Energiewende Vorschlag von Bodo Ramelow: Was bringen vertikale Windkraftanlagen?

Zwei Prozent ihrer Flächen sollen alle Bundesländer für den Ausbau von Windenergie zur Verfügung stellen. Nachdem er den Vorschlag der CDU, Flächen an der Autobahn mit Windrädern zu bebauen, zurückweist, schlägt Thüringens Ministerpräsident Bodo Ramelow vor, vertikale Windkraftanlagen in zehn Meter Höhe zu bauen. Was können diese Anlagen überhaupt leisten?

Eine vertikale Kleinwindkraftanlage auf einem Dach
Eine vertikale Kleinwindkraftanlage in Essen. Aufgestellt 2011. Deutschlandweit existieren nicht einmal tausend dieser Anlagen. Bildrechte: imago/Jochen Tack

Das Problem ist ein bekanntes: Deutschland soll bis 2050 mindestens 80 Prozent seiner Energie aus erneuerbaren Energien produzieren – und dass es mehr Windkraft gibt, wird dabei zentral sein. Der Ausbau läuft allerdings bislang eher schleppend. Bundeswirtschaftsminister Habeck will, dass mindestens zwei Prozent der Flächen aller Bundesländer für den Bau von Windkraftanlagen ausgewiesen werden. Aber bislang verfehlen fast alle Bundesländer dieses Ziel. Einer der Gründe: Windräder sind groß und nehmen viel Platz ein. Allerdings gibt es noch genügend Flächen, wie eine Recherche von MDR WISSEN zeigt.

Konflikt in Thüringen

In Thüringen hatte die CDU zuletzt vorgeschlagen, Flächen entlang der Autobahnen für Windräder zu nutzen – laut Ministerpräsident Ramelow ist das planungsrechtlich nicht möglich. Bei MDR THÜRINGEN schlug er aber eine interessante Kompromisslösung vor: vertikale Windkraftanlagen. Sie sind mit um die zehn Meter Höhe meist deutlich kleiner und nicht so wuchtig wie normale Windkraftanlagen – deshalb könnten sie auch an Orten aufgestellt werden, an denen klassische Windkraftanlagen nicht erlaubt sind. Aber funktioniert das?

Vertikale Windräder sind vogelfreundlicher

Ein paar Vorteile haben vertikale Windräder auf jeden Fall: Sie liefern unabhängig von der Windrichtung Energie, sie sind leiser und bieten möglicherweise mehr Vogelschutz als andere Windräder. Während nach Schätzungen verschiedener Forschungsgruppen rund 40 Vögel pro Jahr durch eine einzelne Windturbine getötet werden, vermutet Sebastian Scholz, Fachbereichsleiter für Klima- und Umweltpolitik beim NABU Bundesverband, dass vertikale Windräder von Vögeln aufgrund des niedrigeren Radius und der schnelleren Drehgeschwindigkeit besser wahrgenommen werden könnten. Die Folge: Es würden weniger Tiere sterben.

Vertikale Windenergieanlage.
Der so genannte Querdreher ist eine Testanlage, die vom regionalen Energieversorger Emscher-Lippe-Energie betrieben wird und Ökostrom ins Verteilernetz speist. Die Energieausbeute ist mit 5 KW Leistung eher gering.  Bildrechte: IMAGO / Jochen Tack

Energiewirtschaftlich nicht sinnvoll

Aus energiewirtschaftlicher Sicht hat der Vorschlag des Thüringer Ministerpräsidenten allerdings eine Haken: Rotoren in so geringer Höhe erzeugen nur einen Bruchteil der Energie, die klassische Windräder liefern. Sie gelten als Kleinwindanlagen.

"Grundsätzlich sind Windräder in 10 Meter Höhe unwirtschaftlich, da in Bodennähe die Windgeschwindigkeiten sehr niedrig sind", betont Simon Müller, Deutschlanddirektor des Thinktank Agora Energiewende. Derartige Kleinwindanlagen seien teuer und hätten eine geringere Effizienz als große Windkraftanlagen – deswegen stellten sie eher ein Nischenprodukt dar.  

Letzteres ist ein weiterer wichtiger Punkt, der gegen vertikale Windräder spricht: Weil diese derzeit nicht wie gewöhnliche Windkraftanlagen "in Serie" hergestellt werden, müsste mit wesentlich höheren Kosten gerechnet werden, die dann wiederum in keinem Verhältnis zu den erzeugten Energiemengen stehen.

