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Dieser Beitrag wurde mit Unterstützung der Fachleute der erneuerbaren Energiepolitik von REN21 erstellt..

Windenergie spielt bei der globalen Umstellung von einem System mit fossilen Brennstoffen auf ein System mit erneuerbaren Energien eine wichtige Rolle. Aber was ist Windkraft eigentlich? Warum ist sie eine bessere Alternative zu fossilen Brennstoffen?

Was ist Windkraft?

Die Nutzung von Windkraft zur Stromerzeugung ist nicht nur eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen, sie ist auch zur Reduktion der globalen Erderwärmung wesentlich. Windenergie ist eine Technologie, die seit Langem eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielt. Tatsächlich ist sie nach der Wasserkraft die zweitwichtigste erneuerbare Energiequelle.

Windenergie wird durch Umwandeln von Luftströmen in elektrischen Strom mithilfe von Windturbinen gewonnen. Diese Windenergieanlagen bestehen üblicherweise aus großen Rotorblättern, die auf einem Rotor montiert sind, der wiederum einen Generator dreht, um Elektrizität zu erzeugen. Das Grundprinzip ist einfach: Die kinetische Energie des Winds wird in mechanische Energie umgewandelt, die danach in elektrische Energie umgewandelt wird.

Windenergieanlagen bestehen üblicherweise aus mehreren Turbinen, um große Mengen an Strom zu erzeugen. Man unterscheidet zwischen Onshore- (Turbinen an Land) und Offshore-Anlagen (Turbinen im Küstenvorfeld der Meere).

Windenergieanlagen breiten sich rasch aus. Es wird erwartet, dass sich die Gesamtkapazität (von Onshore- und Offshore-Anlagen) zwischen 2020 und 2050 auf das 10-Fache erhöht. Windenergie kann dabei helfen, die globale Erderwärmung einzudämmen (indem Nettonull-Treibhausgasemissionen erreicht werden). Um dieses Energiepotenzial auszuschöpfen, muss weltweit jedes Jahr bis 2030 durchschnittlich 18 % mehr Windenergie (als die derzeitige Produktion) generiert werden.

Vorteile der Windenergie

Windenergie ist eine zentrale Lösung zur Bekämpfung der Erderwärmung und zur Reduktion der Auswirkungen der Klimakrise, da sie zahlreiche Vorteile gegenüber fossilen Brennstoffen hat:

Ökologische Vorteile

1. Reduktion der Kohlendioxidemission: Windenergie erzeugt Elektrizität ohne Verbrennung von fossilen Brennstoffen, was die Emission von Treibhausgasen, die die Erderwärmung ankurblen, wesentlich reduziert. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffkraftwerken, die während ihres gesamten Lebenszyklus diese Treibhausgase ausstoßen, sind derartige Emissionen bei Windturbinen nur in der Herstellungs- und Konstruktionsphase vorhanden.
2. Nachhaltigkeit: Als eine erneuerbare Ressource ist Windenergie praktisch unerschöpflich, im Gegensatz zu den nur begrenzt vorhandenen fossilen Brennstoffen. Windturbinen benötigen auch viel weniger Landfläche und praktisch kein Wasser, was sie zu einer umweltfreundlichen Option macht.

