Windstrom (WKA)

US-Offshore-Windkraftunternehmen schlagen Alarm

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Steigende Kosten bringen Offshore-Windprojekte international zu Fall. Wir berichteten hierüber. Es gibt neue Meldungen, die befürchten lassen, dass auch der von der Bundesregierung geplante Ausbau der Offshore-Windenergieanlagen deutlich teurer wird als veranschlagt, und das zu Lasten aller Stromkunden.

Laut einem Bericht der New York State Energy Research and Development Authority (Nyserda) von Ende letzten Monats verlangen große Offshore-Windkraftentwickler eine durchschnittliche Preisanpassung von 48 % in ihren Verträgen, um die steigenden Kosten zu decken. Die Alliance for Clean Energy NY fordert eine durchschnittliche Preiserhöhung von 64 % für 86 Solar- und Windprojekte.

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Steigende Kosten bei Offshore-Projekten

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Um die Energiewende zu vollenden, müssen tausende Windenergieanlagen zulande (Onshore) und auf See (offshore) gebaut werden. 115 Gigawatt an Land und 30 Gigawatt auf See, das sind die Ausbau-Ziele der Bundesregierung für Windkraftanlagen bis 2030.

Am 1. Januar 2023 trat das damit einhergehende Wind-auf-See-Gesetz in Kraft. Am 1. Februar folgte das Wind-an-Land-Gesetz.

Die alten Probleme aber bleiben gleichwohl ungelöst. Weder wird es zur Aufnahme überschüssigen Stroms geeignete Stromspeicher geben, noch ist Windstrom grundlastfähig, Die volatile Windstromerzeugung macht fossile Backup-Kraftwerke dauerhaft unverzichtbar. Überschüssige Stromerzeugung zwingt zur Abschaltung von Windenergieanlagen oder zum teuren Stromexport.

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Die dunkle Seite der Windkraft

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Windenergie, eine seit Jahrtausenden vom Menschen genutzte Naturkraft, soll im heutigen Industriezeitalter in Deutschland zusammen mit Fotovoltaik, Wasserkraft und Biomasse weitgehend Kohle, Erdöl, Gas und erst recht die Kernenergie ersetzen. Durch die Energiewende.  Schon der Müller musste damals mit der Unzuverlässigkeit des Windes klarkommen, was Wilhelm Busch so nett in einem Gedicht belegt:

Aus der Mühle schaut der Müller, der so gerne mahlen will. Stiller wird der Wind und stiller, und die Mühle stehet still. So geht’s immer, wie ich finde, rief der Müller voller Zorn. Hat man Korn, so fehlt’s am Winde, hat man Wind, so fehlt das Korn.

Und die Unzuverlässigkeit des Windes, seine Volatilität,  ist das unveränderte Problem für eine gesicherte Stromversorgung. In etlichen Berichten haben wir auf dieser Webseite aus den verschiedenen Blickwinkel die grundlegenden Schwächen der Windenergie für die Stromversorgung beschrieben: zum Beispiel hier, hier, hier, hier, hier, hier.

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Dem Wald geht’s schlecht – nur anders

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„Dem deutschen Wald geht es schlecht. Sehr schlecht. Heute wissen wir, der Wald ist in Gefahr.“ Mit diesem Urteil begann ein langer Artikel in der FAZ vom 13.1.2023. Das Waldsterben ist also immer noch da. Es war in der Zeit zwischen 1990 und 2000 ein großes Thema- übrigens nur in diesem Lande –  und die damit verbundene Prophezeiung eines Göttinger Professors.   Er verkündete 1979, dass die ersten Wälder schon in fünf Jahren sterben würden; sie seien nicht mehr zu retten. In Frankreich prägte man dafür die Worte „le angst“ und „le waldsterben“ als Schlüsselbegriffe für deutsche Befindlichkeiten.

