Pater Verspieren predigt Solarenergie

Im 20. Jahrhundert gab es keine so verheerenden Dürren und Hungersnöte wie jene in den Siebzigerjahren des 19. Jahrhunderts in den Staaten direkt südlich der Sahara. Menschen und Vieh starben wie Fliegen. Die wenig bekannten Staaten Tschad, Mali, Mauretanien, Niger und Senegal erhielten weltweite Beachtung, als die Menschen von ihrem Elend erfuhren.

Einem Europäer, Pater Bernard Verspieren, gelang es nicht, nach der Lektüre der Tragödie lediglich betroffen den Kopf zu schütteln und sich wieder dem Alltag zuzuwenden. Der katholische Priester leitete damals eine Mission im ländlichen Mali. Täglich kamen Frauen auf der vergeblichen Suche nach Wasser mit leeren Behältern, die sie Dutzende Kilometer auf dem Kopf balanciert hatten, an seiner Kirche vorbei. Vor seinen Augen verwandelten sich kräftige Menschen und Vieh in Skelette. Die Menschen seiner Gemeinde flohen, um zu überleben und ließen leere Dörfer zurück. „Ich fühlte mich beim Sprechen meines Breviers zunehmend beunruhigt“, gestand der Priester, während Nachbarn und ganze Nachbarschaften vor seinen Augen langsam zugrunde gingen.

Verspieren erhielt die Möglichkeit zu helfen, als die malischen Behörden ihn baten, ein privates Unternehmen zu gründen und Brunnen in der San-Region, in der er lebte, zu bohren. Man hatte erkannt, dass das Überleben des Landes vom Grundwasser abhing. Verspieren hatte die Regierenden des afrikanischen Staates mit dem erfolgreichen Aufbau und dem Betrieb zweier landwirtschaftlicher Schulen beeindruckt. Sie sahen in ihm einen Macher.

Verspieren gründete die Nichtregierungsorganisation „Mali Aqua Viva“, Lebenswasser für Mali, um die tief unter dem trockenen Sand verlaufenden großen Flüsse anzuzapfen. Die Regierung übernahm 80 Prozent der Finanzierung von Mali Aqua Viva, Pater Verspieren sollte für den Rest aufkommen. Obwohl sein Orden, die „Weißen Väter von Afrika“, das Gelübde der Armut verlangt, ist es den Mitgliedern gestattet, ihr Geld für eigene Projekte auszugeben. Glücklicherweise stammte Verspieren aus einer sehr wohlhabenden Familie, und so stattete er Mali Aqua Viva großzügig aus. Zudem griff er für zusätzliche Finanzierung auf seine weitreichenden europäischen Kontakte zurück.

Als Folge der Bemühungen von Pater Verspieren kamen 1975 zwei Bohrteams nach Mali. In den darauffolgenden fünf Jahren wurden 620 Brunnen gebohrt, von denen nur 120 kein Wasser führten. Von Anfang an jedoch mangelte es an einer verlässlichen Stromversorgung zum Betrieb der Pumpen. Zudem gab es in den Dörfern, wo sich die meisten Brunnen befanden, keine Anbindung ans Stromversorgungsnetz. Und selbst wenn es eine Anbindung gab, dann war diese notorisch unzuverlässig. In der Hauptstadt Bamako etwa kam es ständig zu Stromausfällen.

Mit Diesel oder Muskelkraft

Auch Dieselgeneratoren waren keine gute Lösung. Das Krankenhaus in San hatte einen angeschafft, der wie viele Dieselmotoren in Afrika entweder regelmäßig defekt war oder keinen Kraftstoff mehr hatte. Folglich gab es im Krankenhaus weder Strom noch fließendes Wasser. Kraftstoff gab es nur sporadisch, wenig Wartungspersonal und kaum Ersatzteile. So wurde San wie die meisten Teile Afrikas zu einem „Motorfriedhof“, wie Pater Verspieren es trocken ausdrückte.

