SIEMENS

Auf einmal hatte er keine ruhige Minute mehr. Das Kanzleramt meldete sich, Ministerien, Botschafter und Firmenvertreter riefen mitunter im Minutentakt an. Prof. Hans Müller-Steinhagen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart ist es zwar gewohnt, mehr Manager zu sein als Forscher: "Wenn Sie 250 Mitarbeiter haben, dann können Sie sich nicht im Labor einsperren." Aber was er in jenen Tagen im Sommer 2009 erlebte, als alle Welt plötzlich von Desertec sprach, das hatte schon eine andere Qualität, sagt er. Und wieder: Kaum hat der promovierte Verfahrenstechniker den Satz beendet, klingelt das Telefon – die Deutsche Botschaft in London möchte ihn für einen Vortrag gewinnen.
Müller-Steinhagens Institut für Technische Thermodynamik wurde, neben der Desertec Foundation und der deutschen Gesellschaft für den Club of Rome, zu einer der Schaltzentralen für ein Projekt, das manche wegen seiner Dimension mit dem Apollo-Programm vergleichen, der Mondlandung, die sich 2009 zum 40. Mal jährte. Nur dass es den Vordenkern für Desertec nicht um den Mond geht, sondern um die Sonne. Besser gesagt: ihre Energie. Mit solarthermischen Kraftwerken ließe sich der Strombedarf der ganzen Welt decken, haben die Stuttgarter Forscher um Dr. Franz Trieb, ein Mitarbeiter von Müller-Steinhagen, zusammen mit der Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation (TREC) errechnet. Dazu müsste man etwa 90.000 km² Wüste – eine Fläche etwa so groß wie Österreich – mit Spiegeln bedecken.
Will man bis 2050 "nur" 15 bis 20 % des europäischen Bedarfs decken, wie es das Desertec-Konzept vorsieht, reichen 2.500 km² für die Kraftwerke. Weitere 3 600 km² bräuchte man für die Hochspannungsleitungen, um den Strom nach Europa zu übertragen. Seit mehr als 30 Jahren forscht das DLR an dieser Technologie, nun steht sie mit einem Mal im Mittelpunkt des Weltinteresses. Auch weil ein Dutzend europäischer Unternehmen sich im Juli 2009 zur Desertec Industrial Initiative (DII) zusammengeschlossen hat, um dem 400-Mrd.-€-Projekt den nötigen Schub zu verleihen: Nach DLR-Schätzung würden 350 Mrd. € für die Kraftwerke und weitere 50 Milliarden für die Übertragungstechnik benötigt.
Unter den Partnern finden sich neben Konzernen – die an anderer Stelle miteinander konkurrieren – eine Großbank und mit der Münchener Rück einer der größten Rückversicherer der Welt. Siemens ist einer der technologischen Treiber, denn das Portfolio an Lösungen für solarthermische Kraftwerke umfasst Schlüsselkomponenten wie Dampfturbinen und Receiverrohre ebenso wie die Kraftwerksleittechnik und verlustarme Lösungen zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (siehe Artikel "Die Spannung steigt" und "Verwandlungskunst in Volt").
"Dass Solarthermie funktioniert, steht außer Frage", sagt Müller-Steinhagen. Seit über 20 Jahren zeigt ein Cluster von Kraftwerken in der kalifornischen Mojave-Wüste, dass man mit ihr eine Menge Strom erzeugen kann: über 350 MW speisen die Anlagen ins Netz ein und können so mehr als 200.000 Haushalte mit Strom versorgen. Dass aber gerade jetzt eine solche Technik im Rahmen von Desertec breit diskutiert wird, hat viele Ursachen: Ein wichtiger Treiber ist das gewachsene Bewusstsein für eine klimafreundliche Energieversorgung. Dazu kommt, dass inzwischen die Technik für den verlustarmen Stromtransport über weite Distanzen erfolgreich etabliert werden konnte, und dass solarthermische Kraftwerke mit neuen Ideen noch effizienter wurden. Wenn nach dem Ende der Wirtschaftskrise auch die Ölpreise wieder kräftig steigen, dann kann solarthermisch erzeugter Strom – dessen Produktion in begünstigten Regionen heute bereits unter 0,20 € pro Kilowattstunde kostet – schnell wettbewerbsfähig sein..

