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  naturZEIT - Dossier


Windkraftanlage VOM WINDE VERWEHT ...
Windkraftanlagen
Das Für und Wider von Windparks wird zur Zeit heftig diskutiert. Natur- und Umweltschutzvereinigungen müssten im Grunde die eifrigsten Verfechter regenerativer Energien sein. Dennoch gibt es in Bezug auf die Standortfrage von Windparks unterschiedliche Standpunkte, wenn die Gefahr besteht, dass Brut-, Rast- und Nahrungsgebiete geschützter Vogelarten durch geplante Windparks in nächster Nähe beeintrachtigt werden könnten.


In den letzten Jahren sind Windkraftanlagen teilweise wie Pilze aus dem Boden geschossen. Ein Boom, den es im Kalifornien der 80er Jahre schon einmal gegeben hat, scheint sich nun auch in Europa zu verbreiten. Doch es gibt starke Unterschiede nicht nur regionaler Art, sondern auch nationaler Art. Weshalb ist man eigentlich nicht früher auf die Idee mit den Windrädern gekommen? Und gibt es eigentlich keine Nachteile? Werden in absehbarer Zeit nur noch Windräder Strom liefern? Dieses doch recht komplexe Thema, das momentan ja auch in Ostbelgien heiß diskutiert wird, möchte NaturZeit näher unter die Lupe nehmen ohne einen Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben.


Eine kurze Geschichte


Bereits in vorchristlicher Zeit spielte die Windenergie eine wichtige Rolle. Es wurden nicht nur Windmühlen und Pumpen mit Windkraft angetrieben, auch die Schifffahrt wäre in diesem Maß ohne Wind kaum möglich gewesen. Windmühlen wurden überall eingesetzt, wo die Windstärke es erlaubte. Mancherorts entstanden regelrechte "Windparks". Dieses Bild änderte sich kaum im Laufe der Jahrhunderte bis zum Zeitalter der Industrialisierung. Als eigentlicher Begründer der modernen Windkraftanlagen (WKA) gilt Poul la Cour, der 1891 in Dänemark die erste Anlage zur Erzeugung von Elektrizität baute. Auch im Zweiten Weltkrieg beschäftigte man sich mit der Energiegewinnung durch Windkraft, dieses Interesse flaute aber mit Ende des 2. WKs ab.

Landkarte Windmühlen im Umkreis der flandrischen Stadt Lille.
Ausschnitt aus der Frankreichkarte Nr. 41 des César-François Cassini de Thury (1752-1758)


Nach der ersten Ölkrise im Jahre 1973 erwachte das Interesse an Windenergie in mehreren Ländern neu. In Dänemark begannen die Elektrizitätsversorger sofort, große Anlagen zu installieren. Das gleiche geschah in Deutschland, Schweden, Großbritannien und in den USA. Die Anlagen waren extrem teuer, und der hohe Strompreis wurde zum Hauptargument gegen Windenergie. In den 80er Jahren setzte sich die Idee auch wirtschaftlich durch. Durch staatliche Subventionen entstand in Kalifornien ein regelrechter "Windrausch", der Mitte 1985 aber schnell wieder abflaute, als die Zuschüsse gestrichen wurden.

Derzeit ist Deutschland der wichtigste Markt der Welt und auch das Land mit dem höchsten Energiegewinn aus Windkraft.


Die Technik


Die Hersteller von WKAs müssen beweisen, dass ihre Anlagen extremen Winden standhalten können. Das sind Winde, die eventuell nur 10 Minuten alle 50 Jahre auftreten.

Um diese extremen Belastungen zu verringern, bevorzugen die Anlagenbauer im Allgemeinen Rotoren mit ein paar langen, schlanken Blättern. Die Anlagen rotieren dafür relativ schneller und machen so die Schlankheit der Rotorblätter im Wind wett.

Heutige WKAs sind fast alle mit einem dreiblättrigen Rotor ausgestattet. Tests haben ergeben, dass diese Form die wirtschaftlichste ist. Die aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellten Rotorblätter sind gewunden und ähnlich geformt wie Flugzeug-Tragflächen, da so der Wirkungsgrad noch einmal erhöht werden kann.

Die Höhe des Turms spielt eine wichtige Rolle. Er sollte möglichst hoch sein, da die Windgeschwindigkeit mit der Höhe steigt. Der Wind wird durch Hindernisse abgeschwächt, es entstehen Turbulenzen und so kann er sein volles Energiepotential nicht entfalten.

