Fachbeitrag Solar-Booster für Kraftwerke

Solarthermische Kraftwerke der 50-MW-Klasse laufen schon heute beispielsweise in Mittelmeerländern. Die so gewonnene Energie könnte auch bestehende Kraftwerke umweltfreundlicher und flexibler machen. Angesichts volatiler Strom- und steigender Rohstoffpreise müssen Kraftwerksbetreiber jedenfalls umdenken und effiziente Anlagen bauen. Das schließt auch bestehende Anlagen nicht aus, weshalb die Abteilung Thermal Services Integrated bei Alstom an der Verheiratung von solarer und fossiler Energieerzeugung zu einer Hybrid-Lösung für Anlagen arbeitet.

Hinter diesem sogenannten Solar-Boost-Konzept steckt die Idee, durch die Integration verschiedener Solarthermietechnologien in bestehende Dampfkraftwerke einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen, ohne dabei zu stark in die vorhandenen Anlagenstruktur eingreifen zu müssen.

Dass sich damit Kosten und Emissionen sparen lassen, wird am theoretischen Beispiel eines Kohlekraftwerks in einem sonnenreichen Gebiet wie Südafrika mit einer Sonneneinstrahlung von maximal 2300 kWh pro Quadratmeter und Jahr deutlich. Da Solar Boost die bestehenden Kraftwerkskomponenten nutzt, entfallen die Kosten für die Errichtung einer zusätzlichen Solarspeicherinfrastruktur. Die solarthermische Anlage kann neben dem Kraftwerk errichtet und von dort aus an die Anlage angebunden werden. Bei einem Kohlekraftwerk mit zwei Mal 600 MW installierter Leistung auf einer Fläche von etwa einem Quadratkilometer würde das Solarfeld mit einer Fläche von lediglich 0,2 Quadratkilometer auskommen.

Je nach Art der angeschlossenen Solaranlage vervielfacht sich die Kapazität der Speisewasservorwärmung im Kraftwerk. Mit der solar erzeugten Wärme kann das Wasser dadurch entweder direkt oder über einen zusätzlichen Hochdruckvorwärmer erhitzt werden. Da sich so die Menge des Anzapfdampfs, der aus der Dampfturbine für die Wasservorwärmung benötigt wird, reduzieren lässt, kann mit weniger Kohle die gleiche Strommenge werden - oder aber bei gleicher Kohlemenge mehr Strom erzeugt werden.

Im Vergleich zu Kraftwerken ohne Solaranbindung verfügt die Hybridvariante folglich über einen besseren thermodynamischen Wirkungsgrad. Somit lassen sich etwa zehn Prozent Emissionen sparen. Für kleinere Kraftwerke ist sogar eine komplette Umstellung auf Solarthermie vorstellbar, was die Emissionen um einhundert Prozent reduzieren könnte.

Obwohl Solar Boost kein technisches Neuland erobert, da es bestehende Technologien zusammenführt, gibt es bisher noch keine Anlagen dieser Art. Solarhersteller selbst haben nicht die Möglichkeit, die Anbindung an vorhandene Kraftwerke vorzunehmen und für Kraftwerksbetreiber muss Solarenergie erst noch wettbewerbsfähiger werden, bevor sie ihre Anlagen aufrüsten.