Örtliche Flaute

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Unerschöpflich, klimaschonend, vergleichsweise preiswert – Windenergie hat viele Vorteile. Weltweit schreitet ihr Ausbau daher rasant voran. In Deutschland hat die Branche jedoch mit sechs großen Hindernissen zu kämpfen.

Gleich in seiner ersten Rede bei einem Kongress der Zeitung "Die Welt" stimmte der neue Bundesumweltminister Peter Altmaier das Loblied auf die riesigen Rotortürme an, nur wenige Stunden nachdem er am 22. Mai seine Ernennungsurkunde erhalten hatte. "Die Windenergie wird das Rückgrat der Energiewende bleiben, Offshore und Onshore zusammengenommen", so Altmaier. Tatsächlich sind Windräder aktuell vor Photovoltaik, Biomasse und Wasserkraft der wichtigste Lieferant für erneuerbare Energie in Deutschland. Wasserkraft, die in der weltweiten Gesamtschau noch vor der Windkraft rangiert, spielt hierzulande nur eine kleine Rolle.

CO2-freie Stromerzeugung, sinkende Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, vergleichsweise niedrige Kosten – all das spricht dafür, den Windstrom zum "Lastpferd der Energiewende" zu machen, wie der frisch ernannte Minister es ausdrückte. Die Öffentlichkeit scheint positiv eingestellt: Nach einer Studie der Stiftung Mercator und der Universität Stuttgart bevorzugen Deutschlands Bürger die Windenergie vor Solarthermie, Photovoltaik und Biomasse für die Energieerzeugung; die Atomkraft landet auf dem letzten Platz.

Warum geschieht der Ausbau dennoch schleppend? Bisher gibt es in Deutschland insgesamt rund 22660 Windkraftanlagen, die es zusammen auf 30 Gigawatt Leistung bringen (Stand Ende Juni 2012). Pro Jahr wächst die Windkraftleistung in Deutschland aber um gerade einmal zwei Gigawatt – höchstens. Nach den Boomjahren Anfang des Jahrtausends, als teilweise mehr als 2000 Anlagen pro Jahr hinzukamen, waren es 2011 noch 895, eine Verlangsamung, auch wenn die Leistung pro Anlage gestiegen ist und die Zahlen daher nur eingeschränkt vergleichbar sind.

Im Jahr 2011 war die Windkraft für 7,6 Prozent der heimischen Energieproduktion verantwortlich. Bei diesem Tempo ist das Ziel der Bundesregierung, dass die Mühlen im Jahr 2050 die Hälfte des deutschen Stroms liefern, nahezu unerreichbar. Nach den Plänen des Bundesumweltministeriums müssten dazu 45 Gigawatt onshore und 85 Gigawatt offshore installiert sein.

Theoretisch wären zwar sogar weit höhere Werte möglich, wie eine Analyse des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel zeigt: Die Forscher haben sich das Potenzial angesehen, das allein für Windkraft an Land vorhanden ist, wo sie eine Nutzung von zwei Prozent der deutschen Fläche für realistisch halten. Daraus ergäbe sich eine rechnerische Gesamtleistung von 198 Gigawatt – 65 Prozent des deutschen Stromverbrauchs ließen sich so decken, legt man die Daten von 2010 zugrunde. Und dazu käme noch der Strom von den Windrädern auf hoher See. In der Praxis jedoch bremsen sechs große Hindernisse die Entwicklung.

1. Windkraft ja, aber nicht hier

Begeisterung im Norden und Osten, Skepsis im Süden – lange war der Ausbau der Windenergie in Deutschland eine ziemlich asymmetrische Angelegenheit: Derzeit stehen die meisten Anlagen in Niedersachsen, gut 7000 Megawatt (MW) installierte Leistung; im Leistungs-Ranking folgen Brandenburg (rund 4600 MW) und Sachsen-Anhalt (rund 3700 MW). Nach dem Beschluss zur Energiewende wollen Bayern und Baden-Württemberg inzwischen auch je 3500 Megawatt Windkapazität aufbauen. "Wir werden in den kommenden Jahren noch mehr Dynamik bekommen, weil sich die politischen Rahmenbedingungen geändert haben", sagt Stephan Kohler, Chef der Deutschen Energie-Agentur (dena).