Die meisten Türme sind mittlerweile konische (zum Boden hin breiter werdende) Stahlrohr-Konstruktionen. Sie sind durch Leitern im Innenraum sehr sicher und gut zugänglich für Reparatur- und Wartungsarbeiten. Stahlgitter-Türme sind zwar fast um die Hälfte billiger, sie sind aber weniger gut zugänglich und ihr Erscheinungsbild findet weniger Anklang (de gustibus et coloribus non disputandum). Dünnere Masten mit Drahtverstrebungen (ähnlich wie beim klassischen Zelt) sind ebenso wenig ästhetisch, außerdem sind sie anfälliger für Vandalismus.


Der Standort


Bei der Auswahl des Standortes gibt es viele Aspekte, die berücksichtigt werden müssten: Windausbeute, Umweltverträglichkeit, Raumordnung, ... In diesem Kapitel wird jedoch hauptsächlich der Raumordnungs-Aspekt besprochen, andere Elemente fließen in den unterschiedlichen Kapiteln ein.

Für die Menschen vor Ort sind 4 Probleme vordergründig: die Ästhetik des Landschaftsbilds, Eiswurf, die Lärm- und die Lichtbelästigung.

Da die WKAs wegen der besseren Windausbeute fast ausnahmslos auf Berg- und Hügelkuppen stehen, sind sie für jedermann zwangsläufig von weither sichtbar. Wie schon oben erwähnt lässt sich über Geschmack nicht streiten. Zweifellos aber sind die "Spargelwälder", wie sie von Windkraft-Gegnern nicht gerade liebevoll genannt werden, alles andere als ein Highlight in der Landschaft.

Standortwahl
Bei der Standortwahl für Windparks
sind viele unterschiedliche Aspekte
zu berücksichtigen


Auch die Lärmbelästigung birgt ein sehr subjektives Problem, denn was für die einen Lärm ist, muss es für die anderen noch lange nicht sein. Um dies zu erkennen, muss man nicht unbedingt neben einer Diskothek wohnen. Nicht zu verkennen ist, dass in den letzten Jahren die Entwicklung der Geräusch-Eindämmung große Fortschritte gemacht hat. Das Design der Rotorblätter, insbesondere der Flügelspitzen und ihre Rückseiten, haben dazu beigetragen, dass die Lärmbelästigung stark eingeschränkt wurde. Der typische "Wusch"-Ton bei WKAs ergibt sich übrigens durch das Passieren des Rotorblatts am Turm.

In einer Entfernung von ca. 250 m zur Anlage sind die akustischen Wahrnehmungen stärker von den natürlichen Geräuschen (Bäume, Tiere, ...) geprägt als von der Anlage selbst.

Ein nicht zu unterschätzendes Problem stellt sich beim so genannten Disko-Effekt. Die Lichtstrahlen der tief stehenden Sonne werden durch die drehenden Rotorblätter unterbrochen oder reflektiert. Für den Anwohner, der in die auf- oder untergehende Sonne blickt, die durch eine WKA zumindest teilweise verdeckt ist, scheint es, als würde ständig das Licht ein- und ausgeschaltet.

Eine reelle Gefahr bergen die Anlagen jedoch im Winter durch Eisbrocken. Da die Rotorblätter vereisen können, bilden sich potentiell kiloschwere Eisschichten, die sich durch die Fliehkraft lösen können. Unter ungünstigen Bedingungen fliegen solche Geschosse mehrere Hundert Meter weit. Welcher Schaden dadurch an Mensch und Material entstehen kann, vermag sich wohl ein jeder vorzustellen.

Die Idee, große Windparks offshore zu errichten, d.h. vor der Küste im Meer, klingt sehr verlockend. So könnten die hier erwähnten Standortprobleme auf einen Schlag beseitigt werden. Dass sich dadurch aber neue Problemfelder auftun (Behinderung der Fischbestände, Havarie von Schiffen, ...), beweist nur die Komplexität der Materie.


