Der Beitrag der Windenergie zur Energieversorgung in einer modernen Industriegesellschaft


1. Der Wind ist umgewandelte Sonnenenergie

Die Erde bezieht nahezu ihre gesamte Lebensenergie als elektromagnetische Strahlung von der Sonne. Auch die Windenergie ist nichts anderes als in mechanische Bewegungsenergie umgewandelte Sonnenenergie. Wind ist bewegte Luft. Der Ursprung der Bewegung der Luft ist die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche. Temperaturunterschiede erzeugen Druckunterschiede, die wiederum die Luft in Bewegung setzen, damit durch Massentransport die Luftdruckunterschiede wieder ausgeglichen werden. Auf diese Art und Weise wird die Allgemeine Zirkulation in Gang gesetzt, resultieren die verschiedenen Windsysteme und Wetterregime auf der Erde. Ruhe, sprich Bewegungslosigkeit, kehrt in der Atmosphäre solange nicht ein, solange die Erde im Licht- und Wärmestrahlungskegel der Sonne rotiert und stets neue Temperaturunterschiede erzeugt werden.

Man unterscheidet auf der Erde grundsätzlich zwei verschiedene Zirkulationssysteme. In den Tropen, der stärksten Einstrahlungszone, dominieren die vertikalen Luftumlagerungen, der Wärmetransport durch Konvektion. In den mittleren Breiten herrscht der horizontale Luftmassenaustausch mittels wandernder Tief- und Hochdruckgebiete in der „Westwindzone“ vor. Die direkte Erwärmung und Abkühlung der Luft am Boden erfolgt durch Wärmeleitung. Die jeweilige Großwetterlage bestimmt über die Intensität der Luftdruckgradienten das jeweilige Angebot an Windenergie. Der Wind ist folglich eine vom Wetter abhängige Variable. Die Prognose der Intensität des Windes setzt eine korrekte Wettervorhersage voraus. Die Angabe der mittleren Jahreswindgeschwindigkeit ist ein Richtwert, der ein theoretisches Windpotential errechnen läßt, aber nichts aussagt über das extrem zeitvariable tatsächliche Windenergieangebot. Man kann rein theoretisch den Wind zwar als „regenerierbare“ Energiequelle bezeichnen, faktisch ist er jedoch keine „alternative“ Energiequelle sondern nur eine „additive“, die ausschließlich dann zur Verfügung steht, wenn vom Wetter die entsprechenden Randbedingungen vorgegeben werden. Diese Kopplung an das Wetter macht auch Windprognosen ebenso unsicher wie Wettervorhersagen. Die mechanische Windenergie ist also eine im Prinzip unberechenbare, beliebig kommende oder ausbleibende, additive Zusatzenergie.

2. Zum Energiebedarf einer Industrie- und Kommunikationsgesellschaft

Nutzten die mittelalterlichen Agrar- und Handwerksgesellschaften überwiegend die mechanische Energien von Wasser und Wind, so trat in der Anfangsphase der Industrialisierung nach Erfindung der Dampfmaschine die Wärmeenergie an deren Stelle, der Mensch wurde zum Energieproduzent. Er emanzipierte sich von den eher zufälligen „natürlichen Energien“ und steuerte fortan Angebot und Nachfrage durch den Einsatz „fossiler“ Energieträger. Nach Entdeckung der Elektrizität wie der Erfindung des Dynamos wurde der elektrische Strom der alles dominierende Energieüberträger. Eine moderne Industriegesellschaft ist ohne ständig verfügbare elektrische Energie völlig undenkbar. Dieser existentiellen Grundbedingung mußte und muß sich auch die Windenergie beugen. 

