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2002-01: OPET Netzwerk Solarthermie

OPET weltweit

Seit dem Ende der fünfziger Jahre hat sich die thermische Sonnenenergienutzung in China in großem Maßstab entwickelt. In dieser sich rasch weiterentwickelnden Nation ruft die blühende Wirtschaft geradezu nach der Nutzung von neuen und erneuerbaren Energien. Solarthermische Anwendungen präsentieren sich hier als wichtigster Faktor und sind in der Tat die in China am weitesten verbreitete Technologie zur Nutzung erneuerbarer Ressourcen.

China - Weltweiter Marktführer bei thermischen Solaranlagen

Von He Sizheng*

Seit dem Altertum nutzt das chinesische Volk die Sonnenenergie. So leitet man zum Beispiel Salzwasser in Becken, lässt es dort in der Sonne zum Entsalzen trocknen und gewinnt auf diese Weise das Salz für den täglichen Gebrauch. Man trocknet auch Gemüse in der Sonne, um ihm das Wasser zu entziehen, so dass es länger aufbewahrt werden kann. Bei all diesen Maßnahmen handelt es sich jedoch um direkte Nutzungsmethoden.
Die moderne Nutzung der Wärmeerzeugung auf Sonnenenergiebasis begann in China in den fünfziger Jahren, als 1956 der erste Solarkocher und 1958 die erste solare Warmwasserbereitungsanlage in China entwickelt wurden. In den siebziger Jahren gab es einen Schub in der Entwicklung der Solartechnologie, da damals viele Prototypen von Warmwasserbereitern entwickelt und in kleinerem Maßstab angewendet wurden. In den darauffolgenden Jahren wurde die Entwicklung von thermischen Solartechnologien, wie zum Beispiel der Solarherd und Solaranlagen zur Warmwasserbereitung, in mehrere Fünfjahrespläne aufgenommen. Darin sind die Entwicklungsrichtlinien für jeweils fünf aufeinanderfolgende Jahre seit der Gründung der Volksrepublik China enthalten. Allerdings erregte die Nutzung von Verfahren zur Wärmeerzeugung auf Sonnenenergiebasis erst im Jahr 1990 in großem Umfang das Interesse von Regierung und Industrie, und seit diesem Zeitpunkt hat es auf diesem Gebiet rasante Fortschritte gegeben (siehe auch Abbildung 1).
Bei Solarkraftwerken zur Erzeugung von Strom handelt es sich um eine sehr vielversprechende Technologie. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es in vielen Ländern Pläne für den Bau von derartigen Kraftwerken. In China sind Solarkraftwerke noch im Stadium der Forschung und Entwicklung.

Abbildung 1: Entwicklung der Nutzung der Solarenergie in China in den Jahren 1984 bis 1998

Solare Warmwasserbereitung

Unter sämtlichen Verfahren zur Nutzung der Sonnenenergie nimmt die Warmwasserbereitung in der Vermarktung den wichtigsten und erfolgreichsten Platz ein (siehe Abbildung 2). China ist in der Tat der weltgrößte Hersteller von solarthermischen Anlagen für die Warmwasserbereitung und es hat auch den größten Markt dafür.

Abbildung 2: Thermosiphonanlagen zur solaren Warmwasserbereitung auf dem Dach eines Mehrfamilienwohnhauses in der Provinz Anhui

Die Solarindustrie ist in China eine blühende Branche mit einer gesamten Marktkapazität, die ca. das fünffache der Kapazität der EU ausmacht. Eine Fabrik für Solaranlagen zur Warmwasserbereitung nach der anderen entsteht in vielen Provinzen, angeführt von den Provinzen Yunnan, Shandong und Jiangsu, so dass es mittlerweile im ganzen Land 1000 Herstellerfirmen gibt. Die meisten dieser Firmen sind kleine und mittelgroße Unternehmen. Es gibt nur ca. 10 große Firmen mit einem Jahresumsatz von über 13,5 Millionen Euro. Der Umsatz der gesamten Solarindustrie beläuft sich auf fast 0,8 Milliarden Euro, und das Exportvolumen beträgt über 22 Millionen Euro, was im Inland für 50.000 Arbeitsplätze sorgte.
Im Jahr 1992 konnten in China 500.000 m² und im Jahr 1997 3,5 Millionen m² Kollektorfläche verkauft werden. Davon sind 1,6 Millionen m² Flachkollektoren, 1 Million m² Vakuumröhrenkollektoren und die restlichen 900.000 m² sind Speicherkollektoren.
Seit kurzem steigen die Verkaufszahlen für Vakuumröhrenkollektoren sehr rasch, während die Flachkollektoren eine sinkende Tendenz aufweisen. Bis zum Ende des Jahres 2000 belief sich der Bestand an Sonnenkollektoren auf 26 Millionen m² und die jährliche Produktionskapazität auf 6,1 Millionen m².
Auf dem chinesischen Markt für solare Warmwasseranlagen werden drei Typen von Kollektoren, nämlich der Speicherkollektor, der Flach- und der Vakuumröhrenkollektor (einschließlich des Heat-Pipe-Kollektors) hergestellt. Bei den Herstellern von Speicherkollektoren handelt es sich hauptsächlich um kleinere und mittlere Betriebe.
Flachkollektoren werden aus Kupfer, Aluminium und einer Kombination von beiden Materialien hergestellt. China verfügt gegenwärtig über 18 Fertigungsstraßen für Cu-Al-Komplex-Absorber, wobei jede der Anlagen eine Produktionskapazität von 100.000 bis 150.000 m² hat. Die rund 10 Fertigungsstraßen für Aluminiumabsorber haben je eine Produktionskapazität von 50.000 bis 100.000 m². Die Anzahl der Hersteller von Vakuumröhren stieg rasant von 10 im Jahr 1995 auf 64 im Jahr 1998 an. Die gesamte Produktionskapazität der Hersteller von Vakuumröhren betrug 1998 20 Millionen Stück.

