Wirtschaft von oben #79 – Schwimmende Stromerzeuger: Solarstrom aus dem Baggersee
Photovoltaik und Windkraft treiben die Energiewende maßgeblich voran. Doch der schnelle Ausbau der umweltfreundlichen Technologien droht zu stocken: Soll irgendwo ein neuer Windpark gebaut werden, dauert es meist nicht lange, bis die Anwohner klagen und protestieren. Im ersten Halbjahr wurden daher nur wenige Windräder gebaut. Auch um Bauplatz für neue Solarparks wird mancherorts schon gestritten. Ein Problem, das viele Länder kennen. Deshalb weichen große Photovoltaik-Anlagen-Hersteller wie das chinesische Unternehmen Sungrow sowie Ciel & Terre aus Frankreich auf ungewöhnliche Flächen aus: Sie bauen ihre Solarfarmen auf künstlichen Gewässern und Seen, wie exklusive Satellitenbilder von LiveEO zeigen.
Denn der weltweite Trend zu grünem Strom ist selbst in der Pandemie nicht aufzuhalten. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) sind 90 Prozent der in diesem Jahr neu installierten Energiequellen klimaneutral, bis 2025 könnten sie gar den größten Teil der weltweiten Stromversorgung sicherstellen. Windkraft und Photovoltaik (PV) spielen dabei eine entscheidende Rolle – Faith Birol, Chef der IEA, sagt, dass sie bereits 2024 mehr Kapazität bieten werden als Erdgas und Kohle.
„Der größte Teil der schwimmenden Solarparks befindet sich aktuell in Asien“, sagt Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des Bundesverband Solarwirtschaft (BSW): „Aber schwimmende Photovoltaik dürfte künftig insbesondere in Ländern mit einer hohen Bevölkerungsdichte und vielen Wasserflächen an Bedeutung gewinnen.“ So auch in Europa, denn die Anlagen können die Unternehmen auf sonst unbrauchbaren Wasserflächen installieren. Das Meer eignet sich wegen des Wellengangs aber nicht zur Installation, weshalb die Unternehmen meist auf künstliche Seen ausweichen. Ein weiterer Vorteil: Das Wasser kühlt, was die Leistung schwimmender PV-Anlagen gegenüber herkömmlichen Solarparks etwas steigere, erklärt Körnig.
Der europäische Marktführer für schwimmende Photovoltaikanlagen ist der deutsche Konzern BayWa r.e.. In den Niederlanden hat der Konzern bereits sechs schwimmende Anlagen mit einer Gesamtleistung von über 80 Megawatt bei Spitzenleistung (MWp) gebaut – genügend Energie, um rechnerisch mehr als 22.000 Haushalte mit Strom zu versorgen. Das Flaggschiff der Solaranlagen „Bomhofsplas“ schwimmt seit März dieses Jahres in Zwolle nahe dem Ijsselmeer, wie die Satellitenbilder zeigen. Es ist etwas mehr als 18 Hektar groß und wurde in rund sieben Wochen gebaut. Die Anlage ist mit fast 73.000 Solarmodulen und einer Gesamtleistung von rund 27 MWp die größte Anlage außerhalb Asiens. Doch bislang sind die Münchner nur in den Niederlanden aktiv.
Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat das Potenzial auf stillgelegten Braunkohletagebauseen berechnet. „Deutschlandweit beziffern wir das technische Potenzial auf 56 GWp“, sagt Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaik Module und Kraftwerke. Die Maßeinheit Gigawatt Peak (GWp) wird in der Solarbranche häufig verwendet, um die Spitzenleistung einer Anlage anzugeben, da die tatsächliche Leistung der Anlagen wetterbedingt schwanken kann.