Nach den Statistiken des Bundesverbands WindEnergie hat Bayern beim Zubau im ersten Quartal 2012 bereits die Nordländer überholt. Doch noch immer stören Geräuschentwicklung und Schattenwurf von Windkraftanlagen viele Menschen. Gesellschaftlich mögen die Rotoren anerkannt sein – doch kaum jemand will auch in ihrer Nähe leben. Das mag sich irgendwann ändern, doch einstweilen sind die Windkraftgegner schwer zu überhören: In Hessen hat der Naturschutzbund (Nabu) beispielsweise vor Gericht die Abschaltung von fünf Windrädern im Vogelsberggebiet erstritten, um seltene Rotmilane und Schwarzstörche zu schützen.

Solche Konflikte dürften zunehmen, weil Länder wie Baden-Württemberg ihre Wälder für die Windkraft öffnen wollen – wenn auch nur in "ökologisch weniger kritischen" Bereichen. In manchen Fällen können Bürgerwindparks für mehr Akzeptanz sorgen, weil potenzielle Kritiker so zu Co-Eigentümern werden. "Früher haben sich die Leute über Diskoeffekt und Schattenwurf beschwert. Jetzt ärgern sie sich, wenn die Windkraftwerke stehen und sie kein Geld verdienen", berichtet Dena-Geschäftsführer Kohler.

2. Kostengrab Offshore

Strom auf dem Meer zu erzeugen, wo der Wind stetig weht – das klingt nach einem guten Plan. Entsprechend ambitioniert sind die Zielvorgaben der Bundesregierung: Bis zum Ende des Jahrzehnts sollen zehn Gigawatt Offshore-Windleistung vor Deutschlands Küsten stehen; das sind etwa 3000 Windräder. Bis 2030 sollen es sogar 25 Gigawatt (GW) werden. Ob das Vorhaben in Erfüllung geht, ist ungewiss. Immer wieder werkelte die Politik am Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) herum: Weil zunächst kaum jemand investieren wollte, stiegen die Subventionen von 9 auf 13, 15, dann sogar 19 Cent pro eingespeiste Offshore-Kilowattstunde in den ersten Betriebsjahren. Doch gebaut wurde trotzdem woanders: Mehr als die Hälfte der weltweit installierten Offshore-Anlagen (Ende 2011: 4,1 GW) steht vor Großbritannien (2,1 GW), dahinter folgen Dänemark (0,9 GW) und die Niederlande (0,25 GW).

Deutschland liegt aktuell bei 0,2 Gigawatt. Gerade einmal 55 Anlagen vor hiesigen Küsten liefern bisher Strom – in den Windparks "Alpha Ventus" (12 Windräder, rund 45 Kilometer vor Borkum), "Bard 1" (16 von 80 Windrädern in Betrieb, knapp 90 Kilometer vor Borkum) und "Baltic 1" (21 Windräder, 16 Kilometer vor der Halbinsel Darß). Der Rest existiert vor allem auf dem Papier:

In der Nord- und Ostsee sind derzeit 29 Parks mit insgesamt 2081 Windrädern genehmigt. Für 94 Parks mit 6624 Rotoren werden die Unterlagen geprüft. "Zwei Gigawatt Offshore-Leistung gehen dieses Jahr in Bau", verspricht zwar Andreas Wagner von der Stiftung Offshore-Windenergie. "Wir sind dabei, zu den Briten deutlich aufzuholen." Doch Hermann Albers vom Bundesverband WindEnergie ist skeptisch: "Die Offshore-Ausbauziele sind viel zu ambitioniert." Bestenfalls sechs bis sieben Gigawatt bis 2020 seien realistisch.

