PV- und Solarkraftwerke der Superlative

Der PV- und Solarmarkt in Deutschland boomt. Im Jahr 2023 wurden deutschlandweit mehr als eine Million PV-Anlagen installiert. Gleichzeitig hat die zugebaute Kapazität (14,9GW) das Ausbauziel (9GW) deutlich übertroffen. Im aktuellen Monat kommt rund 12,3% des erzeugten Stroms in Deutschland aus Solarenergie.

Die Solarenergie erzielt einen größeren Energieertrag vor allem an Standorten mit vielen Sonnenstunden und hoher Sonneneinstrahlung. In Europa liegt der durchschnittliche Ertragswert von 800 bis 1.300kWh pro installierte Leistung. Zum Vergleich: in Afrika 1.300 bis 1.600kWh.

In auch Norddeutschland bzw. Hamburg, wo eigentlich nicht die besten klimatischen Bedingungen vorhanden sind, verfügt über nennenswertes Solarpotenzial zur Erzeugung vom Grünstrom. Konkrete Erkenntnisse finden Sie in der von EEHH-Cluster beauftragten Solarpotenzialstudie.

Die Nachfrage nach Solarenergie steigt weltweit, wohingegen die Kosten für den Ausbau sinken. Immer mehr Länder setzen auf die Solarenergie, da sie die Energiewende beschleunigt. Wir richten den Blick auf ausgewählte große PV- und Solarprojekte auf drei Kontinenten und zeigen auf, welche Bedeutung sie für die Zukunft der Energieversorgung in den jeweiligen Ländern und Europa haben könnten.

Erneuerbare Energien nehmen nur einen Bruchteil am Strommix in den Vereinigten Arabischen Emiraten ein. Das soll sich jetzt ändern - vor allem die Solarenergie wird zunehmend in den Fokus rücken. Die Wüstenstadt Dubai möchte bis 2030 5.000MW Solarstrom erzeugen und bis 2050 etwa drei Viertel des Energiebedarfs durch erneuerbare Quellen bedienen – zentrale Zielsetzung in der Dubai Clean Energy Strategy.

In Dubai baut die Dubai Electricity & Water Authority (DEWA  derzeit den größten Solarpark des Landes „Mohammed bin Rashid Al Maktoum“. Das Projekt versteht sich als eine zentrale Maßnahme, die Dubai zu einem klimaneutralen und nachhaltigen Standort machen soll. Die erste Phase des Projekts Mohammed bin Rashid Al Maktou nahm den Betrieb mit 13MW im Oktober 2013 auf. Vier Jahre später wurden weitere 200MW in der zweiten Bauphase zugebaut. Zu dieser Zeit konnte der Solarpark 50.000 Einwohner*innen in Dubai mit sauberer Energie versorgen und dadurch 214.000 t Co2-Emissionen reduzieren. Auf einer Fläche von über 4,5km2 wurden 2,3 Mio. Photovoltaikzellen installiert.

Der dritte (800MW) und vierte (900MW) Projektabschnitt ließen den Solarpark zum größten der Welt werden, der Concentrated Solar Power Technology (CSP) und Photovoltaik Technology kombiniert. Gleichzeitig nutzt das Projekt drei Hybridtechnologien: 600MW des Parabolic Basin Complexes (200MW pro Einheit), 100MW des größten Solarturms (260m) der Welt und 250MW durch Photovoltaik- und Solarzellen.

Aktuell befindet sich das Megaprojekt in der letzten Erweiterungsstufe. Nach der geplanten Inbetriebnahme 2030 wird der Solarpark eine installierte Kapazität von 5GW haben und jährlich mehr als 6,5 Mio. t Co2-Emissionen einsparen. DEWA baut zudem im Solarpark noch ein Forschungs- und Entwicklungszentrum, zu dem eine photovoltaikbetriebe Umkehrosmose-Wasserentsalzungsanlage und PV-Solar- und CSP-Testeinrichtungen gehören.

