Strom aus der Sahara

Tiefdruckwirbel können Durchmesser von weit über 1000 Kilometern haben und damit in ganz Deutschland und in den Nachbarländern für ähnliche Wetterverhältnisse sorgen.

„Wenn das Stromnetz größer ausgelegt ist als die Ausdehnung solcher Gebiete, kommt es zu Ausgleichseffekten“, sagt Gregor Czisch, Mitarbeiter des Instituts für Solare Energieversorgungstechnik (ISET) in Kassel. „Bei einem leistungsstarken Netz, das sich von Südmarokko bis Mitteleuropa erstreckt, wäre sogar mit saisonalen Ausgleichseffekten zu rechnen: Die Windstromproduktion, die bei uns typischerweise im Sommer ihr Minimum hat, erreicht in der Passatwindregion Südmarokkos zur gleichen Zeit ihr Maximum.“ Und er fügt hinzu: „Die Kosten für solche Netze wären erstaunlich niedrig.“

Den größten denkbaren Ausgleichseffekt hätte natürlich ein globales Netz. Denn irgendwo auf der Erde scheint immer die Sonne. Wolfgang Seboldt, Wissenschaftler am Institut für Planetenerkundung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln, hat in einer Modellrechnung gezeigt, dass schon mit sieben solarthermischen Großkraftwerken im Sonnengürtel der Erde und einem etwa 80.000 Kilometer umfassenden Hochspannungsgleichstromnetz die Stromversorgung der gesamten Erde gewährleistet werden könnte. Doch dieses Modell dient in erster Linie zu Demonstrationszwecken, um das Potenzial der Sonnenenergie zu verdeutlichen.

Joachim Nitsch, Abteilungsleiter am DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart, verweist auf die politische Machbarkeit. „Wenn die Menschheit weltweit friedlich vereint wäre, könnte ich mir vielleicht ein globales Netz vorstellen“, sagt er. „Aber so sind die Verhältnisse ja nicht. Realistischer finde ich dagegen ein Netz im Einflussbereich der Europäischen Union, das möglicherweise durch einen Stromverbund ums Mittelmeer herum erweitert werden könnte.“ Eine solche Erweiterung sei allerdings nicht wegen der Ausgleichseffekte erforderlich. Unregelmäßigkeiten im Wind- und Sonnenenergieangebot könnten auch innerhalb des europäischen Netzes abgefangen werden.

Interessanter ist da schon das enorme Energiepotenzial der Sahara. „Es ist vorstellbar“, so Nitsch, „dass die Sahara eines Tages der Energielieferant der Welt wird, so wie heute Saudi-Arabien.“ Das sei ein interessantes Entwicklungsprojekt, das allen Beteiligten Vorteile bringen, aber nicht von oben aufgepfropft werden könne. „Zuerst müssen sich die Energiestrukturen in diesen Ländern generell in Richtung Solarenergie entwickeln.“ Dem stünden derzeit noch die zu hohen Produktionskosten für Sonnenenergie entgegen.

Realisierung Schritt für Schritt

Günstiger stellen sich die Verhältnisse im Bereich der Windenergie dar. An der Westküste der Sahara ist das Windaufkommen ausgesprochen gut. Etwa 2.000 km Küstenlinie stehen zur Verfügung, um mit Windkraftanlagen bebaut zu werden. Khalid Benhamou (Saharawind-Projekt) rechnet vor, dass bei einer Bebauungsdichte von 2,4 Megawatt pro Quadratkilometer mehr als 1.000 TWh (1TWh = 10 Mrd. kWh) pro Jahr erzeugt werden – ausreichend, um ungefähr die Hälfte des europäischen Strombedarfs zu decken.

Über eine 4.500 km lange Hochspannungsgleichstromleitung (HGÜ) könnte der Strom bis nach Deutschland transportiert werden. Bei einer Kapazität von 5.000 MW und mehr würden die Leitungsverluste Benhamou zufolge unter 15% liegen. Auf diese Weise könnte der in Mauretanien und Südmarokko produzierte Windstrom in Mitteleuropa und Deutschland zu konkurrenzfähigen Preisen angeboten werden.

Czisch bestätigt diese Schätzung. Seine Kalkulation ergibt Kosten von 4,5 Cent/kWh für den in der Sahara produzierten und nach Deutschland transportierten Strom gegenüber mindestens 6,5 Cent/kWh für Windstrom, der vor Ort in Deutschland erzeugt wird.