Solarhäuser

Es ist allgemein anerkannt, dass durch passive Sonnenenergienutzung der Heizenergiebedarf deutlich reduziert werden kann. Diese Technologie wurde in großem Umfang in Nordchina gefördert, wo die Wärmeversorgung in den langen, kalten Wintern von großer Bedeutung ist. Die führenden Provinzen sind Liaoning und Hebei und die autonome Region Tibet.
Die passive Sonnenenergienutzung ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt die für Solarhäuser vorherrschend eingesetzte Technologie. Die aktive solare Raumheizung befindet sich gegenwärtig noch im Entwicklungsstadium.

Solare Trocknung

In China befindet sich die solare Trocknungstechnologie gegenwärtig noch im Stadium der Demonstration. Solare Niedertemperaturtrocknungsanlagen wurden in den Provinzen Guangdong und Hebei und in Shanghai errichtet. Sie werden hauptsächlich zum Trocknen von landwirtschaftlichen Produkten, von Holz und handwerklichen Produkten verwendet.

Solarkocher

Solarkocher werden hauptsächlich in ländlichen Regionen verwendet und tauchten in Shanghai zum ersten Mal im Jahr 1956 auf. Im Jahr 1974 wurde man bei einer Solartechnologiekonferenz in Shanghai erstmals auf sie aufmerksam. 1986 wurden Solarkocher als Schlüsselbereich für Forschung und Entwicklung in den siebten Fünfjahresplan (1986-1990) aufgenommen.
In mehr als 20 Jahren Forschungs- und Förderungsarbeit entwickelte sich diese Technologie von vereinzelten, tastenden Experimenten zur organisierten, landesweiten Zusammenarbeit, in der Schlüsselprobleme in Angriff genommen wurden. Aus Pilotproduktions- und Anwendungsprojekten entstand eine industrialisierte Serienfertigung und Vermarktung. Man kann sagen, dass sowohl die Technologie als auch ihre Anwendung große Fortschritte gemacht haben.
Der weiter entwickelte Kocher arbeitet mit gebündeltem Licht (wie z.B. Parabolkocher) und hat die Kochkiste ersetzt. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt beläuft sich die Gesamtzahl der Solarkocher in China auf über 300.000. Die meisten werden von Bewohnern der ländlichen, unterentwickelten Gebiete an der Flussstrecke des Gelben Flusses, einschließlich der Provinz Gansu Province, der Provinz Qinghai und der autonomen Region Tibet gekauft, wo es an konventionellen Energiequellen mangelt, aber Sonnenschein im Überfluss vorhanden ist.

Nationale Energiepolitik

Der Entwicklungsplan für die solare Warmwasserbereitung sieht für die nächsten 15 Jahre vor, dass vor allem die Solarenergienutzung im ländlichen Raum ausgeweitet werden soll (siehe auch Abbildung 3). Weiters soll versucht werden, mit der Integration von Solaranlagen direkt in der Planungsphase von Gebäuden einzusteigen. Der Markt soll erweitert werden, indem die ökonomischen aber auch die ökologischen Vorteile von Solaranlagen hervorgehoben werden. Dafür sind ausgereifte Anlagen nötig, die mit konventionellen Technologien zur Warmwasserbereitung finanziell konkurrieren können. Es sollen verschiedene Anlagentypen entwickelt werden, die den Ressourcen und regionalen Bedingungen entsprechen, so dass eine Warmwasserversorgung mit minimalen Kosten erreicht werden kann.
Angestrebt wird weiters eine führende Rolle der chinesischen Solarindustrie am internationalen Markt. Die Produktionskapazität soll bis zum Jahr 2005 auf 11 Millionen m² Kollektorfläche ausgeweitet werden.