Erneuerbarer Ausbau bedeutet für VAE nicht nur den Weg in eine grüne Zukunft, sondern auch neues Wirtschaftswachstum, das durch Investitionen in umweltfreundliche Energietechnologien geschaffen werden kann. Gerade im Bereich Wasserstoff sind die VAE für Europa und Deutschland ein interessanter Kooperationspartner. Der Schwerpunkt liegt zunächst auf der Produktion von blauem Wasserstoff, der eine Übergangstechnologie hin zum Hochlauf mit grünem Wasserstoff darstellt. Die VAE sind aufgrund ihres Reichtums an Erdgas in Kombination mit dem Solarausbau ein wichtiger Produzent und Exporteur.

Eine Fläche von 3.000 ha, ein Investitionsvolumen von 2,6 Mrd. US-Dollar und Stromversorgung für 1,3 Mio. Menschen – Seit 2016 ist „Noor I“, einer der größten Solarparks der Welt, der sich nahe der marokkanischen Stadt Ouarzazate befindet, in Betrieb. Das Projekt hat eine Kapazität von 160MW und produzierte bereits im ersten Jahr etwa 400 GWh grünen Strom.

Marokko ist ein Land, das für die Nutzung der Solarenergie prädestiniert ist - nicht nur wegen der hohen Sonneneinstrahlungswerte, sondern auch wegen des hohen politischen Stellenwertes. Beispielsweise existiert eine nationale Agentur für Solarenergie (MASEN), um die Entwicklung und den Bau der Solarparks zu koordinieren.

Bei „Noor I“ handelt sich es um die erste Projektphase des Solarparks, der in drei weiteren Bauabschnitten ausgebaut wurde. Nach der Inbetriebnahme soll das komplette Solarwärmekraftwerk über eine Installationskapazität von 580MW verfügen. „Noor I“ ist mit mehr als einer halben Million Parabolspiegeln ausgestattet, deren Oberfläche etwa 200 Fußballfeldern entspricht. Die Sonnenenergie wird auf ein zwei Meter hohes Absorberrohr gelenkt, in dem das synthetische Öl auf fast 400 Grad erhitzt wird. Der heiße Wasserdampf treibt die Dampfturbine an, die schließlich die thermische Energie in elektrische umwandelt bzw. Strom erzeugt.

„Noor II“ wurde nach dem gleichen technologischen Prinzip als Parabolrinnen-Kraftwerk gebaut. Der Solarpark „Noor III“ ist als Solarturmkraftwerk konzipiert. Der vierte Solarpark ist ein solarthermisches Kraftwerk, das eine moderne Technologie für Flüssigsalzspeicher nutzt. Die mit Flüssigsalz gefüllten Speichertanks können Energie von ca. 500 Grad bis zu drei Stunden speichern. In einem solchen Kraftwerk kann auch nach Sonnenuntergang Strom erzeugt werden.

Derzeit ist Marokko noch Energieimporte stark angewiesen. Etwa 90% des Strombedarfs wird durch Import u.a. aus Südeuropa gedeckt. Daher möchte der Staat die Stromerzeugung durch erneuerbare Energien stark ausbauen. Mit der Low Carbon Strategy 2050 verfolgt Marokko ambitionierte Pläne: Bis 2030 soll sich der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch auf 52% erhöhen, bis 2040 auf 70% und bis 2050 sogar auf 80%.

Der Solarpark „Noor“ ist einer der Meilensteine in der marokkanischen Energiepolitik. Auf diese Art kann Marokko seine Energieversorgungssicherheit erhöhen und sich mittel- bis langfristig zu einem der wichtigsten Energieexporteure für Europa und Deutschland entwickeln, zum Beispiel im Bereich grüner Wasserstoff. Die Bundesregierung war an der Finanzierung der vier Solarparks beteiligt und bot Marokko über die KfW zinsvergünstigter Kredite in Höhe von rund 830 Mio. Euro.

