Energie aus der Wüste?

Solarpanele in der Wüste.

Von Redak­tion
 
In regel­mä­ßigen Abständen wird in den Main­stream­m­edien die Idee aufge­griffen, Sonnen­en­ergie in der Sahara oder anderen Wüsten­ge­bieten zu ernten. (www.spiegel.de/wissenschaft/technik/desertec-was-wurde-aus-den-solarkraftwerken-in-nordafrika-a-1196664.html).

Unter allen anderen Ideen die Sonnen­en­ergie zu gewinnen, erscheint dieses Konzept auf den ersten Blick am sinn­vollsten: Es gibt in der Sahara nahe am Äquator kaum einen Jahres­gang der Sonnen­ein­strah­lung. Wolken und Nieder­schläge sind in dieser Welt­ge­gend auch selten. Es gilt letzt­lich nur den Tages­gang der vorher­seh­baren Sonnen­ein­strah­lung zu glätten, was wesent­lich einfa­cher erscheint, als der fluk­tu­ie­rende Ertrag von Wind­rä­dern (siehe klimaschwindel.net/Anzahl_Windrad/Windraddaten.html), die unter Umständen tage­lang still stehen können. Die Gebiete sind kaum bewohnt und irgend­welche Umwelt­schäden sind auch nicht zu erwarten. Ledig­lich das Klima könnte sich ändern, da sich z.B. Photo­vol­ta­ik­mo­dule wegen der voll­stän­digen Absorp­tion der Sonnen­en­ergie stärker aufheizen als ihre Umge­bung. Im „schlimmsten“ Fall könnte durch diese stär­kere Erwär­mung die Konvek­tion der Luft verstärkt werden und mehr Bewe­gung in der Atmo­sphäre der Wüste und somit mehr Nieder­schlag kommen.

Um diese Idee auf Schiene zu bringen wurde 2009 die Desertec Foun­da­tion gegründet, mit dem Ziel der Über­prü­fung der Wirt­schaft­lich­keit und Renta­bi­lität eines derar­tigen Unterfangens.

Dazu Wiki­pedia:

„Am 22. Mai 2015 begann die Desertec Foun­da­tion gemeinsam mit ihrem neuen Kura­to­ri­ums­vor­sit­zenden Roland Berger die nächste Phase der Reali­sie­rung der globalen Vision. Nachdem die GmbH die Mach­bar­keit der Vision aus Indus­trie­per­spek­tive in mehreren Reports bestä­tigte, sieht die Stif­tung die Vision nun in der Imple­men­tie­rungs­phase. Berger schloss hierfür am 22. Mai 2015 einen Genera­tio­nen­ver­trag mit Jugend­li­chen aus aller Welt mit der Ziel­set­zung einer­seits Wüsten­strom für den lokalen Verbrauch zu produ­zieren, ande­rer­seits dafür Bewusst­sein zu schaffen, dass Wüsten­strom auch Indus­trie­na­tionen helfen kann, deren natio­nale Ener­gie­wende zu beschleu­nigen.“

Dieses Zitat ist wohl das Einge­ständnis, dass der ganze Plan komplett geschei­tert ist.  Das ganze Projekt ist das Ergebnis von irgend­wel­chen Traum­tän­zern, ohne Bezug zu irgend­einer Realität. Mit ein paar einfa­chen Über­le­gungen kann sich jeder selbst über­zeugen, wieso dieses Projekt nicht durch­führbar ist:

Ange­nommen der Ener­gie­be­darf Europas soll durch die Sonnen­en­ergie in der Sahara gedeckt werden. Wie groß müssten die Flächen der PV-Module sein?

Der jähr­liche Ener­gie­be­darf Europas beträgt derzeit 1551,9 Millionen Tonnen Rohöl­äqui­va­lent. Dies entspricht 18 1012 KWh.

Die Solar­kon­stante beträgt 1.367 /KWm². Ein Quadrat­meter Sonnen­ein­strah­lung liefert somit 1.367*24*365= 11.975 103 KWh pro Jahr. Es werden somit rein theo­re­tisch 1.5 109 m² oder 1.500 Km² Fläche benötigt.

