Die Vorteile liegen auf der Hand, die Kraft des Windes in elektrische Energie umzuwandeln. Denn Windenergie ist unerschöpflich. Vor allem aber ist sie klimaneutral. So viel zur Theorie: Wirklich nachhaltig ist Windenergie nämlich nur dann, wenn die Windkraftanlagen ökologisch unbedenklich sind. Was bringt uns eine regenerative Energiequelle, wenn allein die Herstellung der dafür benötigten Anlagen umweltschädlich ist. Wie sieht also am Ende die Umweltbilanz von Windkraft aus?

Windkraftanlagen – Funktion und Speicherung

Windräder sind in der Regel über 100 Meter hoch. Allein die Rotorblätter sind oft über 50 Meter lang und wiegen etwa 25 Tonnen. Dass der Bau solcher Anlagen reichlich Ressourcen kostet, ist daher auf den ersten Blick erkennbar. Wie Windkraftanlagen funktionieren und welche Mechanik dahinter steckt, erfährst Du in meinem Beitrag „Wie funktioniert eine Windkraftanlage?“. Darin erfährst Du auch, warum wir Windenergie nicht ohne unverhältnismäßig hohe Kosten speichern können.

Effizienz von Windenergie

Windkrafträder können nur dann Strom erzeugen, wenn der Wind weht. Das leuchtet ein. Leider sinkt aber die Stromerzeugung exponenziell mit fallender Windgeschwindigkeit. Das heißt in Zahlen ausgedrückt: Weht der Wind mit 12 Metern pro Sekunde, laufen die Windräder auf vollen Touren. Bei diesem Tempo steht das Windrad am Leistungsoptimum. Halbiert sich die Windgeschwindigkeit, erzeugen die Anlagen nur noch 10 bis 15 Prozent der möglichen Strommenge.

Laut Umweltbundesamt können die neueren Offshore-Windräder (also Windenergie auf See) derzeit ca. 8 Megawatt Leistung erzeugen. Bis 2025 erwartet man eine Technik, die bis zu 12 Megawatt möglich macht. Im Klimaschutzprogramm 2030 hat sich die Bundesregierung das Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2030 auf 20 Megawatt zu kommen. Da der Wind auf See durchschnittlich stärker und konstanter ist, laufen Offshore-Anlagen natürlich auch effizienter.

Obwohl also bei der Effizienz ganz offensichtlich noch Luft nach oben ist, erklärt das Umweltbundesamt, dass Windkraftwerke sich energetisch bereits nach maximal 7 Monaten amortisieren. Das bedeutet: Nach höchstens 7 Monaten hat die Anlage so viel Strom erzeugt, wie für Herstellung, Betrieb und Entsorgung verbraucht wurden.

Gehen wir mal von einer Lebensdauer von 20 Jahren aus. Denn das entspricht dem Förderzeitraum nach dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG). Nach dieser Rechnung erzeugt ein modernes Windrad mindestens 35 mal so viel Strom wie es in seinem gesamten Lebenszyklus verbraucht.

Die reine Energiebilanz von Windparks ist demnach hervorragend. Zum Vergleich: Bei der Photovoltaik sprechen wir laut Fraunhofer Institut von 2,5 bis 2,8 Jahren bis zur energetischen Amortisation.

Licht- und Schallemissionen durch Windenergie

Neben der Energiebilanz wirken sich Emissionen auf die Nachhaltigkeit erneuerbarer Energien aus. Dabei geht es nicht nur um den Ausstoß von Treibhausgasen, sondern auch Licht- und Lärmemissionen. Und diese verursacht Windenergie zweifelsohne.

Windenergie
Bild: Oimheidi (Pixabay)

Problematisch sind vor allem die nach der Energiewende in den neunziger Jahren gebauten Windkraftanlagen. Sowohl die Rechtslage als auch der Stand der Technik waren damals anders als heute. Das führt dazu, dass auch heute noch

  • ältere Anlagen ihren Schatten auf Wohngebäude werfen,
  • Lichtreflexionen durch Rotorblätter entstehen und
  • man Getriebegeräusche oder einfach den Luftzug der Windräder merklich hört.