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Beeinträchtigung von Windparks untereinander größer als bisher angenommen

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Dass sich Windenergieanlagen (WEA) gegenseitig, um eine nautische Redensart zu verwenden, den „Wind aus den Segeln“ nehmen können, ist bekannt. WEA entziehen dem Wind Energie und sorgen für Verwirbelung. Beides reduziert die Leistung der nachfolgenden WEA.

Für die Entwickler von insbesondere Offshore-Windparks ist es daher wichtig zu wissen, in welchem Abstand die WEA optimal aufgestellt werden müssen. Untersuchungen darüber laufen.

Wenn Turbinen größer werden, nehmen auch die Beeinträchtigungen der nachfolgenden Turbinen zu, und so haben die Ingenieure im Laufe der Zeit immer größere Abstände empfohlen. Zwar gibt es Rechenmodelle zur Berechnung der optimalen WEA-Abstände, aber sobald neue, größere Generation von Turbinen eingeführt wird, betreten sie Terra incognita: ein Szenario, das außerhalb des Bereichs ihrer Kalibrierdaten liegt.

Wie Net Zero Watch [1] berichtete, habe ein neues Arbeitspapier des Erneuerbare-Energien-Beraters ArcVera [2] ergeben, dass die Nachlaufeffekte hinter den riesigen Turbinen, die jetzt in Betrieb genommen werden, viel schlimmer sein werden als bisher angenommen. Die gängige technische Weisheit ist, dass es einen Leistungsverlust von 10-15% für eine Turbine geben wird, die weniger als 2 km gegen den Wind einer anderen platziert ist. ArcVera geht davon aus, dass neue Windparks Verluste von bis zu 25% in einer Entfernung von 10 km (!) erleiden könnten.

Das Papier ist ein weiteres Modell, das noch einer empirischen Validierung bedarf. Aber sollte sich das Modell in Praxis bestätigen, sind die Auswirkungen auf Windparks, die in Betrieb genommen werden, sehr ernst. Die Turbinen müssen viel weiter voneinander entfernt aufgestellt sein, und Windparks müssen auch weiter voneinander entfernt sein. Dies wird die Kosten einer schon von Natur aus teuren Technologie noch weiter erhöhen. Die Kosten tragen letztlich die Stromkunden.

 

[1] https://www.netzerowatch.com/offshore-wind-its-more-expensive-than-we-thought-2/?mc_cid=c1ef5f63f3

[2] https://arcvera.com/wp-content/uploads/2022/08/ArcVera-White-Paper-Estimating-Long-Range-External-Wake-Losses-WRF-WFP-1.0.pdf

 

Ausbau der Offshore Windenergieanlagen macht weiterhin Reservekraftwerke erforderlich

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Die EU plant, ihre Offshore Kapazitäten bis 2050 auf 300 Gigawatt zu verzwanzigfachen. Deutschland wolle seine Kapazitäten bis 2030 auf 35 Gigawatt erhöhen, sagte Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck [1]. Im Jahr 2021 betrug die deutsche Kapazität etwa 7,7 GW.  2045 sollen nach den Plänen der Bundesregierung dann mindestens 70 Gigawatt zur Verfügung stehen.

Doch es bedarf keines technischen Sachverstandes für die Einsicht, dass auch durch Zubau von Windenergieanlagen keine sichere Stromversorgung erreicht werden kann, denn Null mal unendlich viele Anlagen, die alle auf Wind warten, bleibt im Ergebnis gleich Null. Gleich, über wieviel Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen Deutschland verfügt, der Windstrom ist nicht grundlastfähig, dazu bedarf es entweder eines kapazitätsmäßig geeigneten Energiespeichers oder von Reservekraftwerken auf der Basis von Fossilenergie. Energiespeicher ausreichender Größe sind nicht vorhanden und wird es aus Kostensicht auch nicht geben. Die Wasserstofferzeugung auf hoher See mittels Windstrom ist gegenwärtig science fiction.

