Solarthermie

Abbildung 1: Die Solaranlage mit 40 m² Kollektorfläche wurde im Rahmen des Projekts am „Red Cross Resort“ in Ohrid, Mazedonien errichtet

Obwohl die Länder Südosteuropas sehr gute klimatische Voraussetzungen zur Nutzung der Solarenergie haben, wurde diese Energiequelle bisher nicht breit genutzt. Mazedonien und das Nachbarland Albanien gehen seit vier Jahren erfolgreich einen neuen Weg.

Sonnenaufgang in Südosteuropa

Von Werner Weiss*

Die Energieversorgung der beiden Staaten ist gekennzeichnet von fossilen Energieimporten und staatlich subventinoniertem Strom, der teilweise unter den Gestehungskosten an die Endkunden weitergegeben wird. Ein nicht unerheblicher Teil des Stroms und der fossilen Energien wird für Warmwasserbereitung und Raumheizung genutzt.
Nachdem die mazedonische Regierung ab dem Jahr 2000 Überlegungen anstellte, erneuerbare Energien generell und das Solarenergiepotenzial im speziellen verstärkt zu nutzen, wurden in den vergangenen drei Jahren mit finanzieller Unterstützung Österreichs als erster Schritt die entsprechenden Kapazitäten aufgebaut und Rahmenbedingungen geschaffen, die für eine breite Markteinführung erforderlich sind.
Zwischen September 2005 und Oktober 2008 führte die AEE INTEC in Kooperation mit dem SWT der Universität Stuttgart sowie mit mazedonischen und albanischen Solartechnikunternehmen, den zuständigen Ministerien, Forschungseinrichtungen und dem mazedonischen Konsumentenverband zwei umfangreiche Projekte durch.

Die wesentlichen Schwerpunkte der Projekte waren:

• Umfangreiche Ausbildungsprogramme für Solartechnikunternehmen und Berufsschulen
• Unterstützung bei der Verbesserung, Weiterentwicklung und Fertigung von Komponenten und thermischen Solarsystemen
• Maßnahmen zur Qualitätssicherung
• Unterstützung der politischen Entscheidungsträger bei Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen zur breiten Markteinführung von thermischen Solaranlagen
• Aufbau von zwei Testzentren für thermische Solaranlagen
• Öffentlichkeitsarbeit

Aus- und Weiterbildung

Zu Beginn der Projekte lag der Schwerpunkt der Aktivitäten im Bereich der Ausbildung von Mitarbeitern von Solartechnikunternehmen, Lehrern von Berufsschulen sowie Forschungseinrichtungen. Im Rahmen von je vier Ausbildungslehrgängen in Mazedonien und Albanien wurden insgesamt 225 Personen ausgebildet. Eine zweite wesentliche Komponente der Projekte war die Verbesserung der technischen Qualität und Leistungsfähigkeit der in den beiden Ländern gefertigten Solaranlagen.
Um die Leistungsfähigkeit, der in den beiden Ländern von einigen kleinen, sehr engagierten Firmen hergestellten Solaranlagen dokumentieren zu können und Verbesserungspotenziale aufzeigen zu können, wurden zahlreiche bestehende Anlagen mit entsprechender Messtechnik versehen. Die erfassten Daten wurden über einen Zeitraum von zwei Jahren ausgewertet und gemeinsam mit den Firmen analysiert. Basierend auf den daraus gewonnenen Erkenntnissen wurden Optimierungs- und Verbesserungsstrategien entwickelt.
Neben der Realisierung von signifikanten Verbesserungen bei Kollektoren und Speichern
(Optimierung der Absorbergeometrie, Verbesserung der Speichergeometrie und der Speicherdämmung) ist es auch gelungen, gemeinsam mit der Firma Plasma aus Skopje eine selektive Beschichtung für Absorber zu entwickeln.

Abbildung 2: Dr. Ilja Nasov (rechts) mit einem Mitarbeiter seiner Firma PLASMA vor der Sputteranlage zur Beschichtung von Solarabsorbern

Neben der intensiven Arbeit mit den am Projekt beteiligten Unternehmen ging es auch darum, einen Informationsaustausch zwischen den lokalen Firmen mit Produzenten in Österreich und Griechenland herzustellen.

