fest: Solarkraftwerke müssen harschen Umweltbedingungen trotzen. In der Sahara toben heftige Sandstürme, die die Spiegel beschädigen könnten. Für Desertec-Vater Gerhard Knies scheint das kein Problem: „Man kann die Spiegel bei einem Sturm so nach unten drehen, dass der Sand nicht auf die Spiegelfläche peitscht.“ Reinigen lassen sich die Spiegel automatisch – und zwar durch Walzen ähnlich wie in einer Autowaschanlage. Knies: „Da werden keine Putzkolonnen mit dem Schrubber in der Hand auftauchen müssen.“

Schließlich gibt es auch politische Bedenken. Manche Nordafrikaner vermuten, Europa sei nicht an einer gleichberechtigten Partnerschaft interessiert, sondern wolle einzig billigen Strom.
„Die Geschichte lehrt: Wenn Europa etwas braucht, dann holt es es sich“, formuliert Abdelaziz Bennouna, ehemaliger Generalsekretär des marokkanischen Zentrums für Forschung und Technik, die Bedenken. „Ich hoffe, dass Europa eine gleichberechtigte Partnerschaft akzeptiert. Dann könnte tatsächlich eine Synergie entstehen, von der beide Seiten profitieren.“

Einige Europäer aber raten zur Vorsicht. Man solle mit Desertec warten, bis sich die unruhige politische Situation in Nordafrika stabilisiert habe, sagen sie. Abdelaziz Bennouna ist anderer Meinung. „Jetzt sollte man erst recht in Desertec investieren. Ich hoffe, dass Europa die Demokratie unterstützt und nicht mehr die Diktatoren.“

Bleibt die Frage nach dem Geld. Die Solarkraftwerke werden beträchtliche Investitionen brauchen. „Wir reden hier über Milliarden und nicht über Millionen“, sagt Robert Pitz-Paal. „Wichtig wäre eine Anschubfinanzierung, und zwar sowohl aus Europa als auch aus Nordafrika.“

Nur: Wie die Aufteilung aussehen und wie genau das Geld zusammenkommen soll, scheint politisch heikel. „Darüber wird nicht besonders offen und ehrlich gesprochen“, kritisiert Pitz-Paal. „Das ist die entscheidende Hürde.“
Wer für die Wüstenkraftwerke zahlt, steht also noch in den Sternen. Immerhin scheint ein Anfang gemacht. Die EU hat angekündigt, 30 Millionen Euro in erste Pilotanlagen zu investieren, die derzeit in Ägypten und Marokko entstehen – allerdings zunächst für den Eigengebrauch, nicht für Export nach Europa.