Solarenergieprojekt Crescent Dunes

Das Solarenergieprojekt Crescent Dunes ist ein solarthermisches Kraftwerk mit einer installierten Leistung von 110  Megawatt (MW) ^{[ 4 ]} und 1,1 Gigawattstunden Energiespeicherkapazität ^{[ 1 ].} Es befindet sich in der Nähe von Tonopah , etwa 310 km nordwestlich von Las Vegas . ^{[ 5 ] [ 6 ]} Crescent Dunes ist das erste kommerzielle konzentrierte Solarkraftwerk (CSP) mit einem zentralen Receiverturm und fortschrittlicher Flüssigsalz-Energiespeichertechnologie in vollem Maßstab (110 MW). Zuvor wurden in Spanien die experimentellen Kraftwerke Solar Two und Gemasolar mit jeweils 50 MW in Betrieb genommen. Seit 2023 wird es vom neuen Eigentümer Vinci SA betrieben und liefert im Rahmen eines neuen Vertrags mit NV Energy nun ausschließlich nachts Solarenergie, wobei tagsüber gespeicherte thermische Energie genutzt wird. ^{[ 7 ]}

Das Energie-Startup-Unternehmen SolarReserve (gegründet durch Seed-Finanzierung), die US Renewables Group und United Technologies waren die ursprünglichen Eigentümer von Tonopah Solar Energy LLC, dem Betreiber des Solarkraftwerks Crescent Dunes. Das Projekt Crescent Dunes wurde anschließend durch staatliche Kreditgarantien in Höhe von 737 Millionen US-Dollar und durch eine Partnerschaft zwischen Tonopah und Cobra Thermosolar Plants, Inc. unterstützt. Die Gesamtkosten des Projekts waren auf unter eine Milliarde US-Dollar veranschlagt. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Das Kraftwerk litt unter mehreren Planungs-, Bau- und technischen Problemen und produzierte seit April 2019 keinen Strom mehr. Daraufhin kündigte der einzige Abnehmer, NV Energy, den Vertrag. Bloomberg berichtete, dass NV Energy die Kündigung des Vertrags erst nach der Übernahme des stillgelegten Kraftwerks durch das US-Energieministerium (DoE) im August 2019 vornehmen durfte. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Nach dem anfänglichen Scheitern des Crescent-Dunes-Projekts hat SolarReserve seine Website offline genommen und den Betrieb vermutlich endgültig eingestellt. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Da der Projektentwickler schwieg, während die Beteiligten rechtliche Schritte einleiteten, blieb der genaue Status des Kraftwerks lange Zeit unklar und Gegenstand von Spekulationen. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

Während des anschließenden Insolvenzverfahrens äußerte Tonopah Solar Energy die Hoffnung, das Kraftwerk Crescent Dunes bis Ende 2020 wieder in Betrieb nehmen zu können. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Laut Gerichtsakten gehört Tonopah SolarReserve , Cobra Energy Investment LLC, einer Tochtergesellschaft des spanischen Baukonzerns ACS Group, und der Banco Santander, SA. ^{[ 19 ]} Am 11. September 2020 genehmigte das Insolvenzgericht die Offenlegungserklärung von Tonopah Solar Energy. Am 3. Dezember 2020 wurde der Sanierungsplan nach Chapter 11 vom Gericht bestätigt. ^{[ 20 ]} Infolge dieser Bestätigung hat Cobra nun die operative Kontrolle über das Kraftwerk. ^{[ 18 ]} Im Juli 2021 nahm das Projekt die Produktion für NV Energy wieder auf. ^{[ 21 ]}

Ende September 2011 erhielt Tonopah Solar Energy eine Kreditgarantie in Höhe von 737 Millionen US-Dollar vom US-Energieministerium (DOE) sowie ^{[ 5 ]} die Genehmigung, auf öffentlichem Grund zu bauen. ^{[ 22 ]} Die Kapitalstruktur umfasste 170 Millionen US-Dollar an EB-5- Investitionen über den SolarReserve/ACS-Cobra-Partner CMB Regional Centers. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 16 ]} Gemäß einem Stromabnahmevertrag zwischen SolarReserve und NV Energy wäre der gesamte im Projekt Crescent Dunes in den nächsten 25 Jahren erzeugte Strom für 0,135 US-Dollar pro Kilowattstunde an NV Energy verkauft worden . ^{[ 9 ]}

