Andreas vom Felde

 

Starten wir mit einem kleinen Quiz, bei schon vier annähernd richtigen Antworten sind Sie außerordentlich gut!

1.      Seit wann wird die Windkraft genutzt?

2.      Seit wann gibt es Windkraftanlagen zur Stromerzeugung?

3.      Welche Nation hat bereits früh und als erste elektrische Windkraftanlagen des heutigen Typs in großem Umfang  genutzt (deckte damals bereits 3% des nationalen Strombedarfs)?

4.      Wann gab es weltweit das erste Einspeisegesetz?

5.      Welche Nation stellt heute (Stand 2014) die höchste Windenergieleistung pro Einwohner bereit?

6.      Welche installierte Leistung für Erneuerbare Energien ist in Deutschland (Stand 2014) die größere: Wind oder Solar?

7.      Wie hoch sind (Stand 2013) die Stromgestehungskosten von Windenergie im Vergleich zu Kohle und Gas?

8.      Um wieviel steigt der physikalisch erzielbare Energieertrag einer Windkraftanlage bei Verdoppelung der Windgeschwindigkeit?

 

Hier die Antworten rückwärts geschrieben:

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Haben sie es gewusst?

Die Geschichte der Windkraft ist schon ein sehr alte und durchgehend eine Erfolgsgeschichte. Die Nutzbarmachung von natürlichen Energiequellen wie Wind und Wasser schuf vom Altertum und der Antike an, durchs Mittelalter bis in die Neuzeit Produktivitätszuwächse, die Handel, Verkehr und Produktion beflügelten.

Man rufe sich mal in Erinnerung, dass vor der industriellen Revolution die Menschheit einzig über Erneuerbare Energiequellen verfügte, dass wir also schon mal da waren, wo wir jetzt hinwollen.

Erst mit der Neuzeit ist das Rad von diesem Weg abgekommen, zu groß war das Potential von geförderter Kohle und Öl und deren Verwendung zur Heizung, Stromerzeugung, als Treibstoff und Schmiermittel. Dieses Rad gilt es zurückzudrehen, wobei es außer Zweifel steht, dass dies technisch möglich ist.

Die Fragezeichen stehen bei den Themen politischer Wille (von oben bis zum Bürger ganz unten), Marktmechanismen (Preisbildung, Angebots- und Nachfragesteuerung) und den Infrastrukturen (Vernetzung sowie De-/Zentralisierung).

Die Geschichte der Windenergieanlagen spiegelt diese Faktoren wieder. Zunächst haben sich die Anlagen seit den 1920ern über ein halbes Jahrhundert nicht durchsetzen können. Wie bei einem Fahrraddynamo erzeugt die Windkraftanlage Gleichstrom, mit denen sich vielleicht gut Batterien laden lassen. Die Energiewirtschaft braucht(e) jedoch Wechselstrom. Die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom mit Transformatoren und Gleichrichtern war für lange Zeit nicht effizient möglich. Zudem waren fossile Energieträger billig und lokal verfügbar, da sich die meistens energiehungrigen Industrien naturgemäß in der Nähe der Förderanlagen - das gilt insbesondere für die Kohle - angesiedelt hatten. Der allmähliche Aufstieg der Windenenergieanlagen, beginnend in den 70-er und 80ern, erfolgte technisch durch verfügbare Leistungselektronik, ökonomisch durch die Ölkrise und den nachhaltigen Anstieg der Energiepreise und politisch durch die Ökobewegung und die ersten Einspeisegesetze.

