Welthöchster Solarturm mit 150 Megawatt Leistung entsteht zwischen Atlasgebirge und Sahara.

Kommende Woche beginnt in Marrakesch der Weltklimagipfel COP22, von dem mit der Ratifizierung des Paris-Abkommens konkrete Maßnahmen zur Begrenzung der Erd­erwärmung erwartet werden. Auch Gastgeber Marokko zeigt mit einem starken Ausbau von Wind- und Solar­kraft­werken, dass auch in weniger entwickelten Länder eine umfassende Energie­wende möglich ist. Zwischen Sahara und Atlas­gebirge entsteht dazu einer der größten Solarparks der Welt. Im Mittel­punkt wird ein etwa 242 Meter hoher Solarturm stehen, der über konzentriertes Sonnen­licht Strom mit 150 Megawatt Leistung produzieren soll. 2017 soll die Rekord­anlage in Betrieb gehen.

„Der Solarpark in Ouarzazate spielt eine wichtige Rolle für die Energie­versorgung Marokkos“, sagt Mamoun Bedraoui Drissi, Projekt­manager von Masen, der marokkanischen Agentur für erneuerbare Energien. Mit allen Anlagen, die derzeit gebaut und geplant werden, will Marokko bis 2020 mehr als 40 Prozent seines Strom­bedarfs aus erneuerbaren Quellen decken. Je ein Drittel soll aus Wasser-, Wind- und Solar­anlagen fließen. Seit knapp einem Jahr steuert die erste Solar­anlage im Ouarzazate-Komplex, das solarthermische Parabol­rinnen­kraftwerk Noor I mit 160 Megawatt Leistung, seinen Teil bei. 200 Megawatt wird Noor II ebenfalls mit Parabol­spiegeln ab 2017 erreichen. Parallel entsteht die Solar­turm­anlage Noor III, deren knapp 200 Meter hohe Basis­turm kürzlich fertig gestellt wurde. Auf diesen riesigen Beton­stumpf wird eine mehr als 40 Meter hohe Stahl­kontruktion aufgesetzt, in die wichtige Kraftwerks­komponenten integriert werden.

Um aus der Wärme der Sonnen­strahlung elektrischen Strom erzeugen zu können, entsteht rund um den Solarturm auf einem 650 Hektar großen, ovalförmigen Areal ein Spiegel­feld. Insgesamt 7400 Spiegel, die Heliostaten mit je 180 Quadrat­meter Fläche, werden das Sonnen­licht auf die Spitze des Turms fokussieren. Über eine Motor­steuerung können sie dem Lauf der Sonne im Sekundentakt folgen. Das konzentrierte Sonnenlicht wird auf ein Bündel aus hunderten, rund 20 Meter langen Stahl­röhren, den Receiver, treffen. Diese Röhren erhalten einen schwarzen, hitzebeständigen Anstrich, um möglichst viel Sonnen­licht absorbieren zu können. Damit erwarten die Ingenieure Temperaturen von etwa 540 Grad Celsius.

Abb.: Parabolspiegel des Kraftwerks Noor I bündeln Sonnenlicht auf eine zentrale Röhre, durch die heiße Thermoöle bei etwa 350 Grad Celsius zirkulieren. (Bild: J. O. Löfken)

Diese Hitze heizt im Betrieb flüssige Salze – eine eutektische Mischung aus Natrium- und Kalium­nitrat – auf, die durch die Stahlröhren zirkulieren. Insgesamt 40.000 Tonnen Salz werden dazu mit Pumpen permanent in Bewegung gehalten. Während der gesamten Betriebs­dauer dürfen sie nicht auf unter 220 Grad abkühlen, da sie sonst erstarren und den Pump­kreislauf verstopfen würden. Am Boden neben dem Turm übertragen die heißen, flüssigen Salze einen Teil der Hitze in einem Wärme­tauscher auf Wasser­dampf, der schließlich wie in einem konventionellen Kohle­kraftwerk die Turbine eines Stromgenerators antreiben wird. Da die Salze die Hitze gut speichern können, soll dieser Prozess selbst nach Sonnen­untergang bis zu sieben Stunden weiterlaufen und auch in den dunklen Abend­stunden zuverlässig Strom erzeugen.

Genau diese Speicherfähigkeit ist der zentrale Vorteil solar­thermischer Kraftwerke vor deutlich günstigeren Photovoltaik-Anlagen. „Im Unterschied zur Photo­voltaik können solar­thermische Kraftwerke Strom produzieren, wenn er gebraucht wird“, sagt Alexander Stryk, Solarthermie-Experte vom Ingenieurbüro Lahmeyer International in Bad Vilbel. So habe Marokko darauf Wert gelegt, erneuerbaren Strom während der Spitzenlast in den Abend­stunden produzieren zu können. Ein direkter Preis­vergleich der Solar­strom­kosten aus Photo­voltaik mit bis zu drei Cent pro Kilowatt­stunde und aus Solar­thermie mit gut zwölf Cent sei daher nicht unbedingt sinnvoll.

Der Solarpark in Ouarzazate mit drei Solarthermie- und einem Photo­voltaik-Kraftwerk (70 Megawatt) soll nach Abschluss der Bau­arbeiten im Jahr 2018 insgesamt 580 Megawatt Leistung erbringen. Das reicht dann für die Versorgung von etwa 1,3 Millionen Menschen aus. Die Kosten summieren sich auf 2,2 Milliarden Euro, von denen die Bundes­regierung und die Kredit­anstalt für Wieder­aufbau 864 Millionen Euro größten­teils als zins­vergünstigten Kredit besteuern. Derzeit befinden sich in Marokko noch weitere vier Solarparks ähnlicher Größe in der Planungs­phase. Die Erfahrungen aus der Anlage in Ouarzazate werden mit darüber entscheiden, welche Technologien – Solar­thermie mit Parabol­spiegeln oder Solarturm oder doch mehr Photo­voltaik – in Zukunft für die Strom­gewinnung in sonnen­reichen Regionen genutzt werden.