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Eine Windenergieanlage wandelt die Strömungsenergie des Windes in elektrische Energie um: Der Wind setzt die Rotorblätter der Anlage in Bewegung - der Rotor dreht sich. In der Gondel, dem Maschinenhaus oben auf dem Turm, ist dieser Rotor mit einem Generator verbunden, der Strom erzeugt.
Wie viel Strom eine Anlage erzeigt, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Als Faustregel kann aber gelten: Ein Windrad mit mehr als 200 Metern Gesamthöhe und einer Leistung von 3 MW produziert in Norddeutschland an einem guten Standort etwa 12.000 MWh im Jahr. Je höher die Anlage, desto mehr Strom kann sie erzeugen: Ein Windrad mit mehr als 230 Metern Gesamthöhe und der gleichen Generator-Leistung produziert rund 15.000 MWh im Jahr.
Der tatsächliche Flächenverbrauch pro Windrad beträgt etwa 0,5 bis 1 Hektar inklusive Zuwegung. Diese Werte variieren allerdings von Standort zu Standort aufgrund der unterschiedlichen Regelungen in den Bundesländern und abweichenden Standortbedingungen.
Bei einer Solarenergieanlage auf dem Dach, entscheiden Größe und Statik des Daches über die Fläche. Für Freiflächenanalgen gilt die Faustregel: Für eine Anlage mit einem Megawatt Leistung wird rund ein Hektar Fläche gebraucht. Das erscheint viel, aber: Mit einem Hektar PV-Module können wir genauso viel Strom erzeugen wie mit 50 Hektar Mais.
Als Faustregel kann gelten: Ein Windrad mit mehr als 200 Metern Gesamthöhe und einer Leistung von 3 MW produziert in Norddeutschland an einem guten Standort etwa 12.000 MWh im Jahr. Je höher die Anlage, desto mehr Strom kann sie erzeugen: Ein Windrad mit mehr als 230 Metern Gesamthöhe und der gleichen Generator-Leistung produziert rund 15.000 MWh im Jahr.
Die Energieproduktion hängt allerdings von vielen Faktoren ab. Eine zentrale Rolle spielen der Standort, die Windverhältnisse und der Anlagentyp. Zudem kann es sein, dass die Behörden Auflagen für den Betrieb erteilen. Ein Beispiel sind Abschaltungen wegen Schattenschlag, Schallüberschreitung, Fledermäusen, Greifvögeln oder Netzüberlastung.
Bei einer Photovoltaikanlage rechnet man in Deutschland mit einem spezifischen Ertrag von 900 kWh im Norden und bis zu 1.100 kWh im Süden pro Kilowattpeak (kWp) installierter Leistung pro Jahr. Das heißt, eine große Freiflächenanlage mit 2 MWp kann im Jahr mehr als 2.000 MWh Strom erzeugen. Allerdings ist das nur eine Faustregel. Der Ertrag ist unter anderem abhängig von der Lage, der Ausrichtung und der Neigung der Module.
Für die Geräusche, die von Windenergie-Anlagen ausgehen, gibt es klare Höchstwerte. So gilt, dass in Wohngebieten eine Obergrenze von 50 dB(A) tagsüber und 35 dB(A) in der Nacht nicht überschritten werden darf.
Infraschall hingegen kann man nicht hören, weil er unterhalb der Wahrnehmungsgrenze des menschlichen Gehörs liegt. Er kommt überall in der natürlichen Umgebung vor, etwa bei Gewittern oder im Meeresrauschen, und wird auch künstlich erzeugt. Waschmaschinen, Kühlschränke oder Gasheizungen emittieren Infraschall. Besonders hoch ist er im Inneren eines fahrenden Autos.
Studien und Messungen mehrerer staatlicher und nichtstaatlicher Akteure haben aber bestätigt, dass der von Windenergie-Anlagen erzeugte Infraschall so gering ist, dass keine gesundheitliche Gefährdung für Menschen besteht.
