Die Geschichte der Sonnenenergienutzung

Die Geschichte der Solarenergie zu beschreiben, hieße praktisch die Entwicklung der Energiegewinnung überhaupt darzustellen, denn bis zur Erfindung der Dampfmaschine hat der Mensch fast nur aus erneuerbaren Energiequellen ...

Erste Belege davon sind ägyptische Felsenzeichnungen aus dem 4. Jahrtausend v. Chr., die Segelschiffe darstellen; ein Jahrtausend später ist sowohl in China als auch im Orient der Gebrauch von Wasserrädern nachgewiesen.

Auch die Beobachtung, dass man Sonnenwärme in Glas oder Spiegeln konzentrieren kann, wurde schon lange vor unserer Zeitrechnung gemacht. Dieser Verdienst kam den Ägyptern zu, die um 1500 v. Chr. erste Glasgefäße herstellten, deren Anfertigung rasch verbessert wurde, teils zu kunstvoll bunten Behältern, teils zu transparentem Glas, das sowohl Licht als auch die Sonnenwärme durchließ. Auch Spiegel waren schon im antiken Ägypten verbreitet, und man nimmt an, dass die dortigen Priester schon früh entdeckten, dass man sie zur Konzentration der Sonnenstrahlen benutzen kann. Sicher nachgewiesen ist diese Verwendung von Brennspiegeln im antiken Griechenland und dem Römischen Reich. So belegt eine Passage von Plutarch, dass man in Rom Spiegel einsetzte, um das heilige Feuer der Göttin Veta wieder zu entfachen, wenn es einmal ausgegangen war. Nach den Beschreibungen Plutarchs kann man davon ausgehen, dass die Priester, die diesen Kult pflegten, entweder auf lange Erfahrung zurückgriffen oder fundamentales Wissen über Optik besaßen.

Erste Abhandlungen über Brennspiegel finden sich bei den griechischen Mathematikern Euklid und Archimedes. Euklid entwickelte um 300 v. Chr. In seiner Schrift über die Optik die Theorie der sphärischen Spiegel, und Archimedes schrieb ein ganzes Lehrbuch über Brennspiegel. Vermutlich hat er seine Kenntnisse auch in die Praxis umgesetzt, wie die Überlieferung berichtet, nach der er die Segel der feindlichen römischen Flotte mit Hilfe eines großen Spiegels in Brand setzte. Was den Gebrauch von Brenngläsern in der Antike angeht, so hat man ein Brennglas aus Bergkristall aus der Zeit um 640 v. Chr. aus Ninive gefunden. Und das olympische Feuer der antiken Olympiade wurde ebenfalls mit einem Brennglas entzündet. Mit Hilfe von Destillation durch Sonnenwärme haben, wie Aristoteles berichtet, Seeleute aus Meerwasser Trinkwasser gewonnen.

Das Wasserrad, das alle frühen Hochkulturen unabhängig voneinander entwickelten, ist von den Römern auch nach Zentraleuropa gebracht worden. Zusammen mit den Windmühlen, die seit dem 7. Jahrhundert n. Chr. in Arabien gebaut wurden und sich um 1000 im Abendland verbreiteten, war es Ursache für einen enormen Aufschwung für Handwerk und Handel. Man baute Staudämme, um die Fallhöhe des Wassers zu steigern und entwickelte verschiedene Typen von Wasserrädern, bis im 19. Jahrhundert aufgrund höheren Wirkungsgrades die Wasserturbine, 1754 von dem Schweizer Euler entworfen, eingesetzt wurde. Die Windmühle erreichte in ihrer Anwendung im 18. und 19. Jahrhundert ihren Höhepunkt, wird danach aber aus demselben Grund wie das Wasserrad durch Windturbinen (nach der Theorie von Albert Betz) und Windkraftanlagen verdrängt.

Mit dem 18. Jahrhundert nahmen vor allem in Frankreich und der Schweiz Versuche zur Erforschung der Sonnenenergie zu. Naturwissenschaftler wie H.B. de Saussure, der mit seiner „Hitzekiste“ praktisch den ersten Sonnenkollektor schuf und A.B. Mouchot, der nach dem Vorbild von de Saussure sogar einen mit Dampf betriebenen Solarmotor konstruierte, schufen mit ihren Experimenten die physikalische und chemische Basis, auf die heutige Wissenschaftler aufbauen. Ihre Forschungsergebnisse waren nicht nur vom naturwissenschaftlichen Standpunkt her bedeutend, sondern auch von wirtschaftlichen Interessen begleitet. Mitte des 19. Jahrhunderts musste Frankreich einen hohen Anteil seines Kohlenbedarfs durch Importe decken, was zum einen die Preise steigen ließ, zum anderen zu einer Abhängigkeit führte, die für ein Land wie Frankreich politisch nicht tragbar war. So wurden Forscher wie Mouchot auch vom Staat finanziell gefördert, zumindest solange, bis sich seine Projekte wegen zu hoher Materialkosten als unwirtschaftlich herausstellten. Mit der Erfindung des Autos Ende des 19. Jahrhunderts und den hauptsächlich dadurch verursachten Siegesszug des Erdöls blieb die Solarenergie weiter im Abseits stehen.

