Sahara-Strom könnte Europas Energieproblem lösen

Solar-Kraftwerke in der Wüste: Ein ambitiöses Projekt prüft Elektrizitäts-Transfer auf unseren Kontinent

Von Beat Stauffer

In den Wüsten Nordafrikas und des Nahen Ostens schlummert ein gewaltiges Energiepotential, das dem Mehrhundertfachen der heute jährlich geförderten fossilen Energie entspricht. Ein kühnes Konzept namens "Desertec" will nun diese Energie mittels solarthermischen Kraftwerken nutzen und via Höchstspannungsleitungen nach Europa exportieren.

Die Idee, die in den Wüsten der Erde einfallende Sonnenenergie zu nutzen und auf solche Weise die Energieprobleme ein für allemal zu lösen, ist nicht neu. Bereits Anfang der achtziger Jahre wurden Szenarien entwickelt, in den Wüsten per Elektrolyse Wasserstoff zu gewinnen und diesen mittels Rohrleitungen oder Tankschiffen nach Europa zu transportieren.

Gewaltiges Energie-Potenzial der Wüsten

Der deutsche Flugzeugkonstrukteur Ludwig Bölkow rechnete 1983 aus, dass zur Deckung des damaligen Weltbedarfs an Energie eine Fläche von rund eine Million Quadratkilometer Wüstenfläche mit Solarzellen bedeckt werden müssten. Das wären rund zwei Drittel der Wüstenfläche Algeriens gewesen. Andere Szenarien sahen auf dem Meer schwimmende Solarkraftwerke vor.

Die billig verfügbaren fossilen Brennstoffe machten all diesen Visionen aber schon bald den Garaus. Erst in den letzten Jahren, im Zuge der Rohstoffverknappung und der globalen Klimaerwärmung, wurden neue Ideen entwickelt, das gewaltige Energie-Potenzial der Wüsten zu nutzen. Wenn nicht alles täuscht, bestehen heute weit bessere Chancen für eine Verwirklichung der ehrgeizigen Pläne als je zuvor.

Einige Fachleute sind überzeugt davon, dass bereits in 15 Jahren der erste Solarstrom aus Nordafrika aus Steckdosen in Europa fliessen wird. "Technisch ist das kein Problem", erklärt etwa Hans Müller-Steinhagen, Direktor des Instituts für Technische Thermodynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart. Und er verweist auf einen gewaltigen Unterschied im Vergleich zu den Szenarien, die in den achtziger Jahren entwickelt wurden: Die heutigen Verfahren benötigen theoretisch bloss noch ein Promille der Wüstenfläche, um den Strombedarf der Welt zu decken.

Auf Strom-Autobahnen in Ballungszentren

Das Zauberwort heisst "Desertec". Es leitet sich ab von "Desert and Technology for Energy, Water an Climate Security". Entwickelt wurde das Konzept von einer Initiative mit dem Namen "Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation" (TREC), hinter der renommierte Institutionen wie der Club of Rome, der Hamburger Klimaschutz-Fonds sowie das jordanische Energieforschungszentrum stehen. Die wissenschaftlichen Studien, welche die Basis all dieser Überlegungen darstellen, wurden vom deutschen Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit in Auftrag gegeben und vom deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) geleitet. Es waren diese Studien, die zum ersten Mal das ungeheure Potential belegten, das in den Wüsten der Erde schlummert und nun im grossen Stil genutzt werden soll.

Die Energiekooperation über die Grenzen des Mittelmeers hinweg basiert auf der Grund-Idee, dass längerfristig kein Weg an einer Nutzung der erneuerbaren Energien vorbeiführt. Dabei steht die schier unerschöpflichen Sonnen- und Windressourcen in den Ländern am Südrand des Mittelmeers im Vordergrund. Diese Energie soll mittels eines neu zu errichtenden Hochspannungsnetzes, das auf Gleichstrom basiert, in die grossen Ballungsräume Europas geleitet werden. Gleichzeitig sollen auch in Nordeuropa erneuerbare Energiequellen  - etwa in Form von Windkraftwerken in der Nordsee – stark gefördert werden.

Geht es nach den Plänen der TREC-Initianten, würde auf solche Weise nicht nur ein internationales Verbundnetz von Produzenten erneuerbarer Energie entstehen, sondern auch eine Energie-Technologie-Partnerschaft zwischen Europa und den Staaten Nordafrikas und des Nahen Ostens.

Technologie ist schon gut erprobt

Dies alles mag noch recht utopisch anmuten. Doch Gerhard Knies, Physiker und Geschäftsführer von "Desertec", wird nicht müde zu betonen, dass das Konzept und die mit ihm verbundenen Strategien auf solider wissenschaftlicher Grundlage beruhen. In seinem Büro in Hamburg legt er OnlineReports die Gründe dar, weshalb die Nutzung der Sonnenenergie in den Wüstenländern heute - im Gegensatz zu den achtziger Jahren – technisch absolut machbar und wirtschaftlich tragbar und mittelfristig rentabel sei.