Da für den Betrieb dieser Altanlagen jedoch mit Ablauf des Jahres 2020 die Förderansprüche entfallen, ist bereits jetzt absehbar, dass sich die Beeinträchtigungen durch Licht und Lärm deutlich reduzieren.

CO2-Einsparungen durch Verdrängungseffekt

Stand heute ist: Windenergie lässt sich nicht speichern. Das heißt: Wo kein Wind, da kein Strom. Trotzdem zählt jedes Kilowatt, welches die Windenergie erzeugt. Denn jedes Kilowatt, welches ins Stromnetz eingespeist wird, verdrängt Energie, die aus fossilen Brennstoffen wie beispielsweise Kohlekraft oder Erdöl gewonnen wurde. Und das bedeutet wiederum, dass wir CO2-Emissionen reduzieren.

Windenergie – Nachhaltigkeit beim Bau und Recycling

Eine Windkraftanlage besteht aus

  • dem Betonfundament,
  • einem Stahlturm,
  • und dem Rotor.

Darin enthalten sind Kupfer, Aluminium, Kunststoffe, Gummi, Fette, Lacke, Öle, Kunstharz, Glas- und Karbonfasern. All diese Materialien müssen beschafft und am Ende recycelt werden. Bei einer aussagefähigen Lebenszyklusanalyse stellen wir nicht nur die Frage, wie nachhaltig der laufende Betrieb ist. Wir müssen auch einbeziehen, wie sich die Herstellung und die Entsorgung auf die Umwelt auswirken.

Wo kommt das ganze Material für Windkraftanlagen her?

Beton beinhaltet hauptsächlich Zement, Wasser und Gestein. Stahl besteht aus Eisen. Die Beschaffung dieser Stoffe ist eher unbedenklich, weil sie sich nicht negativ auf die Umwelt auswirkt.

Windenergie
Bild: Jens Rasch (Pixabay)

Wie sieht es aber mit den Permanentmagneten aus, die ein unabdingbarer Bestandteil der Turbinen sind? Dafür verwendet man das Metall Neodym. Diese Supermagneten sind bis zu zehnmal stärker als Eisenmagneten. Obwohl Neodym zu den sogenannten Seltenen Erden zählt, ist es gar nicht so selten. Problematisch ist jedoch die Gewinnung von Seltenen Erden:

Bis das Neodym aus den Mineralien vollständig isoliert und verwendbar ist, sind mehrere aufwändige Verfahrensschritte erforderlich. Euronews.com erklärt, dass es dabei zu einer Thoriumkontamination kommt. Dabei handelt es sich um ein radioaktives Element, das Umweltschäden hervorrufen kann.

Die größte Seltene Erden Mine war bis 1995 in Kalifornien in Betrieb. Obwohl die USA aber nicht gerade für die Rücksicht auf die Umwelt bekannt sind, wurde die Mine wegen der radioaktiven Verschmutzung geschlossen. In China befinden sich die größten Neodym-Vorkommen. Dort sieht man das aber nicht so genau mit der Umweltunverträglichkeit.

Fakt ist: Obwohl man Neodym eigentlich nur übergangsweise verwenden möchte bis eine Alternative gefunden wird, ist es noch heute ein wichtiger Bestandteil von

  • Windkrafträdern,
  • Autos, vor allem Elektroautos
  • Handys und Laptops sowie
  • Flugzeuge.

Die Umweltschäden durch die Neodymgewinnung lassen sich also nicht in Zahlen ausdrücken. Trotzdem wird es höchste Zeit, dass wir einen Ersatzstoff finden. Ansonsten stehen Windkraftanlagen als Heilsbringer für den Naturschutz – genau wie die Elektromobilität – in einem großen Widerspruch.