Demonstrationsanlagen

Die optimierten Anlagenkonzepte wurden in neun Demonstrationsanlagen in Mazedonien und sieben Anlagen in Albanien erprobt und die Anlagenfunktion messtechnisch erfasst und ausgewertet. Da die Errichtung dieser Anlagen mit Projektmitteln kofinanziert wurde, kamen die Demonstrationsanlagen in beiden Ländern sozialen Einrichtungen zugute. Die Gesamtkollektorfläche, der errichteten Anlagen, beträgt 190 m². Die größte Anlage mit 40 m² Kollektorfläche wurde am "Red Cross Ressort“ in Struga errichtet.

Abbildung 3: Solaranlage am Sozialzentrum Kamza, Albanien

Der erzielte Umwelteffekt in Mazedonien

Die Ergebnisse der Anlagenvermessung können wie folgt zusammengefasst werden: Die mittlere jährliche Einstrahlung auf die Kollektorflächen beträgt rund 1400 kWh/m² und die solaren Erträge der verbesserten Anlagen lagen zwischen 390 und 450 kWh pro Quadratmeter Kollektorfläche.
Wenn man einen mittleren solaren Ertrag von 400 kWh pro Quadratmeter Kollektorfläche zugrunde legt, so produzieren die errichteten Solaranlagen rund 61.200 kWh pro Jahr. Über die zu erwartende Lebensdauer der Anlagen von 20 Jahren ergibt sich somit ein Ertrag von 1224 MWh.
Die daraus resultierenden Einsparungen - umgerechnet auf Erdöläquivalent - sind 13.000 Liter jährlich, oder 260.000 Liter über die Lebensdauer der Anlagen. Damit werden jährlich 35.490 kg CO₂ und über die Lebensdauer der Anlagen rund 710 Tonnen vermieden.
Auf Basis der im Rahmen des Projekts geleisteten finanziellen Zuschüsse in Höhe von EUR 21.240 zu den neun mazedonischen Demonstrationsanlagen, ergeben sich - kalkuliert über die Lebensdauer der Anlagen - Energiekosten von EUR 0,017 pro kWh. Die Kosten pro Tonne vermiedenem CO₂ liegen damit bei EUR 30,-.

Fördermaßnahmen

Ein weiterer wesentlicher Schwerpunkt des mazedonischen Projekts war die Unterstützung der Behörden und zuständigen Ministerien bei der Anpassung der energierelevanten Gesetzgebung an EU Erfordernisse, da Mazedonien seit über zwei Jahren den Status eines EU Beitrittskandidaten hat.
Darüber hinaus wurden umfassende Maßnahmen zur Forcierung der Nutzung erneuerbarer Energien generell und für Solarthermie im Besonderen erarbeitet. Dazu wurde eine interministerielle Arbeitsgruppe eingerichtet und vom Wirtschaftsministerium ein „Solar Officer“ ernannt, der nun für die Umsetzung der Maßnahmen zuständig ist.
Um auch den Erfahrungsaustausch zwischen den österreichischen und mazedonischen Behörden zu intensivieren, besuchten Beamte mehrerer mazedonischer Ministerien Österreich, um sich vom Erfolg österreichischer Maßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energien zu überzeugen.
Das Ergebnis, der von der interministeriellen Arbeitsgruppe erarbeiteten und umgesetzten Maßnahmen zur Markteinführung von thermischen Solaranlagen kann sich durchaus sehen lassen.
Im Jahr 2007 wurde ein erstes Impulsförderprogramm für 500 Solaranlagen mit einem Fördervolumen von 150.000 Euro beschlossen. Das Programm fand derart guten Anklang, dass die 500 Solaranlagen innerhalb weniger Wochen errichtet waren. Um die Markteinführung weiter zu beschleunigen und den bürokratischen Aufwand für die Abwicklung in Grenzen zu halten, wurde als weitere Maßnahme beschlossen, den Mehrwertsteuersatz auf thermische Solaranlagen von 18% auf 5% zu senken.

