Solkraft från Sahara kan försörja Europa med el

Solkraft från Sahara kan försörja Europa med el
Referat från symposiet Solar Power – for Sustainable Energy, Kungl. Vetenskapsakademien, Stockholm, 2008-05-05
Text och bild: Lars Magnell
Solbaserad elproduktion associeras i allmänhet med solceller. Mindre kända är de så
kallade termiska solkraftverken där koncentrerat solljus hettar upp vatten eller annat
medium för drift av ångturbiner. Flera mycket stora solkraftverk av denna typ är på väg
att uppföras runt om i världen, däribland i Spanien och USA.
Den vanligaste tillämpningen av termisk solkraft sker med så kallade parabolreflektorer
(parabolic through). Denna teknik är väl beprövad och har använts i kommersiell skala i
Mojaveöknen i Kalifornien sedan slutet av 1980-talet. Dessa reflektorer är placerade på marken
och solljuset riktas mot en centralt på pelare placerad tank med vätska som värms till flera hundra
grader. Denna vätska kan fås att pysa ut i form av ånga som driver turbiner som genererar el.
Vitsen med denna anordning är att den magasinerade solenergin i form av het vätska kan
utnyttjas också på natten när solen inte lyser.
Flera nya, mycket stora projekt med termisk solkraft är nu under uppförande i såväl USA som
Spanien med flera länder. Och kanske kan solkraft bli en viktig eller rent av avgörande pusselbit i
en framtida elförsörjning som inte påverkar klimatet eller miljön negativt. Det menar i alla fall
Gerhard Knies, en av grundarna av organisationen Trans Mediterranean Renewable Energy
Cooperation (TREC), som nyligen framträdde på Kungl. Vetenskapsakademiens konferens om
solenergi.
Gerhard Knies propagerade för ett
superkraftnät runt Medelhavet och
solkraftverk i öknen.
Han berättade bland annat om det mycket visionära projektet DESERTEC, ett samarbete mellan
intressenter i Europa, Mellanöstern och Nordafrika som vill verka för en stor utbyggnad av
termiska solkraftverk i Sahara och Mellanöstern och därtill för ett nytt storkraftnät runt
Medelhavet. Tanken är att med solens hjälp generera så mycket el att stora delar av Europas
elbehov kan tillgodoses. Om ledningar för högspänd likström används (den teknik som utvecklats
av ABB i Ludvika) kan överföringsförlusterna begränsas till cirka tre procent per tusende
kilometer eller mellan 10 och 15 procent för att transportera elen till Europa. Det är en
1

överkomlig förlust, menade Gerhard Knies, eftersom solinstrålningen i Nordafrika även vintertid
är mycket god. Sammantaget är solförhållandena i Sahara ungefär dubbelt så bra som i södra
Europa. Därmed kan solkraftverken drivas mycket effektivt.
En annan fördel med termiska solkraftverk, framhöll Robert Pitz-Paal från det tyska
forskningsinstitutet German Aerospace Center, är att dessa kan byggas för hybriddrift, det vill
säga att ångturbinerna kan alternativt drivas med till exempel naturgas. Därtill kan solkraftverken
lagra stora mängder värme som kan användas för drift efter solens nedgång, vilket innebär att de
även kan användas som spetslast vid effekttoppar.
Hur ser då kostnaden ut för denna typ av solel? Ja, tekniken är billigare än solceller, men
kostnaden måste ändå ned innan den kan konkurrera med fossila kraftverk, sade Robert Pitz-Paal,
som framhöll att det fortfarande finns ett stort utvecklingsutrymme som bör leda till
kostnadsreduktioner. Till exempel görs försök att förånga vattnet direkt utan att gå omvägen via
värmeväxlare.
Man kan annars konstatera att det figurerar många olika uppgifter om kostnaden för termisk solel.
Vissa hävdar att den redan närmar sig 5-6 eurocent per kilowattimme i gynnsamma lägen och för
större kraftverk över 100 MW, medan andra uppger betydligt högre kostnader. I dessa
sammanhang brukar också framhållas att hela världens elbehov skulle kunna täckas om bara en
procent av världens öknar utnyttjades för solkraft.
Även solceller, som omvandlar solljuset till el direkt är på stark frammarsch. Marknadstillväxten
uppgår till 40 procent per år och så har det sett ut under de senaste 10 åren. Det innebär en
fördubbling vartannat år. Dessutom ser denna utveckling ut att vara uthållig även om efterfrågan
på solceller hålls uppe av subventioner, framför allt på den världsledande tyska marknaden som
är drivande för hela marknaden. Den positionen innehades tidigare av Japan, men där har
subventionerna nästan helt upphört och marknadstillväxten stannat upp. Fortfarande innehar dock
Japan tätplatsen som världens största tillverkare av solceller med företaget Sharp i spetsen.
Ännu är solcellstekniken dyr i jämförelse med konventionella kraftkällor. I gynnsamma
tillämpningar, det vill säga i solrika områden som södra Spanien, är kostnaden cirka 20 eurocent
per producerad kilowattimme, upplyste Florian Holzapfel från den tyska solcellstillverkaren
Q-Cells AG. Men den sjunker stadigt och Holzapfel trodde att en kostnadsreduktion med 60
procent fram till 2020 är fullt möjlig, även om en sådan utveckling ”framstår som ambitiös”.
Minskad tjocklek på cellerna, högre verkningsgrad, större format och en uppskalning av
produktionstekniken är faktorer som kan ge kostnadsreduktioner, menade Florian Holzapfel.
Det finns, som många vet, olika typer av solceller. Den dominerande tekniken baserar sig på kisel
och dessa celler är antingen enkristallina eller flerkristallina. En annan teknik är den så kallade
tunnfilmssolcellen som byggs upp i tunna skikt av halvledarmaterial. Sverige har varit mycket
framgångsrikt när det gäller att utveckla tunnfilmssolceller av typen CIGS med forskaren Lars
Stolt i spetsen. Redan 1993 lyckade han och hans forskarkollegor i forskningsprogrammet
Ångström Solar Center nå en verkningsgrad på 16,9 procent för denna typ av tunnfilmsceller,
vilket då var världsrekord.
2

