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Ist die Errichtung großer Windparks in Süddeutschland unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit sinnvoll ?

Von Joachim Grawe
(
Joachim.Grawe@energie-fakten.de)Grawe

  1. Windkraftanlagen – und damit auch die Zusammenfassung mehrerer Windkraftanlagen in einem Windpark – sind wie alle Energietechniken heute anhand ihres Beitrags zur "nachhaltigen Energieversorgung" zu bewerten. Eine Windkraftanlagen (bzw. ein Windpark) ist dann nachhaltig, wenn sie bei den vier Zielen einer "nachhaltigen Energieversorgung"
     
    • Versorgungssicherheit
    • Wirtschaftlichkeit
    • Ressourcenschonung
    • Gesundheits-, Umwelt- und Klimaschutz


    im Verhältnis zu anderen für den gleichen Versorgungszweck eingesetzten Energietechniken gut abschneidet.

  2. Hinsichtlich der Versorgungssicherheit sind Windkraftanlagen grundsätzlich positiv zu bewerten (siehe aber zur Verfügbarkeit unten Ziffer 5 a). Insbesondere besteht insoweit keine Importabhängigkeit.
  3. Das Gleiche gilt für die Anforderung "Ressourcenschonung". Der Materialaufwand (ohnehin nur nicht-energetische Rohstoffe für den Bau der Windkraftanlagen) je Kilowattstunde (kWh) Strom ist vergleichsweise gering.
  4. Problematischer sieht es mit dem Umwelt- und Gesundheitsschutz aus. Windkraftanlagen erzeugen Lärm. Dem kann allerdings durch ausreichenden Abstand zu Wohngebieten Rechnung getragen werden.

    Ferner beeinträchtigen Windkraftanlagen die Landschaft. Das trifft vor allem in Süddeutschland zu. Inwieweit diese Beeinträchtigung tragbar ist, muß vor Ort entschieden werden.

    Schließlich kann an Sonnentagen beim Durchgang der Rotoren durch die Direktstrahlung der sog. Disco-Effekt (kurze "Lichtblitze") erzielt werden. Er ist für das Auge sehr unangenehm und stellt zumindest eine Belästigung, u. U. aber sogar eine Beeinträchtigung der Gesundheit, dar.

