Temidden van de groene tarwevelden, eikenbossen en oude olijfbomen van Andalusië glinstert een gigantische zonne-energieboerderij als een zilveren zee. Zelfs onder bewolkte luchten zijn de arrays van spiegels en enorme torens die zich over drie vierkante mijl uitstrekken een boeiend gezicht.
gerelateerde inhoud
- Iets nieuws onder de zon
Twintig mijl ten westen van Sevilla, het zonnepark Solúcar, gebouwd door het bedrijf Abengoa, maakt deel uit van Spanje's streven om meer energie uit hernieuwbare bronnen te produceren. De natie produceert momenteel maximaal 3, 65 gigawatt stroom uit de zon, de tweede in de wereld na Duitsland. Die gigawatt vertegenwoordigen ongeveer 3 procent van de macht van het land, het hoogste percentage ter wereld. (De Verenigde Staten genereren minder dan 1 procent van hun energie uit de zon.) Verwacht wordt dat de zonne-energieproductie van Spanje de komende drie jaar zal toenemen tot zeven gigawatt, genoeg om ongeveer tien miljoen mensen - de gecombineerde bevolking van Madrid en Barcelona - te voorzien van elektriciteit gedurende de dag.
De Solúcar-boerderij is baanbrekende technologieën die worden gerepliceerd in de Verenigde Staten, waaronder geconcentreerde zonne-energie of CSP. Terwijl traditionele zonnepanelen fotovoltaïsche cellen gebruiken om de zonnestralen rechtstreeks in elektriciteit om te zetten, zet CSP enorme spiegelsbanken in om zonnestraling te focussen; de intense hitte drijft stoomturbines aan en produceert elektriciteit in een proces vergelijkbaar met dat in kolen- of oliegestookte centrales, maar zonder de uitstoot van broeikasgassen.
Op de Solúcar-site verzamelen twee betonnen torens - een ongeveer 50 verdiepingen lang, de andere 35 - licht dat wordt gereflecteerd door 1.879 enorme glazen spiegels, elk 33 voet hoog en 40 voet breed. De spiegels, heliostaten genoemd, beslaan ongeveer 345 hectare. Ze liggen op het zuiden en worden gedraaid om de zon te volgen terwijl deze de lucht kruist.
De kleinere CSP-toren begon in 2007 stroom te leveren, de grotere in mei 2009. Samen produceren ze 31 megawatt. Tegen 2013, wanneer Solúcar klaar is met het toevoegen van een andere torenfabriek en andere installaties, verwacht Abengoa dat de CSP-faciliteit 300 megawatt zal genereren, voldoende energie om 220.000 huishoudens, of alle grootstedelijke Sevilla, van stroom te voorzien.
"Deze commerciële torenfabrieken zijn uniek in de wereld", vertelde Valerio Fernández, operationeel manager van Solúcar, me in zijn kantoor met uitzicht op de gespiegelde velden. (Hij telde geen kleine, vijf-megawatt krachttoren die door het Amerikaanse bedrijf eSolar in Lancaster, Californië werd geëxploiteerd, of een demonstratietoren die de Spaanse regering in Almería beheert.) "Vandaag zijn ze echter op vakantie, " toegevoegd, schouderophalend.
Als het regent of bewolkt is - zoals de koele grijze maartdag die ik heb bezocht - wordt de zonne-installatie uitgeschakeld. Maar foto's van de CSP-site op zijn best zijn buitenaards: torens gloeien met lichtstralen, een effect dat wordt veroorzaakt door gereflecteerd zonlicht dat door waterdamp en stof in de lucht gaat. Hoewel je misschien denkt dat Zuid-Spanje een ideale locatie voor zonne-energie is, zei Fernández dat het bedrijf verwacht dat slecht weer de energieproductie ongeveer 80 dagen per jaar zal verminderen of stoppen, meestal tussen november en maart.
"Als we zonne-energie efficiënter willen maken, zijn er betere plaatsen dan Sevilla, " vertelde Fernández. Hij gebaarde naar een muurkaart van de wereld met gearceerde banden die zonne-energiepotentieel voorstellen: Andalusië was bruin, de Mojave-woestijn van Californië en Nevada bruin, en de Sahara nog donkerder.
"De Mojave heeft ongeveer 30 procent hogere zonnestraling dan wij hier, dus het installeren van dezelfde installaties daar zal de elektriciteitskosten met 30 procent verlagen, " zei hij. De efficiëntie is zelfs nog hoger voor de brandende Sahara, waar Abengoa en Desertec, een Europees consortium, zonne-installaties willen bouwen die stroom naar Europa zullen leveren via kabels onder de Middellandse Zee.
Fernández tilde een stuk staalpijp van drie centimeter breed van een boekenplank en gaf het aan mij. Het kwam uit een buis waarin water wordt omgezet in stoom bovenop een CSP-toren en het was zwart geverfd. "Hoe zwarter ze zijn, " legde hij uit, "hoe beter ze straling absorberen."