Forskningen kring tunnfilmssolceller fortsätter i Sverige, och nu handlar det om att nå
verkningsgrader på 30 procent, även om detta ”ligger långt fram i tiden”, enligt Marika Edoff,
ledare för tunnfilmsgruppen vid Uppsala universitet. Det finns flera fördelar med
tunnfilmssolcellerna jämfört med kiselsolceller, framhöll hon. Solcellsskiktens totala tjocklek i en
CIGS-cell är mindre än 3 mikrometer, alltså 3 tusendels millimeter. Det möjliggör låg material-
och energiåtgång vid tillverkningen. Tunnfilmsbeläggningar över stora ytor och integreringen av
solceller till solcellsmoduler kan också hanteras rationellt vid industriell tillverkning. Därför har
den här typen av solceller potential för låga produktionskostnader jämfört med de solcellstekniker
som dominerar idag, menade Marika Edoff, som pekade på att kostnaden för tunnfilmssolceller
av typen CIGS nu närmar sig 1 euro per installerad watt.
Marika Edoff, gruppledare för
Ångström Solar Center, Uppsala
Universitet, berättade om forskningen
kring tunnfilmssolceller.
Men hur förhåller sig då kraftföretagen till solenergin? Ja, flera företag som spanska Iberdrola,
italienska Enel och amerikanska AES, för att nämna några, är engagerade i större
solenergiprojekt. Så intresset får bedömas som både stort och ökande. Däremot har ett
kraftföretag som Vattenfall valt att ligga lågt när det gäller elproduktion från solen, vilket inte
beror på ointresse, enligt företagets Jörg Asmussen, utan för att Vattenfall är verksamt i norra
Europa där andra förnybara tekniker som vind- och vattenkraft har bättre förutsättningar. Han
underströk också att det mest effektiva sättet att få ned utsläppen av koldioxid är att spara energi,
och så såg också Winfried Hoffman från tyska Solar Business Group på saken.
Jörg Asmussen berättade om hur
Vattenfall förhöll sig till solenergi
och andra klimatneutrala
elproduktionstekniker.
3

Hoffman propagerade för en halvering av energikonsumtionen vilket i kombination med en
övergång till förnybara energikällor ska kunna göra att hela världen klarar sin energiförsörjning
med ”gröna” tekniker år 2100. Detta trots, eller på grund av, att vi då beräknas vara 10 miljarder
människor som bebor planeten. Ekvationen kan således bara gå ihop om vi både effektiviserar vår
energiförbrukning och övergår helt till förnybara energikällor, menade Winfried Hoffman.
Världen kan bara klara sin energiförsörjning på ett uthålligt sätt om vi också effektiviserar vår
energianvändning, sade Winfried Hoffman från tyska Solar Business Group.
4