Soziale und wirtschaftliche Vorteile

1. Schaffung von Arbeitsplätzen: Die Windenergiebranche schafft zahlreiche Arbeitsplätze bei der Fertigung, Installation, Wartung und Betreuung der Anlagen. Der Einsatz von Windenergie hat (mit Stand 2022) weltweit mehr als 1,4 Millionen Arbeitsplätze geschaffen. Bis 2030 werden durch erneuerbare Energien (einschließlich Windenergie) mehr Arbeitsplätze geschaffen, als in der fossilen Brennstoffbranche verloren gehen.
2. Unabhängigkeit in der Energieversorgung: Durch Nutzung lokaler Windressourcen können Länder ihre Abhängigkeit von importierten Brennstoffen reduzieren und ihre Energiesicherheit verbessern. Uruguay ist ein wunderbares Beispiel eines Lands, das nur mithilfe von Windenergie die Unabhängigkeit in seiner Energieversorgung erreicht hat.
3. Effizienz und Ressourcenkreislauf: Die Turbinentechnologie wird ständig verbessert, was die Effizienz erhöht und die Kosten senkt. Am Ende ihrer Nutzungsdauer können die meisten Komponenten von Windturbinen recycelt werden. Die Windenergiebranche entwickelt fortlaufend innovative Wege zum Schließen der Materialkreisläufe (minimaler Abfall, maximale Wiederverwendung und maximales Recycling).
4. Lokale Entwicklung: Windenergieanlagen können das Wirtschaftswachstum in ländlichen Räumen ankurbeln, indem neue Einnahmequellen für Grundbesitzer*innen und lokale Regierungen eröffnet werden. Windenergieanlagen können auch Infrastrukturverbesserungen mit sich bringen und zusätzliche Investitionen in diesen Regionen fördern.
5. Eigentum der Community: Im Gegensatz zu zentralisierten fossilen Brennstoffanlagen können Windenergieprojekte die Energieerzeugung dezentralisieren und demokratisieren. Lokale und bürgernahe Initiativen zur Windenergieerzeugung sind möglich, was den Bürger*innen ermöglicht, ihre eigene Energie zu erzeugen und aktiv am Energiemarkt teilzunehmen und davon zu profitieren. Dies kann lokal Einnahmen generieren, Arbeitsplätze schaffen und Communities die Möglichkeit geben, in Anlagen zu investieren und diese zu betreiben, was wiederum die lokale Wirtschaft stärken wird und für eine gerechtere, inklusivere Energiewende sorgen wird.

Positive Auswirkungen auf Ressourcen und Gesundheit

1. Flächennutzung: Onshore-Windanlagen erfordern keine umfangreichen Baugruben, und nach der Inbetriebnahme haben die Turbinen einen geringen Flächenbedarf. Die Flächen zwischen den Turbinen können weiterhin für andere Zwecke genutzt werden, wie z. B. Landwirtschaft oder als Weideland. Offshore-Anlagen können mit Fischerei, Aquakultur, Tourismus und anderen Aktivitäten koexistieren. Mehrzweck-Windplattformen können auch vielfältige Einsatzmöglichkeiten bieten, wie zum Beispiel als Gezeitenturbinen und Wellenenergiewandler.
2. Wassernutzung: Windenergieanlagen haben nur geringen Wasserbedarf, mit minimalem Wasserverbrauch während der Herstellung. Einige Komponenten, wie Generatoren und Transformatoren, müssen während des Betriebs wassergekühlt werden, während die Rotorblätter der Turbinen oft durch Regen auf natürliche Weise gereinigt werden.
3. Menschliche Gesundheit: Es gibt keine Hinweise auf direkte Auswirkungen von Windenergieanlagen auf die menschliche Gesundheit. Da Windenergie Treibhausgasemissionen und Umweltverschmutzung reduziert, ist sie sogar für die menschliche Gesundheit förderlich, verglichen mit fossilen Brennstoffen.
4. Biodiversität: Hier bietet die Windenergie aufgrund der reduzierten Treibhausgasemissionen und Umweltverschmutzung wiederum einen Nettogewinn an biologischer Vielfalt im Vergleich zu fossilen Brennstoffen.

Fehlvorstellungen über die Windenergie

Es gibt einigen Irrglauben über die Windenergie, der oft verwendet wird, um den Widerstand gegen erneuerbare Energien anzustacheln:

❌Windturbinen sind ineffizient.

Entgegen weitläufiger Meinung sind moderne Windturbinen hocheffizient, mit der Kapazität, 30–48 % (für Onshore-Anlagen) und 50 % (für Offshore-Anlagen) der kinetischen Energie des Windes in Elektrizität umzuwandeln. Mehrere Länder in Europa melden beispielsweise ähnliche Konversionskapazitäten für ihre Windkraftanlagen. Diese Effizienzzahlen werden laufend durch technologische Fortschritte verbessert.

