Inmitten der grünen Weizenfelder, Eichenhaine und alten Olivenbäume Andalusiens schimmert ein riesiger Solarbauernhof wie ein silbernes Meer. Selbst bei bewölktem Himmel sind die Spiegel und massiven Türme, die sich über drei Quadratmeilen erstrecken, ein beeindruckender Anblick.
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- Etwas Neues unter der Sonne
Zwanzig Meilen westlich von Sevilla ist der von der Firma Abengoa errichtete Solúcar-Solarpark Teil des Bestrebens Spaniens, mehr Energie aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen. Das Land produziert derzeit bis zu 3, 65 Gigawatt Sonnenenergie und ist damit nach Deutschland das zweitgrößte der Welt. Diese Gigawatt machen etwa 3 Prozent der Leistung des Landes aus, der höchste Prozentsatz der Welt. (Die Vereinigten Staaten erzeugen weniger als 1 Prozent ihrer Energie aus der Sonne.) Es wird erwartet, dass die Solarleistung Spaniens in den nächsten drei Jahren auf sieben Gigawatt ansteigt, was ausreicht, um etwa zehn Millionen Menschen - die Gesamtbevölkerung von Madrid und Barcelona - mit Energie zu versorgen Strom tagsüber.
Die Solúcar-Farm ist Vorreiter bei Technologien, die in den Vereinigten Staaten nachgebildet werden, einschließlich konzentrierter Solarenergie (CSP). Während herkömmliche Solarmodule mit Photovoltaikzellen die Sonnenstrahlen direkt in Elektrizität umwandeln, setzt CSP riesige Spiegelbänke ein, um die Sonnenstrahlung zu bündeln. Die intensive Wärme treibt Dampfturbinen an und erzeugt Strom in einem ähnlichen Verfahren wie in Kohle- oder Ölkraftwerken, jedoch ohne die Treibhausgasemissionen.
Auf dem Gelände von Solúcar sammeln zwei Betontürme - einer etwa 50 Stockwerke hoch, der andere 35 - das Licht, das von 1.879 riesigen Glasspiegeln reflektiert wird, von denen jeder 33 Fuß hoch und 40 Fuß breit ist. Die als Heliostaten bezeichneten Spiegel bedecken eine Fläche von 345 Morgen. Sie sind nach Süden ausgerichtet und folgen der Sonne, wenn sie den Himmel überquert.
Der kleinere CSP-Turm liefert seit 2007 Strom, der größere seit Mai 2009. Zusammen leisten sie 31 Megawatt. Abengoa geht davon aus, dass die CSP-Anlage bis 2013, wenn Solúcar ein weiteres Turmkraftwerk und weitere Installationen fertigstellt, 300 Megawatt erzeugen wird, genug Energie, um 220.000 Haushalte oder die gesamte Metropole Sevilla mit Strom zu versorgen.
„Diese kommerziellen Turmanlagen sind weltweit einzigartig“, sagte Valerio Fernández, Betriebsleiter von Solúcar, in seinem Büro mit Blick auf die verspiegelten Felder. (Er zählte nicht einen kleinen Fünf-Megawatt-Turm, der in Lancaster, Kalifornien, von der amerikanischen Firma eSolar betrieben wurde, oder einen Demonstrationsturm, den die spanische Regierung in Almería betreibt.) „Heute sind sie jedoch im Urlaub“, sagte er fügte mit einem Achselzucken hinzu.
Wenn es regnet oder bewölkt ist - wie an dem kühlen grauen März-Tag, den ich besucht habe - wird die Solaranlage abgeschaltet. Aber die Fotos des CSP-Standorts sind von seiner schönsten Seite jenseits der Welt: Türme, die von Lichtstrahlen erleuchtet werden. Dieser Effekt wird durch reflektiertes Sonnenlicht verursacht, das durch Wasserdampf und Staub in der Luft dringt. Obwohl Sie vielleicht glauben, dass Südspanien ein idealer Standort für Solarenergie ist, geht Fernández davon aus, dass das Unternehmen die Energieproduktion an rund 80 Tagen im Jahr, im Allgemeinen zwischen November und März, durch schlechtes Wetter reduzieren oder einstellen wird.
"Wenn wir Solarenergie effizienter machen wollen, gibt es bessere Orte als Sevilla", sagte Fernández. Er deutete auf eine Weltkarte mit schattierten Streifen, die das Potenzial der Sonnenenergie darstellten: Andalusien war hellbraun, die Mojave-Wüste in Kalifornien und Nevada braun und die Sahara noch dunkler.
„Der Mojave hat eine um 30 Prozent höhere Sonnenstrahlung als wir hier. Durch die Installation derselben Anlagen werden die Stromkosten um 30 Prozent gesenkt“, sagte er. In der sengenden Sahara ist die Effizienz sogar noch höher. Abengoa und Desertec, ein europäisches Konsortium, wollen Solaranlagen bauen, die Europa über Kabel unterhalb des Mittelmeers mit Strom versorgen.
Fernández nahm ein drei Zoll breites Stück Stahlrohr von einem Bücherregal und reichte es mir. Es war aus einer Röhre, in der Wasser auf einem CSP-Turm in Dampf umgewandelt wird, und es war schwarz gestrichen worden. "Je schwärzer sie sind", erklärte er, "desto besser absorbieren sie Strahlung."