Die Windkraftanlagen setzen nicht mehr Windmühlen oder Schöpfräder in Gang, sie müssen Strom erzeugen, der dann in vorhandene Leitungsnetze eingespeist und dem sofortigen Verbrauch zugeführt wird. Elektrische Energie läßt sich aber nicht in Netzen speichern. Sie fließt unter ständiger Hochspannung von Verbraucher zu Verbraucher. Sinkt die Abnahme, so muß die Produktion von Strom gedrosselt, steigt der Verbrauch, so müssen die Kraftwerkskapazitäten sofort hochgefahren werden, notfalls bis auf Spitzenlast. Diesen stark schwankenden, bei Frost- und Kälteeinbrüchen plötzlich auftretenden Verbrauchsanforderungen, die außerdem den Arbeits- und Freizeitrhythmus der Industriegesellschaft zu berücksichtigen haben, kann die Windenergie nicht gerecht werden. Ihr Angebot folgt dem völlig andersartigen Rhythmus des Wetters und nicht dem Aktivitätsrhythmus der Produktions-, Konsum- und Informationsgesellschaft. Bei dem minutiös geplanten und spontan über Reservekraftwerke adaptier- und steuerbaren System der Elektrizitätserzeugung ist die unkalkulierbare Einspeisung ebenso wie das unberechenbare Ausbleiben von „Windstrom“ ein Unsicherheits-, ein Störfaktor immensen Ausmaßes. 

Die Störungen steigen entgegen den vordergründig plausiblen Behauptungen der Windkraftbetreiber überproportional mit der Zunahme der Windkraftanlagen. Und je häufiger ein Steinkohlekraftwerk angefeuert werden muß, um so größer ist der Ressourcenverbrauch. Auch überregionale, ja transkontinentale Leitungsnetze können dieses Defizit- oder Überschußproblem nicht lösen. Ein extrem erhöhter winterlicher Strombedarf in Skandinavien kann nicht kompensiert werden durch Windstrom von der Iberischen Halbinsel, wenn dort windschwaches Hochdruckwetter herrscht. Diesen Bedarf können nur rasch an- und auf Spitzenleistung hochfahrbare Kraftwerke auf konventioneller Steinkohle-Basis decken. Die Elektrizitätsversorgungsunternehmen haben die gesellschaftspolitische wie gesetzliche Verpflichtung, immer einen Grundlastbedarf an elektrischer Energie zur Verfügung zu stellen. Nach Bedarf ist Mittel- oder gar Höchstlast zu fahren. Hierzu muß ein entsprechender Kraftwerkspark ständig einsatzbereit zur Verfügung stehen und vorgehalten werden. Die additive Windenergie kann dies prinzipiell nicht leisten, denn es ist nun einmal von Natur aus so, daß der Wind weht, wenn er oder das Wetter es will. Wind hilft keine Ressourcen sparen, er erhöht die Ineffizienz der bestehenden Energieerzeugungsanlagen.

3. Primärenergie- und Stromverbrauch in der Bundesrepublik Deutschland

Der Primärenergieverbrauch betrug im Jahre 1998 insgesamt unter Einschluß aller Energieträger umgerechnet 489 Millionen Tonnen SKE (Steinkohleeinheiten). Hiervon hatten die beiden Energieträger Wasser und Wind einen Anteil von 2,6 Mio t SKE, was einem extrem marginalen Anteil von 0,53 Prozent entspricht. Bezogen auf den reinen Stromverbrauch erhöht sich der Anteil auf etwa 4 Prozent, wovon allerdings die Relation Windkraft zu Wasserkraft 1 zu 3,6 beträgt. Während die Windkraft 4,5 Milliarden kWh in das Stromnetz einspeiste, brachte es die Wasserkraft auf 16,1 Milliarden kWh.

Nach dem derzeitigen politischen Willen in Deutschland wie der Europäischen Union soll der Beitrag an „erneuerbaren Energien“ nach einem Beschluß des EU-Parlaments bis zum Jahre 2010 auf 15 Prozent des Primärenergieverbrauchs gesteigert werden. Während bei der Wasserkraft praktisch kein Steigerungspotential mehr gesehen wird, soll die Windkraft von einem Anteil von 0,17 % (1995) auf 2,8 % (2010) angehoben, der Ertrag von 4 auf 80 TWh gesteigert werden. Dies ist bei einem von der EU geschätzten Mehrbedarf an Strom von 504 TWh nicht sehr bedeutend. Zur Förderung der „erneuerbaren Energien“ wurde 1991 das „Stromeinspeisegesetz“ verabschiedet, das die Vergütung auf 90 % des Durchschnittserlöses bei Strom festlegte. Die Erstvergütung lag bei 17 Pf/kWh. Die „Stromeinspeisevergütung“ wird als dringend überarbeitungsbedürftig angesehen, zumal auch die EU anmahnte, die Subventionsdauer zeitlich zu befristen. Inzwischen wird auch eine staatliche Unterstützung von Windkraftanlagen von Ökonomen angesichts der Senkung der Herstellungskosten wie günstiger Kreditbedingungen für nicht mehr sinvoll erachtet. Seit Jahren hat Rheinland-Pfalz im Rahmen des Förderprogramms daher auch keine Anträge mehr entgegengenommen. Auch in Zukunft ist keine Förderung von Windkonvertern mehr vorgesehen. 