❌Windenergie ist zu teuer.

Während die anfänglichen Investitionen für Windenergieanlagen hoch sein können, sind die Betriebskosten gering, und die Stromgestehungskosten für Windenergie sind im Laufe der Jahre deutlich gesunken. Die Stromgestehungskosten sind die Durchschnittskosten für die Stromerzeugung über die gesamte Lebensdauer einer Energiequelle unter Berücksichtigung aller Kosten und des Zeitwerts des Gelds. Windenergie ist heute mit herkömmlichen Energiequellen wie fossilen Brennstoffen in puncto Kosten konkurrenzfähig (wobei berücksichtigt werden sollte, dass fossile Brennstoffe auch von Regierungen stark subventioniert werden).

❌Windturbinen sind laut.

Der Geräuschpegel von modernen Windturbinen wurde durch technologische Fortschritte wesentlich reduziert, weshalb Windenergieanlagen im Allgemeinen einen niedrigen Geräuschpegel aufweisen. Der Bau von Offshore-Anlagen kann Lärm und erhöhten Bootsverkehr hervorrufen, aber diese temporären Störungen können durch sorgfältige Projektplanung und Überwachung minimiert werden.

❌Windenergieanlagen schaden Wildtieren.

In der Regel werden Umweltfolgenabschätzungen durchgeführt, um Störungen im Zugverhalten von Vögeln und Kollisionsrisiken zu minimieren, bevor die Windenergieanlagen in Betrieb genommen werden. Tatsächlich stellt die Klimakrise insgesamt für Vögel eine größere Bedrohung als Windenergieanlagen dar.

Während Offshore-Anlagen auch marine Lebensräume verändern können, kann sich dies sowohl negativ als auch positiv auswirken. Alle diese Herausforderungen können jedoch durch eine Projektentwicklung bewältigt werden, die ökologische Überwachung und Umweltschutz priorisiert. Die Auswirkungen von Windenergieanlagen auf die Tierwelt sind viel geringer als andere menschliche Aktivitäten wie Gebäude und Fahrzeuge.

❌Windenergie ist unberechenbar.

Windenergie ist variabel und von den Wetterbedingungen abhängig, was zu Schwankungen bei der Energieversorgung führen kann. Diese Schwankungen können jedoch folgendermaßen ausgeglichen werden:

• einen integrierten Ansatz beim Energiesystem mit verschiedenen erneuerbaren Energiequellen (Wind, Sonne, Wasserkraft usw.),
• Übertragungs- und Verteilungsnetze zum Transport des an verschiedenen Orten erzeugten Stroms,
• Energiespeicherlösungen wie Pumpspeicherwerke oder Batterien.

Windverhältnisse können außerdem vorhergesagt werden, was bedeutet, dass die Standorte von Windenergieanlagen üblicherweise nach gründlichen Prognosen und Analysen der zukünftigen Energieversorgung ausgewählt werden.

❌Windturbinen führen zu schädlichem Abbau wichtiger Mineralien.

Für Windturbinen sind, wie bei allen Energietechnologien, wichtige Mineralien notwendig, wie Aluminium, Kupfer und seltene Erden. Die Verfügbarkeit dieser Materialien wird aufgrund des geografisch konzentrierten Abbaus zu einem Problem, das wiederum zu Ressourcenabhängigkeit und Spannungen in der Lieferkette führt. Die steigende Nachfrage nach diesen Mineralien führt wiederum zu erhöhtem Abbau, was ohne richtiges Management starke negative Auswirkungen mit sich bringen kann:

 

Der Großteil des Berbau-Booms wird jedoch für Materialien wie Lithium und Kobalt erwartet, getrieben von Elektrofahrzeugen und Batterien, nicht Windenergie. Die steigende Nachfrage nach Aluminium und Kupfer ist nicht für Windkraftanlagen spezifisch, denn Kupfer wird in allen Energietechnologien eingesetzt. Windturbinentürme sind meist aus Stahl gefertigt. Aluminium und Kupfer sind darüber hinaus hoch recyclingfähig, und wie bereits erwähnt entwickelt die Windenergiebranche ständig neue Technologien, um die Lebensdauer von Turbinen zu verlängern und alle Komponenten von Windenergieanlagen zu recyceln.