Recycling von Windrädern

Für das Recycling müssen die Windpark-Betreiber sorgen. Das ist gesetzlich so vorgeschrieben. Gründe für die Außerbetriebsetzung sind nicht immer nur Defekte. Viel häufiger ist es der Fall, dass die Windräder aufgrund veralteter Technik zu leistungsschwach sind. Und wenn dann noch die Förderansprüche auslaufen, lautet die Entscheidung zumeist: Weg damit!

Was kann man mit alten Windrädern machen?

So wie wir es häufig in mit ausrangierten Autos machen, erleben auch Windkraftanlagen aus Deutschland oftmals ihren zweiten Frühling im Ausland. Sie werden also bei uns abgebaut und andernorts wieder in Betrieb genommen. Zumindest solange man nicht darüber nachdenkt, was danach mit ihnen geschieht, stellt dies eine umweltfreundliche Variante der Wiederverwertung dar.

In allen anderen Fällen kann man laut dem Energieverbraucher-Portal den Beton im Straßenbau einsetzen. Stahl und Elektroschrott kann man im Altmetall entsorgen.

RecyclingDas Online-Magazin geo.de erklärt, dass jedoch vor allem das Material der Rotorblätter problematisch ist. „Die Windfänger bestehen unter anderem aus sogenannten glasfaserverstärkten Kunststoffen, einem Verbund aus einer Glasfaser, die das Stützgerüst bildet und einem Harz. Die Deponierung dieser Mischstoffe ist verboten, und bei der konventionellen Müllverbrennung entwickelt das Harz toxische Gase, die aufwendig gefiltert werden müssen.

Zudem verstopfen schmelzenden Glasfasern die Anlagen. Auch das sogenannte Downcycling ist keine sinnvolle Option. Dabei werden die Faserwerkstoffe zu Schnipseln geschreddert, um in minderwertigen Produkten, etwa Parkbänken oder Verkleidungsteilen, wieder verarbeitet zu werden.“

Eine nachhaltigere Alternative stellt baustoffwissen.de vor. Demnach werden die neueren Rotorblätter mit Balsaholz produziert. Trotzdem müssen auch diese Rotorblätter mit glasfaserverstärktem Epoxidharz beschichtet werden. Deshalb bestehen sie immer noch zu über 90 Prozent aus Kunststoff, der wiederum ein Problem bei der Entsorgung auslöst.

Windenergie – Was lernen wir daraus?

Es gibt eine Menge zu kritisieren. Die Effizienz der Windräder lässt zu wünschen übrig. Die Technologie macht in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit eine sinnvolle Speicherung der Energie nicht möglich. Und sowohl die Gewinnung als auch die Entsorgung des benötigten Materials stehen im Widerspruch zur Nachhaltigkeit der Windenergie.

ÖkostromABER: Solange es dabei bleibt, dass die eingesetzte Technologie für Solarenergie, Wasserkraft und Atomenergie ebenfalls weiterhin ihre Schwächen aufweisen, sind Windkraftanlagen eine zukunftsträchtige Lösung. Schon jetzt steht für mich außer Frage, dass sie notwendig sind, um Energie aus fossilen Brennstoffen zu verdrängen. Es ist aber unbedingt notwendig, dass Windenergie zukünftig regelbar ist und man Alternativen für die Verwendung von Neodym findet.

Wenn auch Du trotz ihrer Schwächen die Windenergie befürwortest, kannst Du einen Beitrag leisten, indem Du Ökostrom aus Windkraft beziehst. Leider wird beim Ökostrom viel getrickst. So bieten viele Stromversorger beispielsweise Strom aus Kohlekraft an und verkaufen diesen mit Hilfe eines Zertifikate-Handels als Ökostrom.

Anbieter, bei denen Du sicher sein kannst, dass echte Wind- und Wasserkraft aus Deiner Steckdose kommt, sind Greenpeace Energy und Naturstrom.

Falls Du Dir ein Bild darüber machen möchtest, ob Solarenergie die bessere Alternative unter den regenerativen Energien ist, lies meinen Artikel „Wie funktioniert Solarenergie?“

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