Verzweifelt musste Pater Verspieren aufgrund fehlender Alternativen auf menschliche Kraft zurückgreifen. Die Bedienung der Hand- und Fußpumpen bedeutete zwölf Stunden harte Arbeit Tag für Tag – mit dürftigen Ergebnissen: Das Wasser kam nur tröpfchenweise. Die manuellen Pumpen boten einem 1.000-köpfigen Dorf kaum ausreichend Trinkwasser. Zum Bewässern der Felder und für das Vieh gab es gar kein Wasser. Verschärfend kam hinzu, dass die Pumpen häufig versagten. „Praktisch gibt es keine Hand- oder Fußpumpen, die über einen längeren Zeitraum funktionieren“, beschwerte sich Verspieren, nachdem er einige Jahre mit den Pumpen gearbeitet hatte. „Der Wartungsaufwand ist im Verhältnis zur geförderten Wassermenge sehr hoch. Ich habe zwei Wartungsteams, die unentwegt in dem Gebiet, wo wir die Pumpen betreiben, hin und her fahren müssen, um den Betrieb aufrecht zu erhalten.“

Trotz der vielen Probleme schworen internationale Entwicklungshilfe-„Experten“ in Europa und Amerika geradezu auf die manuellen Pumpen und betrachteten sie als die Lösung, um dem Wasserbedarf in Afrika zu begegnen. Verspieren erschien es verrückt, so viel Aufwand für so wenig Wasser zu betreiben. Er nannte die Anhänger dieser Methode abfällig Neokolonialisten, die tatsächlich die Meinung vertraten, dass „der gesamte Kontinent auf eine Katastrophe zusteuere, würden die Afrikaner nicht mehr arbeiten.“ In Anbetracht der großen unterirdischen Wassermengen und des üppigen Sonnenlichts stellten sich viele in Mali und dem Rest von West-Afrika – wie auch ein Ingenieur der Vereinten Nationen – eine Frage: „Warum sollte man zum Betrieb der Wasserpumpen nicht Solarenergie einsetzen, um Tausende von Menschen sowie das Vieh vor dem Dürretod zu bewahren?“ In den späten 1960er und frühen 1970er Jahren hatten sich Ingenieure bereits mit dem Thema Sonnenenergie zum Betrieb der Pumpen auseinandergesetzt, entschieden sich jedoch einstimmig gegen die Photovoltaik. „Auf den ersten Blick ist die Photovoltaik sehr reizvoll“, schrieb P. Masson, ein französischer Ingenieur, der in West-Afrika arbeitete. In Anbetracht der Kosten jedoch kam er zu dem Schluss, dass „die direkte Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie in naher Zukunft ausschließlich für die Raumfahrt in Frage kommt.“ So war mit ihm so gut wie jeder in der Branche für erneuerbare Energien der vorherrschenden Meinung, dass für die Afrikaner solarthermische Stromgeneratoren mit beweglichen Teilen wohl die praktischere Lösung darstellten.“

Die internationalen Hilfsorganisationen und die französische Regierung folg ten dem Rat der Experten und entschieden sich für Solarthermie-Pumpen, für deren Errichtung sie Hunderte Millionen Franc ausgaben. Die Pumpen liefen mit einer Flüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt, die durch glasbedeckte Kollektoren strömte. Die Kollektoren sammelten so viel Wärme, dass die Flüssigkeit verdampfte. Der Dampf trieb dann einen Motor an, der die Pumpe aktivierte.

Solarthermie keine Lösung

Auf seiner stetigen Suche nach einer Lösung, wie er den Betrieb der Pumpen optimieren könnte, besichtigte Verspieren eine dieser Solarthermie-Pumpen vor Ort in Mali. Ihm war sofort klar, dass der Einsatz der Pumpen in Afrika nicht funktionieren würde. Für jede Solarthermie-Pumpe musste ein Ingenieur 24 Stunden am Tag vor Ort verfügbar sein, um Wartungen und Reparaturen durchzuführen. In Afrika gab es keine entsprechenden Fachkräfte. In Verspierens Augen war die „neue“ Solarpumpe wie eine Dieselpumpe, da sie einen Motor hatte. „Man steht wieder vor dem alten Problem mit Motoren und Turbinen“, bemerkte er. Außerdem war die Umwand lung der Solarenergie äußerst ineffizient. Es war eine riesige Anzahl von Sonnenkollektoren mit einem Gewicht von mehreren Tonnen erforderlich, die eine Fläche von fast 1.000 Quadratmetern füllten. Verspieren fragte sich, wie dermaßen sperrige Objekte in die Dörfer geschafft werden sollten, wo die Straßen bestenfalls in einem fragwürdigen Zustand waren. Und was würde passieren, wenn der Brunnen versiegte? Man solle sich einmal den Versuch vorstellen, das Monstrum ab- und woanders wieder aufzubauen!