Angesichts der „Globalisierung“ wie der „Entmonopolisierung“ des Strommarktes wie der stärkeren Orientierung am freien marktwirtschaftlichen Wettbewerb ist die Aufrechterhaltung einer gesetzlich verankerten festen Vergütung kontraproduktiv und wettbewerbsverzerrend. Die weitere Privilegierung der Windkraft ist nicht mehr zeitgemäß, zumal gründliche Untersuchungen ergeben haben, daß die „Windenergie“ als „Störfaktor“ eines wohl austarierten Stromversorgungssystems zu häufigerem Anfahren von bedarfsdeckenden Steinkohlekraftwerken, die eine Art Feuerwehrfunktion haben, führt und einen Mehrverbrauch an fossilen Energieträgern verursacht. Statt Ressourcen zu schonen, werden wertvolle Ressourcen zusätzlich verbraucht. Dies ist Folge der Tatsache, daß man überwiegend mit theoretischen Potentialen gerechtnet hat und nicht mit der realen Verfügbarkeit wie den ‘just in time’ - Bedürfnissen an elektrischer Energie in einer modernen Informations-, Dienstleistungs- und Kommunikationsgesellschaft.

4. Zur tatsächlichen Windhöffigkeit in Mittelgebirgs- und Talregionen

Rheinland-Pfalz zeichnet sich topographisch durch einige Mittelgebirge wie Eifel, Hunsrück, Westerwald und Pfälzerwald aus, aber auch durch wellige Hochflächen und ausgedehnte Tallagen wie die Oberrheinebene oder das Moseltal. Bis auf die exponierten Höhenlagen liegt die mittlere Windgeschwindigkeit bei rund 3 m/s in 10 m Höhe über Grund. Aufgrund eines 1995 von der Universität Kaiserslautern erstellten Gutachtens lagen selbst in den Mittelgebirgslagen an Standorten wie Kirf, Langenbach und Neuleiningen die Werte nur zwischen 4,1 und 5,1 m/s. 

Ist eine exakte Windmessung ohnehin schon problematisch, so ist die Berechnung eines vertikalen Windgradienten noch schwieriger. Dies liegt an der Tatsache, daß am Erdboden die Windgeschwindigkeit gegen Null konvergiert und je nach vertikalem Temperaturgradient wie der Bodenrauhigkeit sehr unterschiedlich mit der Höhe zunimmt. Je nach geschätztem Exponenten kommt man zu recht divergierenden Abschätzungen. In grober Näherung kann man zwischen 10 und 30 m Höhe mit einer Zunahme der Geschwindigkeit um etwa 25 Prozent rechnen, so daß sich Werte zwischen 5,1 und 6,3 m ergeben. In der Abschätzung des zu erwartenden Windes in Nabenhöhe liegt eine häufige Fehlerquelle, die oft zu unrealistischen Potentialabschätzungen führt. Dies liegt auch daran, daß die Leistung einer Windkraftanlage mit der 3. Potenz der Windgeschwindigkeit zunimmt. Die Ertragsprognosen wie die Wirtschaftlichkeitsberechnungen eine Anlage hängen also sehr stark davon ab, wie gemessen und gerechnet wird. Sie sind in der Regel übertrieben optimistisch.

