Solarthermie auf dem Trockenen

Energie aus Sonnenwärme, die ohne Photovoltaik auskommt, benötigt zu viel Wasser. Das stellt man gerade in den USA fest.

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Von
  • Kevin Bullis

Energie aus Sonnenwärme, die ohne Photovoltaik auskommt, benötigt zu viel Wasser. Das stellt man gerade in den USA fest.

Das ambitionierte Ziel der kalifornischen Regierung, bis 2030 ein Drittel des Strombedarfs aus erneuerbaren Quellen zu decken, gerät ins Wanken. Das extrem trockene Jahr 2013 und die vorangegangenen Dürrejahre haben die Wasservorräte stark dezimiert. Damit bleibt immer weniger für die Kühlung der Solarthermiekraftwerke übrig, auf die der Bundesstaat besonders stark setzen will.

Solarthermiekraftwerke konzentrieren das Sonnenlicht mit großen Spiegelfeldern und erwärmen dadurch Wasser, das dann in Dampfturbinen Strom erzeugt. Die Kühlung erfolgt meist über Wasserverdampfung. Doch die Dürre zwingt bereits die ersten Anlagenbetreiber, sich nach alternativen Kühlmethoden umzusehen. Diese sind aber teurer und arbeiten in den Sommermonaten nicht effizient, weshalb die Stromproduktion gedrosselt werden muss.

Eine Alternative ist die seit zehn Jahren eingesetzte Trockenkühlung. Sie reduziert den Wasserverbrauch um bis zu 90 Prozent. Statt es zu verdampfen, bleibt das Wasser in einem geschlossenen Kreislauf. Während es das Kraftwerk kühlt, erhitzt es sich und zirkuliert dann durch riesige Kühltürme, die ähnlich wie der Radiator eines Autos arbeiten. Solche Systeme sind aber bis zu fünfmal so teuer wie reguläre Verdampfer und werden den größten Teil des Jahres nicht benötigt. Trotzdem setzt etwa das Ivanpah-Solarthermiekraftwerk in Kalifornien, das Mitte Februar ans Netz gegangen ist, auf diese Methode.

Immerhin haben die Probleme neue Forschungen angestoßen: Zahlreiche US-Wissenschaftlergruppen, die Gelder vom Electric Power Research Institute und der National Science Foundation erhalten haben, arbeiten an Verbesserungen und neuen Systemen. Ein Projekt nutzt konventionelle Verdampfer, verwendet den Dampf aber erneut. Geforscht wird auch an effizienteren Trockenkühltürmen mit verbesserter Luftzirkulation, die dadurch kleiner und billiger ausfallen. Ein dritter Ansatz setzt auf Nanopartikel in der Kühlflüssigkeit, um ihre Wärmeabsorption zu erhöhen. (bsc)