Qualitätssicherung und Testzentrum

Um die Qualität der in Mazedonien gefertigten und errichteten Solaranlagen zu sichern bzw. zu erhöhen, wurde am Gelände des Hydrometeorologischen Instituts in Skopje ein Solartestzentrum errichtet (siehe Abbildung 4).
Das Testzentrum wurde von SWT in Stuttgart gebaut und ermöglicht nun den parallelen Leistungstest von vier Kollektoren, so wie auch die Durchführung von Qualitätstests. Die in einen Transportcontainer integrierten Mess- und Prüfeinrichtungen wurden schlüsselfertig geliefert. Die Ausbildung der mazedonischen Experten erfolgte sowohl am ITW in Stuttgart wie auch vor Ort in Skopje.
Da die Kosten dieses Testzentrums, das von der österreichischen Entwicklungszusammenarbeit finanzierte Projekt überstiegen hätte, wurde die Errichtung von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) und dem mazedonischen Wirtschaftsministerium mitfinanziert.

Abbildung 4: Das Testzentrum am Hydrometeorologischen Institut in Skopje

Mit dem Testzentrum wurden die Voraussetzungen für die Einführung eines standardisierten Qualitätsniveaus für in Mazedonien gefertigte Solaranlagen geschaffen. Die Durchführung der Qualitätskennzeichnung und Vergabe des Qualitätslabels soll in Zukunft von der mazedonischen Konsumentenschutzvereinigung OPM durchgeführt werden.
Eine in der Ausführung etwas einfachere Testeinrichtung für Sonnenkollektoren wurde auch im Rahmen des albanischen Projekts in Tirana errichtet. Diese am Harry Fultz Institut installierte Testeinrichtung wurde gemeinsam aus Projektmitteln der österreichischen Entwicklungszusammenarbeit und Mitteln des UNDP (United Nations Development Programmes) finanziert.
Im Rahmen der Ausbildungs- und Qualitätssicherungsmaßnahmen konnte auch die Planungskapazität der Firmen entscheidend verbessert werden. Vor Beginn des Projekts wurden die Solaranlagen vor allem nach Faustregeln und Erfahrungswerten dimensioniert - nun stehen ausgebildete Fachkräfte und Simulationsprogramme zur Verfügung, die es erlauben, auch größere Anlagen fachgerecht zu planen.

Abbildung 5: Boilerproduktion

Öffentlichkeitsarbeit

Da die firmenunabhängige Information der Konsumenten ein wesentlicher Teil einer erfolgreichen Einführung einer neuen Technologie darstellt, wurde von der mazedonischen Konsumentenschutzvereinigung OPM eine umfangreiche Informationskampagne durchgeführt. Die Informationskampagne war in zwei Phasen gegliedert. Die erste Phase konzentrierte sich auf die generelle Information über die Möglichkeiten der solaren Warmwasserbereitung. In der zweiten Phase wurde insbesondere auf Qualitätskriterien beim Kauf von thermischen Solaranlagen hingewiesen.
Insgesamt wurden bei zahlreichen Informationsveranstaltungen und bei der Messe “TECHNOMA 2007” 31.000 Informationsbroschüren in mazedonischer Sprache und 5.000 Informationsbroschüren in albanischer Sprache verteilt.
Alle Materialien der Kampagne sind nun bei OPM als kompakte Broschüre erhältlich. Die Broschüre kann aber auch von der Internetseite von OPM und der mazedonischen Solarindustrievereinigung „Solar Mazedonia“ geladen werden (www.opm.org.mk).

Solarenergievereinigung “Solar Macedonia”

Ein indirektes Ergebnis des Projekts in Mazedonien ist auch die Gründung der Solarenergievereinigung „Solar Mazedonia“, die Ende des Jahres 2006 von Solartechnikunternehmen, Wissenschaftlern und Privatpersonen gegründet wurde. Mit der Gründung dieser Vereinigung hat Mazedonien nun neben dem Solartestzentrum einen starken institutionellen Hintergrund, der einen wesentlichen Schritt zu dem Ziel beiträgt, ein regionales Zentrum für thermische Solarenergie zu werden.
Die Gründung von Solar Mazedonia eröffnete auch die Möglichkeit zum Beitritt zur “European Solar Industry Federation” (ESTIF), dem Dachverband der europäischen Solarindustrie. Dies stellt einen wesentlichen Schritt zur Integration in europäische Netzwerke dar.

*) Dipl.-Päd. Ing. Werner Weiss ist Geschäftsführer der AEE - Institut für Nachhaltige Technologien in Gleisdorf. w.weiss@aee.at [^]