Große Allianz. Die durchschlagende öffentliche Resonanz von Desertec hat vor allem auch mit Dr. Gerhard Knies und seinen Mitstreitern zu tun. Knies ist Vorsitzender des Aufsichtsrats der Desertec Foundation, die das Konzept entwickelte, das nun in der DII ausgearbeitet wird. Das Lieblingszitat des pensionierten Teilchenphysikers stammt von Albert Einstein: "Man kann Probleme nicht mit den Methoden lösen, mit denen sie herbeigeführt wurden." Knies meint damit vor allem den drohenden Klimawandel durch die Freisetzung von CO₂. Dem sei nur durch einen Umbau der Energieversorgung zu begegnen. Knies scharte in den vergangenen Jahren engagierte Mitstreiter um sich: TREC, den Club of Rome, das DLR und Prinz Hassan von Jordanien. "Uns allen war klar, dass CO₂-freie Technologien, wie Windkraft, Geothermie und vor allem Solarthermie in großem Maßstab nötig sind, um den Klimawandel zu stoppen", sagt er. Während Müller-Steinhagen einer der Gestalter der Technologie ist, hat Knies den politischen Prozess in Gang gesetzt. Und im Sommer 2009 begann mit der Gründung des Konsortiums und der Unterstützung durch Unternehmen wie Siemens die Phase der praktischen Umsetzung.
Innerhalb von drei Jahren will die DII nun Geschäftspläne und Finanzierungskonzepte für das größte Solarprojekt aller Zeiten entwickeln. Konzepte, die geeignet sind, einen Gürtel von solarthermischen Kraftwerken in Nordafrika und dem Mittleren Osten entstehen zu lassen und diese durch Hochspannungsleitungen mit Verbrauchszentren vor Ort, aber auch in Europa, zu verbinden. Für 2050 ist insgesamt eine installierte Kraftwerksleistung von 100 GW und eine Strommenge von 700 TWh pro Jahr angestrebt – das reicht für 15 bis 20 % des europäischen Bedarfs.
Einen noch größeren Anteil des Strombedarfs würden diese Kraftwerke natürlich in den dynamisch wachsenden Ländern decken, in denen sich die Anlagen befinden. In der MENA-Region, also dem Mittleren Osten und Nordafrika, dürfte sich der Strombedarf über die nächsten 30 bis 40 Jahre auf 3.500TWh verfünffachen. "Gerade zur energieintensiven Entsalzung von Meerwasser können solarthermische Kraftwerke und Windkraftanlagen einen wichtigen Beitrag leisten", sagt Knies. Und da bis zu 80 % der Wertschöpfung beim Bau der Anlagen in den MENA-Staaten selbst anfallen kann, etwa durch die Fertigung von Spiegeln, Fundamenten und Gestellen, bedeutet dies auch einen erheblichen Entwicklungsschub für die Region. Bis 2050 entstünden durch Desertec nach Schätzungen von Greenpeace in den beteiligten Ländern rund zwei Millionen Arbeitsplätze.
René Umlauft, CEO der Division Renewable Energy von Siemens, unterstützte die Initiative von Anfang an: "Desertec kann einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung leisten, und mit den Lösungen aus unserem Umweltportfolio ist Siemens der richtige Technologiepartner für dieses visionäre Projekt." Wie dies in der Praxis aussehen könnte, ist in Europa schon zu besichtigen. So ist Siemens im Neuanlagengeschäft mit Offshore-Windturbinen Weltmarktführer und in den großen europäischen Meeren mit zahlreichen Anlagen vertreten (siehe Artikel "Windernte auf der Sandbank"). Und auch in Solarkraftwerken findet sich Technologie von Siemens: Anfang 2009 ging etwa in der Nähe von Granada, in Andalusien, das Parabolrinnenkraftwerk Andasol ans Netz.

Der Sonne folgen. In langen Reihen stehen dort parabelförmig gebogene Spiegel – daher der Name Parabolrinne. Ihre Gesamtfläche beträgt über eine halbe Million Quadratmeter. Damit lassen sich in diesem Kraftwerk, das in der Endausbaustufe aus drei Komplexen bestehen wird, 150 MW Leistung und eine Strommenge von 176 GWh pro Komplex und Jahr erreichen. Um die Ausbeute zu optimieren, richten sich die Spiegel über den Tag hinweg auf ein Zehntel Grad genau auf den Stand der Sonne aus. Sie bündeln das reflektierte Licht im so genannten Receiverrohr. In Andasol enthält das vakuumisolierte Rohr ein Spezialöl, das auf knapp 400 °C erhitzt wird. In Wärmetauschern gibt es später seine Hitze an Wasser ab, das daraufhin verdampft. "Ab diesem Punkt funktionieren solarthermische Kraftwerke wie konventionelle Kraftwerke", erklärt Umlauft. Denn der nachgeschaltete Powerblock, in dem aus Wasserdampf Strom wird, nutzt die erprobte Technologie von Dampfturbinen-Kraftwerken.
Solarthermische Kraftwerke haben allerdings spezielle Erfordernisse an die Größe und die Flexibilität der Turbinen. Beispielsweise müssen sie für bestimmte Kraftwerkstypen in der Lage sein, bei Sonnenaufgang sehr schnell anzufahren. Auch deshalb setzen bislang fast alle Kraftwerksbetreiber auf die maßgeschneiderte Siemens-Technologie. In Görlitz wurde im Mai 2009 eine neue Fertigungshalle für Turbinen eingeweiht; die dort hergestellte SST-700 ist weltweit Marktführer mit einem Marktanteil von über 90 % bei Parabolrinnenkraftwerken.
Zusammen mit der Leittechnik von Siemens kommt sie auch in einem anderen andalusischen Kraftwerk, Solnova 1 in Sanlúcar la Mayor, nahe Sevilla, zum Einsatz. Ende 2009 soll dort die Stromproduktion beginnen. Mitten in der Maschinenhalle steht die Siemens-Turbine. Das installierte Modell findet sich in Kraftwerken auf der ganzen Welt. Einerseits wegen der Zuverlässigkeit und wegen seiner Spezifikation, die für Kraftwerke dieser Größenklasse besonders geeignet ist; andererseits wegen seiner Flexibilität. "An rund 90 Tagen im Jahr haben wir in Sevilla leichte Bewölkung. Der Ausstoß der Anlage schwankt dann erheblich. Diese Schwankungen muss die Turbine flexibel auffangen", sagt Valerio Fernandez, Leiter der Abteilung Betrieb und Wartung beim Solnova-Betreiber Abengoa Solar.
Als die Morgensonne am Horizont aufsteigt, inspiziert Fernandez die Solnova-Baustelle, auf der Arbeiter schrauben, montieren und polieren. "Wir haben hier sehr gute Voraussetzungen für solarthermische Kraftwerke, rund 210 Tage im Jahr Sonne pur, von morgens bis abends", sagt Fernandez. Das spanische Einspeisegesetz zur Markteinführung von solarthermischem Strom hat einen regelrechten Solarthermie-Boom ausgelöst. Seit 2006 können Produzenten bis zu 0,27 €/kWh vom Staat erhalten. Die Zahl der Förderanträge überrollte die Behörden.