Energie &Projektmanagement
Entwicklung der Windenergienutzung
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Inhalt
1 Ausbau der Windenergienutzung
Der Ausbau der Windenergienutzung, also die Installation von Windenergieanlagen, vollzog sich in Deutschland nicht einheitlich. Die Entwicklung nahm vielmehr ihren Anfang in den windhöffigen Küstengebieten im Norden von Deutschland. Mit einer Verknappung der Standorte wurde zunächst auf das Binnenland im Norden und später auf die Mitte Deutschlands ausgewichen. Diese Entwicklung wurde durch die technische Anlagenentwicklung unterstützt, die zunehmend auch weniger windhöffige Binnenstandorte attraktiv machte (Abbildung 2)
2 Technische Entwicklung
Die technische Entwicklung der Windenergieanlagen verlief ebenso rasant wie deren Verbreitung. Beides wurde unzweifelhaft durch die staatliche Förderung der Erneuerbaren Energien, besonders durch das Erneuerbare Energien Gesetz, forciert. Die folgende Abbildung 3 zeigt die Anteile unterschiedlicher Anlagengrößen (Rotordurchmesser) an der jährlich neu installierten Windenergieleistung in den Jahren 1987 bis 2013. In der Darstellung zeigt sich die schrittweise Entwicklung zu immer größeren Rotordurchmessern, die zugleich auch die verstärkte Leistungsfähigkeit der in den jeweiligen Jahren installierten Windenergieanlagen widerspiegelt,
3 Entwicklung der installierten Leistung
Die Abbildung 4 des DEWI Deutsches Windenergie-Institut GmbH (DEWI) zeigt die Entwicklung der jährlichen und kumulierten installierten Leistung bis Ende 2013. In der Darstellung spiegelt sich der rasante Ausbau der Windenergieanlagen auf dem deutschem Festland wieder (blau). Die Abbildung zeigt aber auch einen starken Rückgang der Zubauraten auf neuen Festlands-Standorten ab 2003.
Steigerungen in der effektiven Stromproduktion durch Windenergieanlagen werden inzwischen auch über das sogenannte Repowering (Ersetzen) von Altanlagen oder durch den Ausbau der Windenergienutzung auf dem Meer erreicht.
Für die Windenergienutzung in Deutschland wurden von den verschiedensten Seiten Prognosen und Zielvorstellungen veröffentlicht. Die Abbildung 5 zeigt zum Vergleich mit dem heutigem Stand (oben) ein Szenario des DEWI aus einer Studie der Deutschen Energie Agentur GmbH (DENA) des Jahres 2005.
4 Repowering
Mit dem „neudeutschem“ Begriff Repowering wird das Ersetzen von Altanlagen durch leistungsstärkere, neue Anlagen bezeichnet.
Das Ersetzen von weniger leistungsstarken Altanlagen durch neue, effizientere Windenergieanlagen drängt sich als Strategie zur Optimierung der Stromausbeute förmlich auf. Schließlich – wie oben gezeigt – sind ausgerechnet die windhöffigsten Standorte von vergleichsweise weniger ertragsreichen Altanlagen besetzt. So kann hier eine Standortoptimierung durch eine Anlagenerneuerung mit einer Halbierung der Anlagenzahl und einer Verdreifachung bis Vervierfachung der Stromerträge einhergehen (BWE 2005). Außerdem wird durch den Kauf und die Installation der Neuanlage die Wirtschaft gefördert und nicht zuletzt durch die Reduzierung der Anlagenzahl im Windpark das Landschaftsbild aufgewertet (Abbildung 6).
Obgleich die Vorteile von Repowering auf der Hand liegen, konnten die damit verbundenen Erwartungen lange Zeit nicht erfüllt werden. Der Austausch von Altanlagen gegen neue ging schleppend voran. Größtes Hemmnis sind bis heute die im Rahmen der Raumplanung aufgestellten Abstandsregelungen und Höhenbegrenzungen an den potentiellen Repowering-Standorten. Immerhin machen inzwischen rund ein Viertel des Neubaus Repowering-Projekte aus (JANZIG 2015).
5 Offshore-Windenergie
Eine weitere Strategie zur Steigerung der Stromproduktion mittels Windenergie ist die Errichtung von großen Offshore-Windparks in der Nord- und Ostsee. Die ambitionierten Offshore-Vorhaben der Planer begründen sich auf einer Reihe von Vorteilen der Offshore-Windenergienutzung, z. B.:
- Raum für große Windparks mit Multi-Megawatt-Anlagen
- Breite politische Unterstützung („...aus den Augen, aus dem Sinn“)
- Höhere Windhöffigkeit und besseres Windprofil als an Landstandorten
Die Deutschen Standorte liegen wegen konkurrierender Nutzungen (bes. Umweltschutzgebiete i.w.S. und Tourismus) weit vor den Küsten in tieferen Gewässern. Detaillierte Informationen finden sich im Artikel Offshore-Windenergie.
6 Regulatorische Rahmenbedingungen
Die regulatorischen Rahmenbedingungen für die Windenergienutzung in Deutschland werden insbesondere durch das Erneuerbare Energiengesetz (EEG) definiert. Sein Vorläufer, das Stromeinspeisungsgesetz von 1991 und das seit dem Jahre 2000 mehrfach novellierte EEG selber haben maßgeblich zum Erfolg der Windenergienutzung beigetragen. Wesentliche Erfolgsfaktoren waren hierbei die „festen“ Vergütungssätze und das mit dem EEG 2000 eingeführte Vorrangprinzip für Erneuerbare Energien.
Mit dem EEG 2017 fand ein grundsätzlichen Systemwechsel statt. Anstelle der zugesicherten Einspeisevergütungen wurde auf Ausschreibungsverfahren umgestellt. Für die Offshore-Windenergienutzung sind die Ausschreibungen im Windenergie-auf-See-Gesetz geregelt (WindSeeG, seit 1. Januar 2017 in Kraft).
7 Quellen
BWE Bundesverband Windenergie E.V. (2005): BWE Folien-Sammlung: Repowering.- 11 S., www.wind-energie.de/
DENA Deutschen Energie-Agentur (2005): Energiewirtschaftliche Planung für die Netzintegration von Windenergie in Deutschland an Land und Offshore bis zum Jahr 2020.- Endbericht, Studie im Auftrag der DENA, 342 S., Köln.
DEWI Deutsches Windenergie-Institut GmbH (2013): Windenergie in Deutschland - Aufstellungszahlen fur das Jahr 2013.- Infoblatt 2013 - Informationsstand Januar 2014, www.dewi.de/
ENDER, C. (2014): Wind Energy Use in Germany - Status 31.12.2013.- Dewi Magazin No. 44, 35 - 46, February 2014, www.dewi.de/dewi/
JANZIG, B. (2015): Kapazitätszubau 2014 - Windbranche toppt zwölf Jahre alten Rekord.- neue energie, 29.01.15, www.neueenergie.net/wissen/