thermischen Stromerzeugung. Die Technologie steht nun vor dem Durchbruch. Mit der Akquisition von Solel wurde Siemens zu einem Markt- und Technologieführer für die wichtigsten Systeme von Solarkraftwerken: das Hightech-Solarfeld und den Kraftwerksblock.
Perfekte Rundungen: Die exakte Biegung der Spiegel ist ein wesentlicher Faktor für ihren Wirkungsgrad. Die Qualitätsprüfung in der Fabrik in Israel muss daher besonders sorgfältig ausfallen.
Im Fokus: Die Receiverrohre
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Es gibt nichts Größeres, heißt es, als eine Idee, deren Zeit gekommen ist. Die Solarthermie – also die Energieerzeugung aus Sonnenwärme – versuchte gleich dreimal, aus den Startlöchern zu kommen. Der US-Amerikaner Frank Shuman baute 1912 eine Parabolspiegelanlage in Ägypten, die 55 Kilowatt (kW) Strom erzeugen sollte. „20.000 Quadratmeilen von Kollektoren in der Sahara“, so schrieb er, „könnten der Welt auf Dauer die 270 Millionen Pferdestärken liefern, die sie benötigt.“ Doch die Welt drehte sich weiter, benötigte mehr und mehr Pferdestärken, bezog diese zunehmend aus Kohle, Öl und Erdgas. Die Solarthermie schien eine Fußnote in der Geschichte der Energieerzeugung zu werden. Erst der enorme Preisanstieg des Erdöls in den 1970er-Jahren verschaffte ihr neue Aufmerksamkeit: Das israelische Unternehmen Luz entwickelte neue Parabolrinnen-Kraftwerke, 60 Jahre nach Shumans erstem Versuch. Neun Anlagen aus dieser Zeit produzieren noch heute Energie, in der Mojave Wüste in den USA. Doch als der Ölpreis wieder zu sinken begann, verebbte auch das Interesse an der Solarthermie, Kraftwerksprojekte wurden verschoben oder annulliert; Luz ging pleite.
Heute, fast 100 Jahre nach Shumans erstem Projekt, dürfte der endgültige Durchbruch der Technologie gekommen sein. Avi Brenmiller ist einer der Väter dieses Erfolges. An die Enttäuschungen der vergangenen Jahrzehnte erinnert er sich gut: „Ich arbeitete in den 80er- Jahren an Spezial-Beschichtungen für die Receiverrohre, in denen Thermo-Öl durch konzentrierte Sonnenenergie erhitzt wird. Unsere Vision war es, die ganze Kette zu beherrschen: vom Einfangen der Sonnenenergie über den Dampfkreislauf bis zum elektrischen Strom. Es war deprimierend, zu sehen, wie eine viel versprechende Technologie auf einmal an Unterstützung verlor“, erzählt er.
Doch der Ingenieur hatte einen langen Atem. Aus Luz wurde im Zuge eines Buyouts Solel, einer der führenden Anbieter von Komponenten für Anlagen zur Stromerzeugung mittels Concentrated Solar Power (CSP) – mit Brenmiller als CEO. Im ersten Halbjahr 2009 setzte Solel knapp 90 Millionen US-Dollar um. Ende 2009 kaufte Siemens das Unternehmen. Aus Solel mit seinen mehr als 500 Mitarbeitern wurde Siemens Concentrated Solar Power Ltd. Brenmillers Traum war damit Wirklichkeit geworden. Denn fortan kommen die wesentlichen Komponenten, Systeme und Lösungen für Solarthermie- Kraftwerke – entlang der gesamten Umwandlungskette – tatsächlich aus einer Hand: Die Siemens Renewable Energy Division bietet nun das Solarfeld und den Kraftwerksblock mitsamt Dampfturbine an. „Diese vertikale Integration ist zum jetzigen Zeitpunkt wesentlich“, erklärt Brenmiller. „Die Komplexität einer CSP-Anlage ist hoch. Das perfekte Zusammenspiel der Komponenten ist der wichtigste Treiber für die Maximierung der Effizienz.“
Vision wird Realität. In Andalusien entsteht derzeit ein Kraftwerk, das vor allem mit Siemens- Komponenten gefertigt wird. Die Anlage weist den Weg, wie eines Tages die Systeme des so genannten Desertec-Projekts aussehen könnten (siehe Artikel „Viele Wege zur Sonnenenergie“, Pictures of the Future 2/2009). Die Vision der Desertec Industrial Initiative (DII) ist ambitioniert: Solarthermische Kraftwerke und Windfarmen in der Mittelmeerregion, im Nahen Osten und in Nordafrika sollen nicht nur den lokalen Bedarf abdecken, sondern auch 15 Prozent des Strombedarfs Europas erzeugen. Ende 2009 nahm die DII ihre Arbeit auf: Das Industriekonsortium, dem auch Siemens angehört, entwickelt derzeit ökonomisch tragfähige Konzepte für den Aufbau eines entsprechenden Netzwerks von Kraftwerken.
In Südspanien hat die Arbeit bereits begonnen: Seit Ende 2008 wird an der CSP-Anlage Lebrija 1 gebaut. Der Großteil der wichtigsten Komponenten landet – aus Israel kommend – an den Häfen von Sevilla und Cádiz an. Der Inhalt der Seefracht-Container, der für Lebrija bestimmt ist, hat, was die Empfindlichkeit angeht, viel mit rohen Eiern gemein: Bis zu 7.000 Spiegel kommen wöchentlich an; knapp 170.000 werden gebraucht, um das Kraftwerk mit einer Leistung von 50 Megawatt (MW) auszustatten. Die Spiegel machen rund sechs Prozent der Gesamtkosten in Höhe von knapp 300 Millionen Euro aus, ein anderer wesentlicher Kostenfaktor sind die Receiverrohre.
Die Komponenten werden vor Ort in Lebrija zusammengesetzt, in einer eigens aufgebauten Montagehalle. „Als wir ankamen, fanden wir eine Baumwollplantage vor“, erklärt Moshe Shtamper, Vice President bei Siemens Concentrated Solar Power und verantwortlich für den Bau von Lebrija 1. Sein Projektteam musste erst einmal das Feld abernten und Drainagen legen lassen, im sumpfigen Delta des Guadalquivir. Bis zu 40 Meter ragen nun Betonstelen in den Untergrund; auf ihnen werden die 6.048 Parabolrinnen montiert. Jede von ihnen besteht aus 28 Einzelspiegeln, die das Licht auf die Receiver bündeln. Arbeiter aus der Gegend, die früher ihr Geld mit Baumwollpflücken verdient hatten, setzen nun die Teile in der Montagehalle zusammen: Mit hydraulischen Hebekränen bauen sie aus einzelnen Spiegeln die parabolförmigen Rinnen, die ein Traktor mit seinem Hänger auf das Solarfeld bringt. Kräne hieven dort die zwei Tonnen schweren Sonnenfänger an ihren Bestimmungsort. Noch 2010 könnte das Kraftwerk ans Netz gehen und mit Hilfe einer Dampfturbine von Siemens über 50.000 spanische Haushalte mit Elektrizität versorgen (siehe Kasten links).