Niedrigerer Wirkungsgrad

Bislang ging man eigentlich auch davon aus, dass vertikale Rotoren – egal in welcher Höhe – grundsätzlich einen geringeren Wirkungsgrad erreichen, als horizontale Rotoren. Während letztere 50 Prozent Ausnutzung erreichen, schaffen vertikale Rotoren nur 35 bis 40 Prozent. Es gibt zwar eine interessante Studie im Journal Renewable Energy, die Hinweise darauf gibt, dass dieser geringere Wirkungsgrad der vertikalen Rotoren in Windparks möglicherweise durch Synergieeffekte der eng zusammenstehenden Windräder ausgeglichen werden kann. Demnach könnten vertikale Windräder für diesen speziellen Nutzungsfall möglicherweise eine interessante Alternative darstellen – für die von Bodo Ramelow vorgeschlagene Nutzung entlang der Autobahnen ist mit diesen Synergieeffekten allerdings nicht zu rechen.

Virtueller Windpark mit vertikalen Rotoren.
Einer Studie zufolge vielleicht ein guter Einsatz von vertikalen Windkraftwerken: Dicht an dicht im Windpark auf See entstehen Synergieeffekte. Bildrechte: Journal Renewable Energy

Vergleich mit Energieoutput horizontaler Anlagen

Der Bundesverband WindEnergie schätzt, dass die Leistung vertikaler Windkraftanlagen je nach Bauweise stark schwankt und zwischen 5–150 Kilowatt liegt. In lediglich zehn Meter Höhe dürfte allerdings eher der untere Rand dieses Spektrums erzielt werden, also unter 75 Kilowatt. Von diesen sogenannten Kleinwindanlagen gab es bundesweit im Jahr 2022 775 Stück (zum Vergleich: Es gibt derzeit über 28.000 horizontale Windräder). Laut Zubauanalyse der Fachagentur Wind produzierten diese alle zusammen 7,8 Megawatt. Das entspricht in etwa der Leistung von zwei(!) normalen Windkraftanlagen, schätzt der Thinktank Agora Energiewende. Und gibt zu bedenken: Neuere horizontale Windkraftanlagen produzieren mittlerweile über fünf Megawatt.

Auch der Bundesverband WindEnergie sagt: "Der Einsatz von Windenergieanlagen in Horizontalachser-Bauweise ist die effizienteste Möglichkeit, die verfügbaren Flächen für die Windenergie zu nutzen." - in Thüringen sähe man einen hohen Anteil potenziell geeigneter Flächen.

Windkraftanlage
Bewährter Klassiker: Windrad mit horizontalen Rotoren. Bildrechte: dpa

Diese Zahlen machen sehr deutlich, dass vertikale Windkraftanlagen eigentlich kaum mit horizontalen zu vergleichen sind, was den Energieoutput angeht. Und dieser Output ist am Ende für die Energiewende entscheidend. Zahlenspielereien um Flächen helfen dabei nicht. "Für das Erreichen der Klimaziele und den strukturellen Weg aus der fossilen Energiekrise muss daher der Fokus der Länder auf einem schnellen Ausbau moderner, leistungsfähiger konventioneller Windkraftanlagen an Land und See gelegt werden, wie es eine Vielzahl von Studien und die Erfahrung von hunderten Gigawatt installierter globaler Leistung zeigen", sagt Simon Müller, Deutschlanddirektor von Agora Energiewende.

Links/Studien

Studie zum Wirkungsgrad horizotaler Rotoren in Windparks im Journal Renewable Energy.
Sehr spannend ist auch die Zubauanalyse Wind, veröffentlicht von der Fachagentur Windenergie.

iz

Logo MDR 4 min
Bildrechte: MITTELDEUTSCHER RUNDFUNK
4 min

Bürgerinitiative im Holzlandkreis wirft Grünen Lobby-Politik vor. Grünen-Kandidatin Stephanie Erben diskutiert mit Tobias Gruber von der Initiative über Vor- und Nachteile.

MDR AKTUELL Sa 16.09.2017 09:48Uhr 03:41 min

https://www.mdr.de/nachrichten/deutschland/wahlen/bundestagswahl-2017/audio-491138.html

Rechte: MITTELDEUTSCHER RUNDFUNK

Audio