De heliostaten concentreren de zonnestraling zo effectief dat de temperaturen op het oppervlak van de ontvangerbuizen mogelijk 3.600 graden Fahrenheit kunnen bereiken, ongeveer een derde van de oppervlaktetemperatuur van de zon. "Helaas zou het staal smelten en zou de ontvanger kapot gaan, " zei Fernández droog. Keramische materialen kunnen misschien dergelijke hitte weerstaan, ging hij verder, maar ze zijn nog niet ontwikkeld en getest. Dus op heldere dagen passen plantoperators de heliostatica aan om het zonlicht op de torens te beperken en de temperatuur rond de 570 graden te houden - voldoende heet om stoom te maken uit water, dat kookt op 212 graden.
Toen Fernández me rond de campus van Solúcar reed, stopten we bij de bouwplaats voor Solnova 1, de eerste van vijf geplande CSP-faciliteiten hier om de zogenaamde parabolische trogtechnologie te gebruiken. Solnova 1 zet spiegels in de vorm van ondiepe troggen, elk enkele honderden meters lang en ongeveer twee meter hoog, in parallelle rijen zoals rijen van enorme glanzende linten. Op het brandpunt van elke spiegel loopt een transparante buis gevuld met een synthetische olie. De spiegels richten zonlicht naar de buizen en de verwarmde olie wordt gebruikt om water te koken voor turbineaandrijvende stoom.
Bij het verlaten van Solnova 1 zag ik een breed scala aan fotovoltaïsche panelen. Hoewel de panelen ongeveer drie megawatt elektriciteit leveren - genoeg om 2.200 huishoudens van stroom te voorzien - heeft Solúcar geen nadruk gelegd op fotovoltaïsche zonne-energie. "Fotovoltaïsche systemen leiden niet tot een technologie die energie kan opslaan behalve in batterijen, " zei Fernández. Dat is te duur.
Een efficiënter opslagsysteem is te zien in de TES-faciliteit van Solúcar (voor thermische energieopslag), die geconcentreerde zonne-energie gebruikt om enorme containers met gesmolten zouten, voornamelijk natrium- en kaliumnitraat, tot ongeveer 570 graden te verwarmen. De zouten houden warmte maximaal zes uur vast, wat betekent dat het kan worden afgegeven nadat de zon ondergaat. Deze opslagmethode kan de moeilijkste uitdaging van zonne-energie, althans gedeeltelijk, oplossen: 's nachts stroom leveren.
De sterk groeiende zonne-energie in Spanje is afhankelijk van forse overheidssteun. (CSP-fabrieken kosten bijvoorbeeld ongeveer twee keer zoveel om te bouwen en te exploiteren als conventionele kolencentrales.) De subsidie van de Spaanse overheid aan leveranciers van zonne-energie - een van 's werelds meest genereuze - loopt op tot meer dan € 1, 5 miljard, of bijna $ 1, 9 miljard, per jaar.
In de Verenigde Staten bieden federale en nationale overheden kleinere financiële prikkels aan particulieren, zonne-energiebedrijven en nutsbedrijven. Parabolische troginstallaties in Californië en Nevada genereren al meer dan 370 megawatt en Abengoa plant een 282 megawatt-fabriek met vergelijkbare technologie in de buurt van Phoenix, zei Reese Tisdale, directeur zonne-onderzoek voor Emerging Energy Research in Cambridge, Massachusetts. Nieuwe parabolische trog-, fotovoltaïsche en CSP-fabrieken worden voorgesteld in Californië, Nevada, New Mexico, Colorado, North Carolina en Florida.
Een enorm zonnepark, met behulp van torens en heliostaten en belooft 392 megawatt vermogen te genereren, is gepland voor bouw in, ja, de Mojave-woestijn in Zuid-Californië, als het staats- en federale milieu-beoordelingen doorstaat.
"Als je optimistisch wilt zijn, " zei Tisdale, "kunnen er in 2025 maar liefst acht gigawatt worden geleverd door zonne-energiecentrales [in de Verenigde Staten]". Dat zou voldoende zijn om een Amerikaanse stad van zes miljoen (Amerikanen) van stroom te voorzien. verbruik meer elektriciteit dan Spanjaarden) en bespaar 37.260 vaten olie of 11.000 ton steenkool per dag.
Richard Covington schrijft vanuit zijn huis in de buurt van Parijs.
Boven op de zonnetorens kookt geconcentreerd zonlicht, verspreid door damp en stof, water om stoomturbines aan te drijven. (Denis Doyle / Getty Images) 
De hectares heliostatica of spiegels van de Solúcar-faciliteit richten de zonnestralen om temperaturen van 570 graden te creëren, waarbij energie wordt gegenereerd maar geen schadelijke uitstoot. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis) 
Een afzonderlijke energiecentrale gebruikt trogvormige spiegels om de zonnestralen op te vangen en een synthetische olie te verwarmen om stoom te creëren. (Markel Redondo / Bloomberg / Getty Images) 
De zonnetorenfabriek in Sevilla, Spanje, is de eerste commerciële zonnetoren ter wereld. Het kan elektriciteit leveren voor maximaal 6000 huizen. (Denis Doyle / Getty Images) 
Op de site van Solúcar wordt het licht gereflecteerd door 1.879 enorme glazen spiegels, elk 33 voet hoog en 40 voet breed. (Chris Sattlberger / Corbis) 
Spanje produceert momenteel maximaal 3, 65 gigawatt stroom uit de zon, de tweede in de wereld na Duitsland. (Michael Melford / National Geographic Society / Corbis)
