Rückschau: Windenergie: Flopp oder Chance?

 

Die Windenergie ist ins Gerede gekommen. Seit immer mehr Windparks die Landschaft prägen, lehnen immer mehr Bürger die umweltfreundliche Energieform ab. Aber kann Windenergie überhaupt einen wesentlichen Anteil am Energiemix ausmachen? Neue Konzepte zeigen neue Chancen.

Windräder - Befürworter preisen sie als das Symbol einer ökologischen Revolution: Mit ihnen werde "Grüne Energie" erzeugt. Die Realität sieht häufig anders aus: Hunderte kaputte Anlagen, umgestürzte oder gar brennende Windräder haben am Image der Stromerzeuger gekratzt.

Ein Skandal: Die teure Technik – jedes Windrad kostet im Durchschnitt rund eine Million Euro, die zum Teil der Steuerzahler und der Stromverbraucher zahlt - ist oft unsicher und unzuverlässig. Experten des Allianz Zentrums für Technik bemängeln, dass die Zahl der Schäden ständig steigt. Anstatt die Technik ausreifen zu lassen, würden immer neue, immer größere Prototypen in die Landschaft gesetzt, deren Belastbarkeit nicht ausreichend getestet sei.

Stromproduktion? Fehlanzeige!

Hinzu kommt: Wegen Flaute stehen die Windräder häufig nutzlos in der Landschaft. Viele der bisher 15.000 in ganz Deutschland aufgestellten Windkraftanlagen stehen in Gegenden wo nur selten genug der Wind weht. Stromproduktion? Fehlanzeige!

Wegen der vielen Pleiten sind Windkraftanlagen in den Ruf geraten, unsicher, hässlich und überflüssig zu sein. Überall im Land kochen die Emotionen hoch, Dutzende Bürgerinitiativen wurden gegen die Windräder die gegründet.

Aber haben die ihr schlechtes Image wirklich verdient? Eines steht fest: Die bisher gebauten Anlagen, obwohl sie schon 15 Gigawatt Nennleistung besitzen, können nicht allein das ganze Land mit Strom versorgen. Das war auch nie beabsichtigt. Windräder sollen und müssen sich in einen Mix aus erneuerbaren und konventionellen Energien wie Gas und Kohle integrieren. Schließlich muss das Ziel erreicht werden, in Zukunft weniger fossile Brennstoffe und damit weniger Abgase zu produzieren. Hinzu kommt noch der politische Beschluss aus der umstrittenen Atomenergie auszusteigen.

Bei Flaute müssen konventionelle Kraftwerke ran

Aber können die Drehflügler Atom- oder Kohlekraftwerke ersetzen? Können Windräder – wie von Politikern angekündigt – Kohle, Öl, Gas und Uran zur Stromproduktion ablösen? Ein Beispiel: Am Stadtrand von München steht ein Windrad. Nur eine Anlage für eine Millionenstadt. 1000 Haushalte kann die Anlage mit Strom versorgen - immerhin. Solange der Wind mit gut 36 Kilometern pro Stunde weht. Das tut er häufig, aber nicht immer. Bei Flaute müssen andere, konventionelle Kraftwerke verstärkt ran.

Bei einem Windrad ist so ein Energieausgleich noch kein Problem, aber bei den vielen Tausenden, die in ganz Deutschland stehen schon. Bleibt der Wind plötzlich aus, müssen die konventionellen Kraftwerke schnell hochgefahren werden, das kostet zusätzlich Brennstoff und erhöht sogar den Ausstoß von Kohlendioxid. Um das zu verhindern, müssen Windräder an windstarken Orten aufgestellt werden.

Das klingt banal, aber früher hat man da kaum drauf geachtet. Wegen der immensen Förderung, die der Stromkunde letztlich bezahlen musste, wurden Windräder überall im Land aufgestellt. Auf exakte Gutachten zum Windertrag wurde aus Kostengründen gerne verzichtet.

Messmethode für zuverlässige Windstandorte

Wissenschaftler des Deutschen Windenergie-Instituts jedoch haben längst Meßmethoden entwickelt, mit denen ein guter Standort, an dem zuverlässig Wind weht, gefunden werden kann. Ein Windmessmast wird dazu in Höhe der künftigen Anlage installiert und misst dort den Wind mindestens sechs Monate lang. So lässt sich der Stromertrag eines Standorts vorab bestimmen - mit nur wenigen Prozent Abweichung.

Die Meßmethoden sind wesentlich präziser als in der Meteorologie. Denn bei einer Verdoppelung der Windgeschwindigkeit steigt der Stromertrag um das Achtfache. Kleine Abweichungen in der Windmessung bedeuten daher starke Abweichungen in der Messung des Stromertrages.