    Für die Windkraftanlagen schlägt zu Buche, daß sie durch Ersetzung von sonst in Steinkohle- oder Erdgas-Kraftwerken erzeugtem Strom in entsprechendem Umfang Emissionen von Kohlendioxid vermeidet (je kWh etwas weniger als 1 kg bei Steinkohle und als 0,5 kg bei Erdgas).
  5. Der große Schwachpunkt der Windkraftanlagen ist ihre mangelnde Wirtschaftlichkeit (trotz beachtlicher Kostensenkungen in den letzten 10 - 15 Jahren). Dazu ist zu bemerken:
    1. Windkraftanlagen haben wegen der Unstetigkeit des Windes eine jährliche Verfügbarkeit von (umgerechnet) 2.500 Volllaststunden an der Küste und 2.000 Volllaststunden im Binnenland, also von im Mittel 25 %. Demgegenüber sind Braunkohle- und Kernkraftwerke während des ganzen Jahres "rund um die Uhr" mit 7.000 - 8.000 Stunden in Betrieb; sie decken die sog. Grundlast. Mit Grundlast-Kraftwerken können Windkraftanlagen nicht verglichen werden. Windkraftanlagen können diese auch nicht ersetzen. Beide Stromerzeugungstechniken haben unterschiedliche Funktionen.
    2. Windkraftanlagen lassen sich aus diesem Grund (Unstetigkeit und weitgehende Unberechenbarkeit der Stromerzeugung, die ja stets im Augenblick der Nachfrage geschehen muß) nur als sog. fuel saver einsetzen. Das heißt: Immer dann, wenn sie produzieren, sparen sie fossile Brennstoffe (Steinkohle, Erdgas). Dagegen können sie – mit geringen Einschränkungen, siehe sogleich – keine Steinkohle- oder Erdgas-Kraftwerke ersetzen (Braunkohle- und Kernkraftwerke ohnehin nicht – siehe oben). Diese müssen vielmehr ständig bereitgehalten werden als sog. back-up. Sie springen ein, wenn eine Windkraftanlagen ganz ausfällt (Flaute, Sturm) oder ihre Leistung absinkt (niedrige Windgeschwindigkeit). Je stärker die Windenergie ausgebaut wird, um so mehr konventionelle Kapazität muß dafür bereitgehalten und erforderlichenfalls neu errichtet (!) werden. Die Steinkohle- oder Erdgaskraftwerke werden dadurch weniger eingesetzt mit der Folge, daß sich ihre Stromerzeugung verteuert.
    3. Windstrom hat einen Wert von 5 - 6 Pfg. je kWh. Denn - wie dargelegt - entfallen durch den Betrieb einer Windkraftanlagen im wesentlichen nur die Kosten des Brennstoffs (Steinkohle, Erdgas), aus dem der Strom ohne die Windkraftanlagen erzeugt worden wäre. Das sind 3,5 - 4,5 Pfg. je kWh. Hinzu kommt ein Zuschlag von rd. 1 Pfg. je kWh. Denn bei einer großen Zahl weit verteilter Windkraftanlagen wird immer ein bestimmter Anteil von ihnen (bis zu 15 %) laufen. Die Windenergie liefert demnach einen sog Leistungsbeitrag von max. 15 % der insgesamt in Windkraftanlagen installierten Leistung (Nominal-Kapazität). Ein entsprechender Anteil an den Kapitalkosten eines neues Steinkohle-Kraftwerks ergibt diese 1 Pfg. je kWh.
    4. Die Stromerzeugungskosten einer großen Windkraftanlagen liegen heute je nach Standort zwischen 10 und 18 Pfg. je kWh. Damit ist Windstrom zwei- bis dreifach zu teuer.
    5. Nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz müssen die Betreiber der Netze, in die der Windstrom eingespeist wird, den Erzeugern mindestens 17,8 Pfg. je kWh zahlen. Damit wird Windstrom in den meisten Fällen zu etwa 50 % subventioniert. Die Subventionen werden von der Gesamtheit der Stromverbraucher aufgebracht und belaufen sich auf jährlich mehrere hundert Millionen DM. Große Windkraftanlagen, die zu mehr als 17,8 Pfg. je kWh produzieren, sollten als nicht nachhaltig nicht errichtet werden. Eigentlich müßte man diesen Wert sogar schon deutlich niedriger ansetzen.
       
  6. Nach dem Vorstehenden sind Windkraftanlagen und damit Windparks differenziert zu betrachten. Sie können durchaus Beiträge zur Erfüllung einiger Ziele einer "nachhaltigen Energieversorgung" leisten. Jedoch ist ein stärkerer Ausbau der Windenergie im Binnenland wegen der im Allgemeinen ungünstigen Windverhältnisse nicht zu empfehlen. Er findet derzeit praktisch nur wegen der hohen Subventionen und der dadurch (einschließlich Steuer-Ersparnissen) vorteilhaften Rendite für die Anleger statt. Sinnvoll erscheint es dagegen, die Möglichkeit von Windparks im küstennahen Meer zu erkunden.

Nachtrag 6. Dezember 2005

Frage eines Lesers: "Da Ihre Daten aber aus dem Jahr 2001 stammen, ergibt sich die Frage, ob diese auch heute noch in ähnlichem Maße zutreffend sind."

Allzu viel hat sich in den letzten vier Jahren nicht verändert.

