Gigantisches Potenzial
Die Sonne ist ein gigantisches und nahezu unerschöpfliches Kraftwerk. Jahr für Jahr liefert sie der Erde über 219.000 Billionen Kilowattstunden Energie zum Nulltarif. Dies ist 3.000-mal mehr, als die gesamte Weltbevölkerung heute verbraucht [1].
In Deutschland liegt die jährliche mittlere Sonneneinstrahlung zwischen 850 und 1.150 Kilowattstunden pro Quadratmeter. Die höchste Einstrahlung wird im sonnigen Vorland der Alpen, in Bayern und Baden-Württemberg erreicht. Nach Norden nimmt die Sonnenintensität ab, wobei aber einige Regionen mit Sonne verwöhnt werden, beispielsweise Usedom an der Ostseeküste. Die auf Deutschland einstrahlende Sonnenenergie ist mehr als die Hälfte der Intensität, die auf die Sahara trifft. Die Energiemenge entspricht jährlich rund 100 Liter Öl für jeden Quadratmeter der Bundesrepublik. Schon beim heutigen Stand der Technik wäre das genug, um Solarenergie zur tragenden Säule der deutschen Energieversorgung auszubauen.
Mehr als genug Platz
Um den Strombedarf der Bundesrepublik vollständig solar zu decken, wären bei heutigem Modulwirkungsgrad rund 5.000 Quadratkilometer Photovoltaikmodule notwendig. Allein an Dachflächen stehen mehr als 2.800 Quadratkilometer zur Verfügung - rund ein Viertel davon wäre sofort technisch nutzbar. Tausende Südfassaden werden zudem jährlich gebaut, ohne die Sonne als natürliche Energiequelle zu nutzen. Seit rund drei Jahren gewinnen große Solarstromparks auf Industriebranchen, geschlossenen Deponien oder früheren Übungsplätzen der Armee an Bedeutung. Da Photovoltaik immer billiger wird, werden die begehrten Solarmodule zunehmend auch auf Firmendächern, Ställen, Kirchen oder Schulen installiert. Deutschland hat mehr als genug Platz, um Solarstrom in den kommenden Jahren kontinuierlich auszubauen und zu einer tragenden Säule der Stromversorgung zu entwickeln.
Nutzt man Solarwärme, reichen nur sechs Quadratmeter sonnengeneigter Dachfläche, um 60 Prozent des Energiebedarfs für Warmwasser eines Eigenheimes zu decken. Die doppelte Fläche genügt, um auch die Raumheizung deutlich zu entlasten. Angesichts der nicht einmal ansatzweise ausgeschöpften Potenziale der Solarenergie im Wärmebereich ist entschlossenes Handeln dringend geboten, um den "schlafenden Riesen" Solarwärme zu wecken.
In Kürze emissionsfrei
Bei einer Lebensdauer von bis zu dreißig Jahren produziert eine Photovoltaikanlage 15- bis 20-mal mehr Strom, als für ihre Herstellung verbraucht wird. Ähnliches gilt für marktübliche Solarwärmeanlagen. Der Energieaufwand für die Produktion von Sonnenkollektoren amortisiert sich bereits nach 15 Monaten, Ihre Lebensdauer erreicht rund 25 Jahre. Solaranlagen können in der Regel mehr als 20 Jahre Strom oder Wärme emissionsfrei liefern [2].
Während heute gerade mal rund 15 Prozent des Stromverbrauchs und sieben Prozent des Wärmebedarfs aus regenerativen Quellen stammen [3], soll nach dem Willen der Bundesregierung bis Mitte des Jahrhunderts mehr als die Hälfte des Primärenergieverbrauchs aus regenerativen Quellen kommen.
Die dafür notwendigen Technologien stehen ausgereift und erprobt zur Verfügung. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) hat der Stromerzeugung durch Photovoltaik einen enormen Schub verliehen [4], indem es gesetzlich garantierte Vergütungssätze für Solarstrom festlegt und die Netzbetreiber verpflichtet, Solarstrom abzunehmen. Die Solarwärme wird seit 2009 durch das Erneuerbare-Wärme-Gesetz (EEWärmeG) des Bundes unterstützt [5]. Das Marktanreizprogramm (MAP), das 2009 auf 500 Millionen Euro aufgestockt wurde, ist ein wesentlicher Motor für die Nutzung von Solarkollektoren in Deutschland [6].
Integrierbar, regel- und speicherbar
Die Integration Erneuerbarer Energien in bestehende Versorgungsnetze ist mit vertretbarem Aufwand möglich. Wie das funktioniert, wurde mit dem regenerativen Kombikraftwerk in der Praxis bereits bewiesen. Durch den stärkeren Ausbau von Erneuerbaren Energien muss die Reservehaltung fossiler Kraftwerke - entgegen mancher Behauptungen aus der Energiewirtschaft - nicht aufgestockt werden.
Im Gegenteil: Die Speichermöglichkeiten regenerativer Energien sind bisher völlig unterschätzt worden. Fossil betriebene Regelsysteme können z. B. durch Druckluft- oder Pumpwasserspeicherkraftwerke weitgehend ersetzt werden. Künftig kann zum Beispiel durch den Einsatz neuartiger "Super-Batterien" auch Photovoltaik grundlastfähig werden, also für den Einsatz zu jeder Tages- und Nachtzeit vorgehalten werden.
... vom Sommer bis in den Winter
Um die Verfügbarkeit von Sonnenwärme auch in den Wintermonaten auf über 50 Prozent zu steigern, werden Saisonalspeicher und Nahwärmesysteme genutzt.
Deutschland ist bei der dafür notwendigen Speicher- und Gebäudetechnik weltweiter Technologieführer. Mit 60 Terrawattstunden für das Jahr 2050 vermuten Experten hier ein erhebliches Wachstumspotenzial im Wärmemarkt.
Dr. Joachim Nitsch, ehemaliger Leiter des Institutes für technische Thermodynamik im DLR"Eine Vollversorgung aus Erneuerbaren Energien ist keine Utopie. Im Mix von Solar-, Bio-, und Erdenergie sowie Wind- und Wasserkraft können Erneuerbare Energien im Strom- wie im Wärmesektor die fossile Energieversorgung Europas langfristig vollständig ersetzen. Zweifellos ist dies eine große Herausforderung für Wissenschaftler und Unternehmer. Doch in den nächsten Jahrzehnten - sicherlich noch in diesem Jahrhundert - ist dieses Ziel durch eine konsequente Markteinführung und Weiterentwicklung bestehender Technologien einlösbar. Solarenergie und Bioenergie werden sich dabei ausgezeichnet ergänzen. Parallel dazu notwendig ist natürlich die Mobilisierung bestehender Energieeinsparpotenziale." [Bild: 44]
- Beispiel Insel Kythnos, Griechenland: Ein zentrales autonomes Hybridkraftwerk wird aus Wind- und Sonnenkraft sowie Dieselgeneratoren gespeist. Moderne Steuer- und Regelungstechnik erfasst den Energiebedarf, gleicht diesen mit dem regenerativen Angebot ab und setzt so die vorhandenen Versorgungssysteme optimal ein. [45]
- Die Sonne schickt uns jede Sekunde mehr Energie, als wir je nutzen könnten. Wir müssten nur einen Bruchteil davon umsetzen, um unseren Bedarf zu decken. [42]
- Jährliche mittlere Einstrahlung in kWh/m2 Zum Vergrößern der Grafik bitte auf das Bild klicken!