Um präzise die Energieproduktion vorhersagen zu können, haben Wissenschaftler aber noch weitere Methoden entwickelt. Durch Wettervorhersagen und Computerberechnungen kann mittlerweile für jeden Ort eine Windvorhersage erstellt werden. Die Forscher können also prognostizieren, wie stark der Wind in den nächsten Stunden wehen wird.

Windvorhersage immer besser

Martin Kühn, Inhaber des ersten deutschen Lehrstuhls für Windenergie an der Uni Stuttgart verweist darauf, dass man den Wind bereits einen Tag zuvor vorhersagen kann – mit einer Abweichung von nur zehn Prozent. Das bedeutet, dass man den Stromertrag durch Windkraftanlage sowohl lang- als auch kurzfristig präzise planen kann. Plötzliche Ausfälle werden vermieden. Bei Flaute müssen konventionelle Kraftwerke nicht schnell hochgefahren werden. Durch den Vorlauf kann dies langsam geschehen. Insgesamt wird also Brennstoff und damit auch Kohlendioxid gespart.

Zukünftige Anlagen werden zudem noch größer - die Riesen haben Flügel so groß wie die Tragflächen eines Jumbo-Jets und überragen sogar den Kölner Dom. Sie können rund 6000 Haushalte mit Elektrizität versorgen. Sofern natürlich der Wind weht. Wegen der Windschwankungen können auch die Riesenräder keine alten Kraftwerke ersetzen. Um die möglichst gering zu halten, sollen ab 2005 die ersten im Meer, in der Nordsee errichtet werden. Das Hauptproblem: Die Anlagen sind dann noch größeren Belastungen als an Land ausgesetzt. Für die Hersteller bedeutet dies die größte Herausforderung: Sichere und zuverlässig laufende Anlage zu bauen.

Fazit: Windkraftanlagen können keine konventionellen Kraftwerke ersetzten, aber sie sparen Brennstoff ein und können richtig eingesetzt Kohlendioxid einsparen helfen.

Stromerzeugung direkt in der Stadt

Neue Konzepte zeigen auch, dass die Technik der Windenergie nicht alt und ausgereizt ist. Für Architekten des Lehrstuhls für Baukonstruktion und Entwurf Uni Stuttgart beginnt jetzt erst die Zukunft. Sie haben eine Windkraftanlage entwickelt, die Strom dort produziert, wo sie auch verbraucht wird. Sie holen die Stromerzeugung in die Stadt. Ihr kühner Entwurf: Ein knapp 200 Meter hohes Hochhaus mit drei Rotoren.

Erster Vorteil: Hier steht die Windkraftanlage nicht mehr meilenweit entfernt, sondern direkt im Gebäude, das den Strom direkt verbraucht. Aufwendige Kabeltrassen sind passé. Und die Räder drehen sich in bebautem Gebiet, sie verschandeln keine Landschaft. Und auch für den Stromertrag bietet dieser Turm eine Lösung. Durch seine Form ist die Geschwindigkeit des Windes im Inneren des Gebäudes, dort wo die Rotoren sich drehen, größer als außen. Eine Computersimulation beweist: Das Gebäude wirkt wie ein Trichter. In der Mitte des Gebäudes wird der Wind durch die Gebäudeform aufs Doppelte beschleunigt.

Unterschiedliche Windgeschwindigkeit

An der technischen Uni in Delft haben Wissenschaftler ebenfalls Windströmungen an Hochhäusern im Computer simuliert und Erstaunliches festgestellt: Der Wind wird an den Kanten des Hauses beschleunigt. Das heißt: An den Seiten und auf dem Dach ist der Wind deutlich schneller als vor dem Haus. Und eine Verdoppelung der Windgeschwindigkeit etwa führt zu einem achtfachen Energieertrag.

Jetzt haben sie einen Prototypen eines kleinen Rotors entwickelt, mit dem sie das bisher brachliegende Potential der Hochhäuser nutzen wollen. Der aufrecht stehende Rotor versorgt zwar nur eine vierköpfige Familie mit Strom, aber auf jedem Hochhausdach können mehrere Rotoren montiert werden. Die Wissenschaftler sind überzeugt: Diese Rotoren können – mitten in der Stadt – riesige Mengen Strom erzeugen.

Dieser Text gibt den Fernsehbeitrag vom 02.06.2004 wieder. Eventuelle spätere Veränderungen des Sachverhaltes sind nicht berücksichtigt.