Da ist zum ersten die neue Form der Energienutzung: Heute wird auf solarthermische Kraftwerke gesetzt, welche die Sonnenenergie mit grossen Spiegeln bündeln und damit Wasser oder spezielles Thermo-Öl erhitzen. Der Wasserdampf betreibt sodann eine konventionelle Turbine, die Strom erzeugt. Dies ist auch nachts möglich, weil der bis zu 400 Grad heisse Wasserdampf mittels neuartiger Verfahren mehrere Stunden lang gespeichert werden kann. Damit lässt sich die tägliche Produktionszeit eines solarthermischen Kraftwerks stark erhöhen. Derartige Kraftwerke, so erklärt Knies, seien mittlerweile gut erprobt  - etwa in Kalifornien und im Süden Spaniens -, und sie funktionierten einwandfrei.

Koppelung mit Meerwasser-Entsalzungsanlagen

Ein zweiter wichtiger Grund ist die Koppelung von solarthermischen Kraftwerken mit Meerwasser-Entsalzungsanlagen. Damit kann der Wirkungsgrad der Sonnenenergienutzung markant gesteigert werden: Lassen sich mit solarthermischen Kraftwerken rund 35 Prozent der Sonnenenergie in Elektrizität umwandeln, so erhöht sich der Wirkungsgrad auf rund 80 Prozent, wenn die Abwärme zur Meerwasserentsalzung genutzt wird. Dies ist ein genialer Schachzug, besteht doch in zahlreichen Ländern am Südrand des Mittelmeers akuter Trinkwassermangel.

Drittens sind in den letzten Jahren Verfahren entwickelt worden, Strom mit Gleichstrom und bei sehr hohen Spannungen über grosse Distanzen zu transportieren. Dabei konnten die Übertragungsverluste auf rund 3 Prozent pro 1'000 Kilometer gesenkt werden. Solche Höchstspannungsleitungen sind unter anderem von ABB entwickelt worden. In China befindet sich zurzeit eine mehr als 2'000 Kilometer lange 800 Kilovolt-Gleichstromleitung im Bau. Es handelt sich um die längste derartige Leitung der Welt. Einem Transport von elektrischem Strom aus den Wüsten Nordafrikas in die grossen europäischen Ballungsräume steht somit aus technischen Gründen nichts mehr im Wege.

Politische Machbarkeit als Streitpunkt

Das "Desertec"-Konzept scheint technisch machbar zu sein. Dies anerkennen auch Vertreter der Schweizer Stromwirtschaft, so etwa Niklaus Zepf, Leiter von Corporate Development, Strategie und Technologiemanagement der Axpo. Bereits etwas umstrittener dürfte die Frage der Wirtschaftlichkeit des in den Wüsten Nordafrikas produzierten Stroms sein. Gemäss den Berechnungen der "Desertec"-Initianten kommt die Menge Solardampf, die der mit einem Barrel Öl erzeugten Menge entspricht, je nach Standort zwischen 60 und 90 Euro zu stehen.

Physiker Knies ist überzeugt davon, dass sich diese Kosten durch Massenproduktion solarthermischer Kraftwerke auf rund 30 Euro senken liessen und damit absolut konkurrenzfähig wären. Die Produktion von Wüstenstrom käme so innert 20 bis 30 Jahren auf 4 bis 6 Eurocents pro Kilowattstunde zu stehen, während für die Übertragungskosten 1 bis 2 Eurocents zu veranschlagen wären. Niklaus Zepf stellt derartige Berechnungen allerdings in Frage und weist darauf hin, dass für die Konsumenten letztlich allein der Strompreis massgebend sei, den sie ihrem Stromlieferanten berappen müssen – ein Preis, bei dem unter anderem auch Abgaben mit eingerechnet sind.

Ausser Frage steht aber, dass Milliardeninvestitionen nötig wären, um mehrere grosse solarthermische Kraftwerke in Nordafrika sowie ein trans-mediterranes Strom-Verbundnetz aufzubauen. Konkret müssten über ein Dutzend Höchstspannungsleitungen gerbaut werden, um den riesigen Raum, der sich zwischen Mauretanien und Norwegen, Jordanien und dem Baltikum erstreckt, energietechnisch zu vernetzen. Die Initianten gehen von einer Schätzung von rund 400 Milliarden Euros aus. Vertreter der Stromwirtschaft erachten diese Zahlen als viel zu tief.

Erste konkrete Projekte

In einem ersten Schritt sollen in Nordafrika erste Solarkraftwerke gebaut werden, um damit die lokale Stromversorgung sicherzustellen. In einzelnen Ländern – darunter Libyen und Algerien – befinden sich Kraftwerksprojekte bereits in einem fortgeschrittenen Planungsstadium. Windkraftwerke, die in einem derartigen Verbundsystem ebenfalls eine bedeutende Rolle spielen würden, sind etwa in Marokko bereits seit ein paar Jahren in Betrieb.

