China baut Solarkraftwerke auf Salzebenen, im Meer und in der Wüste

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Heutzutage ist die Entwicklung erneuerbarer Energien zu einem weltweiten Konsens geworden, wobei die Erzeugung von Photovoltaik eine wichtige Richtung der Energieumwandlung darstellt. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) werden bis 2050, wenn die Welt das Netto-Null-Emissionsniveau erreicht, fast 90 % der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien stammen, wovon Solar- und Windenergie fast 70 % ausmachen werden.

China ist derzeit weltweit führend in der Solarenergie. Daten der China Photovoltaic Industry Association zeigen, dass die neu installierte Kapazität des Landes im Jahr 2013 10,95 GW (Gigawatt) betrug. Damit überholte das Land erstmals Deutschland und wurde zum weltweit größten Photovoltaikmarkt. Diese Wachstumsrate konnte bis heute beibehalten werden. Im Jahr 2022 wird diese Zahl bei 87,41 GW liegen, was einem Anstieg von 59,3 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Damit ist China zehn Jahre in Folge das Land mit der weltweit größten neu installierten Photovoltaikkapazität.

Solarmodule in einem Solarkraftwerk in der chinesischen Provinz Henan. (Foto: Reuters) — Solarmodule in einem Solarkraftwerk in der chinesischen Provinz Henan . (Foto: Reuters)

Derzeit investiert China weiterhin in den Bau großer Solar- und Windkraftwerke, konzentriert sich jedoch auf multifunktionale integrierte Anlagen, um die erzeugte saubere Energie zu optimieren.

Lin Boqiang, Direktor des China Center for Energy Economics Research an der Universität Xiamen, sagte gegenüber Global Times, dass der integrierte Ansatz zur Landnutzung den Beteiligten dabei helfe, höhere Einnahmen zu erzielen und gleichzeitig von mehreren Märkten stark gefördert werde.

Gezeitenintegriertes Solarkraftwerk

Chinas erstes Hybridkraftwerk, das sowohl Solar- als auch Gezeitenenergie zur Stromerzeugung nutzt, ging im Juni 2022 in der Stadt Wenling in der ostchinesischen Provinz Zhejiang voll in Betrieb.

Die Fabrik steht auf einem über 133 Hektar großen Grundstück mit 185.000 installierten Photovoltaikmodulen. Die jährliche Stromproduktion beträgt über 100 Millionen kWh und deckt den jährlichen Strombedarf von etwa 30.000 städtischen Haushalten.

Das Projekt stellt den jüngsten Ansatz des Landes zur integrierten Nutzung zweier grüner Energiequellen zur Erzeugung sauberer Elektrizität dar.

Chinas erstes hybrides Photovoltaikkraftwerk, das sowohl Sonnen- als auch Gezeitenenergie nutzt, steht in der Stadt Wenling in der ostchinesischen Provinz Zhejiang. (Foto: CFP)

Da die Solarenergieversorgung naturgemäß unregelmäßig und nicht verfügbar ist, ist die Stromquelle nachts bei stürmischem Wetter ohne Sonnenlicht instabil, was es schwierig macht, die maximale Auslastungskapazität zu erreichen. Um dieses Problem zu lösen, haben Experten ein Modell des Betriebs- und Regelungssystems zwischen Wasserkraft und Solarenergie erforscht und vorgeschlagen, um eine sichere und stabile Energiequelle zu schaffen.

Somit kann dieses Kraftwerk mit einer installierten Leistung von 100 MW (Megawatt) sogar nachts Energie liefern, indem es die Schwerkraft des Mondes ausnutzt, um Gezeiten in den Ozeanen zu erzeugen.

„Das Projekt hat ein neues Modell für die umfassende Nutzung neuer Energien geschaffen, indem es die Stromerzeugung aus Solar- und Gezeitenenergie kombiniert“, sagte Feng Shuchen, Executive Vice President der China Energy Group, gegenüber der China Media Group (CMG).

Solche integrierten Projekte würden auch zur Förderung von Innovation und Entwicklungseffizienz beitragen, um die Energiestrukturreform zu beschleunigen und Chinas Industrie aufzurüsten, fügte er hinzu.

Im Vergleich zu einem Wärmekraftwerk gleicher Größe spart das Hybridkraftwerk jährlich rund 28.716 Tonnen herkömmlicher Kohle und reduziert den CO2-Ausstoß um 76.638 Tonnen.