Mit den Worten eines anderen Kritikers hatten die Afrikaner „eine extrem unhandliche und materialintensive Technologie mit hohen Kosten und bedenklicher Zuverlässigkeit in abgelegenen Gebieten.“ Terry Hart, der ehemalige führende technische Berater des nationalen malischen Solarlabors, nannte Solarthermie-Pumpen „ein klassisches Beispiel für europäische Labortechnik, die schlichtweg nicht an Feldbedingungen angepasst ist.” Verspieren wollte nichts mit den Pumpen zu tun haben. Eine weise Entscheidung, da keine über einen längeren Zeitraum funktionierte.

Trotz der mit den Solarthermie-Pumpen einhergehenden Unzulänglichkeiten wurden sie die 1970er hindurch von Vertretern erneuerbarer Energien als die Hoffnung für Entwicklungsländer gehandelt. Ein paar Abweichler jedoch teilten Verspierens Geringschätzung. Unter den Andersdenkenden war Dominique Campana, die Mitte der 1970er ihr technisches Hochschulstudium in Frankreich abschloss. Im Rahmen ihrer Doktorarbeit trug sie zur Entwicklung der weltweit ersten mit Photovoltaik betriebenen Wasserpumpe bei.

Während ihres Studiums hatte Campana ein starkes Bewusstsein für die Umwelt entwickelt. „Es war in den 1970ern“, erklärte sie. „Junge Menschen wie ich waren an allem interessiert, was natürlich war, die Natur schützte und auf natürliche Energiequellen setzte.“

Um herauszufinden, ob es berufliche Möglichkeiten gab, die mit ihrer ökologischen Philosophie im Einklang waren, nahm sie an so vielen Konferenzen zum Thema erneuerbare Energien wie möglich teil. Es war ein Glücksfall, dass die UNESCO ihren Solar Summit 1973 in Paris abhielt, zu dem führende Branchenexperten zusammenkamen, um die solare Zukunft der Welt zu erörtern. Sie nahm selbstverständlich teil und begann ernsthaft über eine Karriere in der Solarenergie nachzudenken. Durch ihr Interesse für die Umwelt beschäftigte sie sich auch mit der Problemstellung einer ausreichenden Wasserversorgung besonders in abgelegenen Gebieten. Wasser und Solarenergie, bemerkte sie, hätten eine besondere ironische Gemeinsamkeit. Sie werden als Gaben Gottes betrachtet, und dennoch müssen oft ausgeklügelte und teure Vorrichtungen ersonnen werden, sie nutz- und verfügbar zu machen.

Impuls von „Mr. Solar“

In der Vorlesung von Wolfgang Palz und informellen Gesprächen mit ihm im Anschluss daran erfuhr Campana, wie Solarenergie optimal zur Lösung von zukünftiger Wasserknappheit eingesetzt werden kann. In Frankreich war Palz aufgrund seines umfassenden Wissens und seines starken Engagements für Solarenergie im Allgemeinen und insbesondere für die Photovoltaik als „Mr. Solar“ bekannt. Palz hatte sich von Anfang an gegen Solarthermie-Pumpen gewandt. „Die Technik war aufgrund der physikalischen Gegebenheiten die falsche“, vertrat er unerschütterlich. „Der Wirkungsgrad von solch einem Ding ist schlecht, weit unter einem Prozent.“

Seine Argumentation und seine charismatische Darbietung erwärmten Campana für die Photovoltaik. Sie stellte sich der Herausforderung, eine Technologie, die bisher auf den Weltraum beschränkt war, für eines der bescheidensten Anliegen der Welt anzuwenden: für die Bereitstellung von Wasser. Sie war überzeugt, dass photovoltaische Pumpen große Vorteile gegenüber Solarthermie-Pumpen haben würden: „totale Autonomie; einfacher Aufbau; höherer Wirkungsgrad und geringere Kollektorenfläche; weniger Gewicht und leichterer Transport.“

Campana wurde unterstützt von Pompes Guinard, dem führenden französischen Pumpenhersteller, und Jean Alain Roger, einem Professor an der Universität Lyons. Philips stiftete die photovoltaischen Module. Ingenieure von Guinard bauten einen Prototyp mit Solarmodulen für den Einsatz in einer schwierigen Umgebung. Der von den Zellen erzeugte Gleichstrom trieb die Pumpe an. Der Wirkungsgrad der Pumpe wurde erhöht, wodurch sich die Anzahl der benötigten Module verringerte und die Kosten sanken. Um den Wartungsbedarf zu minimieren, wurden die Komponenten noch robuster gemacht. Sowohl Guinard als auch Philips sahen ihre Arbeit als Möglichkeit, einen zukünftigen Markt für ihre Produkte aufzubauen.