Die Offshore-Parks kommen Deutschland weit teurer als andere Länder, weil die Planer einen geografischen Sonderweg gewählt haben: Während etwa in Großbritannien küstennah in flachem Wasser gebaut wird, sind die Wind- räder hierzulande weit von der Küste entfernt. Schifffahrtsrouten und der Nationalpark Wattenmeer in der Nordsee blockieren große Flächen.

Dem Vorteil, dass die Türme weit draußen nicht zu sehen sind, stehen gewaltige Nachteile entgegen: Weil schwimmende Windmühlen noch exotische Ausnahmen sind, ist die Installation bei größeren Wassertiefen aufwendig. Deutsche Offshore-Windräder sind im Störungsfall auch nur zu hohen Kosten erreichbar. Die Entfernung zum Land macht zudem die Anbindung an das Stromnetz zu einer komplizierten Angelegenheit. Der Anschluss von Hochsee-Windparks ans Onshore-Netz dauert derzeit oft 45 bis 50 Monate.

In Summe werden damit Windräder auf dem Meer für lange Zeit teureren Strom liefern als solche an Land. Die Stromerzeugungskosten von Onshore-Anlagen liegen nach einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme in Freiburg zwischen 0,06 und 0,12 Euro/kWh – und damit zum Teil im Bereich konventioneller Kohle- oder Kernkraftwerke. Windparks im Meer schlagen dagegen mit 0,11 bis 0,18 Euro/kWh zu Buche, Netzanschlusskosten nicht mitgerechnet.

3. Der Netzausbau geht schleppend voran

Das derzeitige Stromnetz muss für den Ausbau der Windkraft massiv nachgebessert werden. Technisch gesehen ist die Anbindung der Offshore-Anlagen die größte Herausforderung. Der Wechselstrom aus den Windanlagen wird für den Transport in Gleichstrom umgewandelt. Mithilfe der HGÜ-Technik (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) wird er dann auf einer Art Einbahnstraße zum Land geleitet. Das Verfahren bietet geringere Stromverluste als Wechselstrom-Übertragung, ist aber relativ teuer – auch weil es nur wenige Anbieter für die Technik gibt.

Das EEG regelt, dass sich der regionale Netzbetreiber um die Anbindung kümmern muss. Im Bereich der Nordsee ist das die Firma Tennet, Tochter eines holländischen Staatskonzerns. Das Unternehmen hat signalisiert, dass es die Kosten von etwa 15 Milliarden Euro nicht allein stemmen kann; bestenfalls 5,5 Milliarden seien möglich. Das reicht aber nur zum Anschluss von fünf Gigawatt Windkraftleistung.

Hierzulande fehlen den Netzbetreibern Investitionsanreize. Die Netzbesitzer sollen nach den Plänen von Wirtschafts- und Umweltministerium auch einen Teil der Kosten übernehmen, wenn es zu Verzögerungen und Störungen beim Stromtransport kommt. Bis zu 100 Millionen Euro pro Schadensfall wären zu zahlen. Um sich vor solch hohen Beträgen zu schützen, sollen die Firmen eine Versicherung abschließen. Darüber hinausgehende Schadensersatzforderungen von Windparkbetreibern haben die Stromkunden über eine Umlage zu finanzieren. Das Modell soll zumindest Investitionssicherheit für die Leitungsbauer bringen: "Wenn die Risiken beherrschbar sind, werden auch private Investoren bei der Finanzierung der Anschlussleitungen mit einsteigen", hofft Dena-Geschäftsführer Kohler.

An Land ist der Netzanschluss demgegenüber technisch ein Kinderspiel. Doch hier bereiten den Ingenieuren politische Unwägbarkeiten Probleme. Netzbetreiber müssen mit massiven Bürgerprotesten an den Trassen rechnen. Auch ein Jahr nach dem Beschluss zur Energiewende gibt es kaum neue Hochspannungsleitungen – nur viele Pläne: Bis zum Jahr 2022 sollen insgesamt 3800 Kilometer neue Leitungen errichtet werden, auf 4000 zusätzlichen Kilometern sollen die bestehenden Netze ausgebaut werden, für insgesamt 20 Milliarden Euro. Der genaue Verlauf der zusätzlichen, überwiegend oberirdisch konzipierten Leitungen ist allerdings nicht klar, nur deren Anfangs- und Endpunkte. Der "dramatisch verzögerte Netzausbau" an Land, resümiert Hermann Albers vom Bundesverband WindEnergie, behindere den Ausbau der Windkraft massiv.