Nach wie vor gilt: Die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit, deren dreifache Potenz die Leistung einer Windkraftanlage bestimmt, ist in Süddeutschland wegen der Boden-Rauhigkeit und der Besiedlung erst in 1.200 m Höhe so groß wie an der Küste in Höhe von 10 m über dem Meeresspiegel. Die Einzel-Leistung der neu errichteten Windkraftanlagen hat sich auf durchschnittlich mehr als 1.000 Kilowatt erhöht. Die entsprechenden Türme zuzüglich dem halben Rotor-Durchmesser erreichen Höhen von über 100 Metern. Das verstärkt die Widerstände (Akzeptanz-Problem). Es gibt inzwischen Hunderte örtlicher Bürgerinitiativen gegen geplante Windparks, nicht zuletzt in Süddeutschland. Die Windkraftanlagen haben im Binnenland, vor allem in Süddeutschland in der Praxis vielfach nicht die erwarteten 2.000 Volllaststunden erbracht (Der mittlere Wert für alle bundesdeutschen Anlagen betrug 2003 nur unterdurchschnittliche 1.200 Stunden – in früheren Jahren wurden gut 1.600 Stunden erreicht. Ihre Erzeugung schwankt nicht nur quasi von Sekunde zu Sekunde, sondern zusätzlich von Jahr zu Jahr, je nach dem jährlichen Windaufkommen. Sie kann unter oder über dem vieljährigen Mittelwert, dem "Normaljahr", liegen, ist aber auch insoweit nicht vorhersagbar. Die Einspeisevergütungen für Windstrom gelten jeweils für 21 Jahre. Für neue Anlagen sind sie eicht gesunken. Dem steht eine - durch die Leistungserhöhung sowie verbesserte Fertigungsmethoden erzielte - leichte Senkung der Investitionskosten gegenüber. Künftig noch mögliche weitere Kosteneinsparungen könnten durch den Preisauftrieb auf den Rohstoffmärkten kompensiert werden, zumal der Anteil der Materialkosten rd. 70 % der gesamten Herstellungskosten ausmacht. Die neue Bundesregierung hat gerade u. a. die Steuerbegünstigung von Windfonds (Verlust-Abschreibungen bzw. Verrechnungen mit späteren Gewinnen) aufgehoben. Interessante Aussagen, vor allem über die künftige Entwicklung der Windenergie, können der umfassenden Dena-Studie entnommen werden. An deren Erarbeitung waren - unter Federführung der Deutschen Energieagentur (Bundeseinrichtung) - mehrere wissenschaftliche Institute und alle interessierten fachlich betroffenen Verbände beteiligt. Ermittelt wurde u. a., dass alle derzeit rd. 16.000 Windkraftanlagen in Deutschland wegen der Unsteigkeit des Windes zusammen gerade einmal konventionelle Kraftwerke, d. h. Wärmekraftwerke, im Umfang von acht Prozent ihrer Gesamtleistung von zufällig ebenfalls rd. 16.000 Megawatt ersetzen können. - Dieser Anteil sinkt sogar bis 2015 bei Realisierung einer Reihe geplanter Offshore-Windparks bis 2015 auf sechs Prozent, weil alle Anlagen räumlich stark konzentriert sind und deshalb bei Flaute oder Sturm gleichzeitig ausfallen. – Ferner erweist die Studie, dass als Reserve für die Offshore-Windparks 2.400 Megawatt in Kohle- oder Gas-Kraftwerken zusätzlich gebaut werden müssten, die ohne den Wind-Ausbau gar nicht benötigt werden und die wegen des ständigen Lastwechsels überdies nur einen niedrigeren tatsächlichen Wirkungsgrad als sonst mit entsprechend erhöhtem Bennstoffverbrauch und CO2-Emissionen erreichen würden.

Ich füge noch drei Anhänge bei:

  1. Abweichungen der Wind- und Wasserjahre (Wert für 2004 liegt mir noch nicht vor; PDF, 10 kB).
  2. Vergleich Kosten, Einspeisevergütungen und wirtschaftlicher Wert des Windstroms (Prof. U. Wagner, München; PDF, 10 kB)
  3. Entwicklung der Einspeisevergütungen (bis 2015 bei unveränderter Gesetzeslage Anstieg auf mehr als acht Milliarden Euro erwartet! PDF, 10 kB).

Siehe auch:

Diese Antwort entstand auf eine Frage eines Lesers am 25. Juli 2001 und wurde am 6. Dezember 2005 ergänzt.

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