Sonnenwärmekraftwerk Ivanpah
# Sonnenwärmekraftwerk Ivanpah

Das Ivanpah Solar Electric Generating System (ISEGS) ist ein Sonnenwärmekraftwerk in der Mojave-Wüste im nordöstlichen San Bernardino County (Kalifornien), 60 km südwestlich von Las Vegas. Mit einer Nennleistung von 392 MW war es Anfang 2014 das weltgrößte Sonnenwärmekraftwerk. 173.500 Heliostaten (mit je zwei Spiegeln) fokussieren die Sonnenstrahlung auf Solartürme. Das Projekt wird durchgeführt von der auf Solarkraftwerke spezialisierten israelischen BrightSource Energy und der amerikanischen Bechtel Corporation.

## Die Anlage

Für den ersten der drei Kraftwerksblöcke wurde die bisher größte mit Solartechnik angetriebene Dampfturbinen-Generator-Einheit in Auftrag gegeben. BrightSource Energy liefert hierzu die Solarturmtechnologie Luz Power Tower 550 technology (LPT 550). Die verwendete Dampfturbine SST-900 von Siemens leistet 123 MW. Der Baubeginn war im Oktober 2010. Im Oktober 2013 hat der erste Bauabschnitt im Testbetrieb erstmals Strom in das Netz eingespeist, Eröffnungsdatum war der 13. Februar 2014.

Die Leistung von 392 MW setzt sich aus drei Anlagen zusammen: 126 MW und zweimal 133 MW. Die Reflexionsfläche je Heliostat beträgt 15,2 m² und die Gesamtreflexionsfläche 2,6 Mio. m². Der geschlossene Dampfkreislauf benötigt 0,11 Liter Wasser je Kilowattstunde, für Kohlekraftwerke sind es 1,7 bis 2 l/kWh und bei Kernkraftwerken 2,7 l/kWh. Von dem reservierten Land in der Mojave-Wüste, einer niederschlagsarmen Region mit 33 cm Jahresniederschlag, werden bislang nur 8 % für diese Anlage genutzt. Zudem lässt sich mit der angewandten Technologie je Fläche mehr Leistung erzielen als mit einem Photovoltaik-Kraftwerk.

## Inbetriebnahme

Nach drei Jahren Bauzeit und einem sechsmonatigen Probelauf ging die Anlage am 13. Februar 2014 ans Netz. Die Kosten betrugen 2,18 Mrd. US-Dollar.

Die benutzte Technologie sollte gegenüber Photovoltaik den Vorteil bieten, dass vorwiegend konventionelle Aggregate und Komponenten verbaut werden, was die Anfangs- und Betriebskosten senken sollte. Mit dem Betriebsstart sollte das Personal aus 65 Mitarbeitern im 24-Stunden-Schichtbetrieb bestehen. Diese Anzahl sollte durch zunehmende Automatisierung mit zunehmender Betriebszeit noch sinken. Es war vorgesehen, dass Roboter die Spiegel reinigen und vor Unkraut und Kleingebüsch schützen.

Der Standort des 16 Quadratkilometer großen Kraftwerksprojekts liegt an der Interstate 15, nördlich der Siedlung Ivanpah, unweit der Grenze zwischen Kalifornien und Nevada. In der Nähe liegen der Nationalpark Mojave National Preserve und die Naturschutzgebiete Mesquite Wilderness und Stateline Wilderness, von dort aus ist das Kraftwerk zu sehen. Der Vorteil der Lage besteht darin, dass das Verteilernetz des Hoover-Kraftwerks und die Großräume Las Vegas und Los Angeles benachbart sind.

Das Energieministerium der Vereinigten Staaten unterstützte das Projekt mit einer Kreditbürgschaft über 1,375 Mrd. US-Dollar, die größte, die je für ein Solarprojekt genehmigt wurde. Die Gesamtkosten des Vorhabens wurden nicht veröffentlicht. BrightSource hat Verträge, nach denen etwa zwei Drittel der erzeugten Energie an die Pacific Gas and Electric verkauft werden und der Rest an die Southern California Edison.

Alle drei Kraftwerke erzeugen nach offiziellen Angaben 1079,2 GWh elektrische Energie pro Jahr. Damit hätten die Kraftwerke ca. 2800 Volllaststunden.

Die Positionierung der Heliostaten auf die Überhitzungskessel in den Türmen stellte sich als wichtigstes Betriebsproblem in den ersten Monaten heraus. Unkontrollierte Spiegelverdrehungen können nur nachts kontrolliert und repariert werden, da die Umgebungshitze Tagesarbeit verhindert. Nach einem Vierteljahr Netzbetrieb sind 3 bis 5 % der Spiegel nicht mehr exakt ausgerichtet. Außer dem Leistungsverlust kann die Fehlreflexion für Außenmitarbeiter und besonders durch Blendung für Autofahrer der nahe gelegenen Autobahn gefährlich sein. Das japanische Unternehmen Nihon Dengyo Kosa hat eine Videoüberwachungslösung entwickelt, um fehlerhafte Heliostaten zu erkennen und der Betriebszentrale zu melden. Die Lösung ist teuer, und es gibt keine Pläne, die Monitoranlage zu installieren.