Die Heliostaten bündeln die Sonnenstrahlung so effektiv, dass die Temperaturen an der Oberfläche der Empfängerröhren möglicherweise 3.600 Grad Fahrenheit erreichen können, etwa ein Drittel der Oberflächentemperatur der Sonne. "Leider würde der Stahl schmelzen und der Empfänger ausfallen", sagte Fernández trocken. Keramische Materialien könnten einer solchen Hitze vielleicht standhalten, aber sie seien noch nicht entwickelt und getestet worden. An hellen Tagen stellen die Anlagenbediener die Heliostaten so ein, dass die Sonneneinstrahlung auf die Türme begrenzt und die Temperatur bei etwa 570 Grad gehalten wird - ausreichend heiß, um Dampf aus Wasser zu machen, das bei 212 Grad siedet.
Als Fernández mich über den Campus von Solúcar fuhr, machten wir auf der Baustelle Halt für Solnova 1, die erste von fünf geplanten CSP-Anlagen, in denen die sogenannte Parabolrinnentechnologie zum Einsatz kam. Solnova 1 wird Spiegel einsetzen, die wie flache Mulden geformt sind und jeweils mehrere hundert Meter lang und ungefähr zwei Meter hoch sind, in parallelen Reihen wie Reihen von riesigen glänzenden Bändern. Im Brennpunkt jedes Spiegels befindet sich eine transparente Röhre, die mit einem synthetischen Öl gefüllt ist. Die Spiegel lenken Sonnenlicht auf die Röhren, und das erhitzte Öl wird zum Kochen von Wasser für den Antrieb von Dämpfen durch Turbinen verwendet.
Als ich Solnova 1 verließ, erblickte ich eine Vielzahl von Photovoltaikmodulen. Obwohl die Module rund drei Megawatt Strom liefern - genug, um 2.200 Haushalte zu versorgen - hat Solúcar die Photovoltaik nicht besonders hervorgehoben. "Photovoltaik führt nicht zu einer Technologie, die Energie speichern kann, außer in Batterien", sagte Fernández. Das ist zu teuer.
Ein effizienteres Speichersystem ist in Solúcars TES (for Thermal Energy Storage) -Anlage zu sehen, die mit konzentrierter Sonnenenergie riesige Behälter mit geschmolzenen Salzen, hauptsächlich Natrium- und Kaliumnitraten, auf etwa 570 Grad erhitzt. Die Salze speichern die Wärme bis zu sechs Stunden, sodass sie nach Sonnenuntergang freigesetzt werden können. Diese Speichermethode könnte die größte Herausforderung der Solarenergie zumindest teilweise lösen: die nächtliche Stromversorgung.
Spaniens boomende Solarkapazität war auf die Unterstützung der Regierung angewiesen. (CSP-Anlagen zum Beispiel kosten etwa doppelt so viel für den Bau und den Betrieb wie konventionelle Kohlekraftwerke.) Die Subvention der spanischen Regierung für Solarenergieanbieter - eine der großzügigsten der Welt - beläuft sich auf mehr als 1, 5 Milliarden Euro oder fast das Doppelte 1, 9 Milliarden Dollar pro Jahr.
In den Vereinigten Staaten bieten Bundes- und Landesregierungen Einzelpersonen, Solarunternehmen und Versorgungsunternehmen geringere finanzielle Anreize. Parabolrinnenanlagen in Kalifornien und Nevada erzeugen bereits mehr als 370 Megawatt, und Abengoa plant eine 282-Megawatt-Anlage mit ähnlicher Technologie in der Nähe von Phoenix, sagte Reese Tisdale, Direktorin für Solarforschung bei Emerging Energy Research in Cambridge, Massachusetts. Neue Parabolrinnen-, Photovoltaik- und CSP-Anlagen werden in Kalifornien, Nevada, New Mexico, Colorado, North Carolina und Florida vorgeschlagen.
Ein riesiger Solarpark, der Türme und Heliostaten nutzt und verspricht, 392 Megawatt Strom zu erzeugen, soll in der südkalifornischen Mojave-Wüste gebaut werden, sofern die staatlichen und bundesstaatlichen Umweltprüfungen bestanden werden.
"Wenn Sie optimistisch sein wollen", sagte Tisdale, "könnten bis 2025 bis zu acht Gigawatt von Solarkraftwerken [in den Vereinigten Staaten] geliefert werden." Das würde ausreichen, um eine US-amerikanische Stadt mit sechs Millionen Einwohnern zu versorgen verbrauchen mehr Strom als Spanier) und sparen 37.260 Barrel Öl oder 11.000 Tonnen Kohle pro Tag.
Richard Covington schreibt aus seiner Heimat in der Nähe von Paris.
Auf den Solartürmen kocht konzentriertes Sonnenlicht, das durch Dampf und Staub verbreitet wird, Wasser, um Dampfturbinen anzutreiben. (Denis Doyle / Getty Images) 
In der Solúcar-Anlage werden die Sonnenstrahlen auf mehrere Hektar Hubschrauber oder Spiegel gebündelt, um Temperaturen von 570 Grad zu erzeugen, die Energie erzeugen, jedoch keine schädlichen Emissionen verursachen. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis) 
Ein separates Kraftwerk nutzt rinnenförmige Spiegel, um die Sonnenstrahlen zu sammeln und ein synthetisches Öl zu erhitzen, um Dampf zu erzeugen. (Markel Redondo / Bloomberg / Getty Images) 
Die Solarturmanlage in Sevilla, Spanien, ist der erste kommerzielle Solarturm der Welt. Es kann bis zu 6.000 Haushalte mit Strom versorgen. (Denis Doyle / Getty Images) 
Am Standort Solúcar wird das Licht von 1.879 riesigen Glasspiegeln reflektiert, von denen jeder 33 Fuß hoch und 40 Fuß breit ist. (Chris Sattlberger / Corbis) 
Spanien produziert derzeit bis zu 3, 65 Gigawatt Sonnenenergie und ist damit nach Deutschland das zweitgrößte Land der Welt. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis)
