Technik, Energie und Nachhaltigkeit

Kurs: Technik, Energie und Nachhaltigkeit | OnCourse UB

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    Historie und Bedeutung

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    1991 brachte das Stromeinspeisungsgesetz den entscheidenden Schub für die Windkraft in Deutschland, denn für den produzierten erneuerbaren Strom galt ab dem Zeitpunkt die Abnahmepflicht der Netzbetreiber. Mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz, welches das Stromeinspeisungsgesetz 2000 ablöste, gab es dann einen ersten starken Zubau an Windkraftanlagen.
    Heute stehen die mit dem ersten Bauboom aufgestellten Windkraftanlagen zur Ersatzinvestition an, nach 20 Jahren sind sie abgeschrieben. Dieses ist eine große Chance für das sogenannte Repowering.
    Der Begriff Repowering bedeutet, dass an bereits genutzten Windkraftstandorten meist die alten Anlagen deponiert werden und im Anschluss wesentlich leistungsstärkere Anlagen gebaut werden können. Damit werden die Anlagengründungen genutzt, Anlagenkomponenten komplett recycelt und Transporte vermieden. Es wird damit möglich, die Gesamtanlagenzahl an ungeliebten Standorten zu verringern.
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    Offshore

    Offshore-Windkraftanlagen wurden weltweit erstmals 1991 gebaut, vor der dänischen Insel Lolland durch Dänisches Investment entstand erstmals ein Offshore-Park. In Deutschland ist Alpha Ventus der älteste Windpark, gebaut 2010 vor der ostfriesischen Küste. Bisher ungebrochen ist der Trend immer größerer Anlagen. Denn mit der Höhe und dem steigenden Rotordurchmesser steigen die Erträge. Als Faustregel gilt: Jeder zusätzliche Meter an Nabenhöhe bringt 0,5 – 1% zusätzlichen Energie-Ertrag. Die Verdopplung des Rotordurchmessers bringt eine Vervierfachung des Energieertrages.
    Die durchschnittliche Windkraftanlage in Deutschland hat im Jahr 2022 eine Leistung von 4,362 MW, eine Gesamthöhe 206 m und einen Rotordurchmesser von 137 m (Bundesverband Windenergie). In Deutschland sind gut 31.000 Windkraftanlagen mit einer Nennleistung von insgesamt knapp 68.400 MW an Land und auf See installiert (vgl.: Bundesverband Windenergie Stand 09/2023).
    
    

    Windkraft in Deutschland

    Der Anteil von Windkraft an der Stromerzeugung in Deutschland hat in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen: In den ersten drei Quartalen 2023 entfiel erstmals mehr als ein Viertel (27 %) des eingespeisten Stroms in Deutschland auf Windkraft. Die guten Wintermonate mit einem Peak im Februar, wo der Anteil der Windkraft auf über 40% steigen kann (vgl.: Destatis, Stand 09.11.2024), gleichen die sonnenarmen Monate der PV-Anlagen aus. Ein positiver Effekt, der die Nachteile der Volatilität (Schwankungen) von Sonnen- und Windenergie etwas abschwächt. Windkraftanlagen sind besonders flächeneffizient. 

    Der Windkraftertrag liegt bei Windkraftanlagen im Vergleich zu PV und Biomasseanlagen bei:
    
    

    •  18 GWh/ha pro Jahr Windkraftanlage (6GW-Klasse)
    •  0,4 GWh/ha pro Jahr PV-Freiflächenanlage
    • 0,025 GWh/ha pro Jahr landwirtschaftliche Biogasanlage.

    (Daten: www.juwi.de)
    

    Beispiel Offshore-Windpark "Borkum Riffgrund 3"

    Bei welcher Höhe und Leistung das technisch-ökonomische Wachstum der Windkraftanlagen eine Grenze finden wird, ist gegenwärtig schwer absehbar. Aktuell sehr große international in Betrieb gehende Mega-Windkraftanlagen haben bis zu 310 m Rotordurchmesser, 200 m Höhe und 22 MW Leistung pro Einzelanlage. 

    Im Bau befindet sich zur Fertigstellung im Jahr 2025 der größte Offshore-Park in Deutschland, der Park Borkum Riffgrund 3. Dort liegen die Einzelanlagen bei einer Nennleistung von 11 MW und einem Rotordurchmesser von 200 Metern, kumulierte Leistung von 913 MW durch insgesamt 83 Turbinen. Es handelt sich um den ersten deutschen Offshore-Windpark, der im Ausschreibungsverfahren mit einem Gebot von 0 Cent pro MWh bezuschlagt wurde. Das bedeutet, es wurde möglich, den Park ohne staatliche Förderung zu finanzieren und somit auf staatliche Zuschläge zu verzichten. 

    Die wirtschaftliche Situation hat sich im Jahr 2024 fortgesetzt. „Die Null-Cent-Gebote machen deutlich, dass die Offshore-Windenergie wirtschaftlich attraktiv ist“, sagt Klaus Müller, Präsident der Bundesnetzagentur bezogen auf die letzte Ausschreibungsrunde (Quelle: Bundesnetzagentur (2024): Erneut dynamisches Geburtsverfahren bei der Ausschreibung von Offshore-Windenergie, Erscheinungsdatum: 07.06.2024, URL: https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2024/20240607_OffshoreBK6.html).

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