Für Eingriff in die Natur und das Landschaftsbild, den der Bau eines Windparks oder eine Freiflächensolaranlage mit sich bringt, nehmen wir Ausgleichsmaßnahmen vor. Das können zum Beispiel Aufforstungen und ökologischer Waldumbau, Schaffung von Nahrungshabitaten für geschützte Vögel, Brutkästen für Fledermäuse sein.
Wo immer ein Windpark errichtet wird, sorgen sich Anwohner*innen um Vögel und Fledermäuse. Ihre Sorge ist, dass die Tiere in den kreisenden Rotor fliegen und ums Leben kommen.
Tatsächlich verenden nur wenige Tiere in Windparks. Die Lebens- und Jagdbedingungen von Fledermäusen sind sehr gut erforscht. Sie fliegen nur bei bestimmt Licht- und Windverhältnissen. Windparks, die die Tiere gefährden könnten, müssen deshalb zu diesen Zeiten abgestellt werden. Damit das sicher funktioniert, gibt es technische Lösungen, die für eine automatische Abschaltung sorgen.
Um Vögel zu schützen, wird während des Genehmigungsverfahrens geprüft werden, ob bedrohte Arten durch die Windenergieanlage gefährdet sind. Vom Ergebnis dieser Prüfung hängt die Genehmigung eines Parks ab. Die Behörden können außerdem Auflagen verhängen. Windenergieanlagen müssen zum Beispiel abgeschaltet werden, wenn auf benachbarten Feldern gemährt wird, weil dies Vögel anlocken kann.
Eine aktuelle Studie des Bundesverbands Neue Energiewirtschaft (bne) kommt zu dem Ergebnis, dass Solarparks positiv auf die Biodiversität wirken.
Die Vernichtung von Lebensräumen gehört ohne Zweifel zu den Hauptursachen für den fortdauernden dramatischen Verlust biologischer Vielfalt. Darüber hinaus hat aber auch die Art und Weise der Landnutzung Auswirkungen auf die Artenvielfalt. Anders gesagt: Vielfältige Nutzung kann die Vielfalt an Arten fördern. Artenschutz schließt also keineswegs zwangsläufig eine Nutzung der Flächen aus.
Durch eine Umgestaltung von Acker- oder Deponieflächen zu Solarparks können beispielsweise Wiesenflächen geschaffen werden. Durch regelmäßiges Mähen entstehen optimale Lebensräume für viele Tiere und Pflanzen. Häufig kommen hierbei die Schafbeweidung oder Mahd in Betracht. Durch diese schonende extensive Pflege können wertvolle und artenreiche Lebensräume geschaffen werden, die in der heutigen Landschaft durch eine zunehmend intensive Nutzung in Monokulturen oder aber durch fehlende Pflege bedroht sind.
Durch Umnutzung von beispielsweise intensiv landwirtschaftlich genutzten Flächen oder Konversionsflächen kann eine unter Umständen erhebliche ökologische Aufwertung erreicht werden. Auf diese Weise wird neben der umweltfreundlichen Produktion von Energie auch ein wertvoller Beitrag zur Förderung der biologischen Vielfalt geleistet. Dies zeigt, wie Synergien zwischen Klimaschutz und Naturschutz genutzt werden können.
Wenn ein Windpark gebaut wird, haben viele etwas davon:
- Für jede Kilowattstunde Strom können die Betreiber 0,2 Cent an die umliegenden Gemeinden abgeben.
- 70 Prozent der Gewerbesteuer fließen an die Gemeinde, in der der Windpark steht.
- Beim Bau und Betrieb von Windenergieanlagen entsteht Arbeit – auch für lokale Firmen.
- Landbesitzer profitieren, weil sie ihre Flächen zur Verfügung stellen.
- Lokale Anwohner sind über Bürgerenergieprojekte an fast jedem zweiten Windpark in Deutschland beteiligt.