Man entschied, die Pumpe in den Bergen von Korsika, wo Dominique Campana aufgewachsen war, zu installieren. So konnte sie das System überwachen und notwendige Anpassungen vornehmen. Zudem kam in Europa das zerklüftete und isolierte Gelände auf Korsika den in Afrika vorherrschenden Bedingungen am nächsten, wo sie sich eines Tages des Einsatz der Pumpen erhoffte. Ein ehemaliger Pariser, der mit Computern Karriere gemacht und sich dann für den Ausstieg und das Schafehüten in den Bergen Korsikas entschieden hatte, stellte sein Land für die Installation zur Verfügung. Er benötigte Wasser für seine Schafe. Die Pumpe lief tadellos, schrieb Campana, und stellte Wasser für „300 Mutterschafe und einen landwirtschaftlichen Betrieb zur Verfügung.“ Zudem bemerkte sie, dass ihre Pionierarbeit viel mehr versprach als die Installation auf Korsika: „In den abgelegenen und trockenen Gebieten, wo Wasserprobleme ein zentrales Thema darstellen, bieten sich solchen Systemen interessante Anwendungsmöglichkeiten.“

Revolutionäre Pumpe

Die revolutionäre Pumpe machte in der globalen Solarbranche von sich reden. Wer ernsthaftes Interesse an solarer Pumptechnik hatte, erklomm die korsischen Berge und besichtigte den Prototyp im Einsatz, auch wenn das bergige Gelände und dessen Abgeschiedenheit die Anreise beschwerlich machten. Pater Verspieren war unter den Pilgern und nahm die Strapazen gerne auf sich. Alles an der Pumpe beeindruckte ihn. „Stromerzeugung ohne bewegliche Teile, ohne Kraftstoff, ohne Kraftwerk und ohne [die Notwendigkeit einer ständigen Beaufsichtigung durch] einen Techniker zu sehen, war sehr überzeugend. Für mich war es Liebe auf den ersten Blick.“

Auch die Leistung der Pumpe begeisterte Verspieren. Bei suboptimalen Bedingungen und demselben Breitengrad wie Chicago förderte die Pumpe doppelt so viel Wasser aus einem viel tieferen Brunnen als jede seiner manuellen Pumpen. Im Gegensatz dazu liegt Mali, wo Verspieren arbeitet, weniger als 15 Grad vom Äquator entfernt. Eine photovoltaische Pumpe unter der Sonne von Mali würde das Land wiederbeleben, glaubte Verspieren. Das veranlasste ihn, die Entwicklung der photovoltaischen Pumpe als Wunder zu deklarieren.

Verspieren kehrte äußerst inspiriert nach Mali zurück, „von der Zelle hypnotisiert“. Der tägliche Betrieb des manuellen Pumpnetzes von Mali Aqua Viva hielt ihn jedoch so beschäftigt, dass er seine Erleuchtung von der Schaffarm auf Korsika nicht sofort umsetzen konnte. Zunächst war er der Überzeugung, dass seine volle Aufmerksamkeit für das derzeitige Pumpsystem wenigstens seine Diözese am Leben halten werde. Das meinte er zumindest, bis sein Glaube eines Nachmittags durch den Tod zweier malischer Frauen erschüttert wurde. Auf dem Weg zum Markt hatten sie gehofft, Trinkwasser an einer der von Mali Aqua Viva betriebenen Handpumpen am Wegesrand zu bekommen, um es bis zum Ziel zu schaffen. Sie wussten nicht, dass die Pumpe nicht mehr in Betrieb war. Aufgrund des Ausfalls verdursteten die beiden Frauen auf der Strecke.