Solarmotor "Mouchot"

Trotzdem wurden mit Beginn des 20. Jahrhunderts erste Solarprojekte wirksam: 1904 entstand in St. Louis die erste Solarfarmanlage, fünf Jahre später wurde mit Sonnenkraft in Kalifornien zum ersten Mal Warmwasser aufbereitet und 1932 entstanden in Chicago sogar ganze Solarhäuser. Das Prinzip der Solarzelle wurde 1954 in den USA entwickelt und schon 1958 auf amerikanischen und sowjetischen Weltraumsatelliten eingesetzt. 1964 entstand bei Genua die erste Solarturm-Anlage der Welt, nach deren Vorbild 1980 das erste Solarturm-Kraftwerk „Eurelios“ auf Sizilien gebaut wurde. Auf dem Gebiet der Windenergie kommen in den 50er und 60er Jahren Windkraftanlagen auf, die dank Leichtbauweise einen hohen Wirkungsgrad erreichen, und gleichzeitig wurden vor allem in der Schweiz und in Österreich zahlreiche Wasserkraftwerke errichtet.

Die einzelnen Fortschritte und technischen Erneuerungen auf dem Gebiet der regenerativen Energie darzustellen, würde hier zu weit führen. Von Bedeutung ist jedoch, dass diese Unternehmungen eher den Sinn von Forschungs- und Demonstrationsanlagen einnahmen und sich als öffentliche Energieträger nie richtig durchsetzen konnten. Eine staatliche Förderung fand praktisch nicht statt.

Dies änderte sich entscheidend mit der ersten Ölkrise 1973; das bis dahin so billige Öl verteuerte sich um ein Vielfaches und den westlichen Industriestaaten wurde erstmals die Abhängigkeit von den ölfördernden Ländern und die Tatsache, dass Öl eine politische Waffe sein kann, bewusst. Dies hatte zur Folge, dass alternative Energieformen von nun an weltweit stark gefördert wurden. Ziel der staatlichen Subventionierung sollte es sein, die regenerativen Energieträger wirtschaftlich rentabel zu machen, d.h. im Falle der Solarenergie besonders die immer noch hohen Materialkosten für Solarzellen zu senken.

Aber im Mittelpunkt der Energieforschung stand von nun an die Kernenergie, die sich um diese Zeit in Deutschland zu etablieren beginnt. Mit dem Bewusstsein, dass die fossilen Brennstoffvorräte begrenzt sind, erschien sie als die Energieform der Zukunft; im Hinblick darauf verlor die Solarenergie bald den Wettlauf um die Subventionen. Seit Anfang der 80er Jahre flossen in der Bundesrepublik die Gelder des Bundesforschungsministeriums dafür immer spärlicher.

Gegenläufig dazu wurde die Kernenergie in den letzten 30 Jahren massiv unterstützt, trotzdem liegt ihr Beitrag zum gesamten Endenergieverbrauch der Bundesrepublik Deutschland heute nur bei 8%.

Mit der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl 1986 ist vor allem in der Öffentlichkeit das Interesse an Alternativen zur Kernenergie gewachsen. Das Bundesforschungsministerium musste dem Rechnung tragen und ließ die Subventionen allmählich wieder ansteigen. Doch das weiter billig bleibende Öl gibt, trotz der starken Umweltbelastung bei seiner Verbrennung, den Anschein trügerischer Sicherheit, so dass von staatlicher Seite zu wenig getan wird, um die Solarenergie wirklich zu einer konkurrenzfähigen Energiequelle werden zu lassen. Die Politik hat stets versäumt, die entsprechenden Rahmenbedingungen zu schaffen, die der Solarenergie über die zu Anfang immer wieder auftauchenden Kostenfragen hinweggeholfen hätten.

Rückblickend kann man anhand dieses groben Querschnitts durch die Geschichte der Solarenergie feststellen, dass die Ausnutzung der erneuerbaren Energieformen eine sehr lange Tradition hat. Immer wieder haben sich Forscher um ihre Verbesserung bemüht, deren Erfolge auf naturwissenschaftlichem Gebiet durch ihr Scheitern an wirtschaftlichen Problemen leider allzu oft in Vergessenheit gerieten.

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