Bei dieser Flächen­be­rech­nung ist aller­dings der Tages­gang der Sonne noch unbe­rück­sich­tigt. Da die Kugel­ober­fläche viermal so groß ist wie die Quer­schnitts­fläche, muss noch dieser Geome­trie­faktor vier bei starr montierten Solar­pa­nelen berück­sich­tigt werden. Werden beweg­lich montierte PV-Paneele verwendet, so redu­ziert sich der Geome­trie­faktor um den Faktor 2. Aller­dings erhöhen sich auch die Kosten für die Anord­nung. Es werden daher bei starr montierten Paneelen 6.000 Km² Fläche benö­tigt. Hier ist aller­dings der Wirkungs­grad der Paneele selbst noch unbe­rück­sich­tigt. Dieser beträgt z.B. 15%. Damit erhöht sich jetzt der Flächen­be­darf auf 40.000 Km². Will man jetzt statt ein tages­zeit­lich alter­nie­rendes Strom­an­gebot ein annä­hernd konstantes Strom­an­gebot, so muss der Strom zwischen­ge­spei­chert werden. Dafür kommt derzeit nur Wasser­stoff in Frage, der erst durch Elek­tro­lyse gewonnen wird und danach über Brenn­stoff­zellen wieder in Strom gewan­delt werden muss.

Der Wirkungs­grad dieses Prozesses beträgt etwa 40% Prozent. Dazu kommen noch Verluste durch die notwen­dige Verdich­tung des Gases (12 Prozent). Es ergibt sich also ein Wirkungs­grad von 35 Prozent. Die notwen­dige Fläche steigt auf 113.600 Km². Hinzu kommen dann noch Über­tra­gungs­ver­luste. Diese betragen für die in Frage kommenden Entfer­nungen, im güns­tigsten Falle bei Über­tra­gung mit einer Hoch­span­nungs-Gleich­strom-Leitung (de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung) 14%. Die notwen­dige Fläche von PV-Modulen steigt somit weiter auf 132.000  Km²!

Ist Solar­thermie eine Alternative?

Alter­nativ zu Photo­vol­ta­ik­pa­neele kann auch Solar­thermie (de.wikipedia.org/wiki/Sonnenw%C3%A4rmekraftwerk) betrieben werden. Das Sonnen­licht wird mit Para­bol­spiegel gebün­delt und mit der konzen­trierten Energie ein Medium (z.B. Wasser­dampf, oder ein Salz) erhitzt. Diese Anord­nung kann die Wärme auch über Nacht spei­chern, womit die Spei­che­rung über Wasser­stoff entfällt. Aller­dings sind die Flächen­be­darfe für derar­tige Anlagen pro Ener­gie­ein­heit um mindes­tens einen Faktor 100 größer, als bei einer Anlage mit PV-Paneelen. Für den Ener­gie­be­darf für Europa würde die gesamte Fläche der Sahara benö­tigt werden. Die Kosten für eine derar­tige Ener­gie­er­zeu­gung sind nicht berechenbar.

Für Vögel sind derar­tige Anlagen tödlich. Jeder Vogel der in die gebün­delte Sonnen­strah­lung gerät, verschmort auf der Stelle. Groß­flä­chige Anlagen dieser Art bedeuten das Aussterben aller Vogel­arten in dem betrof­fenen Gebiet.

Bei der Vari­ante mit den PV-Modulen muss noch berück­sich­tigt werden, dass man nicht die gesamte Fläche in Einem auska­cheln kann. Jedes Panel muss durch einen etwa 3 Meter breiten Fahr­streifen zugäng­lich sein. Hinzu kommt, dass man auf einer derart großen Fläche natür­lich noch Straßen, Flug­häfen und Sied­lungen braucht. Auch muss bedacht werden, dass ein Teil der Paneele durch Sand­dünen bedeckt sein wird, was sich aller­dings nicht berechnen lässt. Man kann getrost davon ausgehen, dass sich der Flächen­be­darf noch­mals verdop­peln würde.

Die Kosten der Strom­pro­duk­tion sind eben­falls nicht bere­chenbar. Dabei sind die Kosten für die PV-Module selbst nur ein kleiner Teil der Gesamt­kosten (etwa 1.000 Euro pro KWp). Nimmt man an, dass für ein KWp etwa 6m² PV-Module notwendig sind, so entspre­chen die 132000 Km² etwa 22 109 KWp oder 22. 1012 Euro, oder 22 Billionen Euro!  Berechnet man die Inves­ti­ti­ons­kosten pro instal­lierter Kilo­watt­stunde, so ergibt sich ein Preis von 1.2 Euro, oder auf 20 Jahre gerechnet etwa 6 Cent nur für die PV-Module. Betriebs­kosten sind da nicht mitge­rechnet! Derzeit kostet die Kilo­watt­stunde am Strom­markt etwa 3.5 Cent.

Hinzu kommen die Kosten für die Halte­rung jedes einzelnen Moduls in der Größen­ord­nung der Kosten für die PV-Module, die notwen­dige Zwischen­spei­che­rung, die Über­tra­gungs­netze nach Europa, Straßen, neue Sied­lungen, und und und! Man weiß einfach nicht, wo man mit dem Rechnen aufhören soll!

Damit wird klar, dass jeder Investor mit Rest­ver­stand sich von so einem Projekt schau­dernd abwendet und Herr Roland Berger unbe­darfte Jugend­liche für sein Projekt mobi­li­sieren will!

