Erneuerbare Energien

Windenergie

Zwar weht der Wind in Deutschland nicht immer und überall gleich stark. Dennoch ist die Windenergie ein wichtiger Baustein für Strom aus erneuerbaren Energien.

Von Annika Franck

Windkraft-Potenzial noch nicht ausgeschöpft

Die Windenergie spielt eine Schlüsselrolle bei den erneuerbaren Energien in Deutschland: Bisher stammt ein Großteil des Stroms aus erneuerbaren Quellen aus der Windkraft. Entsprechend beschreibt das Umweltbundesamt die Windenergie als "tragende Säule der Energiewende".

Ein Grund: Wenn man Wind auf dem Meer und dem Land nutzt, ist Wind als Ressource häufig verfügbar. "Windenergie kann man auch im Winter nutzen", erklärt Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin. In einer Zukunft, in der wir auf erneuerbare Energien setzen, "ergänzt sich das gut mit der Photovoltaik", fügt Quaschning hinzu.

Wie wird aus Wind Strom?

Moderne Windenergieanlagen sind schon aus der Ferne gut sichtbar. Sie bestehen aus einem hohen Turm, auf dem sich ein Generator und große Rotorblätter befinden. Eine Nabe verbindet die beiden Elemente. Trifft der Wind auf den Rotor, wird die Strömungsenergie des Windes in Bewegungsenergie umgewandelt: Die Rotorblätter fangen an sich zu drehen.

Über eine Welle wird diese Energie an einen Generator übertragen und dort in elektrische Energie umgewandelt. Stehen mehrere Anlagen nah zusammen, spricht man von einem Windpark.

Ausbau gerät ins Stocken

Windenergie kann an Land gewonnen werden ("onshore"), aber auch auf dem Meer, dann spricht man von "Offshore"-Windanlagen.

Wurden Windenergieanlagen anfangs vor allen in windreichen Küstenregionen installiert, stehen sie seit einigen Jahrzehnten auch in küstenfernen Gebieten. Auf dem Meer wird Windenergie seit 2010 kommerziell genutzt – also in großen Offshore-Windparks mehrere Kilometer vor der Küste.

Während sich bei der Offshore-Nutzung auf dem Meer eine "recht dynamische Entwicklung" abzeichnet, wie Manfred Fischedieck vom Wuppertal Institut für Umwelt, Klima und Energie beschreibt, ist der Ausbau der Windkraft an Land seit 2017 ins Stocken geraten: Der Zuwachs der Windenergieleistung an Land hat sich stark verringert.

Das hat mehrere Gründe: Die Förderung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) hat sich geändert. Der Bau der Anlagen wird nicht mehr so gefördert wie noch vor einigen Jahren. Außerdem sind die Bau- und Genehmigungsverfahren schwieriger und langwieriger geworden.

Hinzu kommt, dass jedes Bundesland die Genehmigungsverfahren unterschiedlich regelt, beispielsweise mit unterschiedlichen Abstands-Regelungen, die Windräder und Windparks zu Wohnsiedlungen haben müssen. Außerdem fehlen noch ausreichende Stromtrassen, um den Strom über weite Strecken zu transportieren.

Was spricht gegen die Windkraft?

Der Ausbau der Windkraft ist auch ins Stocken geraten, weil es vor allem gegen die Nutzung an Land erhebliche Vorbehalte gibt. In diesem Zusammenhang ist oft von einer "Verspargelung der Landschaft" die Rede. Das könnte auch daran liegen, dass Windkraftanlagen häufig in Gegenden installiert werden, in denen bisher eher weniger Industrieanlagen stehen – in den Mittelgebirgen beispielsweise stehen vergleichsweise wenig Kohlekraftwerke.

"Teilweise stammt die ablehnende Haltung auch daher, dass Menschen einfach Veränderungen generell ablehnen", vermutet Volker Quaschning. Um solche Widerstände abzubauen, wäre es wichtig, Bürgerinnen und Bürger möglichst früh in die Planungen mit einzubinden. Und sie möglicherweise auch an den Einnahmen zu beteiligen, schlägt Manfred Fischedieck vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie vor.

Die Genehmigungsverfahren seien aufwändig und schwierig, das kritisiert auch der Bundesverband WindEnergie, der die Betreiber von Anlagen vertritt. Es komme immer wieder zu Klagen und Protesten wegen möglicher Licht- und Lärmemissionen – auch, wenn diese Belästigungen durch die Weiterentwicklung der Anlagen bereits gemindert werden konnten.

