Onshore-Windenergieanlagen
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Windparks stellen aktuell den größten Stromanteil aller regenerativen Energien.

Windenergie

Die Nutzung der Windenergie ist entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Im Jahr 2022 hat sie abermals den größten Beitrag zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien geleistet. Damit blieb sie vor der Braunkohle der wichtigste Energieträger im deutschen Strommix. Ende 2022 erzeugten Windenergieanlagen an Land (Onshore) gut 90 Prozent des deutschen Windstroms.

Rund 89 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 2022 hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) insgesamt 469 laufende Vorhaben mit rund 89 Millionen Euro gefördert. Das BMWK hat zudem 97 Forschungsprojekte mit einem Fördermittelansatz von rund 60 Millionen Euro neu bewilligt.

 

Grafische Darstellung der Fördermittel im Bereich Windenergie seit 2018.
© Projektträger Jülich

Verteilung der Fördermittel im Bereich Windenergie seit 2018.

Grafische Darstellung des Neubewilligungsvolumens im Bereich Windenergie seit 2018.
© Projektträger Jülich

Entwicklung des Neubewilligungsvolumens im Bereich Windenergie seit 2018.

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 Rotorblätter, Triebstrang, 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.

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. Hierfür spielt auch die Untersuchung der Umgebungsbedingungen wie WindWelle oder Boden eine maßgebliche Rolle. 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.

 

Windenergieanlagen Offshore
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Windenergieanlagen Offshore

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

Zwischen 2010 und 2021 sind die Kosten für Strom aus Windenergie an Land um 68 und auf See um 60 Prozent gesunken. Technische Weiterentwicklungen bei Windenergieanlagen – wie etwa höhere Nabenhöhen, eine gestiegene Zuverlässigkeit und größere Rotorblätter – haben in den letzten zehn Jahren zu deutlich günstigeren Strompreisen geführt. Auch Skaleneffekte, der Wettbewerb und Erfahrungswerte tragen dazu bei. Dies geht aus dem aktuellen Bericht „Renewable Power Generation Costs in 2021“ der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) hervor. IRENA hat dazu weltweit Daten aus 21.000 Projekten analysiert. In Deutschland wurden nicht nur erste Offshore-Windparks bereits ohne staatliche Förderung bezuschlagt, sondern inzwischen zahlen Unternehmen sogar Milliardensummen für die Möglichkeit, Windparks im Meer errichten zu dürfen. Unter anderem nutzen sie diese zur Strompreissenkung.

Weltweiter Ausbau

Windenergieanlagen prägen in immer mehr Regionen der Erde das Landschaftsbild. Ende 2022 waren laut dem neuesten Bericht des Global Wind Energy Council (GWEC) weltweit 906 Gigawatt Leistung durch Windenergie an Land und auf See installiert. Das entspricht einem Wachstum um 9 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Die meisten neuen Anlagen im Jahr 2022 haben China, die USA, Brasilien, Deutschland und Schweden errichtet.