Windenergie
Die Nutzung der Windenergie ist entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Trotz vergleichsweiser schlechter Windbedingungen hat sie 2021 den größten Beitrag zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien geleistet. Damit blieb sie auch in diesem eher windschwachen Jahr vor der Braunkohle der wichtigste Energieträger im deutschen Strommix. Etwa drei Viertel des Windstroms erzeugten Windenergieanlagen an Land (Onshore), ein Viertel die Anlagen auf See (Offshore).
Rund 83 Millionen Euro Fördermittel
Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeiten kontinuierlich daran, die Kosten für Strom aus Windenergie weiter zu senken und die Zuverlässigkeit der Anlagen zu erhöhen. Im Jahr 2021 hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) insgesamt 472 laufende Vorhaben mit rund 83 Millionen Euro gefördert. Das BMWK hat zudem 84 Forschungsprojekte mit einem Fördermittelansatz von rund 44 Millionen Euro neu bewilligt.
Die Förderung des BMWK ist dabei breit aufgestellt. Kernziel ist es, innovative ganzheitliche Lösungen für die Herausforderungen der Energiewende zu entwickeln und rasch an den Markt zu führen.
Leistungsstarke und zuverlässige Anlagen
Forschungsprojekte sollen dazu beitragen, dass künftige Anlagen nochmals leistungsstärker und zuverlässiger werden, um die Stromerzeugungskosten zu senken. Auch eine höhere Volllaststundenzahl trägt dazu bei. Daher arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Projekten daran, die Anlagentechnik zu optimieren, darunter Elemente vom Turm, Getriebe, Generator und der Leistungselektronik. Eine Herausforderung dabei: Mit zunehmender Größe moderner Windenergieanlagen kommen immer mehr Bauteile an die Grenzen der Belastbarkeit. Neue Materialien sind daher für einen effektiven und kostengünstigen Anlagenbau und Betrieb zentral. Zum Beispiel sorgen sie für ein geringeres Gewicht oder eine höhere Zuverlässigkeit.
Besonders wichtig ist auch ein ganzheitlicher Anlagenentwurf: Planerinnen und Planer sollen bereits in der Designphase berücksichtigen, welcher Aufwand für Herstellung, Errichtung, Betrieb, Rückbau und Recycling nötig ist und wie die Anlagen in das Stromnetz integriert werden können. Passende Standorte für Windenergie sind ebenfalls Untersuchungsgegenstand von Forschungsprojekten, denn windhöffige und einfach zu erreichende Gebiete werden seltener. Der Ausbau findet daher vermehrt in Gelände mit schwierigen Windbedingungen statt.
Offshore: Innovative Logistik gefragt
Für Offshore-Windparks stellen Logistik und Instandhaltung große Herausforderungen dar: Im Falle eines Defekts sind sie nur mit großem Aufwand zu erreichen, wodurch hohe Kosten entstehen. Deshalb sind innovative Netzanbindungs- und Logistikkonzepte wichtig, welche die Verfügbarkeit der Anlagen, den Transport von Personal und Material sowie Pooling, Betrieb und Wartung berücksichtigen.
Strom aus Wind wird immer günstiger
Seit 2010 sind die Kosten für Strom aus Windenergie an Land um 56 und auf See um 48 Prozent gesunken. Technische Weiterentwicklungen bei Windenergieanlagen – wie etwa höhere Nabenhöhen und größere Rotorblätter – haben in den letzten zehn Jahren zu deutlich günstigeren Strompreisen geführt. Dies geht aus dem aktuellen Bericht „Renewable Power Generation Costs in 2020“ der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) hervor. IRENA hat dazu weltweit Daten aus 20.000 Projekten aus dem Jahr 2020 analysiert.
Weltweiter Ausbau
Windenergieanlagen prägen in immer mehr Regionen der Erde das Landschaftsbild. Ende 2021 waren laut dem neuesten Bericht des Global Wind Energy Council (GWEC) weltweit 837 Gigawatt Leistung durch Windenergie an Land und auf See installiert. Mehr als ein Drittel davon, genau gesagt 338 Gigawatt, stehen in China, gefolgt von den USA mit rund 176 Gigawatt und Deutschland mit knapp 63 Gigawatt.
