Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Die Windenergie ist ohne Zweifel eine ausgesprochen ressourceneffiziente, risikoarme und nachhaltige Energiegewinnungstechnologie. Dennoch ist sie, wie alle Formen der Energieerzeugung auch, nicht völlig folgenlos in Bezug auf die menschliche und natürliche Umwelt. Wie ergiebig aber ist die Stromerzeugung aus Windenergie eigentlich im Vergleich zu anderen Technologien? Lohnt sich der Einsatz an Ressourcen und kann damit tatsächlich ein nennenswerter Effekt zum Schutz der Umwelt und des Menschen erzielt werden?

 

Flächenbedarf

Der Landverbrauch, d. h. die Versiegelung oder wirtschaftlich intensive (Über-) Nutzung von natürlichen Böden ist ein stetig voranschreitendes Problem der modernen Zivilisation, welches vielfältige negative Auswirkungen auf Grundwassersituation, Klima, Artenvielfalt, Landschaftsbild und andere für die menschliche Lebensqualität wichtige ökologische Faktoren ausübt. Deshalb ist es von Vorteil, dass der effektive Flächenbedarf von Windkraftanlagen im Vergleich der Energieerzeugungsformen gering ist.

Insgesamt eignen sich prinzipiell rund 22 % der deutschen Landesfläche für die Windenergienutzung. Unter Berücksichtigung aller Schutzgebiete, Abstandsflächen, der gesellschaftlichen Akzeptanz und sonstiger Restriktionen verbleiben hiervon noch etwa 1 % – 2 % für eine realistische Erschließung durch die Windkraft. Etwa 0,5 % der Landesfläche wurden bereits vereinnahmt. Die gesamte installierbare Leistung wird mit 60 GW bis 140 GW eingestuft, der maximale Stromertrag auf ca. 60 % des gesamten jährlichen Strombedarfs Deutschlands geschätzt – und dies allein aus Windenergie an Land (ohne Offshore).

Weil die umliegenden Bereiche der Windenergieanlagen weiterhin begrünt, land- oder forstwirtschaftlich genutzt werden können, beschränkt sich der Landverbrauch auf die durch das Turmfundament versiegelte Fläche sowie eventuell erforderliche Zuwegungen und Kranstellflächen, sofern diese nicht zuvor bereits in vergleichbarer Form als Wirtschaftswege o. ä. bestanden.

Eine moderne Binnenwindanlage mit einer Leistung von 3 MW und einer Nabenhöhe von 140 Metern hat bei einem Fundamentdurchmesser von 21,5 Metern einen Flächenbedarf von unter 400 m². Der spezifische Landverbrauch pro MW installierter Leistung beläuft sich auf lediglich etwa 130 m²/MW zuzüglich der Kranstell- und Zuwegungsflächen. Zum Vergleich: Der Bruttoflächenverbrauch von Kohlekraftwerken liegt in günstigsten Fällen näherungsweise zwischen 200 bis zu 1000  m²/MW ohne die erforderliche Transportinfrastruktur. Gaskraftwerke verbrauchen Fläche im Umfang von 100 bis 800 m²/MW und selbst Kernkraftwerke benötigen zwischen 80 und 400 m²/MW.

Auch beim Energieertrag pro Fläche erweist sich die Windenergie als außerordentlich effizient. Bei angenommenen 2.500 Volllaststunden, wie sie moderne Binnenwindanlagen problemlos erreichen und oftmals übertreffen, produziert obige Beispielanlage 7.500.000 kWh Strom pro Jahr, dies entspricht einem Flächenertrag von 20.000 kWh/m². Ein typischer Steinkohlekraftwerksblock mit 4.000 Stunden Jahresnutzungsdauer und einer installierten Leistung von 750 MW weist den gleichen Flächenertrag von 20.000 kWh/m² auf. Die Windenergie ist unter dem Gesichtspunkt des Flächenbedarfs also mehr als konkurrenzfähig gegenüber konventionellen Kraftwerken. Der gegen die Windenergie vorgebrachte Einwand eines zu großen Flächenbedarfs wird also in der Praxis nicht bestätigt.

 

Energiebilanz

Eine der enormenen Vorzüge Erneuerbarer Energien gegenüber fossilen Energieerzeugungsformen bildet die deutlich bessere Energiebilanz. Zwar ist die Energiedichte der Sonne und des Windes weniger hoch, als die von im Laufe von Millionen und Milliarden Jahren unter erheblichen Druck und Temperaturen im Erdinneren geformten fossilen Brennstoffen. Jedoch sind die Anlagen, einmal errichtet und in Betrieb genommen, nicht auf einen dauerhaften Nachschub endlicher Ressourcen angewiesen. Die frei verfügbaren Energiequellen stehen ihnen kostenlos zur Verfügung, wodurch der fortlaufende Primärenergiebedarf im Laufe des Anlagenlebens unerheblich ist.