Nach seiner Kalkulation ist an der marokkanischen Küste und in der Westsahara mit 3.000 Vollaststunden und mehr zu rechnen. Solche Windverhältnisse findet man in Europa nur auf den Britischen Inseln, an sehr guten Küstenstandorten des Kontinents oder auf See. Messungen im äußersten Südosten Marokkos, am Standort Tarafaya, bestätigen die Berechnungen. Dort wurde im Zeitraum von Juli 1998 bis Dezember 2001 eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von 7,6 m/s in 40 m Höhe gemessen.

Ein Vorzug dieses Szenarios liegt darin, dass es Schritt für Schritt realisiert werden kann. Den Anfang soll ein Windpark in Südmarokko machen, um politischen Streitigkeiten über den Status des südlich davon liegenden Westsahara-Gebiets aus dem Weg zu gehen. Aufgrund der Passatwinde sind die südlicher gelegenen Küstenabschnitte zwar interessanter, aber auch in Südmarokko in der Gegend um Tarfaya ließen sich fünf Gigawatt Windstrom erzeugen, sagt Benhamou. Eine 1300 Kilometer lange Hochspannungsgleichstromleitung soll den Strom nach Spanien transportieren.

„Dieser Strom könnte deutlich günstiger sein als der in Spanien produzierte Windstrom“, bestätigt Czisch. „Die Leitungen könnten Stück für Stück bis nach Deutschland verlängert und ausgebaut werden, mit Anzapfstationen, die auf dem Weg Leistung abzweigen, und sich zu einem Ringsystem oder auch zu einem Netz entwickeln, wie es beispielsweise ABB bereits vorgeschlagen hat.“ Nach und nach könnten auch in Nordafrika weitere Anlagen angeschlossen werden, solarthermische Kraftwerke, Fallwindkraftwerke, je nachdem, was für eine bestimmte Region am günstigsten ist. „In der Vielzahl von Regionen und Techniken, die zur großräumigen Stromversorgung beitragen, besteht ein großes Optimierungspotenzial.“

Stromtransport über große Entfernungen

Ein am ISET in Kassel entwickeltes Szenario sieht vor, ein großes Versorgungsgebiet mit etwa 1,1 Mrd. Einwohnern und einem jährlichen Strombedarf von 4.500 TWh in 19 Regionen einzuteilen. Eine mathematische Optimierung soll Stromangebot und –bedarf erfassen und für Lastdeckung sorgen. Dies geschieht, indem über den Zubau und Betrieb aller Stromerzeugungskomponenten einschließlich eines HGÜ-Netzes, das den heutigen heutigen Netzen überlagert ist, entschieden wird.

Die Attraktivität der Sahara als Stromlieferant sieht auch Nitsch, obwohl seine Prognose etwas vorsichtiger ausfällt: „Ob der hierher transportierte Strom wirklich günstiger ist als der Windstrom von Offshore-Anlagen in der Nordsee, lässt sich so genau nicht sagen. Aber er wäre auf jeden Fall günstiger als Photovoltaikstrom. Bevor wir hier in Deutschland sehr große Leistungen über Photovoltaik bereitstellen, ist es sicherlich vernünftiger, Strom aus Windenergie oder solarthermischen Kraftwerken über große Entfernungen zu transportieren. Am Ende werden wir eine gesunde Mischung haben: relativ günstigen Strom aus Biomasse, Windstrom aus der Nordsee, eine gewisse Menge dezentralen Strom aus Photovoltaik und importierten Strom aus erneuerbaren Quellen.“

Die Idee ist klar, die Zahlen überzeugend. Da stellt sich die Frage, warum die Initiativen zur Realisierung bislang nur sehr verhalten in Gang kommen. Für Czisch liegt die Hauptverantwortung bei der Politik. „Jedenfalls fehlt es nicht an den technischen Möglichkeiten“, sagt er. „Erfahrungen mit leistungsstarkem länderübergreifendem Stromtransport liegen weltweit vor und sind auch in Afrika zu finden. Wie das Beispiel Algerien zeigt, aus dem die EU 30% ihres Erdgasimports bezieht, ist auch leitungsgebundener Afrikanisch-Europäischer Energietransport kein Neuland und auch hier liegen große Investitionsvolumina vor.“