Ein Windsparbrief wird in Zusammenarbeit mit einer Bank vor Ort angeboten. Er ermöglicht Anwohner*innen eine direkte finanzielle Beteiligung am Windpark. Interessierte Bürgerinnen und Bürger können bei der Bank für eine Summe X über den Bank Windsparbriefe kaufen. Das Geld ist für eine fixe Laufzeit fest angelegt. Die Inhaber*innen der Sparbriefe erhalten eine attraktive Verzinsung.
Deutschland strebt bis zum Jahr 2050 Treibhausgasneutralität an. Als Zwischenziel ist derzeit noch ein CO2-Minderung von 55 Prozent bis 2030 festgelegt. Nachdem die EU sich im Jahr 2020 auf eine Anhebung der Klimaziele geeinigt hat, wird davon ausgegangen, dass Deutschland seine klimapolitischen Ziele für 2030 auf minus 65 Prozent im Vergleich zum Jahr 2030 anheben wird.
Damit verbunden sind neben Maßnahmen rund um Industrie, Verkehr, Gebäude, Landwirtschaft und Abfallwirtschaft – verschiedene Ziele zum Ausbau der erneuerbaren Energien. Die Energiewirtschaft trägt mit mehr als 30 Prozent den größten Anteil an den Treibhausgasemissionen.
In der Studie „Klimaneutrales Deutschland“ wird der Weg zur Klimaneutralität bis 2050 vorgezeichnet. Um dies zu erreichen, wird ein jährlicher Ausbau der Windenergie an Land um 4,5 Gigawatt und ein Ausbau der Photovoltaik um zehn Gigawatt pro Jahr für notwendig gehalten. Die aktuell von der Bundesregierung angesetzten Ausbauziele liegen allerdings noch darunter.
Publikation - Klimaneutrales Deutschland (Zusammenfassung) (agora-energiewende.de)
Die gesamte Weltgemeinschaft hat sich im Pariser Klimaabkommen 2015 darauf geeinigt, die Erderwärmung im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter auf deutlich unter zwei Grad Celsius – möglichst auf 1,5 Grad – zu begrenzen. Nur so, das sagten nahezu alle Klimaforscher schon damals, können die Folgen des Klimawandels auf ein noch vertretbares Ausmaß begrenzt und gefährliche Kipppunkte fürs Klima höchstwahrscheinlich vermieden. An dieser Erkenntnis hat sich seitdem nichts Wesentliches geändert. Die Dringlichkeit ist allerdings weiter gestiegen.
Mitte Januar 2021 vermeldete die Weltwetterorganisation für 2020: Die globale Durchschnittstemperatur lag 1,2 Grad über dem vorindustriellen Niveau. Die Zahl ist kein Ausreißer. Sie bestätigt vielmehr einen Trend, der sich in der zurückliegenden Dekade noch einmal verstärkt hat: Neun der zehn heißesten Jahre seit Beginn der Wetteraufzeichnungen lagen zwischen 2010 und 2020.
Ja, der Mix aus verschiedenen Energieträgern und der zunehmende Einsatz von Speichertechnologien und von Wasserstoff machen es möglich.
Klar ist: Die Erzeugung von Wind- und Solarstrom unterliegt witterungsbedingten und jahreszeitlichen Schwankungen. Für diese Herausforderung gibt es allerdings Lösungen: kombinieren, verteilen, speichern. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, eine verlässliche Grundversorgung mit einem hohen Anteil an Wind- und Solarenergie zu gewährleisten: Zum Beispiel durch den bundesweiten Ausbau der Wind- und Solarenergie, die Kombination mit anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wasserkraft und Biomasse, der weitere Ausbau von Speichertechnologien oder die Kombination mit flexiblen Gaskraftwerken. Denn meist scheint entweder die Sonne oder der Wind weht, so dass an fast allen Tagen im Jahr ausreichend Energie geliefert werden kann. Aus Biomasse, Wasserkraft und Geothermie kann wetterunabhängig immer Strom gewonnen werden. So können naturbedingte Schwankungen bei der Einspeisung von Windenergie ausgeglichen werden.
Publikation - Klimaneutrales Deutschland (Zusammenfassung) (agora-energiewende.de)