4. Geeignete Stromspeicher fehlen

Ein größerer Anteil an erneuerbaren Energien macht das Stromnetz instabiler. Das liegt daran, dass nicht immer genügend Wind weht und – wie man diesen Sommer sieht – erst recht nicht ständig ausreichend Sonne scheint, um den aktuellen Strombedarf zu decken. Im umgekehrten Fall wiederum steht zeitweise zu viel Strom zur Verfügung. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz verbietet, dass regenerative Quellen bei Überproduktion einfach abgeschaltet werden. Dies hat immer wieder zu negativen Preisen an Strombörsen wie der EEX geführt. Geld bekam dann paradoxerweise, wer Strom abnahm.

Bisher werden überschüssige Strommengen oft in europäische Nachbarstaaten verkauft – und dadurch Probleme mit der Netzstabilität ins Ausland exportiert. Der Netzbetreiber 50Hertz, der im mühlenreichen Osten Deutschlands aktiv ist, musste trotzdem an 45 Tagen im vergangenen Jahr erneuerbare Energieanlagen vom Netz nehmen, um Überlastungen zu vermeiden. Ein Zustand, der nach dem EEG eigentlich nicht eintreten sollte. Laut einer Studie des Beratungsunternehmens Ecofys gingen so im Jahr 2010 bis zu 150 Gigawattstunden Windstrom verloren. Abhilfe könnten geeignete Energiespeicher schaffen. Mit dem "Nord Link"-Kabel etwa soll Deutschlands Windstrom ab 2018 bei Bedarf in norwegischen Pumpspeicherkraftwerken gepuffert werden. Allerdings hat das geplante Kabel nur eine Kapazität von 1,4 Gigawatt. Speichersysteme für größere Strommengen sind also gefragt. Doch die Technik steckt noch in den Kinderschuhen.

Am weitesten fortgeschritten ist die Speicherung von Windenergie in Form von Wasserstoff. Das Gas wird mit Elektrolyseuren hergestellt, die Wasser mittels Strom in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zerlegen. Letzterer lässt sich ins Erdgasnetz einspeisen, ohne dass dieses umgerüstet werden muss. Derzeit ist eine Beimischung von fünf Prozent erlaubt, Experten halten aber selbst 15 Prozent für problemlos.

Getestet wird die Elektrolyse seit 2011 im brandenburgischen Prenzlau. Drei Windkraftanlagen des Energieversorgers Enertrag liefern Strom für einen 500-Kilowatt-Elektrolyseur. Der Wasserstoff kommt in einem Blockheizkraftwerk zum Einsatz. Eine noch leistungsstärkere 1000-Kilowatt-Anlage baut die Firma im Windpark Werder/Kessin in Mecklenburg-Vorpommern. Doch solche Projekte sind bisher kaum mehr als der sprichwörtliche Tropfen auf den heißen Stein: "Zwischen Pilotvorhaben und großtechnischer Anwendung sehen wir eine Zeitspanne von 10 bis 15 Jahren", warnt Dena-Chef Kohler.

5. Windräder können kaum noch wachsen

In den vergangenen Jahren sind die Windmühlen zu teilweise gigantischen Anlagen herangewachsen. Nach einer Faustformel bringt jeder Meter an zusätzlicher Turmhöhe bis zu ein Prozent mehr Energieertrag. Die höchste Anlage der Welt hat der mittelständische Anbieter Fuhrländer im brandenburgischen Laasow gebaut. Sie ist 205 Meter hoch, inklusive Rotoren. Und gerade hat Siemens stolz ein 75 Meter langes Rotorblatt aus glasfaserverstärktem Kunststoff vorgestellt.