Wenn sich also die Strom­pro­duk­tion in der Wüste mit PV-Modulen nicht rechnet, wie soll sich Selbiges in Europa rechnen?

Produk­tion und Entsor­gung vom PV-Modulen:

Die notwen­dige Anzahl der PV-Module für ein derar­tiges Projekt über­steigt die derzei­tige Welt­jah­res­pro­duk­tion um das mehr als Hundert­fache. Die notwen­digen Basis­stoffe, Sili­zium, Kupfer und Alumi­nium sind zwar ausrei­chend vorhanden, nicht jedoch die notwen­digen Stoffe zur Dotie­rung des Sili­ziums: Indium, Gallium, Tellur und Selen. In Wiki­pedia kann man über die Verfüg­bar­keit dieser Stoffe nachlesen:

Bei den oben genannten seltenen Solar­zel­len­ma­te­ria­lien über­schreitet der welt­weite Verbrauch (Indium etwa 850 Tonnen, bei Gallium etwa 165 Tonnen) die jähr­liche Produk­ti­ons­menge. Nach­hal­tig­keit sieht wieder einmal anders aus. Hinzu kommt, dass sämt­liche PV-Module nach etwa 20 Jahren ersetzt werden müssen. Es ist also frag­lich, ob auf der Basis der derzei­tigen Tech­no­lo­gien eine derar­tige Menge an PV-Modulen über­haupt produ­zierbar wäre?

Unge­löst ist natür­lich auch die nach­hal­tige Entsor­gung einer derar­tigen Menge an PV-Modulen. Die dafür notwen­digen Anlagen müssen auch erst gebaut werden.

Poli­ti­sche Probleme:

Ein weiteres Problem ist der poli­ti­sche Aspekt dieses Unter­fan­gens: Wie will man derartig gigan­ti­sche Inves­ti­tionen, die dann für Europa lebens­wichtig wären, absi­chern? Wäre eine mili­tä­ri­sche Beset­zung notwendig? Müsste Europa Teile von Afrika wieder kolo­ni­sieren? Poli­ti­sche Konflikte sind fast unausweichlich!


5 Kommentare

  1. Die einzigen Solar­an­lagen, die einen echten Gewinn brachten, waren die Wasser­kol­lek­toren auf dem Dach, verbunden mit einem Wärme­tau­scher in einem Wasser­spei­cher im Keller, aus dem über einen weiteren Wärme­tau­scher das Brauch­wasser vorge­wärmt wurde. Solche Anlagen baute man in den 70er Jahren. Sie ersparten etwa 1000 Liter Heizöl im Jahr, was etwa 10500 kWh entspricht.
    Dieses Konzept gefiel den ÖlLeuten garnicht und sie beein­flussten die Grünen in Rich­tung Photo­vol­taik. Die war dann auch noch gut gegen billigen Atom­strom für die Hausheizung.

    Ach ja, das 100 000-Dächer-Programm Trit­tins auf ther­misch ergäbe eine Ölein­spa­rung von 100 Millionen Litern.

    Wir haben für den Wasser­stoff weder die tech­ni­schen Anlagen, noch den notwen­digen Strom.

    Nächstes Sylvester auf einen Blackout!

  2. Nicht beachtet wird, dass es in Wüsten Sand­stürme gibt. Ich habe einen winzig kleinen schon erlebt. Und die Einhei­mi­schen sagten, dass der fast jeden Tag um die Mittags­zeit auftritt (Marokko). Sand schmir­gelt alles ab und der Wirkungs­grad wird noch einmal verringert.

  3. Ok, wenn wir den Weg gehen wollen:
    Wieso bauen wir diese riesigen Solar­pa­nele nicht im Weltraum?
    Über dem Nordpol?
    Rund um die Uhr von Sonne bestrahlt, keine afri­ka­ni­schen Warlords oder Allah Akbar Schreier, die die kaputt­bomben können.

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  4. Habe als sehr gute Idee bis heute gehalten.

    Leider die afr. Länder wollten nicht nur den Strom behalten, sondern auch gleich unser Investitioonsgeld.

    Dafür schi­cken sie uns viele Schwarz­füßler, weil wir dies nicht mitge­macht hatten.

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    • Solar­strom­technik ist nur ein Baustein der Ener­gie­wende. In Deutsch­land wurden bisher mehr als 5 Atom­kraft­werke ersetzt. Derzeit laufen immer­noch die Ölhei­zungen im Sommer!!! damit Millionen von Menschen warmes Wasser haben. Die Betrach­tungen und Ansätze zur Erzeu­gung von Wüsten­strom sind zu dogma­tisch und sehr undifferenziert!

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