Der Spatenstich für das Projekt erfolgte im September 2011. ^{[ 25 ]} Die Bauarbeiten wurden Ende 2013 abgeschlossen, gefolgt von mehrmonatigen Tests der Anlagensysteme. Nach Fertigstellung der Bauarbeiten trat das Projekt im Februar 2014 in die Inbetriebnahmephase ein. ^{[ 26 ]} Die Anlage nahm im September 2015 den Betrieb auf, ^{[ 27 ]} musste jedoch im Oktober 2016 aufgrund eines Lecks in einem Flüssigsalztank vorübergehend abgeschaltet werden. Die Betreiber wiesen den Generalunternehmer (EPC) auf Mängel im Fundament des Flüssigsalztanks (und weitere Probleme) hin und reichten im März 2012 während eines Fortschrittstreffens mit dem Energieministerium (DOE) und dessen Ingenieur formelle Stellungnahmen ein (der Kreditgeber erhob keine Einwände). Die Anlage wurde im Juli 2017 wieder in Betrieb genommen. ^{[ 28 ]}

Nachdem das Kraftwerk im April 2019 seinen Betrieb eingestellt hatte, kündigte NV Energy – der einzige Abnehmer des Projekts – den Vertrag im Oktober 2019 mit der Begründung, das Projekt habe „nicht produziert“. SolarReserve behauptete daraufhin , das Energieministerium habe Tonopah Solar Energy übernommen ^{[ 11 ],} und brachte die Möglichkeit einer Insolvenz des Projekts ins Spiel , die später auch eintrat. ^{[ 29 ] [ 30 ]} SolarReserve reichte außerdem Klage ein und behauptete, das Energieministerium beabsichtige, zwei neue Mitglieder in den Verwaltungsrat von Tonopah Solar Energy zu berufen, wodurch der Eindruck entstehe, das Energieministerium habe die vollständige Kontrolle über die Tonopah-Direktoren, die den gesamten Verwaltungsrat bilden. ^{[ 11 ]} In der Folge schaltete SolarReserve seine Website ab und stellte den Betrieb vermutlich endgültig ein. ^{[ 13 ]}

Tonopah Solar Energy meldete am 30. Juli 2020 Insolvenz an. ^{[ 19 ]} Vorbehaltlich der Genehmigung durch das Insolvenzgericht wurde Ende Juli 2020 eine Einigung mit den verbleibenden Schuldnern – Tonopah Solar Energy LLC und ACS Cobra – über 200 Millionen US-Dollar zur Rückzahlung von Steuergeldern bekannt gegeben. ^{[ 31 ]} Dieser Betrag entspricht weniger als der Hälfte der ausstehenden öffentlichen Schulden in Höhe von 425 Millionen US-Dollar. ^{[ 32 ]} Im Rahmen der Einigung und abhängig von den anschließenden Reparaturen, der Wiederinbetriebnahme des Kraftwerks und der Gewinnung neuer Langzeitkunden haftet ACS Cobra für weitere 100 Millionen US-Dollar an ansonsten ausgesetzten Schulden. ^{[ 33 ]}

Am 21. Januar 2026 meldete Tonopah Solar Energy zum zweiten Mal Insolvenz nach Chapter 11 an , um seine Vermögenswerte, darunter das Solarenergieprojekt Crescent Dunes, zu verkaufen. Das Unternehmen gab an, Crescent Dunes Finance, Inc. noch immer fast 173 Millionen US-Dollar an unbezahlten Schulden zu schulden. ^{[ 34 ]}

Der Generalunternehmer für das Projekt war ACS Cobra . Er übernahm die technische Planung, beschaffte die benötigten Anlagen und Materialien und errichtete und lieferte die Anlage an Tonopah Solar Energy. Das Projekt umfasst 10.347 Heliostaten , die die thermische Energie der Sonne sammeln und bündeln, um flüssiges Salz zu erhitzen, das durch einen etwa 200 Meter hohen Solarturm fließt ^{[ 13 ]} . Jeder Heliostat besteht aus 35 Spiegelflächen mit einer Größe von jeweils 1,8 Metern (6 × 6 Fuß), wodurch sich eine nutzbare Gesamtfläche von 115,7 m² (1.245 Quadratfuß) ergibt ^. Die Gesamtfläche des Solarfelds beträgt 1.196.778 m² (12.882.015 Quadratfuß ⁾ . Das flüssige Salz zirkuliert vom Turm zu einem Speichertank, wo es zur Dampferzeugung und Stromerzeugung genutzt wird.

Überschüssige Wärmeenergie wird im geschmolzenen Salz gespeichert und kann bis zu zehn Stunden lang zur Stromerzeugung genutzt werden, auch abends und wenn kein direktes Sonnenlicht vorhanden ist. ^{[ 5 ]} Durch diese Speichertechnologie entfällt die Notwendigkeit fossiler Brennstoffe wie Erdgas als Reserve. Das Schmelzen von etwa 32 Millionen Kilogramm Salz dauerte zwei Monate. Einmal geschmolzen, bleibt das Salz während der gesamten Betriebsdauer des Kraftwerks flüssig und wird zur Wiedererhitzung durch den Receiver geleitet. ^{[ 35 ]}