Herausforderungen bei der Windenergie

Leider gibt es derzeit jedoch keine Energiequelle, die 100 % ohne Auswirkungen ist, und die Windenergie ist hier keine Ausnahme. Hier sind einige der Risiken, die Windenergieanlagen mit sich bringen können:

1. Landnutzung: Die Entwicklung von Windenergieanlagen und deren Lieferketten kann zu Landnutzungskonflikten führen, die lokale Communities und deren Zugang zu Ressourcen beeinträchtigen. Für einen gerechten und fairen Wechsel zu erneuerbaren Energien sollte bei allen neuen Energieprojekten dafür gesorgt werden, dass auf alle Rücksicht genommen wird, insbesondere auf die lokalen Gemeinschaften. Die mögliche Verdrängung von Bevölkerungsgruppen, um für neue Anlagen und neue Infrastruktur Platz zu machen, ist ebenfalls ein Risiko, das unter Einbeziehung der Betroffenen gehandhabt werden muss.
2. Biodiversität:
   1. Wie bei allen anderen menschlichen Aktivitäten können Windturbinen das Verhaltensmuster von Wild- und Meerestieren beeinflussen und ein Kollisionsrisiko für einige Vogelarten darstellen. Angesichts der geringen Emissionen und des geringen Platz- und Wasserbedarfs sind die negativen Auswirkungen von Windturbinen auf die Biodiversität jedoch viel geringer als die von fossilen Brennstoffen, was bedeutet, dass die Windenergie insgesamt besser für die biologische Vielfalt ist.
   2. Mit einem modernen Turbinendesign (das Vögel detektiert und den Betrieb reduziert) und unter sorgfältiger Auswahl des Standorts (mittels fundierter Umweltprüfungen) können diese Risiken und andere mögliche Auswirkungen auf die Biodiversität minimiert werden.
   3. Offshore-Windanlagen können auch als künstliches Riff fungieren und so sogar potenziell Lebensraum für Meereslebewesen schaffen. An diesen Standorten ist auch oft das Fischen verboten, was zerstörerische Überfischung mit Schleppnetzen verhindert.
3. Recycling: Die in Rotorblättern verwendeten Verbundwerkstoffe machen es schwierig, sie zu recyceln. Während Lösungen entwickelt werden, um die Materialnutzung zu reduzieren und die Recycling-Praktiken für alle Turbinenkomponenten einschließlich der Rotorblätter zu verbessern, bleibt dies eine Herausforderung. Wir müssen Strategien entwickeln und regulatorische Rahmenbedingungen schaffen, um den Materialkreislauf (Verlängerung der Lebensdauer und Recycling) zu fördern, um die Menge an abzubauenden Rohstoffen zu zu minimieren und den ökologischen Fußabdruck der Windenergie zu reduzieren.

Fazit

Insgesamt bietet die Windenergie im Vergleich zu fossilen Brennstoffen deutliche Vorteile, obwohl es weiterhin bestimmte Herausforderungen gibt, die sorgfältig bewältigt werden müssen. Die gute Nachricht ist, dass die meisten dieser Herausforderungen vermeidbar sind. Mittels angemessener Kommunikation mit lokalen Gemeinden während der Planung und Entwicklung, um deren Bedenken und Bedürfnissen Rechnung zu tragen, umfassender Umweltprüfungen und Einhaltung aller Auflagen können wir für eine nachhaltige und sozial verantwortungsvolle Entwicklung der Windenergie sorgen.

Da immer mehr Länder ihre Windenergiekapazitäten ausbauen, ist es für einen gerechten Übergang zu erneuerbaren Energien unumgänglich, die Einbeziehung der Communities und eine umfassende Planung zu priorisieren.

Weitere Informationen zur Windenergie:

BERICHT VON REN21