Ihr Tod veranlasste Verspieren, das Notwendige zu tun. Wenn man sich weiterhin auf manuelle Pumpen verließe, würde es noch mehr Todesfälle zu beklagen geben. Der Durst seiner Gemeinde brachte ihn zurück nach Europa, dieses Mal jedoch um zu bitten, betteln, appellieren und überreden – was immer nötig war, um Gelder für die Finanzierung von Photovoltaikpumpen für Mali aufzutreiben. Europa schenkte dem Solar-Priester Gehör. Er berührte die Herzen und die Brieftaschen. Ein amerikanischer Solaringenieur berichtete: „Verspieren packte jeden, der ihm über den Weg lief, beim Arm, um nach Geld zu fragen.“ Die Menschen in seiner Gemeinde brauchten Wasser und Pater Verspieren glaubte mit Herz und Verstand, dass nur die Sonne, die für die Dürre verantwortlich war, diese auch wieder beenden könnte.

Moderne Zauberei

Der umherstreifende Bettler, wie Verspieren sich selbst in Anlehnung an die Bettelmönche des Mittelalters nannte, die in den Straßen Almosen für ihre Klöster sammelten, erhielt die Unterstützung mehrerer internationaler Wohltätigkeitsorganisationen. Mit dem Geld kaufte er erste Module von der Solar Power Corporation und eine Pumpe von Pompes Guinard. Er wählte für die Installation der ersten Wasserpumpe ein Dorf namens Nabasso in der Nähe der Niederlassung von Mali Aqua Viva in San, weil die Bewohner die Initiative ergriffen hatten, „die Dinge selbst in die Hand zu nehmen, wie etwa den Bau einer Schule und einer Apotheke.“

Früh an einem heißen Morgen, nachdem die Techniker die letzten Rohre und Kabel verbunden hatten, waren die Bewohner von Nabasso verblüfft. Sie konnten hören, wie Wasser das Brunnenrohr hinaufschoss, ganz ohne das Geräusch eines Generators. Auch war überhaupt kein bisschen Rauch auszumachen. Das Wasser füllte den Wasserspeicher, der schon zu lange leer gewesen war. Die verblüffte Menge hatte einen weiteren trockenen und trostlosen Tag unter der glühend heißen Sonne erwartet. Wer hielte es für möglich, dass bei steigender Sonneneinstrahlung noch mehr Wasser fließen würde? Für die Dorfbewohner war es „wie Zauberei“, wie Guy Oliver, ein französischer Solartechniker, der damals für Mali Aqua Viva arbeitete, sagte. „Zunächst war es nicht möglich, der Menge klarzumachen, dass die Pumpe von der Sonne angetrieben wurde. Als es jedoch Nacht wurde und die Pumpe anhielt, wurde es den Dorfbewohnern klar.“

Die Menschen in Nabasso spürten, dass in ihrem Dorf Geschichte geschrieben wurde. Pater Verspieren erklärte die Bedeutung der neuen Technologie bei seiner Solar-Predigt zur offiziellen Einweihung der Pumpe: „Welche Freude, welche Hoffnung haben wir, wenn wir sehen, wie die Sonne, die einst unsere Wasservorräte austrocknete, diese jetzt wieder mit Wasser auffüllt! Überall auf der Welt stand man vor dem Problem, zuverlässige Methoden zu finden, um Wasser aus Brunnen zu fördern. Jetzt seht ihr die Lösung mit eigenen Augen. Solarstrom ist die Lösung! Solarstrom ist eure Erlösung. Diese außergewöhnliche Entdeckung ist kein Traum mehr: Ihr habt sie gesehen, berührt, gehört – nicht bloß in einem Labor, sondern vor der eigenen Haustür!“

Seit diesem bedeutsamen Morgen hat sich das Dorf verändert. Nicht gefürchtet, sondern vielmehr gefeiert wird die Sonne, wenn sie täglich aufsteigt. Verspieren bemerkte: „Am Morgen kommen alle Frauen zum Wäschewaschen. Auf großen Flächen hängt Wäsche zum Trocknen. Die Frauen kommen für ihre Toilette hierher, bereiten das Essen hier zu. Alles machen sie hier. Um an Wasser zu gelangen, müssen die Kühe keine meilenweiten Strecken mehr zurücklegen und sind bei guter Gesundheit. Der Dung, der zuvor verloren ging, kann nun in der örtlichen Landwirtschaft eingesetzt werden. Und die Kinder, die ehemals Kieselsteine in den Wasserspeicher warfen, um herauszufinden, ob noch Wasser vorhanden ist, kommen nun, um ihre Mini-Einbaum-Kanus dort fahren zu lassen.“

johnperlin@physics.ucsb.edu

Im nächsten Kapitel elektrisiert die Photovoltaik die Menschen in anderen Entwicklungsländern.