## Entwicklungen

Durch die Anlage werden vorerst nur 8 % des reservierten Wüstenlandes genutzt. Der Betreiber plant mit den gewonnenen Erfahrungen eine Anlage mit gleicher Technologie in Südkalifornien nahe Arizona mit zwei Einheiten mit 485 MW. Der Bau ist für drei Jahre veranschlagt, aber es gibt Schwierigkeiten mit den erforderlichen Genehmigungen. Zudem sind weitere geeignete Gegenden mit hoher Sonneneinstrahlung weit von den Versorgungsgebieten entfernt, sodass der Betreiber – wie in den USA üblich – sein eigenes Stromtransportnetz teuer und langwierig aufbauen muss. NRG will weitere Erfahrungen mit der vorhandenen Anlage sammeln. Die Einsprüche zu den notwendigen Genehmigungen in Kalifornien mit seiner Umweltgesetzgebung sind vielschichtig.

## Umweltauswirkungen

Nach Angaben des Betreiber-Konsortiums wird Ivanpah 13,5 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid in seiner 30-jährigen Lebenszeit einsparen, das entspricht dem Kohlenstoffdioxid-Ausstoß von zwei Millionen Autos. Gegner kritisieren allerdings den großen Flächenbedarf des Projekts und die hohen Baukosten. Während der monatelangen Testphase sind bereits dutzende Vögel gestorben. Unter den Vögeln befanden sich beispielsweise ein Wanderfalke, ein Taucher, zwei Habichte, vier Nachtfalken sowie eine ganze Reihe von Waldsängern und Sperlingen. Einige der toten Vögel haben sich die Federn angesengt.

Vogelexperten gehen davon aus, dass ein Teil der Vögel entweder im Flug mit den Gebäudeteilen kollidiert oder die schimmernden Flächen für einen See hält, sich nach der Landung in den Spiegelstrukturen verfängt und nicht mehr entkommt. Ein großer Teil der Vögel scheint aber durch die große Hitze beim Durchfliegen der gebündelten Sonnenstrahlen zu Tode zu kommen. Diese Tiere haben inzwischen den Beinamen Streamers bekommen, weil einige sogar Feuer fangen und Rauchwolken am Himmel hinterlassen. In einer zweijährigen Studie wollen die zuständigen Staats- und Bundesaufseher die Auswirkungen der Anlage auf die Vogelwelt beobachten. Im April 2014 waren 95 Vögel und im Mai 80 Vögel betroffen. Die Zahl der gestorbenen Vögel muss der Betreiber an die Californian Energy Commission melden. Als erste Gegenmaßnahme sollen Vögel durch Raubvogelrufe vergrämt werden. Laut Welt Online würden Umweltschützer die Zahl der jährlich getöteten Vögel mit bis zu 28.000 angeben, während die Betreiberfirma von höchstens 1000 Vögeln jährlich spricht. Die Behauptung von 28.000 toten Vögeln von Ivanpah, gab Associated Press weiter und so gelangte auf alle Titelseiten eine Alarmmeldung über die Konzentrierte-Solarenergie-Anlage (CSP). Jedoch beruhten diese Angaben nicht auf gemessenen Fakten, vielmehr waren es spekulative Zahlen eines Anlagengegners.

## Eingespeiste Energie

Ivanpah speiste folgende Energiemengen in GWh ein.

Sonnenwärmekraftwerk Ivanpah Eingespeiste Energie (2014–2021) :

| Jahr | Ivanpah 1 | Ivanpah 1 | Ivanpah 1 | Ivanpah 2 | Ivanpah 2 | Ivanpah 2 | Ivanpah 3 | Ivanpah 3 | Ivanpah 3 | ISEGS Gesamt | ISEGS Gesamt | ISEGS Gesamt |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Jahr | Sonne | Erdgas | Gesamt Werk 1 | Sonne | Erdgas | Gesamt Werk 2 | Sonne | Erdgas | Gesamt Werk 3 | Sonne | Erdgas | Gesamt |
| 2014 | 151,97 | | 151,97 | 129,26 | | 129,26 | 137,86 | | 137,86 | 419,09 | | 419,09 |
| 2015 | 201,07 | 8,90 | 209,98 | 210,52 | 8,53 | 219,04 | 215,57 | 8,53 | 224,10 | 627,16 | 25,96 | 653,12 |
| 2016 | 243,48 | 12,18 | 255,66 | 190,41 | 9,27 | 199,68 | 236,68 | 11,02 | 247,70 | 670,58 | 32,46 | 703,04 |
| 2017 | 228,14 | 11,39 | 239,53 | 226,85 | 9,97 | 236,82 | 231,91 | 11,88 | 243,79 | 686,90 | 33,24 | 720,14 |
| 2018 | 231,14 | 11,33 | 242,48 | 264,01 | 13,05 | 277,05 | 266,34 | 9,99 | 276,33 | 761,49 | 34,37 | 795,86 |
| 2019 | 234,24 | 8,80 | 243,04 | 258,46 | 13,18 | 271,64 | 246,78 | 10,75 | 257,54 | 739,48 | 32,73 | 772,21 |
| 2020 | 270,94 | 14,19 | 285,13 | 269,14 | 13,40 | 282,55 | 275,73 | 12,89 | 288,62 | 815,82 | 40,48 | 856,30 |
| 2021 | 223,36 | 11,76 | 235,15 | 242,09 | 10,25 | 252,35 | 240,25 | 11,97 | 252,22 | 705,70 | 34,02 | 739,72 |

Das „Fossil Backup“ wird aus Erdgas zur Verfügung gestellt und bietet bis zu 5 % der Gesamtleistung.