Technologisch sind Windräder inzwischen sehr ausgereift. Die energetische Effizienz des Rotors und der Windturbine (93% des theoretisch erreichbaren Maximums werden erreicht) und der Wirkungsgrad der Umrichtung des Gleichstroms in Wechselstrom (98% und mehr) sind kaum noch zu steigern. Rotorblätter wurden ständig aerodynamisch weiterentwickelt, dass selbst bei hohen Drehgeschwindigkeiten neuartige Windkraftanlagen ausgesprochen leise geworden sind. Mit den reduzierten Verwirbelungen der Luftmasse sind die Anlagen in der Lage wesentlich höhere Erträge aus den bewegten Luftmassen zu „ernten“. Durch neuartige Materialien wie kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe sind Rotorblätter leichter und bruchsicherer. Dadurch haben die realisierbaren Rotordurchmesser erheblich zugenommen. Demzufolge gibt es heute Windkraftanlagen immer höherer Leistungsklassen. Daraus folgt wiederum, dass heute auch küstenferne und damit eher windärmere Gebiete als potentielle Standorte für Windkraftanlagen untersucht werden. An Orten, die man vor 20 Jahre nicht als für Windkraft geeignet gesehen hätte. werden heute Windhöffigkeitsmessungen durchgeführt, um mögliche Potenziale zu erkennen. Auch Oberpframmern besitzt solche für Windkraft geeigneten Standorte (s. unten).

 

Im Gegenzug sind die Gestehungskosten einer Kilowattstunde erzeugten Stroms kontinuierlich gesunken. Wegen der faktisch wertlosen CO2-Zertifikate rechnet das gegenwärtige Marktpreismodell keine Umweltkosten ein. Ebenso wenig werden Rückbaukosten berücksichtigt. Dennoch ist abzusehen, dass die tendenziell ansteigenden Gestehungskosten von fossilen und nuklearen Erzeugungsanlagen mit den tendenziell immer weiterfallenden Gestehungskosten von Wind (und auch Photovoltaik) in wenigen Jahren gleichziehen und dann die Plätze tauschen. Nicht beinhaltet in diesem Vergleich sind Kosten aus den Investitionen für den Umbau der Energienetze und die Kosten für die Bereitstellung der Grundlastkapazität. Das sind zwei Themen, die die öffentliche Diskussion zur Energiewende sicherlich für die nächsten Jahre dominieren wird.

Noch ist es gängige Praxis, an einen Ende der Republik ganze Ortschaften dem Braunkohleabbau zu opfern, während wir am anderen Ende der Republik den Ausbau der Windkraftanlagen nicht mit der gebotenen Geschwindigkeit umsetzen. Diese Praxis ist weder energetisch noch ökologisch und auch nicht ökonomisch länger haltbar.

 

Die Leistung einer Windkraftanlage hängt empfindlich von der vorherrschenden Windgeschwindigkeit an Ihrem Errichtungsort ab. Die Windgeschwindigkeit bestimmt linear den Durchsatz der Luftmasse durch die von den Rotoren überstrichene Fläche. Die dabei auf die Blätter übertragbare kinetische Energie nimmt mit dem Quadrat der Windgeschwindigkeit zu, was zusammengenommen einen Anstieg der Windenergieleistung mit der dritten Potenz (!) bedeutet. Dadurch erklärt sich, dass Windanlagen in Gebieten mit vorherrschenden Windgeschwindigkeiten von unter 5 Metern pro Sekunde (je nach Standort und Typ der Anlage, dies sei nur Beispiel zur Verdeutlichung) unrentabel sein können, aber oberhalb dieser Marke bereits rentabel sind. Neben der Windgeschwindigkeit sind ein möglichst konstanter Wind und wenig Verwirbelung durch das umgebende Relief oder benachbarte Windräder wesentlich. Da mit Windradnabenhöhe der Wind im Allgemeinen zunimmt, sind höhere, sprich größere Anlagen (z.B. Nabenhöhe 140 Meter und höher) prinzipiell von Vorteil. Zudem ist die Realisierung von wenigen Großanlagen gegenüber vielen kleineren Anlagen, die zu einer „Verspargelung“ der Landschaft führen, sinnvoller. Damit ergeben sich drei Faktoren die für die Standortauswahl Priorität haben:

·        Hinreichend hohe, konstante und durch Langzeitmessungen belegte Windhöffigkeit

·        Möglichkeit der Realisierung von großen Nabenhöhen (z.B. eingeschränkt durch Flugsicherung und Radar)

·        Verträglichkeit mit Mensch und Umwelt (z.B. ausreichender Abstand zu Bebauungen, Vogelschutz, etc.)

