Eine Lanze für CSP

Robert Pitz-Paal im Solarify-Selbst-Gespräch

Robert Pitz-Paal - Foto © DLRRobert Pitz-Paal, Direktor am DLR-Institut für Solarforschung bricht im Solarify-Selbst-Gespräch eine Lanze für CSP, die konzentrierte Solarenergie. Der Vorteil der Solarthermischen Energiegewinnung: Ihre Speicherbarkeit. Dennoch haben viele aufgrund des raschen Aufstiegs und der starken Preissenkungen von Wind und Photovoltaik die Solarthermie schon abgeschrieben, DLR SF logodoch Pitz-Paal sieht in CSP nach wie vor den Vorteil einer wichtigen Ergänzung für eine Grundversorgung mit Erneuerbaren Energien: „Solarthermische Kraftwerke konkurrieren nicht mit PV- oder Windstromanlagen sondern ergänzen diese.“ Immer mehr Länder gäben inzwischen einer Kombination den Vorzug.

Also, wenn Sie mich fragen… Braucht man solarthermische Kraftwerke eigentlich noch, nachdem die Energieerzeugungskosten von PV Systemen an guten Solarstandorten bei unter 5 $Cent/kWh liegen?

Es gilt als unstrittig, dass Windkraft und Photovoltaik aufgrund ihrer inzwischen sehr stark gesunkenen Erzeugungskosten die wichtigsten regenerativen Energien in einer zukünftigen klimaverträglichen Energieversorgung sein werden. Anders als Biogas, Geothermie oder solarthermische Kraftwerke mit Speicher, können diese jedoch nur fluktuierend, also nicht regelbar elektrischen Strom liefern. Das heutige Stromversorgungssystem basiert auf der Grundprämisse, dass die Stromerzeugung dem Verbrauch folgt. Reicht der aus erneuerbaren, fluktuierenden Quellen bereitgestellte Strom nicht aus, um die Nachfrage zu decken, liefern regelbare Kraftwerke die fehlende Menge Strom. Zukünftig könnten Energiespeicher, Biomasse, Geothermie oder solarthermische Kraftwerke mit angeschlossenen Speichern zur Deckung dieser Residuallast beitragen. Solarthermische Kraftwerke konkurrieren daher nicht mit PV- oder Windstromanlagen sondern ergänzen diese.

Wieso ist das billiger als Batterien oder Pumpspeicherkraftwerke einzusetzen?

Erneuerbare Energiesysteme mit elektrischen Energiespeichern auszustatten, kostet Geld. Das führt zu höheren Strompreisen. Bei CSP-Kraftwerken ist das nicht so. Hier kann der Einbau eines thermischen Energiespeichers die Strompreise sogar senken. Dies wird deutlich, wenn man z.B. zwei unterschiedliche Anlagen miteinander vergleicht, welche die gleiche Menge Strom liefern: ein 100-MW-Solarkraftwerk ohne Speicher und ein 50-MW-System mit thermischem Speichertank. Ersteres wird an einem guten Solarstandort etwa 2.000 Volllaststunden pro Jahr arbeiten, während die 50-MW- Turbine durch den Speichertank 4.000 Volllaststunden leistet. Beide Anlagen liefern die gleiche Menge Strom pro Jahr, nämlich 200.000 MWh. Aufgrund des kleineren Kraftwerkblocks und des kostengünstigen thermischen Energiespeichers braucht die 50-MW-Anlage jedoch geringere Investitionskosten und kann gleichzeitig flexibel Strom liefern.

Hinzu kommt, dass in einem Pumpspeicherkraftwerk nur etwa 75 Prozent der gespeicherten Energiemenge wieder entnommen werden können, im CSP-Kraftwerk  mit thermischem Energiespeicher hingegen mehr als 95 Prozent. Thermische Energiespeicher können außerdem hunderttausende von Ladezyklen ohne Leistungseinbußen überstehen, das gilt für Batterien bislang nicht.

Wenn das so günstig ist – wieso „boomt“ der CSP Markt dann nicht genauso wie die PV?

In vielen Märkten ist der Anteil an Wind- und PV-Strom noch relativ klein und ihre Fluktuationen können durch vorhandene fossile Kraftwerke gut ausgeglichen werden. Es ist also naheliegend, zunächst durch kostengünstigen Wind- und Solarstrom den Einsatz von teuren und umweltschädlichen fossilen Kraftstoffen einzusparen. Ab einem Anteil von ca. 30 Prozent ist die weitere Integration je nach Netzstruktur und Kraftwerkspark aber schwierig und der Ausbau von Technologien, die regelbaren Ökostrom liefern, notwendig um die CO2-Emissionen weiter zu senken. Bislang ist erst in wenigen Märkten erkannt worden, dass sich der klimaverträgliche Umbau des  Energiesystems nicht nur mit Wind und PV realisieren lässt, weshalb der Markt für CSP-Kraftwerke mit Speicher noch relativ klein ist. Es gibt aber immer mehr Staaten, die in der Kombination der Technologien einen Schlüssel für den energiewirtschaftlichen Umbau sehen. In Marokko sollen bis 2020 Solarkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 2.000 Megawatt gebaut werden, die meisten davon CSP–Kraftwerke, um die Versorgung auch am Abend und nachts zu sichern. Auch Südafrika baut aus diesem  Grund gleichzeitig  PV- und CSP-Kraftwerke. Und in Chile hat bei der Ausschreibung zur Versorgung einer Mine mit Elektrizität erstmalig die Kombination von CSP- und PV-Kraftwerk gegen ein modernes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk gewonnen. Ich bin daher sehr zuversichtlich, dass wir zukünftig einen  wachsenden CSP-Markt sehen werden, der natürlich auch weiter zur Kostensenkung dieser in Bezug auf ihre Marktgröße erst jungen Technologie beitragen wird.

Robert Pitz-Pahl - Foto © DLRUniv.-Prof. Dr.-Ing. Robert Pitz-Paal leitet seit Juni 2011 als einer von zwei Direktoren das DLR-Institut für Solarforschung mit zurzeit etwa 160 Mitarbeitern.  Seine Arbeitsschwerpunkte sind die technische Analyse und Optimierung von konzentrierenden Solarsystemen zur Strom- und Brennstofferzeugung. Pitz-Paal ist als weltweit anerkannter Experte für CSP-Technologie Mitglied in verschiedenen deutschen und internationalen Fachausschüssen, Verbänden, Editorial Boards von Fachzeitschriften und wird für Gutachten zu energiepolitischen Fragestellungen zu Rate gezogen.