Neue, größere und höhere Windräder "drehen deutlich langsamer, sind merklich leistungsfähiger und auch wahrnehmbar leiser", betont auch Martin Kaltschmitt, Leiter des Instituts für Umwelttechnik und Energiewirtschaft der TU Hamburg.

"Die optische Beeinträchtigung ist Geschmackssache", findet Volker Quaschning. Man solle schon darauf achten, dass Windparks einen gewissen Abstand zu Siedlungen haben. Auch, weil die Anlagen bei Betrieb hörbar rauschen. Die Lärmbelästigung sei aber "geringer als bei einer Straße", so Quaschnig.

Sorgen wegen Infraschall

Manche Menschen beschreiben gesundheitliche Probleme, die sie auf Windräder zurückführen. Dabei geht es vor allem um die Angst vor sogenanntem Infraschall, das sind Töne unterhalb einer Frequenz von 20 Hertz. Diese Frequenzen unter 20 Hz hören wir Menschen nicht mehr so einfach, dann muss das Geräusch schon sehr laut sein. Allerdings ist auch die Hörgrenze von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Der Körper kann die Frequenzen aber wahrnehmen.

Infraschall kann eine Vielzahl sowohl künstlicher (Windkraftanlagen, Verkehr, Haushaltsgeräte) als auch natürlicher (Erdbeben, Donner, Vulkanausbrüche) Quellen haben.

Bisher gibt es nur wenig wissenschaftliche Daten dazu, ob und in welchem Ausmaß Infraschall zu gesundheitlichen Schäden führen oder beitragen kann. Nach bisheriger Kenntnis sei die Sorge vor der Infraschall-Gefahr von Windkraftanlagen aus wissenschaftlicher Sicht unbegründet, sagt Volker Quaschning. "Die Infraschall-Belastung in einem Auto ist höher als durch eine Windkraftanlage."

Generell können Folgen für die Gesundheit aber auch nicht komplett ausgeschlossen werden, da aussagekräftige Langzeit-Untersuchungen zu den konkreten Auswirkungen von Infraschall bisher fehlen.

Was spricht für Windkraft?

Es gibt viele Argumente, die für die Nutzung von Windkraft sprechen: Die Ressource Wind steht nahezu unbegrenzt zur Verfügung. Strom aus Windenergie erzeugt keine direkten klimaschädlichen Emissionen und kann im Zuge der Energiewende erheblich zum Ziel der Treibhausgasneutralität beitragen.

Treibhausgasneutralität bedeutet, dass wir nicht mehr Treibhausgase ausstoßen dürfen, als an anderer Stelle wieder gebunden werden – beispielsweise in Pflanzen.

Windenergieanlagen haben eine gute Energiebilanz. Das heißt, schon nach einigen Monaten hat eine Windkraftanlage so viel klimafreundliche Energie erzeugt, wie für den Bau, den Betrieb und den Rückbau angerechnet werden müssen.

Das Bundeswirtschafts- und Energieministerium rechnet vor, dass dieser Punkt schon nach drei bis sieben Monaten erreicht ist. Diese energetische Amortisation sei "unerreichbar" bei konventionellen Energieträgern, so das Ministerium.

Die Anlagen haben eine lange Laufzeit, durchschnittlich etwa 20 Jahre. Soll eine Anlage wieder abgebaut werden, ist dies einfach und vergleichsweise schnell möglich. Die Bauteile können recycelt oder wiederverwertet werden. An dem Standort der Anlage entsteht kein dauerhafter Schaden.

Welches Potenzial hat Windkraft?

Eine Studie, die der Bundesverband WindEnergie in Auftrag gegeben hat, kommt zu dem Ergebnis, dass allein durch modernere Anlagen auf den bisher ausgewiesenen Flächen die Windstromerzeugung bis 2030 verdoppelt werden könne.

Der Interessensverband der Windenergie-Produzenten fordert, dass zwei Prozent der Fläche eines jeden Bundeslandes für die Erzeugung von Windstrom zur Verfügung gestellt werden sollte. Dann, rechnet der Verband vor, könnten Windenergieanlagen jährlich 960 Terawattstunden (TWh) Strom erzeugen. Das entspricht 155 Prozent der Deckung des deutschen Stromverbrauchs von 2019 (629 TWh).

