Blick zurück
Der Bau von Windkraftanlagen (WKA) zur kommerziellen Stromproduktion in nennenswertem Umfang begann in Deutschland im Jahr 2.000. Nach nunmehr 24 Jahren Energiewende darf man sich fragen, ob sie denn funktioniert. Nach den Zahlen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klima für das Jahr 2021 ) betrug der Anteil der fossilen Energieträger zusammen mit dem noch vorhandenen Rest Kernenergie am Gesamtprimärenergieverbrauch Deutschlands etwa 84,1 %, während die Anteile der Wind- und Solarenergie bei 3,3 % bzw. 1,8 % lagen. Das Verfassungsgericht mit seinem Urteil vom 24.03.2021 hat den Bundestag dazu gezwungen das Klimaschutzgesetz zu verschärfen. Dieser hat dann Ende August 2021 beschlossen, dass Deutschland – natürlich im vorauseilenden Gehorsam gegenüber der EU – bereits bis zum Jahr 2045 CO2 neutral werden soll.
Folgen des Klimaschutzgesetzes
Wenn man diesen völlig utopischen Beschluss tatsächlich umsetzen würde, dann müssten – bezogen auf das Jahr 2021 – die Energieanteile aus fossilen Energieträgern und Kernenergie durch „Erneuerbare“ ersetzt werden. Die meisten Erneuerbaren, wie Wasserkraft, Energie aus Biomasse etc. lassen sich jedoch kaum noch expandieren. Eine Vervollständigung der Energiewende ist also nur noch mit der Wind- und Solarenergie möglich. Zu den heute vorhandenen Anlagen müssten also 16,5-mal so viele hinzugebaut werden. Bei der Windkraft sind es rd. 30.000 WKA mit einer durchschnittlichen Nennleistung von 3 MW. Es müssten also insgesamt 525.000 WKA in Deutschland betrieben werden und selbst, wenn man die Durchschnittsleistung bei den neuen Anlagen auf 6 MW erhöhen würde, käme man immer noch auf mehr als 262.000 Anlagen. Unter Einhaltung der erforderlichen Mindestabstände und der Abstände zu dicht besiedelten Wohngebieten würde die Landesfläche Deutschlands kaum ausreichen.
Verheerende Umweltschäden sind die Folge
Wenn man eine derart große Zahl jedoch tatsächlich realisieren würde, dann wären die Umweltschäden noch um ein Vielfaches größer als sie heute ohnehin schon sind. Viele WKA werden in Wälder gebaut. Pro WKA wird eine Fläche von ca. 1 ha Wald abgeschlagen, die ansonsten 6 t CO2 pro Jahr der Luft entzieht. Zusätzlich müssen massiv befestigte Zufahrtsstraßen zu den Standorten durch den Wald geschlagen werden. Für den Bau des Fundaments einer mittelgroßen Windkraftanlage werden ca. 1.300 m^3 Beton und 180 t Baustahl benötigt und es wiegt nach Fertigstellung rd. 3.500 t. Zusammen mit dem 140 m hohen Stahlturm, dem Generatorhaus und dem Rotor wiegt die Anlage rd. 7.000 t. Hierzu sollte man wissen, dass bei der Herstellung von einer Tonne Stahl 1.059 kg CO2 emittiert werden. Für die Herstellung von einer Tonne Zement werden 700 kg CO2 emittiert. Beton verursacht 200 kg/m^3 CO2 je Kubikmeter. Wenn man diese Zahlen auf die Windkraftanlage überträgt, erhält man einen CO2-Fußabdruck von ca. 3.450 t CO2. Hierin sind die CO2-Emissionen für Logistik, Flügelbau, Gondel usw. noch nicht enthalten, sondern kommen additiv hinzu
Nun müssen WKA alle 20 Jahre wegen Materialermüdung erneuert werden und dann geht die Emission von vorne los. Wendet man diese Zahlen auf den Bestand von rd. 30.000 WKA (aktueller Stand) in Deutschland an, so kommt man auf eine fortlaufende CO2-Emission von mindestens 5 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr nur für den Erhalt des heute vorhandenen Bestandes. Denn im Durchschnitt müssen alle 20 Jahre 5 % davon (also 1.500 WKA) abgerissen und erneuert werden. Würde man jedoch nach komplett vollzogener Energiewende einen Bestand von 262.000 WKA (der 6MW Klasse) betreiben, so müssten jedes Jahr 13.100 davon neu hinzugebaut werden, um nach 20 Jahren überhaupt auf diese Zahl zu kommen. Nur bei dieser Baugeschwindigkeit würde man die erforderliche Bestandszahl erreichen. Dies würde zu einer fortlaufenden Emission von 45 Millionen t/Jahr CO2 führen und der Gesamtmaterialaufwand entspricht 3,7 Mrd. Tonnen- so viel zur CO2-Neutralität von WKA.
Aber diese WKA führen noch zu weiteren Umweltschäden. Laut einer Modellanalyse des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt werden in den Rotoren der bereits heute vorhandenen WKA rd. 3,5 Milliarden Insekten pro Tag getötet, was einem Gewicht von 1.200 Tonnen getöteter Insekten pro Jahr entspricht. Laut einem Bericht von „Geo“ vom 22.07.2019 werden jedes Jahr rd. 250.000 Fledermäuse und über 100.000 Vögel getötet. Diese Zahlen würden sich bei einem weiteren Ausbau der Windkraft um ein Vielfaches erhöhen.
Folgenschwere Umweltschäden entstehen durch die Rotorblatterosion, die zur Verteilung von Mikroplastik in der Luft führt. Dieser mikroskopische Plastikstaub enthält giftige und krebserregende Substanzen, die von Mensch und Tier eingeatmet werden. Sie werden auch über die Böden verteilt.
An den Rotorblättern kommt es zu sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft von manchmal über 300 km/h, was nach dem Bernoulli-Gesetz zu einem starken Absinken des statischen Drucks und gleichzeitig auch der Temperatur führt. Dadurch kommt es zu einer Auskondensierung der Luftfeuchtigkeit, so dass hinter den Rotoren Nebelschwaden aus kleinen Wassertröpfchen entstehen. Die dazwischen liegende Luft ist dann trockener.
Die Luftwirbel hinter den Rotorflächen reichen oft bis zum Boden und trocknen ihn aus. Ein Vergleich der Dichteverteilung von WKA über die Landesfläche in Deutschland mit Karten zur Bodentrockenheit zeigt, dass es einen Zusammenhang zwischen WKA und Bodenaustrocknung gibt.
Außerdem erhöhen WKA die Lufttemperatur durch die Reibung an den Rotorblättern. Im Durchschnitt ist die gemessene Lufttemperatur hinter den Rotorflächen um mindestens 0,4 °C höher als vor den Rotoren. Laut einer Studie aus Texas wurden in der Umgebung von Windparks im Zeitraum 2003 bis 2011 um durchschnittlich 0,72 °C erhöhte Bodentemperaturen gemessen, was der veränderten Luftzirkulation geschuldet ist. Bei einem massiven Ausbau der Windkraft ist also die Auswirkung von WKA auf das Klima nicht zu unterschätzen.
Abschließend betrachtet wären die Folgen für die Umwelt verheerend, wobei grundsätzlich gefragt werden muss, ob CO2 überhaupt ein Problem darstellt.
Gastautor: Dr. Wolfgang Pöschl, diplomierter Physiker und Mathematiker aus Lohberg
