Nach dem Öl: Der größte Solarpark der Welt liefert nicht nur Strom
Auch nach dem Ende des Öls wird es in der arabischen Wüste Energie geben: In den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) entsteht der größte Solarpark der Welt. An dem Projekt beteiligt ist auch der deutsche Technologiekonzern Siemens.
Der Mohammed bin Rashid Al Maktum Solar Park(öffnet im neuen Fenster) ist ein Megaprojekt im Emirat Dubai, etwa 50 Kilometer von der Hauptstadt Dubai entfernt. Es umfasst Kapazitäten, um aus dem Licht der Sonne Strom, Wärme sowie Wasserstoff zu erzeugen. An dem Projekt wird seit 2012 gebaut.
Wenn der Solarpark im Jahr 2030 fertig ist, soll er eine installierte Kapazität von fünf Gigawatt haben und damit das größte Solarkraftwerk weltweit sein. Aktuell liegt die installierte Leistung nach offiziellen Angaben(öffnet im neuen Fenster) bei mehr als 2,4 Gigawatt. Damit gehört die Anlage zu den größten Solarkraftwerken der Erde. Nur der Golmud Solar Park in China (2,8 Gigawatt) ist leistungsfähiger.
Kürzlich wurde der fünfte Bauabschnitt abgeschlossen, ein halbes Jahr früher als geplant. Begonnen wurde er im August 2021. Innerhalb von knapp zwei Jahren wurden auf einer Fläche von zehn Quadratkilometern mehr als 2,2 Millionen Solarmodule mit einer Leistung von 900 Megawatt installiert. Die sollen genug Strom liefern, um den Strombedarf von 270.000 Menschen zu decken. Der Ertrag liegt bei etwa 2,3 Megawattstunden pro Jahr und Kilowatt installierter Leistung.
Zum Vergleich: Der größte deutsche Solarpark in Deutschland entsteht in einem stillgelegten Braunkohletagebau in Sachsen . In diesem Jahr soll er in Betrieb gehen und wird eine Leistung von 650 Megawatt haben.
Dubai ist Teil der Vereinigten Arabischen Emirate, die ihren Reichtum dem Öl verdanken. Mit dem Geld aus dem Öl wandeln sich die sieben Teilstaaten zu bedeutenden Wirtschafts- und Tourismuszentren, mit futuristischen Städten wie Abu Dhabi oder Dubai, wo der Burj Khalifa steht, das derzeit höchste Gebäude der Welt. Vor der Küste von Dubai entstanden künstliche Inseln, die beispielsweise die Form einer Palme haben. Geplant ist auch eine Hyperloop-Trasse . Das Emirat Abu Dhabi baut die Öko-Stadt Masdar(öffnet im neuen Fenster) , die Kohlendioxid-neutral sein soll.
Allen Projekten gemeinsam ist, dass sie immer mehr Energie brauchen: für die Infrastruktur, Industrie, Licht, Golfplätze, Klimaanlagen und nicht zuletzt für Meerwasserentsalzungsanlagen, die Trinkwasser für die Bewohner produzieren. Der Energiebedarf Dubais betrug 2022 knapp 53,2 Terawattstunden, knapp drei Terawattstunden mehr als im Vorjahr.
Die Energie soll möglichst sauber sein.
Salz wird durch Sonnenlicht geschmolzen
Dubai wolle bis 2030 den Energiebedarf zu 25 Prozent aus erneuerbaren Quellen decken, kündigte Dubais Herrscher Muhammad bin Raschid Al Maktum bei der Eröffnung des fünften Bauabschnitts an(öffnet im neuen Fenster) . 2050 sollen es 100 Prozent sein. Davon sollen 75 Prozent aus Solaranlagen kommen.
Die werden nicht nur in der Wüste stehen: Die Dubai Clean Energy Strategy schreibt vor, dass auf jedem Dach in Dubai bis 2030 eine solche Anlage installiert wird. Die installierte Leistung soll dann der des großen Solarparks entsprechen, nämlich fünf Gigawatt.
Wie der fünfte Bauabschnitt bestanden auch die ersten drei Abschnitte aus Photovoltaikmodulen. Der 2013 eröffnete erste bestand aus gut 152.000 Solarpaneelen mit einer Leistung von nur 13 Megawatt. Deutlich mehr war es in Abschnitt zwei, der 2017 ans Netz ging: Die über 2,3 Millionen Solarpaneele haben eine Leistung von 200 Megawatt. Bauabschnitt drei wurde in drei Etappen unterteilt, die 2018, 2019 und 2020 abgeschlossen wurden. In der Zeit wurden über drei Millionen Paneele mit einer Leistung von 800 Megawatt installiert.
