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Windenergie

Die Windenergie leistet den größten Beitrag zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Dieser lag im Jahr 2019 nochmals über dem Rekordergebnis des Vorjahres. Die Windenergie hat mit einer Leistung von 126 Terrawattstunden einen neuen Höchstwert erreicht. Im Jahr 2018 waren es noch 110 Terrawattstunden. Damit stieg die Windstromerzeugung um fast 15 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Besonders bemerkenswert war die Rekordwindstromerzeugung im Monat März von fast 16 Terrawattstunden. Damit könnten circa 5 Millionen Haushalte für ein Jahr mit Strom versorgt werden.

Strom aus Wind wird immer günstiger

Seit 2010 sind die Stromentstehungskosten aus Windenergieanlagen an Land um 39 und auf See um 29 Prozent gesunken. Technische Weiterentwicklungen bei Windenergieanlagen - wie etwa höhere Nabenhöhen und größere Rotorblätter - haben in den letzten zehn Jahren zu deutlich günstigeren Strompreisen geführt. Außerdem machen sich die wachsenden Erfahrungen in der Projektentwicklung, optimierte Lieferketten, Skaleneffekte und niedrigere Wartungskosten bemerkbar. Dies geht aus dem aktuellen Bericht „Renewable Power Generation Costs in 2019“ der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) hervor. IRENA hat dazu Daten aus 17.000 Projekten aus dem Jahr 2019 analysiert. Interessant: Bei über der Hälfte aller neu in Betrieb genommenen Großanlagen für die regenerative Stromerzeugung wie Windräder oder solare Anlagen lagen die Stromkosten unter der günstigsten Alternative mit fossilen Brennstoffen.

Windenergieanlagen prägen inzwischen in vielen Regionen der Erde das Landschaftsbild. Ende 2019 waren laut dem Global Wind Energy Council (GWEC) weltweit 651 Gigawatt Leistung durch Windenergie an Land und auf See installiert. Knapp ein Drittel davon, genau gesagt 236 Gigawatt, stehen in China, gefolgt von den USA mit rund 105 Gigawatt und Deutschland mit 61 Gigawatt. Auch beim jährlichen Zubau führen die Chinesen. Zusammen mit den USA, Großbritannien, Indien und Spanien haben sie 2019 rund 70 Prozent der 60,4 Gigawatt Neuinstallationen umgesetzt.

Rund 73 Millionen Euro Fördermittel

Die Windenergie spielt eine entscheidende Rolle für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeiten kontinuierlich daran, die Kosten für Strom aus Windenergie weiter zu senken und die Zuverlässigkeit der Anlagen zu erhöhen. Im Jahr 2019 hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) insgesamt 461 laufende Vorhaben mit rund 73 Millionen Euro gefördert. 2019 hat das BMWi zudem 112 Forschungsprojekte mit einem Fördermittelansatz von rund 79 Millionen Euro neu bewilligt.

 

Das Diagramm zeigt die Verteilung der Fördermittel sowie die Entwicklung des Neubewilligungsvolumens im Bereich Windkraft seit 2015.

Verteilung der Fördermittel und Entwicklung des Neubewilligungsvolumens im Bereich Windkraft seit 2015.

Leistungsstarke und zuverlässige Anlagen

Die Förderung soll dabei unterstützen, dass künftige Anlagen nochmals leistungsstärker, zuverlässiger und mit einer höheren Vollaststundenzahl zur Verfügung stehen. Die Anlagentechnik ist neben dem Standort entscheidend für die Höhe der Stromerzeugungskosten Besonders wichtig ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf: Bereits in der Designphase soll berücksichtigt werden, welcher Aufwand für Herstellung, Errichtung, Betrieb, Rückbau und Recycling nötig ist und wie die Anlagen beziehungsweise Windparks in das Stromnetz integriert werden können. Windenergieanlagen und –parks müssen intelligent und flexibel betrieben werden. Durch fortschrittliche Regelungsstrategien kann der Ertrag verbessert oder die Lebensdauer der Anlagen verlängert werden. Genauere Prognosen erlauben bessere Vorhersagen der Stromgestehung und tragen zur Versorgungssicherheit bei.

Für den weiteren Ausbau der Windenergie werden windhöffige und einfach zu erreichende Standorte seltener, sodass der Ausbau vermehrt in komplexem Gelände erfolgt. Es ist daher essenziell, mit geeigneten Verfahren potenziell gute Standorte auszuwählen und dann mit möglichst wirtschaftlichen Methoden den Standort über einen längeren Zeitraum zu erkunden.

Mit zunehmender Größe moderner Windenergieanlagen kommen immer mehr Bauteile an die Grenzen der Materialbelastbarkeit. Neue Materialien, beispielsweise zur Gewichtsreduktion oder erhöhten Zuverlässigkeit, sind für einen effektiven und kostengünstigen Anlagenbau und Betrieb zentral.

 

Windenergieanlagen im Offshore-Windpark alpha ventus rund um FINO 1

Windenergieanlagen im Offshore-Windpark alpha ventus rund um die Forschungsplattform FINO 1

Für den Betrieb von Offshore-Windparks stellen Logistik und Instandhaltung große Herausforderungen dar: Die Verfügbarkeit der Anlagen ist entscheidend für deren Wirtschaftlichkeit, da Offshore-Windenergieanlagen im Falle eines Defekts nur mit großem Aufwand erreicht werden können. Deshalb sind innovative Netzanbindungs- und Logistikkonzepte wichtig, welche die Verfügbarkeit der Anlagen, den Transport von Personal und Material sowie Pooling-Konzepte und Betriebs- und Wartungskonzepte berücksichtigen.

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