In Zukunft werden die Anlagen jedoch kaum noch größer dimensionierbar sein: Bei einer Nabenhöhe von rund 200 Metern dürfte nach Ansicht von Experten Schluss sein. Die Gründe: Offshore wird der Aufwand für Transport und Installation extrem hoch. Und onshore fällt es zunehmend schwer, die nötigen Genehmigungen zu bekommen. Bereits heute dürfen große Mühlen längst nicht überall gebaut werden. Der Bundesverband WindEnergie beklagt, dass Behörden vielerorts die Höhe der Anlagen begrenzen, unter anderem, weil ab einer Gesamthöhe von mehr als 100 Metern nachts ein rotes Warnfeuer für Flugzeuge und Hubschrauber angebracht werden müsse.

6. Rohstoffe für die Anlagen werden knapp

Für die Produktion einer modernen Windkraftanlage sind größere Mengen Rohstoffe nötig – und zwar nicht nur Stahl für die riesigen Türme. In den Generatoren und Transformatoren einer einzelnen Anlage stecken zum Beispiel etwa acht Tonnen Kupfer. Zehn Prozent des deutschen Kupferverbrauchs gehen auf das Konto der Windkrafthersteller, wobei sich der Preis des Edelmetalls seit Anfang des Jahrtausends zeitweise verfünffacht hat.

Ob das gefürchtete Quasi-Monopol Chinas bei seltenen Erden die Windbranche bremst, muss sich noch zeigen. Einerseits sind die seltenen Erden für einige sogenannte direkt getriebene Windräder nötig. In ihrem Inneren arbeiten keine Getriebe, sondern kraftvolle Magnete – und für deren Produktion sind Neodym und Dysprosium wichtig. Doch große Hersteller getriebeloser Anlagen setzen auf andere Generatorsysteme und betonen daher, keine Versorgungsschwierigkeiten zu befürchten.

Gelingt es Deutschland, diese sechs Hindernisse beiseitezuräumen, kann die Windenergie auch hierzulande auf ein erfolgreiches Wachstum hoffen. Global gesehen wäre das Land damit keineswegs ein Außenseiter. Seit 2005 ist die weltweit installierte Kapazität jedes Jahr um durchschnittlich 25 Prozent gewachsen. Ende 2011 lag die Gesamtleistung bei 238 Gigawatt. Zwar ist auch die Photovoltaik vielerorts auf dem Vormarsch, doch Windenergie ist in der Erzeugung billiger als Solarstrom.

Das dürfte auf absehbare Zeit auch so bleiben, da sind sich die Analysten der Internationalen Energieagentur (IEA) in Paris sicher. Bo Diczfalusy, Chef des dortigen Direktorats für erneuerbare Energien, betont: "Die Windkraft hat unter den erneuerbaren Energien mit die besten Perspektiven." Nach Schätzungen der IEA könnten bis 2050 rund zwölf Prozent der weltweiten Elektrizität aus Wind stammen.

In ihrem "Medium-Term Renewable Energy Market Report 2012" hat die IEA jüngst die weltweite Entwicklung der Windkraft für die nächsten fünf Jahre prognostiziert. Demnach wird sie vor allem an Land weiter massiv zulegen. China wird seine Führung ausbauen: Von den global 463,7 Gigawatt werden im Jahr 2017 rund 166 im Reich der Mitte installiert sein.

Die Offshore-Windenergie wird dagegen vor allem in Europa vorangetrieben, wo knapp zwei Drittel des prognostizierten Marktwachstums stattfinden. In den kommenden Jahren, so glauben die Analysten, werden aber auch viele kleinere Länder die Vorteile der Windkraft entdecken. Die Zahl der Staaten mit mehr als 100 Megawatt installierter Leistung dürfte sich von gut 40 auf mehr als 70 beinahe verdoppeln. Es sei eben viel Potenzial vorhanden, auch in Gebieten, bei denen man es zunächst nicht vermuten würde, sagt IEA-Mitarbeiter Diczfalusy: "Ein bisschen Wind gibt es eigentlich überall."

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