Die Wirtschaftlichkeit


Je mehr Wind "geerntet" wird, desto mehr Strom kann erzeugt werden. Wie aber wird errechnet, wie hoch der Ertrag ist? Mehrere Komponenten spielen dabei eine wichtige Rolle:
  • Die Größe des Rotors bestimmt, wieviel Energie dem Wind abgerungen werden kann. Das lässt sich relativ einfach mit einem Segelschiff vergleichen. Je größer das Segel, um so schneller kann das Schiff fahren. Bei einer Verdopplung des Rotordurchmessers vervierfacht sich die Leistung, da die vom Rotor abgeerntete Fläche sich vervierfacht hat (Kreisfläche: Radius x Radius x p).
  • Auch die Größe des Generators spielt, gekoppelt mit der Rotorgröße, eine Funktion bei der tatsächlichen Stromerzeugung. Je größer der Generator ist, desto mehr Strom kann er produzieren. Es wird mit zunehmender Größe aber auch immer schwieriger, ihn in Bewegung zu bringen. Und wenn er nicht dreht, kann er logischerweise auch keinen Strom produzieren. Um ihn in Gang zu halten, muss der Wind also relativ kräftig blasen oder man verwendet einen kleineren Generator (oder einen größeren Rotor).
  • Nicht zuletzt spielt natürlich der Wind die entscheidende Rolle. Die Konstanz und die Stärke sind hier die tonangebenden Komponenten. Wie oben schon erwähnt (siehe Technik), ist die Anlage um so wirtschaftlicher, je höher sie vom Boden entfernt ist. Eine höhere Windgeschwindigkeit lässt den Energieertrag in der dritten Potenz steigen. Die Verdoppelung der Windgeschwindigkeit bedeutet aus physikalischen Gründen also die achtfache Stromausbeute. Der ästhetische Aspekt der Landschaftsgestaltung hemmt aber eine Ausuferung himmelwärts.

Die Konstanz des Windes wird oft überschätzt. Bläst er zu schwach, bzw. gar nicht, dann ist eine Strom-Förderung nicht möglich. Aus Sicherheitsgründen muss eine WKA aber auch bei zu starkem Wind abgestellt werden. Im Allgemeinen ist es aber von Vorteil für die Strom-Produktion, dass der Wind tagsüber stärker weht als nachts. Somit kann die Produktion optimal genutzt werden, da ja über Tag mehr Strom in den Haushalten und in der Industrie benötigt wird als in der Nacht.

Eine ausschließliche Stromversorgung mit Windkraft scheint aber utopisch, da für diesen Fall noch eine Vielzahl von WKAs gebaut werden müssten, die nicht nur das Landschaftsbild stören würden; in windschwachen Momenten wäre die Stromversorgung wahrscheinlich nicht mehr zu gewährleisten. Aus dem Wechselspiel verschiedener Parameter muss der Betreiber dann die für ihn beste Möglichkeit herausfinden.

Diese scheinbar einfache Rechnung kompliziert sich aber durch einige Elemente wie Subsidierung und Strom-Tarif, die nicht direkt mit der Anlage zu tun haben.


Die Politik


Die Politiker (nicht nur Belgiens) haben sich zum Ziel gesetzt, den Anteil der erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2010 auf 10 % der Gesamtproduktion an Elektrizität zu erhöhen. Zum Vergleich, heute liegt dieser Anteil um 1 %, die Windkraft macht noch nicht 0,1 % aus. Diese Erhöhung ist unter heutigen Umständen ohne Subsidierung nicht zu erreichen. Der belgische Staat bezuschusst die Strom-Produktion durch erneuerbare Energiequellen mit 1 BEF pro Kilowattstunde (KWSt), teilweise sogar mit 2 BEF.

In anderen Ländern sieht die Situation schon anders aus. Deutschland bezuschusst seinen Windstrom mit 3,6 BEF/KWSt, Luxemburg bezahlt 4,15 LUF und Großbritannien sogar 6 BEF. Es braucht also noch etwas mehr als bloße Lippenbekenntnisse, um der erneuerbaren Energie wirklich zum Durchbruch zu verhelfen.


Ökologie


Inwiefern Vögel sich von WKAs beeinflussen lassen, ist selbst unter Experten heftig umstritten. Die rasante Entwicklung der Windenergie-Nutzung verstärkte die Schwierigkeiten, die Auswirkungen der Anlagen auf die Avifauna (Vogelwelt, AdR) einzuschätzen. Sowohl bei der Erfassung als auch bei der Bewertung des Eingriffs herrscht methodisch ein Chaos vor, da allgemeine Standards fehlen, auf die sich alle Beteiligten einigen. Außerdem sind die Auswirkungen der WKAs auf die Avifauna durch die wenigen vorliegenden Untersuchungen sehr schwer interpretierbar. Vielfach wird die Diskussion von Vermutungen und Emotionen geleitet.