Wenn es nach den Plänen der "Desertec"-Initianten geht, sollen innert 15 bis 20 Jahren am Südrand des Mittelmeers  solarthermische Kraftwerke mit einer Leistung von insgesamt 500 Gigawatt erbaut werden. Dafür wird eine Fläche von rund 10'000 Quadratkilometern benötigt. Dies entspricht gerade einmal einem Promille der Fläche der gesamten Sahara.

Skepsis aus der Stromwirtschaft

Ausser Frage steht, dass für ein derartig gewaltiges Projekt stabile Rahmenbedingungen unabdingbar sind. Für Knies könnte die neue Mittelmeer-Union derartige Bedingungen schaffen. Der Umstand, dass der französische Präsident Nicolas Sarkozy, inspiriert von "Desertec", einen "Solarplan für das Mittelmeer" abgekündigt hat, scheint ihm ein hoffnungsvolles Zeichen zu sein.

Weitaus skeptischer beurteilt Axpo-Vertreter Zepf diesen Aspekt. "Die politische Machbarkeit scheint mir extrem fraglich", sagt er. Allein schon alle 27 alten und neuen EU-Länder in ein "gemeinsames Boot" zu bringen und zusätzlich auch noch die arabischen Länder am Südrand des Mittelmeers einzubinden, erachtet Zepf als äusserst schwierig. Dazu brauche es "einen geeinten politischen Willen". Kein Land werde aber investieren, "wenn nicht stabile Verhältnisse vorliegen". Skepsis zeigt Zepf auch bezüglich des Baus neuer Höchstspannungsleitungen quer durch Europa: Diese könnten lokal auf erbitterten Widerstand stossen.

Zepf ist schliesslich überzeugt, dass das gesamte System erst funktionieren könne, wenn alle Stromproduktionsanlagen und alle Höchstspannungsleistungen erbaut worden seien. Das bedeute, dass zuerst einmal während Jahrzehnten riesige Investitionen getätigt werden müssten, bevor überhaupt Strom nach Europa fliesse. Aus all diesen Gründen erachtet Zepf das "Desertec"-Konzept kurz- oder mittelfristig als unrealistisch.

Rechsteiner spircht von "gigantischem Potenzial"

Eine diametral andere Einschätzung nimmt der Basler Energiefachmann und SP-Nationalrat Rudolf Rechsteiner vor. Das "Desertec"-Konzept gehe von der richtigen Annahme aus, dass das Potenzial der erneuerbaren Energien grundsätzlich "gigantisch" sei. Dabei könne auch die Windenergie – sowohl in Europa wie auch in Nordafrika – eine grosse Rolle spielen. Rechsteiner weist darauf hin, dass bereits konkrete Schritte unternommen worden sind, die der "Desertec"-Idee entsprechen: "In Tunesien errichtete Windturbinen erhalten bereits heute von Italien dieselbe Einspeisevergütung wie solche, die auf italienischem Boden stehen." Kürzlich habe die EU zudem ein neues Konjunkturförderungs-Programm verabschiedet, in dessen Rahmen neue Hochspannungsleitungen zwischen den Niederlanden und Norwegen erbaut würden.

Auf solche Weise, so Rechsteiner, lasse sich in den Niederlanden produzierter Windstrom in norwegischen Pumpspeicherkraftwerken speichern. "Solange der Ölpreis nicht unter 50 Dollars fällt, sind derartige Projekte zur Nutzung erneuerbarer Energien rentabel." Ein internationales Verbundnetz von Produzenten erneuerbarer Energie werde zudem "organisch wachsen". Das Argument, das zuerst gigantische Investitionen getätigt werden müssten, mag Rechsteiner so nicht gelten lassen. Hingegen wirft er der Axpo vor, im Gegensatz zu anderen grossen Energielieferanten "keinen Rappen in grosse Windfarmen zu investieren" und stattdessen weiterhin auf die Option Atomenergie zu setzen.

"Der Durchbruch steht bevor"

Gerhard Knies hingegen ist von "Desertec" zu hundert Prozent überzeugt. Für ihn ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis der "Durchbruch" für das revolutionär wirkende Konzept gelingen wird – ein Konzept, das zudem Hunderttausende von Arbeitsplätzen zu schaffen verspricht. "Ich kriege jetzt per E-Mail jeden Tag von irgendeinem Investor eine Anfrage", sagt Knies. "Das Interesse riesig, und Geld ist da. Wenn jetzt auch noch die politischen Ampeln auf Grün geschaltet werden, dann ist das eigentlich nicht mehr aufzuhalten."

 

www.desertec.org
(Dieser Beitrag wurde ermöglicht dank den OnlineReports-Recherchierfonds.)

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