Solarkraftwerk mit integrierter Windkraftanlage

Im November 2022 nahm China das weltweit erste schwimmende Offshore-Solarkraftwerk in Betrieb. Das Projekt wird von der State Power Investment Corporation of China (SPIC) umgesetzt und nutzt Technologie von Ocean Sun – einem norwegischen Konzern, der Pionierarbeit im Bereich Solarenergielösungen leistet.

Das Besondere an dem Projekt ist, dass diese schwimmende Offshore-Photovoltaikanlage auch in ein Windturbinensystem integriert ist und es sich somit um die erste integrierte Photovoltaik- und Windturbinenanlage handelt.

Schwimmende Solartechnologie kombiniert mit Offshore-Windturbinen in China. (Foto: Ocean Sun)

Das Projekt werde das Potenzial von Offshore-Hybridkraftwerken mit höherer Effizienz und niedrigeren Stromgestehungskosten freisetzen, hieß es in einer Erklärung von SPIC.

Auch an anderen Standorten nimmt dieses integrierte Fabrikmodell allmählich Gestalt an. Beamte der Stadt Chaozhou in Guangdong haben außerdem Pläne für ein 43,3 GW starkes Offshore-Windkraftwerk in der Taiwanstraße vorgestellt.

„Dies ist ein wichtiger Meilenstein für Ocean Sun und die schwimmende Solarindustrie. Der Erfolg des von SPIC finanzierten Projekts und die Anwendung der Ocean Sun-Lösung haben gezeigt, dass das Ziel der Reduzierung der Treibhausgasemissionen durch grenzüberschreitende Entwicklung erreichbar ist. Wir freuen uns, unsere enge Zusammenarbeit mit SPIC durch das in China ansässige Ocean Sun-Team fortzusetzen“, sagte Borge Bjorneklett, CEO von Ocean Sun.

Solarkraftwerk integriert in Salzfelder

Dieses Drei-in-Eins-Solarkraftwerk befindet sich auf einem 1.333,33 Hektar (13,3 Quadratkilometer) großen Salzfeld im chinesischen Tianjin und nutzt eine Fläche von der Größe von 1.868 Standard-Fußballfeldern für drei Funktionen gleichzeitig: Energieerzeugung durch Solarmodule, Salzproduktion aus Sonnenlicht und Anbau von Wasserprodukten.

Schätzungen zufolge erzeugt das Solarkraftwerk Tianjin jedes Jahr etwa 1,5 Milliarden Kilowattstunden sauberen Strom und deckt damit den Bedarf von 1,5 Millionen Haushalten. Am 8. Juli machte die Fabrik einen neuen Schritt nach vorne, als sie an das Stromnetz der Stadt angeschlossen wurde.

In einem modernen Wasserindustriepark in der Provinz Jiangsu (China) werden Solarmodule installiert. Dabei werden Brachland, Flussufer, Seen und Dächer optimal für die Errichtung von Photovoltaik-Stromerzeugungsprojekten genutzt. (Foto: Global Times)

Der Abstand zwischen den Solarmodulen ist hier auf 14 Meter vergrößert – fast das Doppelte des normalen Abstands. Außerdem sind die Module um 17 Grad geneigt – statt um 40 Grad wie bei anderen Solarkraftwerken. Dadurch soll die Menge des einfallenden Sonnenlichts für den Salzherstellungsprozess maximiert werden.

Ein weiterer Unterschied, der den Erfolg dieses weltweit größten integrierten Projekts ausmacht, besteht darin, dass die Solarmodule so konzipiert sind, dass sie Energie sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite absorbieren, wodurch die Effizienz der Stromerzeugung um 5–7 % erhöht wird.

Einem vom Projektteam veröffentlichten Bericht zufolge dürfte das Projekt bei voller Auslastung jährlich 500.000 Tonnen Standardkohle einsparen und den CO2-Ausstoß um 1,25 Millionen Tonnen verringern.

Solarkraftwerk gegen Wüstenbildung

Dieses integrierte Photovoltaikkraftwerk zur Bekämpfung der Wüstenbildung liegt in der Kubuqi-Wüste im Autonomen Gebiet Innere Mongolei im Norden Chinas und ist ein gemeinsames Projekt der China Three Gorges Corporation und der Inner Mongolia Energy Group. Die Bauarbeiten dauern seit Ende Dezember 2022 an.