Zur Auslotung möglicher Standorte und zur Fixierung des grundlegenden Rahmens für einen möglichen Windkraftausbau hat der Landkreis Ebersberg ein gemeindeübergreifendes Verfahren der Windkonzentrationsflächenplanung durchgeführt (s. Energienutzungsplan ab Seite 60), der für Oberpframmern Windkonzentrationsflächen im Südosten und vor allem im Norden ausweist. Gemäß dem Bayrischen Windatlas sind dies Gebiete mit Windgeschwindigkeit mit über 7 Meter pro Sekunde.

 

Laut dem Energienutzungsplan (Seite 429) erzeugt die Gemeinde Oberpframmern bereits 13,3% seines Strombedarfs regenerativ. Damit verbleibt immerhin eine Stromlücke von 8.000 MWh/a. Grundsätzlich sollte man immer beim Schließen einer energetischen Lücke an erster Stelle über Einsparungen und effizienten Gebrauch der konsumierten Energiemenge nachdenken, erst an zweiter Stelle über die Umstellung der Erzeugung auf regenerative Quellen. Was Ersteres betrifft besteht ein erhebliches Potential, da im gewerblichen, kommunalen und privaten Bereich (z.B. Straßenbeleuchtung, Innenraum-Beleuchtung) nur erste Maßnahmen und Projekte umgesetzt sind und viel Altbestand zu vermuten ist (Umwälzpumpen, Kühlschränke, Waschmaschinen, Trockner etc. ohne A+++ Rating). Die Hebung dieser Potenziale hängt ganz entscheidend von der Bereitschaft der Privathaushalte und Betriebe ab. Bei der Erzeugung besteht ebenfalls erhebliches Potential beim Zubau von Photovoltaikanlagen (erstes Ergebnis der Dachflächenauswertung). Daneben gibt es weitere regenerative Quellen zur Stromerzeugung, die in Angriff genommen werden könnten. In Ermangelung von Daten zum gegenwärtigen Zeitpunkt lassen sich nur grobe Abschätzungen treffen: Die Halbierung der energetischen Lücke dürfte sicherlich für die nächsten 10-15 Jahre eine erhebliche Anstrengung erfordern. Im Umkehrschluss heißt dies, dass Oberpframmern ohne Windkraft seine Energiewendeziele nicht erreichen kann.

Die nach Einsparung und Effizienzverbesserung verbleibende Stromlücke ließe sich bilanziell mit einer 2,5-Megawatt-Windturbine schließen (Annahme von 1.700 Volllaststunden). Das setzt voraus, dass ein von den Bürgern akzeptierter Standort mit wirtschaftlich positiven Betriebsdaten gefunden werden kann. Dabei ist wegen der zahlreichen Einflussfaktoren und zu beachtender Kostenpositionen die Rentabilitätsrechnung für eine Windkraftanlage in Ihrer Komplexität nicht zu unterschätzen und erfordert Fachgutachter. Mit Errichtung einer solchen Anlage ist es denkbar, die Gemeindebürger in den Genuss der angestrebten niedrigen Gestehungskosten zu bringen. Erforderlich hierzu wäre ein gemeindeeigenes Stromverteilungsnetz, was nicht extra errichtet werden müsste, sondern welches nach Auslaufen der Konzessionen erworben werden könnte. Für die Strommengen auf der erzeugenden wie auch auf der abnehmenden Seite , egal ob eingespeist und vergütet oder gemeindeintern verkauft, sind verlässliche Prognosen erforderlich. Auf deren Basis könnte man über genossenschaftliche Beteiligung den Gemeindebürger eine stabile Verzinsung Ihrer Geldeinlage für eine Windkraftanlage anbieten. Die Investitionskosten in eine Anlage dieser Größenordnung sind mit 700 bis 900 €/kWp nicht außerhalb der finanziellen Leistungsfähigkeit der Beteiligten (Oberpframmerner Bürger, Gewerbe und Gemeinde, REGE des Landkreises, darlehensgebende Banken).

Fazit: Der AK Energie Oberpframmern wird die Notwendigkeit und das Potential von Windkraft für die Erreichung der Energiewende ab der zweiten Jahreshälfte verstärkt in die öffentlich Diskussion einbringen. Ziel ist es einen gemeindeweiten Konsens zu erreichen. Dabei gelten unsere Leitziele: Faktenorientierung und Ergebnisoffenheit.