Welche Komponenten benötigt ein solarthermisches Kraftwerk?

Sehen wir uns also an, welche Komponenten die unterschiedlichen Systeme benötigen: Immer vorhanden sind großflächige Spiegelsysteme. Von diesen wird die Strahlung gebündelt und auf eine Konzentrationseinheit in Form von Wärme übertragen Dazu kommen bei den meisten Technologien Wärmetauscher und relativ klassische Gas- oder Dampf-Turbinen. Um Energie für den Betrieb rund um die Uhr vorzuhalten, werden bei manchen Einheiten zusätzliche Speicherelemente für die Wärme eingebaut.

Die Turbinen sind nichts Neues

Die Turbinen (ebenso wie die Wärmetauscher) unterscheiden sich kaum von denen klassischer Kraftwerke. Daher spielen sie auch keine Rolle für einen zusätzlichen oder speziellen Rohstoffbedarf. Gebraucht werden wie gewöhnlich vor allem besonders feste und temperaturbeständige Metalle, wie z.B. Wolfram-Legierungen.

Speicherelemente benötigen viel Salz

Die Speicherelemente sind derzeit noch in der Erforschung. Jedes neue Kraftwerk bekommt daher bisher eine individuelle Lösung, bis sich ein gewisser Standard im Lauf der Erprobung als praktikabel herausgestellt hat. Bei dem spanischen Kraftwerk Andasol wurden Speicher mit flüssigem Salz eingebaut. Die genaue Zusammensetzung ist mir bisher nicht bekannt, aber es sollen Lithium-, Kalium- und Natriumnitrate verwendet worden sein. Bis auf die Lithiumsalze sind diese in riesigen Mengen problemlos verfügbar, sodass selbst Speichertanks in großem Maßstab kein Problem für die Rohstoffversorgung darstellen würden. Neue Forschungen im universitären Bereich verwenden spezielle Feststoffspeicher aus Beton oder Keramik mit integrierten Fasern oder Leiterbahnen. Es ist zu erwarten, dass sich hier noch große Fortschritte ergeben werden. Was sich hier jedoch später durchsetzen wird, ist im Augenblick noch nicht absehbar.

Bei den Receivern sind die Patente interessanter als der Inhalt

Bei den Receivereinheiten, welche die Wärme aufnehmen und zum Wärmetauscher leiten, haben sich vor allem in Kalifornien spezielle synthetische Öle durchgesetzt. Es gibt nur eine Firma, welche dafür die Patente hat, sodass diese sozusagen ein wichtiger Rohstoff sind. Aber weder für die Röhren noch die Öle werden zur Herstellung seltene oder schwer verfügbare Rohstoffe benötigt, sodass selbst bei einer massiven Ausweitung dieser Parabolrinnen-Kraftwerke davon keine Auswirkungen auf die Rohstoffpreise zu erwarten sind. Auch bei diesem Teil der Technik geht die Forschung schnell voran. Inzwischen gibt es auf universitärer Ebene bereits Anlagen, bei denen in den Röhren direkt Dampf zirkuliert, sodass der Umweg über die Thermo-Öle gar nicht mehr notwendig ist.

Die Spiegel steigern den Silberbedarf

Kommen wir zuletzt zum meines Erachtens für den Rohstoffbedarf interessantesten Teil der solarthermischen Anlagen: zu den Spiegelparks. Alle diese CSP-Kraftwerke benötigen zur Konzentration des Sonnenlichts großflächige Spiegelanlagen. Dafür werden bisher fast ausschließlich mit Silber beschichtete Spiegel (0,001 kg/m) verwendet. Je nach unterschiedlicher Kraftwerks-Technologie ist der Aufwand in Quadratmetern bzw. Kilogramm (kg) je Megawatt (MW) unterschiedlich, aber mit bis zu 13,75 kg/MW erheblich (Quelle: "Rohstoffe für Zukunftstechnologien", IZT, 2009).

In der zitierten Studie des Fraunhofer Instituts wurden mit den heute bekannten Technologien zwei Szenarien durchgerechnet, ein konservatives und eines mit zusätzlicher staatlicher Förderung der Solarthermie. Dabei ergeben sich bis 2030 installierte solarthermische Kraftwerke mit 35 GW bzw. 62 GW Leistung (wenn "Desertec" umgesetzt wird, müssen diese Zahlen aber voraussichtlich weiter nach oben korrigiert werden). Für diese würden zwischen 11 und 44 kg Silber benötigt, nur um die Spiegel zu beschichten. Bei einer weltweiten Silber-Jahresproduktion 2006 von 20.200 Tonnen ist das eine Größe, die den Preis nicht allein in die Höhe treiben wird. Angesichts des für immer mehr neue Technologien ständig weiter steigenden industriellen Silberbedarfs sollten Sie diesen Rohstoff jedoch nicht aus den Augen lassen. Ich rechne hier auf Sicht einiger Jahre mit deutlich höheren Preisen.

So, genug der Theorie. Jetzt wird es erst einmal Zeit für ein schönes Sommer-Wochenende. Genießen Sie die wärmende Sonne!

Herzliche Grüße, Ihre

Daniela Knauer