Das Wüstenkraftwerksprojekt ist Teil der Bemühungen Chinas, eine grüne Wende voranzutreiben und seine Abhängigkeit von Erdgas zu verringern.

Nach der Inbetriebnahme wird diese Ökostromanlage voraussichtlich über eine installierte Leistung von bis zu 16 Millionen Kilowatt verfügen und jährlich etwa 40 Milliarden Kilowattstunden Strom in die Hauptstadtregionen Peking, Tianjin und Hebei übertragen können. Durch die Nutzung von Wind- und Solarenergie werden jährlich etwa 6 Millionen Tonnen Kohle ersetzt und der CO2-Ausstoß in die Umwelt um 16 Millionen Tonnen reduziert.

Solarmodule in der Kubuqi-Wüste, China. (Foto: New China TV)

Eine weitere Photovoltaikanlage mit einem ähnlichen integrierten Modell befindet sich in der Tala-Wüste, deren Gelände zu 98,5 % aus Sandboden besteht und über reiche Solarenergieressourcen verfügt. Durch die Ausnutzung der längeren Beleuchtungszeit im Wüstengebiet (fast 3.000 Stunden/Jahr) ist das Kraftwerk in der Lage, mehr als 20.000 MW Strom und eine Leistung von 32,9 Milliarden kWh/Jahr zu erzeugen.

Um das Projekt in fast 10 Jahren fertigzustellen, musste das Bauteam zahlreiche schwierige Probleme im Zusammenhang mit Klima und Gelände überwinden, wie etwa Sandstürme und Plateaureaktionen in einer Höhe von fast 3.000 m über dem Meeresspiegel. Außerdem erforschte es ein Modell für den Bau groß angelegter Solarstromprojekte, konzentrierte und nutzte und wandelte Solarmodule effektiv um und schuf so einen grünen, umweltfreundlichen Kreislauf.

Bislang hat dieses Solarstromprojekt in der Wüste mit einer Gesamtfläche von 345 km2 einen wichtigen Beitrag zum Schutz und zur Verbesserung der natürlichen Bedingungen vor Ort geleistet, indem es die Windgeschwindigkeit und Sandstürme um 41,2 % reduzierte, die Bodenfeuchtigkeit in einer Tiefe von 20 cm um 32 % erhöhte und das Land mit Pflanzen bedeckte, die gegen Sandstürme wirksam sind. Dies trug auch dazu bei, die Wüstenfläche um mehr als 100 km2 zu reduzieren.

Auch weiter entfernt, in der Tengger-Wüste im nordwestchinesischen Autonomen Gebiet Ningxia, wird derzeit eine Photovoltaikanlage der Spitzenklasse gebaut. Nach der Fertigstellung wird die Anlage jährlich etwa 5,78 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen.

Zusätzlich zu den oben genannten typischen integrierten Fabriken wurden auch viele andere Standorte in China ausgewählt, um das kombinierte Industrie- und Bergbaumodell mit Schwerpunkt auf Solarenergie zu testen.

In Südchina werden Solarmodule sogar über Fischteichen oder Reisfeldern installiert, um Platz zu sparen und Energie zu gewinnen, ohne die Aquakultur oder Landwirtschaft zu behindern.

Man kann also davon ausgehen, dass die Photovoltaikindustrie in China weiterhin einen rasanten Wachstumstrend aufweist. Allein im ersten Quartal dieses Jahres erreichte die neu installierte Kapazität des Landes 33 GW, was dem ersten Halbjahr des Vorjahres entspricht.

Schätzungen zufolge wird China bis 2023 eine Solarstromerzeugungskapazität von etwa 490 GW erreichen und damit erstmals die Wasserkraft übertreffen. Damit wird die Solarenergie zur wichtigsten nichtfossilen Energiequelle des Landes.

Professor Martin Green von der University of New South Wales in Australien, der weltweit als „Vater der Solarenergie“ gilt, sagte in seiner Rede auf dem Zhongguancun-Forum, das Ende Mai in Peking stattfand, voraus, dass die globale Photovoltaikindustrie zumindest in den nächsten fünf Jahren von China abhängig sein werde.

Phuong Thao (Synthese)

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