Geht man von einer technischen Verfügbarkeit der Windkraftanlagen von 100 Prozent aus, so beträgt die maximal mögliche Nutzungsdauer 8760 Stunden pro Jahr. Doch selbst an den sehr guten und windhöffigen Küstenstandorten kamen 1995 nur 75 Prozent auf etwas mehr als 2000 Vollaststunden, was einer Ausnutzung von knapp 23 Prozent beträgt. In den Mittelgebirgen des Binnenlandes erreichten diesen Wert nur etwa 6 Prozent der Anlagen. Insgesamt 94 Prozent der Anlagen operieren somit weit im suboptimalen und damit marktwirtschaftlich unrentablen Bereich. Daß dennoch insbesondere in der windschwachen Region Rheinhessen die Windkraftanlagen „boomen“, liegt nicht nur an deren Privilegierung gemäß BauGB. Die Windenergiebetreiber reklamieren für sich uneingeschränkte „Umweltfreundlichkeit“, profitieren von der Angst um die „Klimakatastrophe“ und genießen momentan politischen Rückenwind. Doch alle Zahlen belegen, daß die Windenergie höchst uneffizient ist und zudem nicht hilft, Ressourcen einzusparen. Die bestätigt ausdrücklich der Naturschutzbund NABU, indem er feststellt, daß „wegen der Unstetigkeit des Windes durch Windkraftanlagen k e i n e Kraftswerksleistung eingespart werden (kann), denn es kann durchaus zum Zeitpunkt des größten Stromverbrauchs praktisch Windstille herrschen“. 

Generell geht man in Deutschland von der Erkenntnis aus, daß Anlagen in Gebieten unterhalb 6 m/s als mittlerer Jahreswindgeschwindigkeit in jeder Hinsicht unrentabel sind und nicht gebaut werden sollten. Die von den Windkraftbetreibern selbst empfohlene Grenze von 5,5 m/s sollte auf keinen Fall unterschritten werden. Der mit Rheinland-Pfalz geographisch vergleichbare Freistaat Thüringen hat im Landesentwicklungsprogramm vom 10. November 1993 als „besondere Standortvoraussetzung“ festgeschrieben:
1. ein ausreichendes Windenergieangebot von > 180 W/m2 in 30 m Höhe,
2. eine kostengünstige Anbindung ans Netz, 
3. kein besonderes naturschutzrechtliches Schutzbedürfnis. 

Auf den Vorwurf in der ARD-Sendung „FAKT POLITMAGAZIN“ am 5. 7. 1999, daß jährlich 2 bis 3 Milliarden DM an öffentlichen Geldern für die Windkraft vergeudet würden, antwortete der Vorsitzende des Verbandes der Windkraftwerke, Wolfgang von Geldern, daß er sehr einen Abbau von Steuervergünstigungen begrüßen würde, denn dann könne die „Spreu vom Weizen“ getrennt werden. Der weitaus größte Teil der Windenergieanlagen wird mit besonderen, zinsgünstigen Darlehen für „Umweltschutzmaßnahmen“ finanziert. Das Bundesministerium für Wirtschaft gewährt über die Deutsche Ausgleichsbank langfristige, zinsvergünstigte Darlehen, die etwa 1 % unter dem üblichen Marktzins liegen. Nicht unerhebliche Vergünstigungen ergeben sich für Investoren, denen Windparks als Steuersparmodelle mit hohen Renditen als Abschreibungsmöglichkeit angeboten werden. Zu erwähnen ist auch der weitgehende Verzicht des Landes nach § 5a LPflG auf Ausgleichszahlungen für Windkraftanlagen, die DM 1000 pro m für Höhen über 10 m und DM 2000 pro m über 20 m Anlagenhöhe betragen.

Bei der derzeitigen Einspeisevergütung von ca. 17,8 Pf/kWh ist zur Finanzierung einer Windrotors der 1,5 MW-Klasse über einen Zeitraum von 10 Jahren eine durchschnittliche Jahresarbeit von rund 3,2 GWh erforderlich. Diese Jahresproduktion, entsprechend etwa 2.100 Vollaststunden, wird nur an windgünstigen Standorten in Küstennähe erreicht. Die Neuerrichtung von Anlagen spielt sich jedoch in den letzten Jahren überwiegend in den küstenfernen und somit windschwächeren Regionen des Binnenlandes ab. Dort liegen die durchschnittlichen Vollaststunden deutlich niedriger. So liegt der langjährige Mittelwert in der norddeutschen Tiefebene bei rund 1.250 Vollaststunden, an der Mittelgebirgsstandorten werden etwa 1.200 Vollaststunden erreicht. Eine „Rentabilität“ ist in Rheinland-Pfalz nach marktwirtschaftlichen Kriterien a priori nicht gegeben.