Crescent Dunes war das erste große (110 MW) Turm-CSP-Kraftwerk mit Wärmespeicher. Während die Speichertanks von Parabolrinnen-CSP-Kraftwerken bei 400 °C betrieben werden, erreichte der Speichertank von Crescent Dunes fast 600 °C, während die Basistemperatur (Kalttemperatur) bei 280 °C gehalten wurde. Größere Temperaturdifferenzen führen zu einer stärkeren Ausdehnung des Tankbodens und damit zu höheren Druckkräften um die Bodenplatte herum. Bei sehr großen Durchmessern, wie sie der große Tank von Crescent Dunes aufweist, erhöhte dies die Wahrscheinlichkeit eines Versagens unter zyklischer Belastung. ^{[ 36 ]}

Crescent Dunes nahm im September 2015 den Betrieb auf ^{[ 27 ]} , musste jedoch im Oktober 2016 aufgrund eines Lecks in einem Flüssigsalztank den Betrieb einstellen. Im Juli 2017 wurde der Betrieb wieder aufgenommen ^{[ 28 ].} Obwohl die durchschnittliche monatliche Produktion voraussichtlich 40.000 MWh übersteigen sollte , wurde dieser Wert bis Mai 2019 nie erreicht und lag in neun Monaten lediglich über der Hälfte davon ^{[ 37 ] .}

Die Inbetriebnahme eines neuen Wärmekraftwerks kann bis zu vier Jahre dauern, vom ersten Netzanschluss bis zur vollen Produktionskapazität. Beispielsweise zeigen die Produktionsdaten von Edwardsport , dass die Leistung im ersten vollen Jahr – das erste Jahr wurde übersprungen – bei 40 % liegt, im zweiten bei 57 %. Im darauffolgenden Jahr wurde die Produktion im Oktober aufgrund eines Problems unterbrochen, erreichte aber im vierten und im folgenden Jahr 73 %. ^{[ 39 ]} Bei Crescent Dunes wurde ein ähnlicher Verlauf erwartet, doch der Ausfall der Speichertanks im Jahr 2016 führte zu einem Stillstand der Inbetriebnahme. ^{[ 40 ]} Infolgedessen verzögerte sich das erste volle Produktionsjahr bis 2018 und begann mit einer Leistung von 40 % (200 von 500).

Die ersten drei Monate des Jahres 2019 (Januar, Februar und März) zeigten eine positive Entwicklung und übertrafen alle bisherigen Monatswerte. Im April wurde das Kraftwerk jedoch stillgelegt, da der einzige Abnehmer des Projekts, NV Energy, den Stromabnahmevertrag (Power Purchase Agreement, PPA) wegen Nichterfüllung der vertraglich vereinbarten Stromproduktion kündigte. Die erzeugte Energie kostete NV Energy zudem rund 135 US-Dollar pro Megawattstunde (MWh), verglichen mit weniger als 30 US-Dollar pro MWh, die von einem neuen Photovoltaik-Solarpark in Nevada erzielt werden konnten. ^{[ 41 ] [ 16 ]} Allerdings ist die Leistung des Solarkraftwerks Tonopah bedarfsgerecht abrufbar , während die Photovoltaik-Leistung intermittierend ist . Vergleiche der Stromgestehungskosten müssen die Kapazitätsvergütungen für die zur Verfügung stehende Erzeugungskapazität zur Deckung von Spitzenlastzeiten berücksichtigen. Dadurch können die stündlichen Großhandelspreise für Strom um bis zu vier Größenordnungen variieren. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

Im Juli 2021 wurde die Produktion des Projekts wieder aufgenommen. ^{[ 21 ]}

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  Januar 2012 – Der im Bau befindliche Solarturm, gesehen aus einem Verkehrsflugzeug. Die namensgebenden Crescent Dunes befinden sich unten rechts.
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  Dezember 2014 – Fertiggestellte Baustelle aus der Perspektive eines Verkehrsflugzeugs.
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  August 2024 – Solarenergieprojekt Crescent Dunes aus der Perspektive eines Verkehrsflugzeugs

• Liste der solarthermischen Kraftwerke
• Erneuerbare Energien in den Vereinigten Staaten
• Solare Wärmeenergie

• „Solarenergieprojekt Crescent Dunes“ . SolarReserve, LLC. Archiviert vom Original am 14. August 2017. Abgerufen am 28. April 2015 .
• „Solarenergieprojekt Crescent Dunes“ . Projekte zur konzentrierten Solarenergie . Nationales Labor für erneuerbare Energien (NREL), US-Energieministerium (DOE). 20. Januar 2011. Abgerufen am 29. September 2011 .
• „SolarReserve, LLC (Crescent Dunes)“ . Projekte . LPO, DOE . Abgerufen am 16. September 2014 .
• „Kredite im Rahmen des American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) – Zusammenfassung der Förderzusage: Tonopah Solar Energy, LLC“ . Recovery.gov. 21. September 2011. Archiviert vom Original am 14. Juli 2014. Abgerufen am 2. Juli 2014 .