Das wirtschaftlich-praktische Potenzial, das relevante Flächen für Freizeitaktivitäten, Tourismus, Natur- und Landschaftsschutz ausnimmt, liege aber nur bei knapp 3 GWp, sagt Wirth – damit könnten rechnerisch rund 750.000 Haushalte versorgt werden. „Die Berechnungen des Fraunhofer ISE zeigen, dass Floating-PV in Deutschland künftig unter geeigneten Rahmenbedingungen einen interessanten Beitrag zur Stromerzeugung leisten kann“, sagt BSW-Geschäftsführer Körnig.
Die europäischen Marktführer von BayWa r.e. haben in Deutschland bislang allerdings keine schwimmende PV-Anlage gebaut und konzentrieren sich derzeit noch auf die Niederlande. Dass sie ihre Solarparks stets dort errichten, hängt mit den ehrgeizigen Klimazielen der niederländischen Regierung zusammen. Bis 2030 will das Land die CO2-Emissionen um rund die Hälfte, bis 2050 gar um 95 Prozent gegenüber 1990 reduzieren. Deshalb entstehen, wie beispielsweise in Kloosterhaar an der deutsch-niederländischen Grenze, neue Solaranlagen. In nur wenigen Wochen ist hier die Solaranlage Plegt Vos entstanden, wie Satellitenbilder zeigen:
Der Vorteil in den Niederlanden: Das Förderprogramm für Erneuerbare Energien SDE+ schließt schwimmende Photovoltaikanlagen mit ein – im Gegensatz zum deutschen Pendant, dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Um den Bau schwimmender Anlagen in Deutschland zu fördern, wäre staatliche Subvention durch das EEG ein geeignetes Mittel, sagt BayWa r.e. Solar Projects Director Benedikt Ortmann: „Inwieweit das aufgenommen wird, kann allerdings noch niemand sagen. Im aktuellen Änderungsentwurf sind schwimmende Solaranlagen jedenfalls nicht enthalten.“
Die Solarverbände sind dazu mit der Bundesregierung im Gespräch. Statt der bloßen Aufnahme ins EEG empfiehlt der BSW allerdings, einen eigenen Auktionstopf im Rahmen der Innovationsausschreibung einzurichten: „Die Erzeugungskosten von Strom aus Floating PV-Anlagen liegen konstruktionsbedingt etwas über denen herkömmlicher Solarparks. Im Wettbewerb um Zuschläge im Rahmen der regulären PV-Auktionen wären sie daher weiter chancenlos“, sagt Geschäftsführer Körnig.
Laut BayWa r.e. Solar-Chef Ortmann wären die Anlagen jedoch auch aktuell schon ohne Subventionen wettbewerbsfähig, wenn die Pacht für Gewässer weit günstiger sei als für vergleichbar geeignete Flächen. Er sieht ein Hauptproblem in den derzeit bestehenden bürokratischen Hürden für schwimmende PV-Projekte: „Viele Behörden sind mit solchen Projekten zum ersten Mal konfrontiert und schwimmende Solaranlagen in bestehenden Bebauungs- und Flächennutzungsplänen noch nicht vorgesehen“, sagt Ortmann: „Wir hoffen aber, dass wir in ungefähr zwei Jahren auch in Deutschland erste Projekte fertigstellen werden.“
Dennoch gibt es schon ein paar schwimmende PV-Anlagen in Deutschland. Deren Leistung liegt wegen der EEG-Bestimmungen allerdings unter 800 Kilowatt. Ein Bau in dieser Größenordnung sei möglich, aber vergleichsweise teuer, erklärt Ortmann: „Denn je größer die Anlage, desto rentabler ist sie.“ So entstünden beim Bau jedes Projekts Fixkosten, etwa für den Netzanschluss, die Baustelleneinrichtung oder die Genehmigungsverfahren. BayWa r.e. beginne daher erst ab einer Leistung von 2 Megawatt mit der Installation der Anlagen.