5. Windenergie in Konflikt mit Natur- und Artenschutz

Nach § 1 (1) Bundesnaturschutzgesetz vom 21. September 1998 sind „Natur und Landschaft ... so zu schützen, zu pflegen und zu entwickeln, daß...die Vielfalt, Eigenart und Schönheit von Natur und Landschaft als Lebensgrundlagen des Menschen und als Voraussetzung für seine Erholung in Natur und Landschaft nachhaltig gesichert sind“. § 8 (1) besagt: „Eingriffe in Natur und Landschaft...sind Veränderungen der Gestalt oder Nutzung von Grundflächen, die die Leistungsfähigkeit des Naturhaushalts oder das Landschaftsbild erheblich oder nachhaltig beeinträchtigen können“. 

Die Kriterien Leistungsfähigkeit des Naturhaushalts, Erholung in Natur und Landschaft wie Erhaltung des Landschaftsbildes sind als öffentliche Belange im Bundesnaturschutzgesetz wie Baugesetzbuch festgeschrieben. Aufgrund der Privilegierung der Windkraftanlagen findet praktisch keine adäquate Abwägung dieser Schutzgüter statt. Ohne wirklichen Nachweis der Standorteignung können aus rein politischen Erwägungen über das Naturschutzrecht hinweg in Bebauungsplänen Flächen für Windenergieanlagen ohne vorherige Umweltverträglichkeitsprüfung als „Versorgungsfläche“ oder „Sondergebiete“ mit entsprechender Zweckbindung ausgewiesen und festgesetzt werden. Diese Privilegierung ist weder aus ökonomischen noch aus ökologischen Gründen länger gerechtfertigt. „Kohlestrom“ ist durch „Windstrom“ nicht substituierbar.

Allein was die Flächenbeanspruchung betrifft, so benötigt eine 600 MW Anlage etwa 12 Hektar Freifläche. Ein Rotor muß aus den Hauptwindrichtungen frei anströmbar sein, d. h. der Bewuchs muß niedrig gehalten werden. Dies erlaubt zwar eine landwirtschaftliche Nutzung, aber auf keinen Fall eine Bewaldung. Wald und Windernergienutzung vertragen sich nicht wegen der erhöhten Rauhigkeit des Untergrundes. Trotz aller Versuche, die Windkraftkonverter optisch zu kaschieren und damit in das Landschaftsbild zu integrieren, verändern diese, ob einzeln oder in Gruppen, das Landschaftsbild nachhaltig. Sie beeinträchtigen das charakteristische Erscheinungsbild einer z. B. vom Weinbau geprägten Landschaft und  reduzieren mit deren Schönheit auch den Erholungswert. 

Je nach Windgeschwindigkeit gehen von den Windrotoren erhebliche Lärmemissionen aus, die nicht nur das menschliche Wohlbefinden stören und Gesundheitsschäden zur Folge haben können, sondern auch die Fauna, insbesondere ganz bestimmte Vogel- und Wildtierarten, unterschiedlich stark beeinträchtigen können. Neben den Schallimmissionen gehen bei Sonnenschein von den Rotoren störende Licht- und Schatteneffekte aus, die man speziell als „Disco-Effekt“ bezeichnet. Der rasch wechselnde Hell-Dunkel-Kontrast kann bei tiefstehender Sonne bis weit über 1000 Meter hinausreichen und neben vermeidbaren Belästigungen bei sensiblen und älteren Personen sogar Herzrhythmusstörungen verursachen. 

Zusammenfassend kann man feststellen, daß nach einer anfänglich geradezu euphorischen Akzeptanz der Windenergie nunmehr ein immer stärker werdender Widerstand zu vezeichnen ist. Immer häufiger bilden sich Bürgerinitiativen gegen den wahllosen Zubau der Landschaft mit Windkonvertern, gegen deren „Verspargelung“ und bemühen mit zunehmendem Erfolg die Gerichte. Eine ganz wichtige Erkenntnis ist, daß die Windenergie von Natur aus in Wahrheit keine „Alternativenergie“ ist, sondern dann und nur dann zur Verfügung steht, wenn der Wind auch weht und zwar mit einer gewissen Mindeststärke. Es ist auch schlicht festzustellen, daß Windkraft wertvolle Landschaft verbraucht, ihrer Zersiedlung Vorschub leistet und mit ihrer Attraktivität und Schönheit nicht nur den touristischen Erholungswert vermindert. Windkraftanlagen am ungeeigneten Ort stören die Lebensqualität und beeinträchtigen die Gesundheit. Sie provozieren nicht nur subjektive Befindlichkeiten.