Dubai setzt aber nicht nur auf Photovoltaik: Zum Bauabschnitt vier, der Anfang 2024 fertig sein soll, gehören neben weiteren Photovoltaikmodulen mit einer Leistung von 270 Megawatt mehrere Sonnenwärmekraftwerke (Concentrated Solar Power, CSP)(öffnet im neuen Fenster) : Eine CSP-Anlage besteht aus drei Parabolrinnen-Anlagen (installierte Leistung: jeweils 200 Megawatt). Hier sind die Solarmodule gewölbte Spiegel, die auf eine Röhre fokussiert sind. Die Röhre ist gefüllt mit geschmolzenem Salz, mit dem über einen Wärmetauscher Dampf erzeugt wird, der Generatoren antreibt.
Die zweite ist ein solares Turmkraftwerk. Hier sind 70.000 Spiegel, sogenannte Heliostate, rund um einen Turm aufgestellt, in dessen Spitze sich ein Konzentrator befindet, auf dem die Heliostate gebündelt sind. Damit wird ebenfalls geschmolzenes Salz aufgeheizt. Diese Anlage, deren Solarturm mit über 262 Metern aktuell der größte weltweit ist, hat eine Leistung von 100 Megawatt.
Zu den beiden Sonnenwärmekraftwerken gehört noch eine Speicheranlage; die besteht aus acht Tanks mit einem Durchmesser von jeweils 45 Metern. In jedem Tank können 25.000 Kubikmeter des geschmolzenen Salzes gespeichert werden.
Dieser Speicher macht das Kraftwerk zumindest teilweise unabhängig von der Tageszeit und dem Wetter: Die Speicherkapazität reicht für einen Zeitraum von 15 Stunden. Damit ist er der aktuell größte Solarenergiespeicher.
Zum vierten Bauabschnitt gehört zudem ein mit Solarstrom betriebener Elektrolyseur, der Wasser spaltet und grünen Wasserstoff gewinnt. Die von Siemens Energy gelieferte Anlage ist im Mai 2021 in Betrieb gegangen; sie hat eine Leistungsaufnahme von 1,25 Megawatt und liefert 20,5 Kilogramm Wasserstoff in der Stunde.
Der Wasserstoff bietet eine weitere Möglichkeit, die Sonnenenergie zu speichern.
Wasser aus Solarstrom
Damit werden in den Nachtstunden stationäre Brennstoffzellen betrieben, die Strom liefern. Daneben ist der Wasserstoff auch für weitere Anwendungen gedacht: in der Industrie – in den VAE gibt es einige große Aluminiumhütten – oder für mobile Anwendungen, sei es zum Betrieb von Brennstoffzellenautos oder für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen.
Die Wüste als Standort für einen großen Solarpark bietet sich an: Die VAE gehören zu den sonnenreichsten Gegenden der Erde. Die Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter und Jahr beträgt 2,150 Megawattstunden. In Deutschland ist es mit maximal einer Megawattstunde nicht einmal die Hälfte.
Das Solarkraftwerk liefert auch, was das Emirat neben Strom dringend braucht: Wasser. Mit dem Strom aus der Wüste wird eine angeschlossene Entsalzungsanlage betrieben, die 50 Kubikmeter Süßwasser am Tag bereitstellt.
Allerdings stören Stürme die Stromerzeugung; sie wirbeln Sand auf, der sich dann auf den Modulen ablagert. So kann der Wirkungsgrad der Solarzellen um bis zu 40 Prozent sinken. Normalerweise werden verdreckte Paneele mit Wasser gesäubert. Das ist in den VAE jedoch knapp. Deshalb versuchen Wissenschaftler, dem Problem auf andere Weise beizukommen: Sie entwickeln spezielle Beschichtungen, auf denen der Sand nicht haften bleibt.
Bedarf dafür ist da: Der Mohammed bin Rashid Al Maktum Solar Park wird weiter wachsen. Im sechsten Bauabschnitt sollen 1,8 Gigawatt Solarleistung installiert werden. Diese sollen schrittweise zwischen 2024 und 2026 ans Netz gehen.