Windenergieanlagen könnten 40 Prozent des deutschen Strombedarfs decken
Bis 2030 soll Windenergie laut Bundesregierung zusammen mit Solarenergie, Wasserkraft und Biomasse 65 Prozent des deutschen Strombedarfs decken. Christopher Jung und Dirk Schindler von der Umweltmeteorologie der Universität Freiburg zeigen in einer in Science Direct Energy Conversion and Management publizierten Studie, dass es bis 2030 möglich ist, 40 Prozent des Stromverbrauchs allein mit Windenergie zu decken. Voraussetzung ist, dass die Betreiber die Anlagen optimal auf dem deutschen Festland verteilen. Um die nutzbare Windenergie abzuschätzen, haben die Forscher ein neues dreidimensionales Modell entwickelt.
Windgenerator im Bau – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify
Ein Grundgedanke Jungs und Schindlers bei der Modellentwicklung war, die Effizienz zu steigern, mit der die Windkraft genutzt wird. So zeigten sie, dass vor allem das Repowering (der Austausch alter, kleiner Anlagen durch neue, große) enorme Ertragssteigerungen bis zum Mehrfachen ermöglicht. Dadurch lassen sich die Stromgestehungskosten auf ein Niveau vergleichbar mit dem von Braunkohlestrom reduzieren. Um die aktuellen Ausbauziele der Bundesregierung zu erreichen, muss jedoch ein erheblicher Teil der 30.000 Windenergieanlagen erneuert werden, und 6.000 weitere Anlagen müssen zusätzlich installiert werden. Als Grundlage ihrer Kalkulation haben sie die Zahl der Neuinstallationen 2017 herangezogen. Bleibt sie bis 2030 konstant, kann Deutschland den errechneten Wert erreichen.
Mit dem Modell von Jung und Schindler lassen sich die verfügbaren Windressourcen für alle gängigen Anlagetypen bestimmen. Auch das Ausbauziel kann damit beliebig angepasst werden. Die Wissenschaftler können mit dem Modell Szenarien entwickeln und beurteilen, in denen die Anlagendichte, die Ausbaustrategie und die Repowering-Intensität variiert werden. Das Modell kann außerdem eine ausgewogene räumliche Verteilung einplanen. „Eine überproportionale Konzentration in bestimmten Regionen wird dadurch grundsätzlich vermieden“, fasst Jung zusammen. Außerdem berücksichtigt der Algorithmus, dass die Anzahl neu zu installierender Anlagen so gering wie möglich gehalten wird. „Dadurch werden Eingriffe in die Landschaft minimiert und dem Landschafts- und Naturschutz Rechnung getragen“, sagt Schindler.
->Quellen:
- pr.uni-freiburg.de/auf-die-verteilung-kommt-es-an
- Originalpublikation: Jung, C., Schindler, D., Grau, L. 2018: Achieving Germany’s wind energy expansion target with an improved wind turbine siting approach. Science Direct – Energy Conversion and Management 173. DOI: doi.org/10.1016/j.enconman.2018.07.090