Während den schwimmenden Solarparks der Durchbruch in Deutschland noch bevorsteht, werden in China derzeit die weltweit größten Anlagen dieser Art gebaut. Zu ihnen gehört die Sungrow Huainan Solar Farm, nahe der Stadt Huainan in der Provinz Anhui im Südosten Chinas. Wie auf dem Satellitenbild zu erkennen ist, schwimmt sie auf einem künstlichen See, der auf dem Gelände eines ehemaligen Kohlebergwerks angelegt wurde. Mit einer Kapazität von 40 MW erbringt sie rund die Hälfte der Gesamtleistung der bestehenden Anlagen von BayWa r.e. in den Niederlanden. Doch die Münchner wollen schon kommenden Sommer ein ebenso leistungsstarkes Projekt in Sellingen, einer Stadt in der niederländischen Provinz Groningen, realisieren. Auf 25 Hektar soll die schwimmende Anlage ebenfalls eine Leistung von 40 MW erbringen.
Bilder: LiveEO/Skywatch/GoogleEart
Allerdings unterscheidet sich die Konstruktionsweise der Anlagen: BayWa r.e. installiert seine Anlagen auf sogenannten Booten. So liegen die einzelnen Solarmodule auf einer Stahlkonstruktion über dem Wasser. Andere Hersteller montieren ihre Module hingegen laut Ortmann direkt auf die Schwimmkörper: „Dadurch können Gewässer veralgen oder versumpfen, weil die Plastikkörper die Wasseroberfläche komplett versiegeln. Unter solchen Anlagen ist es stockdunkel und das Wasser kann nicht frei fließen.“ Sungrow, der Hersteller der Huainan Solar Farm, arbeitet laut Ortmann mit dieser Technik.
Tatsächlich stehen viele Umweltverbände schwimmenden Solarfarmen skeptisch gegenüber. „Schwimmende Solaranlagen beschatten die Gewässer und das kann ein Nachteil für die aquatischen Ökosysteme sein“, sagt Sebastian Scholz, Teamleiter Energie und Klima beim Naturschutzbund Deutschland (Nabu): „Wir fragen uns, warum man ausgerechnet Gewässer nutzen muss, um Strom herzustellen. Bevor man Solarzellen schwimmen lässt, sollten bereits versiegelte Flächen genutzt werden, wie beispielsweise Dächer von Gebäuden.“
Auch wenn es sich bei den Seen häufig um mit Wasser aufgeschüttete Kiesgruben handele, plädiere der Nabu grundsätzlich für eine Renaturierung der Gewässer, um die menschlichen Eingriffe zu kompensieren, statt neue technische Installationen einzurichten: „Es kommt immer auf den Zustand eines Gewässers an: Wenn es bereits so kaputt ist, dass es ohnehin kein Lebensraum für Flora und Fauna bieten kann, schaden schwimmende Solaranlagen auch nicht mehr. Allerdings wäre auch hier die Restaurierung und Renaturierung die bessere Entwicklung für das jeweilige Gewässer“, sagt Scholz.
Bedenken, dass sich PV-Anlagen, die mit erwähnten Booten konstruiert werden, auf das Ökosystem der Gewässer auswirken könnten, hätten sich bislang jedoch nicht bestätigt, sagt Ortmann. Die teilweise Beschattung der Wasserflächen durch die Anlagen verhindere gar, dass die Gewässer zu warm werden: „So kann das Risiko der Algenbildung gemindert werden, was einem Sauerstoffmangel im Wasser und damit einem Umkippen des Gewässers sowie dem damit verbundenen Fischsterben vorbeugt“, erklärt er. Die Diskussion um die ökologischen Auswirkungen der Anlagen habe sich in letzter Zeit beruhigt: „Ein Thema bleiben allerdings die Nachbarn, die den Anblick der Anlagen teilweise nicht schön finden.“
Die Rubrik „Wirtschaft von oben“ entsteht in Kooperation mit dem Erdobservations-Start-up LiveEO – dieses ist eine Beteiligung der DvH Ventures, einer Schwestergesellschaft der Holding DvH Medien, ihrerseits alleiniger Anteilseigner der Handelsblatt Media Group, zu der auch die WirtschaftsWoche gehört.