Abbildung 3: Angestrebtes jährliches Produktionswachstum der Solartechnologieprodukte und der Nutzung in chinesischen Haushalten bis zum Jahr 2015

Hemmnisse für die Entwicklung

Ein häufig zu beobachtendes Phänomen auf dem chinesischen Markt für solare Warmwasseranlagen besteht darin, dass eine beträchtliche Anzahl an Herstellern nur Produkte auf einer niedrigen Qualitätsstufe kopiert, ohne selbst Anstrengungen zu unternehmen, ein konkurrenzfähiges Produkt zu entwickeln. Dies und die Tatsache, dass das Hauptkriterium für den Wettbewerb der Preis ist, hat zu chaotischen Bedingungen auf dem Solarmarkt in China geführt. Aus diesem Grund gibt es derzeit wenig technologische Innovationen.
Da es sich bei der Mehrheit der Hersteller von Solaranlagen um kleine und mittelgroße Firmen handelt, ist das technische Servicesystem bei weitem nicht ausgereift. Dies stellt ein großes Hindernis für die weitere Entwicklung der Industrie dar. Daten belegen, dass das Verhältnis von Herstellern von Solaranlagen zu technischen Servicefirmen in China 4:1 beträgt, während das Verhältnis in den Vereinigten Staaten etwa 1:3 ist. Die Tatsache, dass das technische Servicesystem, das den Service für Konstruktion, Verkauf, Installation und Kundendienst umfasst, sich beträchtlich langsamer als die Produktionskapazität entwickelt, behindert offensichtlich eine gesunde Entwicklung der Industrie und des Marktes.
Es wurde noch kein Qualitätsüberwachungssystem eingerichtet. Es wurden zwar acht landesweite Industrienormen veröffentlicht, doch wurde noch kein Institut für die Überwachung der Produktqualität auf Staatsebene eingesetzt, wie dies gemäß der Anforderungen erfolgen sollte. Daher haben Produkte schlechter Qualität die Möglichkeit, sich auf dem Markt einzuschleichen.
In manchen Fällen kommt es zu einem Konflikt zwischen Solaranlagenplanern und der Städteplanung. Dieses Problem entsteht zumeist in Städten, wenn Entscheidungsträger der Ansicht sind, dass Sonnenkollektoren optisch nicht in die Umgebung passen. Auch werden die nötigen Verrohrungen oftmals als störend empfunden.
In den letzten Jahren wurden Umweltschutz und Energiesparen stark in den Vordergrund gestellt, so dass sich mehr und mehr Menschen darüber Gedanken machen, welche Auswirkungen ihr Konsumverhalten auf die Umwelt hat. Dennoch bleiben der Preis und die Leistung eines Produktes die ausschlaggebenden Faktoren für die Kaufentscheidung. Es wird also vorgeschlagen, die Öffentlichkeit und die Entscheidungsträger verstärkt zu informieren, gleichzeitig die Verlässlichkeit und das Design der Produkte zu verbessern und den Preis zu senken.

Ausblick

Prognosen zufolge wird sich der Markt für Solaranlagen zur Warmwasserbereitung in den kommenden 15 Jahren mit einer Wachstumsrate von 20% entwickeln, Anlagen zur solaren Warmwasserbereitung werden in 25% der chinesischen Haushalte installiert werden. Im Vergleich mit der gegenwärtigen Situation, in der es nur in 7,6% der chinesischen Familien eine Solaranlage gibt, sieht der Markt in der Zukunft sehr vielversprechend aus.
Ein weiterer Faktor für die Förderung der Solarindustrie ist die Überlegung, dass die Sicherheit der Energiequelle eine große Rolle spielt. In Anbetracht der Entwicklung der Wirtschaft und der sinkenden Reserven an fossilen Brennstoffen wird China immer mehr von importiertem Öl abhängig. Diese Situation kann man nur ändern oder wenigstens entschärfen, wenn Energie gespart wird und neue Ressourcen genutzt werden. Dazu kann die Sonnenenergie einen sehr großen Beitrag liefern.
Die Zukunft für solarthermische Anwendungen sieht in China vielversprechend aus und wird vom Engagement der Regierung und den praktischen Bedürfnissen der Menschen gefördert. Es muss allerdings noch viel Arbeit in Forschung und Entwicklung sowie ins Management gesteckt werden, um das Potenzial ganz auszuschöpfen.

Kontakt: ZERI OPET China, Frau Huang Dongfeng, E-Mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

*) He Sizheng, ist Mitarbeiter des Zhejiang Energieforschungsinsituts in Hangzhou, ZERI OPET China, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. [^]

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