Die Windenergie ist in jeder Hinsicht zu entpriviligesieren und dem frischen Wind der freien marktwirtschaftlichen Konkurrenz auszusetzen. Dies gilt jedoch nicht nur in ökonomischer Hinsicht sondern ausdrücklich auch unter strengen ökologischen Aspekten. Die gewachsene Kulturlandschaft ist ein extrem wertvolles Gut und nicht vermehrbar. Jeder Eingriff in diese vielfältig bedrohte Landschaft muß sorgfältigst erwogen und nach strengen Maßstäben auf seine Umweltverträglichkeit geprüft werden, weil er für längere Zeit irreversibel ist. Dies gilt insbesondere auch hinsichtlich der Sicherung der dauerhaft nachhaltigen Funktionalität des Naturhaushaltes, die expressis verbis ein herausragendes naturschutzrechtliches Schutzgut darstellt. Dies gilt zwingend gleichermaßen für die Ökologie wie die Ökonomie des Naturhaushaltes. 

Im Sinne nicht des „musealen“ auf die Konservierung eines Ist-Zustandes fixierten sondern des „prozessualen“ auf die Garantierung einer natürlichen Sukzession gerichteten Naturschutzes gewinnt die Frage der „anthropogenen“ Flächenfreihaltung für die Windenergienutzung eine völlig neue Dimension. Die Nutzung der Windenergie tritt in ernsthafte Konkurrenz zur natürlich evolutionären Entwicklung des Naturhaushaltes. Diese endet, abstrahiert man von jeglichem menschlichen Einfluß, bei der ökologisch höchsten Entwicklungsstufe, dem Wald. Ein vielfältig strukturierter Mischwald ist das eigentliche „natürliche Kleid“ Mitteleuropas, das in sich stabilste Ökosystem. Ein Wald kombiniert in geradezu optimaler Weise die natürlichen Energie- und Stofflüsse. Er reguliert insbesondere den äußerst komplexen natürlichen Wasserhaushalt und Wasserkreislauf in Verbindung mit der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation. In dieser Hinsicht kann man prinzipiell feststellen: Es kann nicht genügend Wald geben!

Den zahllosen kulturell wie zivilisatorisch und damit rein anthropogen bedingten Eingriffen des in die Schöpfung integrierten Wesens Mensch sollte man nicht „Eingriffe“ hinzufügen, die letztendlich der Funktionalität des Naturhaushalts abträglich sind. Dies wäre im Sinne das prozessualen Naturschutzes kontraproduktiv. 

6. Abschließende Empfehlung zur Windenergienutzung 

Nach objektiver Wertung aller zur Verfügung stehenden Untersuchungen und Wertungen ergibt sich als Empehlung: Allein von den energetischen Grundvoraussetzungen erfüllt Rheinland-Pfalz mit einer mittleren Windgeschwindigkeit von weniger als etwa 6 m/s nicht die Bedingung, die unabdingbar für eine zumindest halbwegs ökonomische Windenergienutzung gegeben sein muß. 

Das Land sollte daher jegliche Privilegien, mit denen die Windenergienutzung bisher versehen worden ist, auch aus volkswirtschaftlichen Gründen abschaffen. Das Land sollte sich auch energischst dafür einsetzen, daß nach amerikanischem Vorbild das „Einspeisevergütungsgesetz“ wieder abgeschafft und die Windenergie dem freien Spiel der Marktwirtschaft ausgesetzt wird. Jede weitere direkte oder indirekte Subventionierung der Windenergie durch künstliche Verteuerung der Energie als solcher ist anachronistisch, zumal unter den gegebenen Randbedingungen nicht einmal das Versprechen Ressourcenschonung gegeben ist. Aber auch die Betrachtungen zur Funktionalität des Naturhaushalts sind nicht geeignet, für die Windenergie den Status der Privilegierung aufrechzuerhalten.

Dr. Wolfgang Thüne