Rotmilan
Alarmierende Meldungen aus Ostdeutschland: Der Zoologe Prof. Dr. Michael Stubbe von der Martin-Luther-Universität in Halle erhebt energischen Protest gegen die Errichtung von Windkraftwerken in den Hauptverbreitungsgebieten des Rotmilans. In Gebieten, in denen ein massiver Ausbau von Windparks stattgefunden habe, sei der Bestand dieses Greifvogels um 90 % zurückgegangen.

So kommen z.B. die Forscher Bach et al. bei den Kiebizten zu dem Schluss, dass es einen Verdrängungseffekt bis zu 200 m wegen der Windanlagen gibt, während Walter & Brux Kiebitzbruten innerhalb eines 100 m-Radius beobachtet haben.

Kiebitz

Bei Rastvögeln wie Gänsen, Kiebitzen, Goldregenpfeifer und Großem Brachvogel liegen bisher die meisten Beobachtungen zu negativen Auswirkungen von WKAs vor. Trotzdem wurden auch solche Vögel in unmittelbarer Nähe der Anlagen gesichtet, da offensichtlich auch andere Faktoren wie Tradition, Biotop-Struktur, Nahrungsangebot u.ä eine Rolle spielen. Nach einzelnen Beobachtungen verschiedener Arten wie Mäusebussard, Bachstelze, Braunkehlchen und Dorngrasmücke durch das Forscherteam Sinning & Gerjets 1999 kann man vermuten, dass die meisten dieser Arten gar nicht oder nur wenig von WKAs bei ihrer Revierbildung beeinflusst werden. Die Störungen schwanken scheinbar stark zwischen den einzelnen Vogelarten und WKA-Standorten.

Bachstelze

Die Zahl der effektiv getöteten Vögel scheint relativ gering zu sein, da die meisten Vogelbeobachtungen Ausweichbewegungen im Umkreis von bis zu 2 km ergaben.

Allgemein wünscht man sich von Seiten der Forscher mehr Zeit, um Untersuchungen wissenschaftlich exakter aufeinander abstimmen zu können. Leider scheint es so, als ob Forschungsgelder immer schwieriger zu erhalten sind, und das, obschon es ja eigentlich um den makroökonomischen Erhalt der Umwelt geht.

Streng geschützte Rote-Liste-Arten wie der Kranich nutzen beispielsweise das Emmelstal als Rastplatz. Wie würden sie auf die Präsenz eines Windparks in angestammten Durchzugsgebieten reagieren? Fundierte Untersuchungen tun hier sicherlich Not. Kranich



Schlussbemerkung


Es hat sich in den letzten Jahren einiges getan in Sachen erneuerbare Energien. Bedenklich erscheint jedoch die "Goldgräberstimmung", mit der teilweise an die Materie herangegangen wird. Es bleibt kaum Zeit, auf konkrete Forschungsergebnisse zu warten; fundierte Bedenken werden teilweise unter den Teppich gekehrt. Andererseits ist auch ein gewisses Maß an Ablehnung allem Neuen gegenüber zu spüren, NIMBY ("Not In My Back Yard", nicht in meinem Garten) ist bei Windenergie-Forschern mittlerweile eine geläufige Größe und produziert teilweise heftige Abwehrreaktionen. (s.a. Zusatzinfo: Gründe für große / kleine Anlagen)

Der wichtigste Aspekt, der so manche Energie-Produktions-Anlage egal welcher Art überflüssig machen könnte, rückt dabei oft in den Hintergrund: Energie sparen ist immer noch die beste Energiequelle.

Ein Aktikel aus der NaturZeit Nr. 11 (Juli 2001) von Elmar Schlabertz


Interessante Quellen für Zusatzinformationen
  • Unter www.windpower.dk findet man sehr anschaulich dargebotene Infos vor allem technischer Art zum Thema. Dass es sich hierbei um Befürworter der WKAs handelt, schmälert aber nicht den Informationsgehalt der meisten Seiten dieser dänischen Website.
  • Unter http://wilfriedheck.tripod.com/windkr.htm sind vielerlei Materialien gegen WKAs nachzulesen, die aber oft nicht pathetisch sondern eher nüchtern und sachlich beschrieben sind.

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   Letzte Änderung am 02.01.2003 
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