Regenerative Energien: Technik und Nutzungsmöglichkeiten

Mit bereits entwickelt auf stabilen Energieniveau meinte ich, dass wir die wirtschaftliche Entwicklung bereits hinter uns haben und nicht die Wachstumsdynamiken eines Chinas aufweisen. Dass wir den Zenit erstmal wieder überschritten haben und hoffentlich nicht zum middle-income country degradiert werden, nun ja...

Deswegen habe ich persönlich auch so Probleme mit unseriösen Versprechungen. Erneuerbare Energie ist nach wie vor ein Luxus, den sich eine Gesellschaft leisten können muss, verlieren wir unseren Wohlstand, verlieren wir auch den Fortschritt im Umweltschutz. Da braucht man sich nur die Umweltschäden in der DDR anschauen, gruselig.

Ich möchte mal wieder etwas zum Thema Windkraftnutzung zur Diskussion stellen. Vorweg möchte ich (erneut) betonen, ich halte die Technologie an sich für vielversprechend und sinnvoll, die politischen Maßnahmen zur Umsetzung jedoch nicht.

Angefangen hat der Thread ja mit dem Für und Wider der Kleinwindanlagen im urbanen Bereich, meine Meinung dazu hab ich ja bereits dargelegt. Die großen Windräder im MW-Leistungsbereich ergeben ein völlig anderes Einsatzprofil. In Höhen von etwa 100-200 Meter nutzen sie den freien, laminaren Luftstrom abseits der Geländerauigkeit und können so beachtliche Erträge erzielen. Gebündelt in Windparks können so, bei entsprechendem Wind, Stromerträge vergleichbar eines Großkraftwerks erzeugt werden. Ohne Emission von Schadstoffen oder Logistik der Brennstoffanlieferung.

Jetzt kommt das ABER, das bei mir in letzter Zeit leider immer größer wird. Neben negativen optischen Wirkungen und Schallemissionen, die eher lokal "nur" das Empfinden der Menschen vor Ort stören, Versiegelung von Wald- und Ladwirtschaftsböden, Vogelschlag und ungelösten Problemen der Entsorgung nach Betriebsende gewinnt für mich ein weiterer, sehr negativer Aspekt, in letzter Zeit Bedeutung.

Das lange bekannte Problem der Turbulenzbildung (Wake-Effekt, siehe erstes Foto dieses Artikels) hinter bzw. Staueffekte vor den Rotoren wurde lange Zeit als reines Effiziensproblem der Stromertragsbildung bzw. mögliches Schadrisiko an den Rotorblättern betrachtet. Ein Windrad wird hoch gebaut, damit die Rotoren möglichst laminar und gleichförmig angeströmt werden. Verwirbelungen können lokal große Kräfte bewirken, den Ertrag mindern und die Rotoren beschädigen. Windräder in Windparks könne sich entsprechend gegenseitig "verschatten", daher wird bei der Planung u.a. die Hauptwindrichtung beachtet.

Von Gebirgen bekannt ist, dass diese einen Regenschatten erzeugen. Sie zwingen den Luftstrom luvseitig aufzusteigen, wobei es zu einer adiabatischen Abkühlung von etwa 1°C/100 Höhenmeter kommt, sind die Luftmassen eher kühl und feucht und/oder das Gebirge hoch kondensiert die Luftfeuchtigkeit und es fällt Steigungsregen. Hinter dem Gebirge fällt die nun trockene Luft ab und erwärmt sich wieder, Regenschatten und Fön-Effekt im Alpenvorland kennt sicher jeder.

WIndräder sind allerdings zu klein und verquirlen die Luft eher, als dass dieser lange bekannte Effekt eine Rolle spielt. Sie beeinflußen die Luftmassen anders. Daher blieben ihre externen Effekte lange unbeachtet.

Ohne Windräder ergibt sich, je nach vorhanderer Geländerauigkeit, eine gewisse, stabile Schichtung der Luft. Bodennahe Schichten sättigen sich mit der Feuchtigkeit von Böden/Pflanzen/Gewässern auf und schwächen die Verdunstung im ganzen so ab. Niedrige Hindernisse (<10 Meter), wie die in der Landwirtschaft genutzten Knicks, reduzieren die Bodenwindgeschwindkeit und schwächen ebenfalls die Verdunstung. Windrädern hingegen vermischen die Luftmassen zwischen 0 - 500 Meter und zerstören diese Schichtungen. Die bodennahen, gesättigten Luftschichten werden mit der trockeneren Höhenluft vermischt und verwirbelt. Insgesamt können so die Luftpakte deutlich größere Mengen Feuchtigkeit aufnehmen und in einer "einheitlichen Luftschicht" bis 500 Meter gleichmäig verteilen. Zudem können sich die Bodentemperaturen erhöhen, da sich normalerweise Nachts die Böden und damit die bodennahen Luftschichten durch Wärmestrahlung in den Weltraum stärker abkühlen als höhere Luftschichten und Windräder aber nun diese höheren, wärmeren Luftschichten mit der kühleren Luft verwirbeln, also de facto nachts die Böden mit warmer Luft anpusten. Wie relevant diese Effekte auf größeren Skalen ist; dazu ist die Forschungslage zur Zeit eher unklar. Von völliger Ablehnung über kleinflächig nur direkt hinter dem Windrad bis zu 50 km und mehr Beeinflussung ist alles zu finden. Der Einfluß eines einzelnen Windrades ist sicher nicht relevant, bei den derzeit 30.000 Windrädern summieren sich diese möglichen Effekte allerdings. Betrachtet man das Bild aus dem oben verlinkten Artikel erscheint ein Einfluß auf mindestens einige Kilometer aber mehr als deutlich.

Für mich ist die Faktenlage dazu derzeit eindeutig noch zu unklar, um sie abschließend zu bewerten. Beim Einsatz der Windkraft muss sie aber für die Zukunft bedacht werden. Wir stellen unserer Engiesystem (zumindest bis zu dem Zeitpunkt als geostrategische Motive im Februar 2022 die Oberhand gewannen) ja gerade wegen der negativen, externen Effekte um. Diese sind eben auch bei den regenerativen Quellen vorhanden, wenn auch nicht so eindeutig wie ein Tagebaurestloch oder ein qualmender Schornstein.

Nach meiner Meinung wäre jetzt der Ausbau von Speicherlösungen bedeutend sinnvoller als weitere Windanlagen zu bauen, die bei Flaute alle nix liefern und bei starkem Wind vermehrt abgeriegelt (aber vergütet!) werden müssen. Und wir sollten endlich die Dachflächen und Fassaden mehr für PV nutzen.