Die großen solarthermischen Kraftwerke (Concentrated Solar Power – CSP) haben das Potenzial, Strom billiger zu erzeugen als Photovoltaikanlagen mit polykristallinen Solarmodulen. Im Jahr 2020 könnte es so weit sein. Das ist das Ergebnis einer aktuellen Studie der Marktforscher von Lux Research in Boston, Massachusetts. „CSP ist an den Rand der Solarindustrie gedrängt worden, nachdem die Regierungen und die Investoren in den Jahren 2010 und 2011 eine Menge Geld investiert haben“, sagt Ed Cahill, Forschungspartner von Lux Research und Autor der Studie. „Aber die Industrie kann die Technologie zurück an die Spitze der unabhängigen großen Kraftwerksanwendungen bringen“, betont Cahill. „Die neuesten Komponenten und thermischen Energiespeicher erlauben höhere Betriebstemperaturen und dadurch um sechs bis 33 Prozent geringere Stromgestehungskosten.“ Allerdings sind die verschiedenen CSP-Technologien auch sehr stark vom Standort des Kraftwerks abhängig, was bei der Photovoltaik nicht in dem Maße der Fall ist.
Teure Speicher
Dabei haben die thermischen Speicher das größte Potenzial, für Kosteneinsparungen zu sorgen. Derzeit liegen die Systemkosten der CSP-Kraftwerke ohne den thermischen Speicher um 37 bis 60 Prozent über den Kosten für multikristalline Solaranlagen. Kommt ein 14-Stunden-Speicher dazu, steigen die Systemkosten eines CSP-Kraftwerks rasant. Sie liegen dann 300 bis 600 Prozent über den Kosten einer multikristallinen Solarstromanlage. „Die Speicher sind mit die kostenintensivsten Komponenten des Systems“, betonen die Marktforscher von Lux Research. Deshalb sollte das primäre Ziel bei der Weiterentwicklung der Systemkomponenten sein, die Kosten für die Speicher zu senken.
Heiße Luft für mehr Strom
Eine zweite Möglichkeit der Senkung der Stromgestehungskosten der CSP-Kraftwerke sehen die amerikanischen Marktanalysten in der Entwicklung von Turmkraftwerken. Denn die Betriebstemperatur ist eine der ausschlaggebenden Variablen in solarthermischen Kraftwerken. Je höher diese ist, desto höher ist auch der Ertrag bei gleicher Kraftwerksgröße. Das ist unter anderem das Ziel der Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, die in Jülich einen riesigen Receiverturm aufgebaut haben. Der eigentliche Receiver besteht dabei aus Keramik und das Wärmeträgermedium ist Luft. Das hat den Vorteil, dass Temperaturen bis zu 750 bis 800 Grad Celsius möglich sind. Dadurch steigt nicht nur die Menge an Wärme, die aus dem Solarfeld im Wärmetauscher ankommt, sondern ermöglicht auf den effektiven Einsatz von kommerziell verfügbaren Turbinen, die bei solchen Temperaturen ihren optimalen Betriebspunkt haben.
CSP hat auch im Kleinen gute Chancen
Die Möglichkeiten der konzentrierten Solarthermie, die Stromgestehungskosten von Photovoltaikanlagen mit multikristallinen Solarmodulen zu unterbieten, liegen aber nicht nur im Bereich der großen Kraftwerke. Selbst bei kleineren Anlagen können die sogenannten Fresnelsysteme Strom um bis zu sechs Prozent billiger als die polykristalline Photovoltaik produzieren. Sie haben das größte Potenzial, das Segment der kleineren CSP-Anwendungen sowie alternativer Anwendungen wie Prozesswärme oder Wasserentsalzungsanlagen zu dominieren. (Sven Ullrich)