Im Herzen der Amanecer-Wüste und knapp 1.200 m über dem Meeresspiegel liegt Lateinamerikas größtes Solarkraftwerk „Amanecer Solar CAP“. Kein Wunder, dass das Projekt im Andenstaat Chile gebaut wurde – Chile verfügt über exzellente klimatische Bedindungen. Das Land erstreckt sich 1.200km entlang der Pazifikküste und besitzt große unbesiedelte Wüsten, die zu trockensten Landschaften Erde zählen.

Chile verfügt außerdem über riesige Vorkommen an seltenen Erden, z.B. Lithium, Eisenerz und Kupfer.  Bergbau, Produktion und Verarbeitung diser natürlichen Rohrstoffe sind tragende Säulen der chilenischen Wirtschaft, die einen sehr hohen Anteil am gesamten Stromverbrauch haben. Die CAP Group, der größte Stahlhersteller Chiles, gehört dazu. Um eine stabile Stromversorgung für die eigene Produktionsanlage „Cerro Negro Norte“ zu gewährleisten, errichtete das Stahlunternehmen in Kooperation mit dem amerikanischem Photovoltaikproduzenten SunEdison 2013 den Solarpark „Amanecer CAP“.

Amanecer Solar CAP wurde mit 73 Stromerzeugungsblöcken installiert, die aus 31.000 SunEdison Silvantis Photovoltaikmodulen bestehen. Das Sonnenlicht wird mithilfe der Photovoltaikmodule in Gleichstrom umgewandelt, der durch einen Wechselrichter in Wechselstrom weiter umgewandelt wird. Die Einspeisung des erzeugten Stroms in das größte Verbundnetz Chiles, das Sistema Interconectado Central (SIC), erfolgt durch eine 9km lange Übertragungsleitung, die an die 220kv-Hauptübertragungsnetze angeschlossen ist.

Mit einer Gesamtinvestition von ca. 250 Mio. US-Dollar wurde das Projekt innerhalb eines Jahres fertiggestellt. Die CAP Group schloss mit SunEdison einen Strombezugsvertrag (PPA) mit einer Laufzeit von 20 Jahren ab. Seit Mai 2024 erzeugt das 100MW-Solarkraftwerk jährlich etwa 370GWh grünen Strom. Damit können 135.000 t. Co2 eingespart und der Strombedarf von 125.000 Haushalten mit erneuerbarer Energie gedeckt werden.

2022 wurde in Chile erstmals mehr Strom aus erneuerbaren Quellen produziert als aus fossilen Energieträgern. Laut Branchenverband ACERA und der GTAI befinden sich derzeit Projekte mit einer Installationskapazität von über 5GW im Bau. Allerdings mangelt es oft an der Wirtschaftlichkeit. Aus dem Norden, wo die meisten Solaranlagen im Betrieb sind, kann der erzeugte Strom wegen mangelnder Netzkapazität nicht weiter transportiert werden. Derzeit wird eine 1.500km lange Hochspannungsüberleitung „Kimal-Lo-Aguirre“ gebaut, die voraussichtlich 2029 die Stadt Antofagasta im Norden mit der Hauptstadt Santiago verbindet. Die Einspeisekonditionen sind nicht sehr attraktiv. In den letzten Jahren wurde bis zu einem Drittel des erneuerbaren Stroms zum Nulltarif eingespeist.

Beim Ausbau erneuerbarer Energien besteht ein Konsens zwischen Wirtschaft, Industrie und Politik. Nicht nur die traditionellen energieintensiven Industrien haben großes Interesse an der Nutzung des grünen Stroms, sondern auch die Politik kündigte ehrgeizige Klimaziele an: bis 2050 soll das Land klimaneutral werden. Chile sieht großes Potenzial in der Nutzung des Überschussstroms, um grünen Wasserstoff zu erzeugen. Die nationale Wasserstoffstrategie sieht vor, dass Chile bis 2030 zum wichtigsten Produktions- und Exportmarkt für günstigen grünen Wasserstoff weltweit aufsteigen wird.

Das EEHH-Cluster pflegt gute Beziehungen zu verschiedenen Akteuren im öffentlichen und privatwirtschaftlichen Bereich. EEHH-Mitglieder können sich bei Interesse beim Team Internationales melden.