Einen deutlichen Ausbau der Windenergie fordern auch Wissenschaftler wie Volker Quaschning: "Wir werden mehr als die Hälfte des Energiebedarfs aus Windkraft decken müssen – ansonsten wird es schwer, die Treibhausgasneutralität zu erreichen."

Einige der älteren Anlagen werden inzwischen ausgetauscht durch neuere, leistungsstärkere Anlagen. Repowering heißt diese Maßnahme. Die neuen Anlagen sind häufig noch höher, weil dort der Wind stärker und gleichmäßiger weht.

Die ersten in Deutschland installierten Anlagen waren rund 100 Meter hoch, inzwischen sind es bis zu 200 Meter. Im Binnenland werden oft höhere Anlagen installiert, weil der Wind in Bodennähe dort nicht so stark ist wie an der Küste oder auf dem Meer.

Welche Rolle spielt der Naturschutz?

Die Errichtung von Windkraftanlagen vor allem an Land bedeutet einen Eingriff in die Landschaft und in die Natur. "Wertvolle Bereiche wie etwa Naturschutzgebiete oder gesetzlich geschützte Biotope [sollen] von Windenergieanlagen freigehalten werden", rät das Umweltbundesamt (UBA). Geeignete Standorte seien daher vor allem sogenannte Infrastrukturtrassen etwa in der Nähe von Strommasten, aber auch entlang von Straßen.

Die meisten Tierarten stören sich nicht an Windenergieanlagen, so das Umweltbundesamt (UBA). "Vor allem bestimmte Greifvogelarten und in größeren Höhen fliegende Fledermausarten können mit Windenergieanlagen kollidieren", heißt es.

Energie-Experte Volker Quaschning betont, dass es für die Errichtung von Windkraftanlagen schon jetzt strenge Umweltverträglichkeitsprüfungen gebe. Es stimme zwar, dass immer wieder Vögel in den Rotoren der Anlagen verenden. Aber er sagt auch: "Der Hauptfeind des Vogels sind Fensterscheiben."

Dass die Anzahl der getöteten Vögel gering ist, rechnet auch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie vor. In Deutschland seien es zwischen 10.000 und 100.000 Vögel pro Jahr, die durch Windenergieanlagen sterben.

Zum Vergleich: 100 bis 115 Millionen Vögel sterben demnach jedes Jahr durch Glasflächen an Gebäuden, etwa 70 Millionen im Straßen- und Bahnverkehr und 20 bis 100 Millionen Vögel werden Opfer von Hauskatzen.

Windkraftnutzung Offshore

Deutschland betreibt Windenergieanlagen in der Nordsee und Ostsee. Diese Offshore-Nutzung ist attraktiv, weil auf dem Meer der Wind noch deutlich konstanter und stärker weht als an Land. Auch sind auf dem Meer weniger Menschen betroffen – es gibt entsprechend weniger Konfliktpotenzial mit Anwohnern. Für die Nutzung der Windenergie offshore spricht zudem, dass die Energieausbeute deutlich höher ist.

Welche Folgen die Installation von Offshore-Windparks für Meerestiere hat, ist noch nicht gut wissenschaftlich untersucht, betont Manfred Fischedieck. "Darüber weiß man noch nicht sehr viel."

Ein Problem seien "der Lärm und damit verbundene Unterwasserschall in der Bauphase, das stört lärmempfindliche Tiere wie Delfine", erklärt Volker Quaschning. Vögel hingegen würden die einmal installierten Windräder meist als Hindernis wahrnehmen und sie entsprechend umfliegen.

Untersuchungen deuten darauf hin, dass bestimmte Arten auch durch den Betrieb der Anlagen gestört werden könnten. Beispielsweise könnten die elektromagnetischen Felder der Stromkabel unter Wasser negative Einflüsse auf Fische und Tiere am Meeresboden haben.

Daher sei es wichtig, betonen UBA und Manfred Fischedieck, dass Naturschutzbelange bei der Planung von Windkraftanlagen berücksichtigt werden.

Zwar weht der Wind auf dem Meer deutlich konstanter als an Land. Dennoch haben Offshore-Windenergieanlagen Nachteile: Die Installation und Wartung der Windenergieanlagen ist deutlich aufwendiger als an Land. Und: Viel Strom muss über vergleichsweise weite Strecken transportiert werden – dorthin, wo er gebraucht wird. Dazu braucht es entsprechende Netze und Leitungen. Für mehr Energie aus Wind müssen diese Kapazitäten ausgebaut werden.

(Erstveröffentlichung 2021. Letzte Aktualisierung 02.03.2021)