So fallen energetisch in erster Linie lediglich Produktion, Transport und Errichtung ins Gewicht, vor allem für die Herstellung und Formung der hochwertigen Baustoffe wie Stahl, Beton, Glas- und Kohlenstofffasern sowie der Konstruktion elektronischer Komponenten in den Türmen, Rotoren und Gondeln. Infolge dessen können moderne Windenergieanlagen ihren Primärenergieeinsatz je nach Windgeschwindigkeit bereits nach 3 bis 6 Monaten amortisieren, im Offshore-Bereich tendenziell nach 9 bis 12 Monaten, anschließend erzeugen sie 20 Jahre (und länger) hochwertige elektrische Energie nahezu ohne menschliche Zufuhr außer für regelmäßige Wartungen und den abschließenden Rückbau nebst Recycling.

Das Verhältnis zwischen der eingesetzten und der gewonnenen Energiemenge wird mit dem Erntefaktor angegeben. Dieser ist Gradmesser für das energetische Kosten-Nutzen-Verhältnis. Windkraftanlagen erreichen dabei exzellente Werte von durchschnittlich 50, bei modernen Anlagen auch 70 und mehr. Demgegenüber sind konventionelle Kraftwerke, die einer fortwährenden Belieferung mit Brennstoffen bedürfen, vergleichsweise ineffizient.

 

Klimaschutz durch Windenergie

Zahlreiche Studien haben sich mit der Klimawirkung der Energieerzeugung auseinandergesetzt, da die Energiewirtschaft mit rund 40 % der größte Emittent klimaschädlicher Gase ist. Die Klimabilanz von Braun- und Steinkohlekraftwerken etwa fällt desaströs aus: Jeder erzeugten Kilowattstunde Strom stehen klimaschädliche Emissionen in Höhe von 800 bis 1200 g Treibhausgasäquivalent gegenüber. Erdgas ist nur unwesentlich weniger schädlich mit ca. 640 g/kWh. Von Verfechtern der Atomkraft, die deren Risiken und Belastungen entgegen aller historischen Erfahrungen bagatellisieren, wird häufig das Argument ins Feld geführt, sie könne eine Alternative zu den Erneuerbaren Energien darstellen und einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Diese Aussage beruht auf einer extremen Verkürzung der Betrachtung auf die reine Energieumwandlung in den Kraftwerksblöcken, während der gesamte Herstellungsprozess des spaltbaren Kernbrennstoff ausgeblendet wird. Ignoriert wird dabei auch die Entsorgungsproblematik. Das Umweltbundesamt gelangte daher in einer differenzierten Analyse zu einem Treibhausgasäquivalent von 32 g/kWh.

Die Windenergie emittitiert im internationalen Durchschnitt dagegen nicht mehr als 10 g/kWh, aktuelle Offshore-Anlagen aus Deutschland kommen auch auf Werte von 7 g/kWh. Jede Kilowattstunde aus Windenergie vermeidet daher rund 600 g Treibhausgasäquivalent gegenüber Strom aus dem durchschnittlichen fossilen Kraftwerkspark.

 

Recyclingfähigkeit

Was geschieht nach Ablauf der Anlagenlebenszeit von etwa 20 Jahren? Diese Frage wird zunehmend brisanter, nachdem immer mehr Anlagen aus der Anfangszeit der Windenergie ihrem Betriebsende entgegen sehen oder im Zuge von Repowering-Maßnahmen durch leistungsfähigere und effizientere Anlagen ersetzt werden. Für die Mehrzahl der verwendeten Komponenten existieren großtechnisch bewährte Umnutzungs- bzw. Verwertungsverfahren. So werden beispielsweise Stahl und andere metallische Komponenten in entsprechenden Gießereien eingeschmolzen und in neue Bauteile umgewandelt. Auch der Beton aus Fundamenten und Türmen wird aufbereitet und z. B. im Straßenbau weiterverwendet. Elektronische Komponenten werden in spezialisierten Scheideanstalten nach ihren Rohstoffgehalten aufgetrennt und im Anschluss wiederverwertet. Lediglich für die Faserverbundwerkstoffe hat sich noch kein einhelliger Standard herausgebildet. Die thermische Endnutzung, bei der der Rohstoff jedoch vollständig verloren geht, kommt ebenso zum Einsatz wie die partielle Nutzung von gut erhaltenen Elementen bei der Ersatzteilherstellung oder die bereits technisch erprobte, jedoch aus wirtschaftlichen Gründen noch nicht konkurrenzfähige stoffliche Wiederaufbereitung und Umwandlung in neuwertige Bauteile.

 


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