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Windparks beeinflussen das Mikro-Klima

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Windparks sollen weltweit auf Tausende von km2 anwachsen und mit einer Leistungsdichte von über 30 MW/km2 installiert werden. Windenergieanlagen werden immer größer, mit 12 MW, sogar 25 MW Nennleistungen und Nabenhöhen von 200 Metern.

Allein in der deutschen Nordsee sollen die Kapazitäten bis zum Jahr 2050 auf 50 bis 70 Gigawatt ausgebaut werden. Allerdings ist dies nicht unumstritten, denn neben möglichen Folgen solcher Anlagen für Mikro-Klima und Meerestiere sind die Windturbinen auch nicht unbegrenzt dicht platzierbar: Windkraft wandelt Windenergie in Elektrizität um und entzieht so der Luft diese Energie. Jede Windturbine nimmt der hinter ihr stehenden Anlage buchstäblich den Wind aus den Rotoren.

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Offshore-Windparks können Seevogelarten zum Aussterben bringen

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Die Royal Society for the Protection of Birds (RSPB) Scotland [1] beklagte, dass das Ausmaß neuer Offshore-Windenergieanlagen-Parks “einige Seevogelarten zum Aussterben bringen könnte“. Anlass zur Kritik gab die Bekanntmachung von Crown Estate Scotland am 17.01.2022, dass 17 neue Offshore-Windprojekte im Rahmen des ScotWind-Verfahrens genehmigt wurden. Das bedeutet, dass in den kommenden Jahren Hunderte neuer Turbinen an Schottlands Küste eingesetzt werden.

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Flatterstrom auch bei dreifachem Ausbau der Windenergie-Anlagen

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Leserbrief zum Artikel „Schutz für Vögel vor Rotoren“ im General-Anzeiger vom 5. Mai 2021

Es ist eine unumstößliche Tatsache, dass Windenergieanlagen auf Wind angewiesen sind. Bleibt er aus, erzeugen die Anlagen keinen Strom. In den ersten vier Monaten dieses Jahres erreichten sämtliche Onshore-Windenergie- und Solaranlagen im Mittel zusammen gerade mal 18 Prozent ihrer Maximalleistung. Auf das ganze Jahr bezogen erreichten die Onshore-Windenergieanlagen in Deutschland im Mittel etwa 1600 Volllaststunden. Das Jahr aber hat 8760 Stunden, an denen Strom bereitgestellt werden muss. Auch wenn der Ausbau der Windenergieanlagen um das Dreifache erhöht wird, wird sich an der „Flatterhaftigkeit“ der Windstromerzeugung nichts wesentlich ändern, weil der notwendige Wind ausbleibt (Abb.). Es gibt zwar Tage, an denen Strom sogar über den Bedarf hinaus erzeugt wird, aber eben auch Tage, an denen die Stromerzeugung komplett ausfällt. Das aber bedeutet, um die Stromversorgungssicherheit dauerhaft zu gewährleisten, müssen konventionelle Kraftwerke ständig in Betrieb gehalten werden und zwar mit einer Kapazität, die mindestens der Grundlastversorgung von etwa 45000 MW entspricht. Wobei natürlich auch weiterhin CO2 emittiert wird. Deshalb ist es schlicht nicht wahr, wenn es im Text heißt. „Wenn Deutschland das Ziel erreichen will, Mitte der 2040er Jahre kein Kohlendioxid mehr auszustoßen, muss die Windenergieleistung an Land auf etwa die dreifache der heutigen Menge steigen.”

Fiktive Stromerzeugung bei dreifachem Ausbau der erneuerbaren Energien, Quelle: Schuster Vernunftkraft

Auch ist es eine Illusion zu glauben, Vögel könnten vor Rotoren geschützt werden, zumal, wenn der Windenergieanlagen-Ausbau zunimmt.

Der Leserbrief erschien am 10.5.2021 im General Anzeiger Bonn.