Also wenn ich mir den Screenshot anschaue, und dann sehe
daß das nur auf 24FPS läuft muß ich sagen daß Dein Grund-Ansatz
fehlerhaft ist.

Schalte mal alle Shader und Schatten ab, und schau wie schnell das läuft. (Ich denke mal bei über 100 FPS, gegeben
was ich da auf dem Screen an "komplexität" sehe)

Dann versuch mal einen normalen Schatten (ohne Stencil) zu verwenden.
Ein Workaround könnte sogar sein, den Schatten seperat zu ertellen, zB als ein flaches Model mit Transparenz (eine Art Schatten als Model) - oder ein Sprite.

Jedenfalls ist es definitiv möglich alles wesentlich
schneller darzustellen.
100 Kraftwerkmodelle kann dein Rechner problemlos
ohne merklichen Performanceverlust anzeigen, wenn man
diese optimiert benutzt.

Auch sollten 200Polys pro Kraftwerk voll ausreichen.
(gegeben dieser Kamera Perspektive)
Wenn die Sonne sich nicht bewegt, könntest Du den Schatten
in das Modell "einbacken". (also Schon auf die Textur rendern),
und den Bodenschatten extra machen.