Windkraft in Deutschland – Die Energiewende im Blick

Windkraftanlagen sind das Symbol der Energiewende.

Wir müssen weg von Energiequellen, die endlich sind und hin zu jenen, die unendlich vorhanden sind. Und das bald. Einfacher geschrieben, als getan. Der Weg dorthin ist beschwerlich und teuer. Und geregelt. Zumindest in Deutschland. Denn hier gibt es bereits seit 1990 ein Strom-Einspeisungsgesetz, welches als das erste Ökostrom-Gesetz weltweit gilt. Dieses Gesetz wurde 2000 durch das Erneuerbare-Energie-Gesetz ersetzt. Es regelt unter anderem die Vergütungssätze, die Betreiber von Anlagen für erneuerbare Energie erhalten. Die beträgt beispielsweise für die Gewinnung von Strom aus Windkraftanlagen zwischen 6,19 und 9,10 Cent/kWh. Das Gesetz wurde seither mehrfach novelliert, zuletzt 2016/2017.

1. Windkraft auf dem Festland (Onshore)

Wind gibt es reichlich in Deutschland. Und dementsprechend auch Windkraftanlagen. Früher waren es Windmühlen zum Mahlen von Getreide, heute sind es knapp 30.000 Windanlagen, die zwischen Bodensee und Nordfriesland Strom erzeugen. Betrug die mittlere Nennleistung einer Windkraftanlage 1990 noch 164 kW, liegt sie mittlerweile zwischen 2 und 3 MW. Die Turmhöhe einer Anlage hängt ab vom Rotordurchmesser.

Beträgt der beispielsweise zwischen 112 und 126 m, so liegt die Höhe bei 120 bis 130 m und der Rotor hat dann in der Regel eine Nennleistung von ca. 4,5 bis 6 MW. Bei kleineren Anlagen dreht der Rotor schneller (12-32 mal pro Minute) als bei größeren (5-16 mal pro Minute).

1.1. Wirtschaftlichkeit

Die Leistungsfähigkeit einer Windkraftanlage hängt von vielen Faktoren ab. Zumindest windreich muss der Standort sein. Über den Daumen gepeilt beginnt die Wirtschaftlichkeit dort, wo eine mittlere Windgeschwindigkeit von ca. 5,5 m/s in Nabenhöhe vorhanden ist. Die Turmhöhe hängt von vielen Faktoren vor Ort ab, wie etwa dem Bebauungsplan und der vorhandenen Vegetation.

Hier exemplarisch die Werte von zwei bayerischen Anlagen:

Die Lebensdauer so einer Anlage ist ausgelegt auf mindestens 20 Jahre, die Erfahrungen der letzten Jahre zeigen allerdings, dass sich dieser Wert ohne Probleme um ca. 10 Jahre verlängern lässt. Neuere Anlagen werden mittlerweile schon auf 25 Jahre Minimum-Betriebsdauer ausgelegt. 2018 gab es insgesamt 31.032 Windkraftanlagen im Onshorebereich, die zusammen eine Leistung von 52.993 MW hatten. Das ist das Neunfache der Leistung gegenüber den Offshore-Anlagen.

1.2. Windkraft auf See (Offshore)

Auf See weht der Wind bekanntlich stärker und dauerhafter als auf Land. Daher liegt der Bau von Windkraftanlagen im Meer nahe. Da diese Technik im Gegensatz zum Einsatz an Land noch relativ jung ist, gibt es noch keine gesicherten Ergebnisse bezüglich möglicher Auswirkungen auf die Umwelt und die Meeresökologie. Da besteht noch viel Forschungsbedarf. Der dauerhaft vorhandene Wind mit hohen Geschwindigkeiten sorgt jedenfalls bei Windkraftanlagen im Meer für eine höhere Auslastung als an Land. Während man an Land die Schwelle zur wirtschaftlichen Nutzung der Windenergie bei ca. 1.800 Volllaststunden sieht, hat man auf See zwischen 3.200 und 4.500 Vollaststunden zur Verfügung. Andererseits sind die sonstigen Kosten aufgrund der Entfernung vom Land und der Wassertiefe deutlich teurer als bei Anlagen, die sich an Land befinden. Allerdings steigen die Kosten nur unwesentlich, wenn man die Leistung der Rotoren erhöht. Dies führt dazu, dass man im Offshore-Bereich seit Jahren immer größere Turbinen verbaut.