Wie steht es um die konzentrierte Solarkraft?

In Sachen Sonnenenergie gibt es zwei Technologien: die konzentrierte Solarkraft (concentrating solar power, CSP) und die Photovoltaik (PV). Noch vor zehn Jahren lagen CSP und PV bez¨¹glich Kosten und installierter Leistung gleichauf. Doch nach dem Hype um das Desertec-Projekt [1] vor etwa f¨¹nf Jahren entwickelten sich die beiden Technologien unterschiedlich. W?hrend die Kosten f¨¹r PV f?rmlich in den Keller rutschten, sanken die Preise f¨¹r solarthermische Kraftwerke nur langsam. Heute leistet PV ¨¹ber 300¡¯000 Megawatt (MW); CSP-Systeme liefern lediglich 5000 MW. W?hrend die Photovoltaik also die Welt erobert, fristet die konzentrierte Solarkraft ein eher trauriges Dasein.

Eine kontrollierbare Erneuerbare

Der Siegeszug der PV ist beachtlich, f¨¹hrt aber auch zu Problemen. Wie bei der Windkraft ist die mittels PV erzeugte Leistung nicht konstant, sondern wetterabh?ngig. W?chst der Anteil schwankender Quellen in den Stromnetzen, werden diese instabiler. Besonders in gem?ssigten Klimazonen kommt es oft zu windstillen Perioden, in denen auch die Sonne kaum scheint. Wenn die Schweiz wochenlang im Hochnebel versinkt, w¨¹rde eine rein auf PV und Windkraft basierende Energieversorgung versagen ¨C selbst mit Batterien als Zwischenspeicher.

CSP-Anlagen lassen sich mit einem W?rmespeicher verbinden, um die tags¨¹ber mit grossen Spiegeln eingefangene W?rme sp?ter zu nutzen. So kann eine Flotte aus mehreren solarthermischen Kraftwerken vollst?ndig regelbaren Solarstrom liefern, auch nachts [2]. Ein solcher Kraftwerkspark k?nnte dazu beitragen, Windstromschwankungen in den W¨¹stenl?ndern selbst zu balancieren und auch fernere Regionen wie Europa bei wenig Wind und Sonne mit Strom zu versorgen: CSP ist wohl die einzige erneuerbare L?sung, die daf¨¹r gen¨¹gend regelbare Energie liefern kann.

?Lernrate? l?sst hoffen

Ob CSP kurzfristig ¨¹berlebt, ist von zwei Faktoren abh?ngig: Sie muss schneller ausgebaut werden, und die Kosten m¨¹ssen ausreichend schnell sinken. In einer Studie [3] haben wir die ?Lernrate? der CSP-Technologie bestimmt und festgestellt, dass diese in den letzten f¨¹nf Jahren bei ¨¹ber 20 Prozent lag: Jedes Mal, wenn sich die weltweit installierte CSP-Leistung verdoppelte, fielen die Investitionskosten um mehr als 20 Prozent ¨C ein sehr guter Wert, der sogar jenen f¨¹r PV ¨¹bertrifft. Das l?sst hoffen und zeigt, dass CSP nicht unter einem beschr?nkten Kostensenkungspotenzial leidet ¨C das Problem liegt vielmehr darin, dass sich diese Technologie nur langsam verbreitet.

Kontinuit?t senkt Kosten

Die Lernrate erwies sich allerdings als sehr volatil, was die stockende Expansion von CSP widerspiegelt. Als in den Achtzigern in den USA die ersten solarthermischen Kraftwerke gebaut wurden, fielen die Kosten schnell. In den Neunzigern erlag der Ausbau, als das einzige Unternehmen Konkurs ging. Danach gab es fast 20 Jahre lang keine neuen Kraftwerke mehr.

Als der Ausbau 2007 in Spanien neu anfing, verdoppelten sich die Kosten, weil neue unerfahrene Firmen auf den Plan traten. Mit zunehmender Erfahrung fingen die Kosten ab 2011 wieder an zu sinken. Doch 2013 strich Spanien die Subventionen, sodass dort keine CSP-Anlagen mehr entstanden. Aber viele spanische CSP-Firmen ¨¹berlebten, indem sie in andere M?rkte wie Marokko und S¨¹dafrika zogen. Und die Kosten sanken weiter.

Mittlerweile hat sich das Know-how um CSP global verbreitet. Im Nahen Osten, den USA und China sind neue Firmen entstanden. Der Preiszerfall beschleunigt sich: So wurde k¨¹rzlich in Australien ein Vertrag ¨¹ber 60 USD pro Megawattstunde abgeschlossen. Das ist mit neuen Gaskraftwerken konkurrenzf?hig und deutlich g¨¹nstiger als alle vergleichbaren erneuerbaren Optionen (z. B. Windkraft kombiniert mit Batterien) [4].

Kostendruck ist n?tig

Wir haben zudem festgestellt: Die Art der F?rdermassnahmen wirkt sich stark auf die Kostenentwicklung aus. In allen L?ndern ausser Spanien wurde CSP durch Auktionssystemen gef?rdert, bei denen der jeweils g¨¹nstigste Anbieter Subventionen zum Bau einer Anlage erh?lt. Solche Systeme erzeugen starken Wettbewerb und einen hohen Kostendruck ¨C und tats?chlich sind die Preise unter diesen Politiken gesunken.

In Spanien, dem einzigen Land, in dem die Anzahl solarthermischer Kraftwerke von 2007 bis 2012 anstieg, wurde eine Einspeiseverg¨¹tung genutzt: Alle Anbieter erhielten einen fixen Preis f¨¹r ihren Strom. Obwohl Einspeiseverg¨¹tungen im Allgemeinen eine effiziente Massnahme darstellen, hatte das spanische System zwei gewichtige M?ngel: Die Verg¨¹tung war erstens zu hoch und wurde zweitens nicht zur¨¹ckgefahren. Deshalb herrschte in Spanien kein Druck auf die Kosten ¨C diese stiegen vielmehr, w?hrend die Betreiber noch immer Gewinne absch?pften.

Ein sinnvolles Subventionssystem

Der Schl¨¹ssel f¨¹r sinkende Kosten liegt in der schnelleren Verbreitung. Doch die Politik wird sich zur¨¹ckhalten solange CSP teurer als andere erneuerbare Energien ist: ein klassisches Huhn-Ei-Problem.

Es gilt: Den richtigen Mittelweg finden zwischen starkem Kostendruck und einer ausreichend hohen Einspeiseverg¨¹tung ¨C ein Balanceakt: Einerseits m¨¹ssen die Unternehmen ihre Kosten senken, um wettbewerbsf?hig zu bleiben. Andererseits sollten sie ausreichend hohe Verg¨¹tungen erhalten, um ¨¹berhaupt im Gesch?ft zu bleiben.

Wir konnten zeigen, dass F?rdersysteme, die diesen Spagat meistern, schnell die Kostenseite verbessern k?nnen. Wenn sich die L?nder an diese Grunds?tze halten, wird die konzentrierte Solarkraft ¨¹berleben ¨C und der Welt bleibt diese Waffe im Kampf gegen den Klimawandel erhalten.