WINDENERGIENUTZUNG in RHEINLAND-PFALZ
Meßergebnisse
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
von Manfred Fallen und Peter Günther, Kaiserslautern im Dezember 1995

7 Zusammenfassung und Ausblick

Die Zunahme der Windgeschwindigkeit mit der Höhe über Grund ist ein wesentlicher Faktor bei der Kalkulation von Erträgen von WEKs. Aus Kostengründen werden Windmessungen oft in einer Höhe von 10 m durchgeführt und die Ergebnisse auf Nabenhöhe extrapoliert. In der Vergangenheit wurde die Geschwindigkeitszunahme mit der Höhe oft überschätzt, was zu unrealistisch hohen Ertragsprognosen führte. Die höhenabhängigen Windmessungen erlauben die realistische Einschätzung der Geschwindigkeitsprofile in komplexem Gelände. Hier ist zu beachten, daß die Leistungsdichte der strömenden Luft von der dritten Potenz der Strömungsgeschwindigkeit abhängt.

In Bezug auf die Wirtschaftlichkeit von WEKs wird der dominierende Einfluß des Ertrages bzw. der Windverhältnisse deutlich. Auch ein möglicher Eigenverbrauch des Betreibers kann sich, je nach Höhe der vermiedenen Strombezugskosten, deutlich positiv auf die Wirtschaftlichkeit auswirken. In Bezug auf die Anlagengröße zeigen sich eindeutige Vorteile bei größeren WEKs mit ca. 40 m Rotordurchmesser und ca. 500 kW Nennleistung. Unter Vernachlässigung steuerlicher Abschreibungsmöglichkeiten ist ein wirtschaftlicher Betrieb ohne Fördermaßnahmen jedoch nur an wenigen Standorten mit einer Windgeschwindigkeit größer 6 m/s in 30 m über Grund möglich. Die durchgeführten Rechnungen basieren auf einer hohen technischen Verfügbarkeit (95 %), die durch entsprechend zuverlässige Anlagen und regelmäßige Wartung sicherzustellen ist. Die Studie beschränkt sich auf die Auswertung der Messungen und die Kalkulation der Kosten unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten.

Bei der zukünftigen Entwicklung der Windenergienutzung sind folgende Aspekte zu berücksichtigen:

o Das vorhandene Windpotential stellt physikalisch den begrenzenden Faktor dar. Da das in Deutschland vorhandene Potential bezüglich mittlerer Windgeschwindigkeit und zur Verfügung stehender Flächen begrenzt ist, muß und wird der Exportanteil im Bereich der Anlagentechnik deutlich steigen.

o Inwieweit dieses theoretische Potential genutzt werden kann, ist zunächst von den Windenergiekonvertern, d. h. der Anlagentechnik abhängig. Neben der Größe der WEKs in der Planung sind zur Zeit Anlagen mit Nennleistungen im Bereich 1 MW - spielen die Kosten eine entscheidende Rolle. Hier sind die spezifischen Kosten, bezogen auf die Nennleistung, die Rotorkreisfläche oder auf den Ertrag an einem Referenzstandort zu betrachten. Die momentan günstigsten Anlagen haben Nennleistungen von 500 - 600 kW, bei Rotordurchmessern bis zu 44 m. In den letzten Jahren ist der 'Marktdruck' für die Hersteller im Hinblick auf die Entwicklung größerer Anlagen extrem gestiegen. Es bleibt kaum Zeit zum sorgfältigen Austesten der neuen Produkte. Die Gefahr einer 'Optimierung der Anlagen beim Kunden' steigt.

o Die Zuverlässigkeit der Anlagen über einen Zeitraum von 10 - 20 Jahren ist von entscheidender Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit. Ausfälle und Störungen führen neben einer Ertragseinbuße zu nicht zu unterschätzenden Reparaturkosten. Damit ist insbesondere bei der Windenergienutzung in Mittelgebirgslagen durch die langen Anfahrtswege zu rechnen.

o Durch das unstetige Energieangebot des Windes ist bei einem deutlich höheren Windstromanteil das Problem der Energiespeicherung gegeben. Ein kostengünstiges Speichermedium mit hohem Wirkungsgrad und hoher Kapazität ist z. Zt. nicht in Sicht.

o Im Bereich der Anlagentechnik ist schon im Entwicklungsstadium auf Umweltverträglichkeit und Möglichkeiten des Recyclings von WEKs am Ende der Nutzung zu achten.

o Inwieweit das natürlich vorhandene Potential genutzt werden kann, ist von den tatsächlich zur Verfügung stehenden Flächen abhängig. Neben dem Komplex Naturschutz und Landespflege ist die unterschiedliche Akzeptanz gegenüber der Windenergie zu beachten. Lösungswege liegen beispielsweise in der Ausweisung von Vorrangflächen zur Schaffung einer Planungssicherheit. Hier fehlen zur Zeit noch benutzerfreundliche Werkzeuge zum Auffinden der Flächen.

o Im Vergleich zu anderen regenerativen Energieträgern hat die Windenergie in Deutschland die höchsten Zuwachsraten. Es ist aber zu betonen, daß sich die Windenergienutzung am Rande der Wirtschaftlichkeit bewegt und stark von den politischen Rahmenbedingungen abhängt.
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UNIVERSITÄT KAISERSLAUTERN
Lehrstuhl für Strömungslehre - Prof. Dr. Ang. H. Rosenberg,
WINDENERGIENUTZUNG in RHEINLAND-PFALZ
Meßergebnisse / Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
Projekt im Auftrag des Ministeriums
für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau
des Landes Rheinland-Pfalz Mainz
von Manfred Fallen und Peter Günthe,
Kaiserslautern im Dezember 1995