Benhamou verweist ebenfalls auf Erfahrungen mit Erdgaspipelines als Beispiele für erfolgreiche Kooperationen unterschiedlicher Partner. „Die deutsch-russische Erdgasleitung stellt hier ein konstruktives Beispiel dar“, sagt er. „Die Umstände legen eine Zusammenarbeit mit den nordafrikanischen Staaten nahe, die die Möglichkeit einer neuen Form von Entwicklungspolitik eröffnet: Alle Partner arbeiten gleichermaßen an dem gemeinsamen Ziel einer nachhaltigen Energieversorgung mit adäquater Infrastruktur.“

Czisch zufolge müsste eine politische Initiative nicht zwingend von vornherein auf EU-Ebene erfolgen. „Ich könnte mir durchaus auch Initiativen einzelner Staaten vorstellen. Zum Beispiel könnte Spanien eine Kooperation mit Marokko eingehen. Eine Studie beschäftigt sich derzeit auch mit der Kopplung von Offshore-Windenergie in Deutschland mit Speicherwasserkraft in der Schweiz. Das könnten Keimzellen für einen großen, letztlich transkontinentalen Stromverbund sein.“

Mögliche ökologische Folgen

Wenig Bedenken haben die Forscher hinsichtlich möglicher ökologischer Folgen einer massiven Bebauung von Wüstenflächen. Czisch räumt ein, dass solche Fragen bislang nur unter Teilaspekten untersucht worden seien. „Aber der gesunde Menschenverstand sagt mir, dass der Bau von Kraftwerken dort weniger bedenklich sein muss als überall sonst. Im Einzelfall muss das natürlich genauer untersucht werden, um sensibel auf die lokalen Besonderheiten reagieren zu können.“

„Der erforderliche Flächenbedarf für den gesamten weltweiten Strombedarf liegt rechnerisch bei etwa einem Prozent der gesamten Saharafläche“, ergänzt Nitsch. „Trotzdem stellt der Bau eines Kraftwerks natürlich einen Eingriff in die örtliche Ökologie dar. Ob die Auswirkungen allerdings eher positiv oder negativ sind, lässt sich nicht ohne weiteres beurteilen. In erster Linie ginge es ja um völlig vegetationslose Steinwüsten, die bei direkter Sonneneinstrahlung auf 60 bis 80 °C aufgeheizt werden. Beispielsweise würde durch den Halbschatten der Solarkraftwerke ein Oaseneffekt erzielt werden. Je nach Standort könnte die Abwärme der Kraftwerke auch zur Meerwasserentsalzung und Bewässerung der Region eingesetzt werden. Natürlich hat jeder Eingriff Wirkungen. Aber gemessen an den anderen Optionen, die wir haben, halte ich sie für unproblematisch.“

Ganz wichtig ist nicht zuletzt der entwicklungspolitische Aspekt. Indem Europa seinen Energiebedarf aus der Sahara deckt, trägt es zur Entwicklung einer ressourcenarmen Region bei. Czisch erinnert daran, dass sich die Erschließung des Energiepotenzials nur im großen Maßstab lohnt und auch aus diesem Grund von den Ländern vor Ort nicht allein zu schaffen ist. Gemeinsam mit Europa könnten die nordafrikanischen Länder aber auch ihren Energiebedarf quasi nebenbei decken. „Marokko allein zum Beispiel könnte seine Potenziale nicht erschließen, das geht nur gemeinsam mit Europa als Großabnehmer. Außerdem bringt der Bau und Betrieb der Kraftwerke viel Beschäftigung und Knowhow in die Regionen. Nach und nach könnte die Fertigung der Windkraftanlagen und Kraftwerkskomponenten immer mehr dorthin verlagert werden. Was sehr helfen würde, um solche Projekte in Gang zu bringen, wäre ein europäisches Energieeinspeisungsgesetz mit einer Öffnungsklausel für importierten, nachhaltig produzierten Strom aus Nicht-EU-Ländern. Dann könnten die Sahara-Kraftwerke von vornherein wirtschaftlich produzieren.“

Khalid Benhamou formuliert das so: „Die Teilhabe nordafrikanischer Ökonomien am europäischen Markt durch die Nutzung sauberer, erneuerbarer Energien, die auf andere Weise nicht erschlossen werden können, stellt eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten dar.“

Klaus Marsiske schrieb als freier Journalist im Auftrag der Redaktion Sonne Wind & Wärme diesen Beitrag, der in Ausgabe 6/2003 erschienen ist. Informationen zum Branchenblatt Sonne Wind & Wärme: www.bva-solar.de.

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