Im Dezember soll das zweite Kleinwindkraftwerk in Wien Simmering in Betrieb gehen. © Georg und Verena Po/IG Windkraft

Frischer Wind für nachhaltige Mobilität

Erneuerbare Energie ist längst kein Randthema mehr. Gerade Windenergie verspricht sauberen und umweltfreundlichen Strom, zusätzlich winken – wie so oft – Kosteneinsparungen für die Energieunternehmen. Dennoch stottert der heimische Windenergiemotor etwas, gerade im Bereich der kleinen Windkraftwerke.

Windkraft ist heute ein wichtiger Hoffnungsträger in Sachen erneuerbare Energie. So drehen sich heute weltweit bereits mehr als eine Million Kleinwindkraftwerke. Hierzulande ist die Situation zwiegespalten – auch wenn in Österreich bereits mehr als 300 kleine Windräder Strom erzeugen, verhindern unter anderem Qualitätsprobleme sowie bürokratische Hürden bei der Errichtung eine Entwicklung ähnlich jener im Photovoltaikbereich. Im Energieforschungspark Lichtenegg wird beispielsweise versucht, Qualitätsprobleme bei einzelnen Anlagen aufzuzeigen und im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte entsprechende Lösungen dafür zu entwickeln. „Die Kleinwindkraft kann einen Beitrag zum Klimaschutz leisten“, erklärt Stefan Gsänger, Geschäftsführer des weltweiten Windenergieverbands WWEA. „Dafür bedarf es aber geeigneter Rahmenbedingungen und des Willens der Politik, Kleinwindräder auch zuzulassen.“
Weltweit erzeugen mittlerweile eine Million kleine Windräder sauberen und umweltfreundlichen Strom. Drei Viertel dieser Kleinwindkraftwerke stehen dabei in China, ein Fünftel in den USA. In Summe hätten alle Kleinwindkraftwerke eine Gesamtleistung von 950 Megawatt (MW), so die IG Windkraft. Die Politik und die Behörden in Österreich würden sich mit der Kleinwindkraft aber „noch immer ziemlich schwertun“. „Leider sind die Rahmenbedingungen zur Errichtung von kleinen Windrädern denkbar schlecht. Allzu oft werden an sie ähnliche Genehmigungsmaßstäbe angelegt wie an große Windkraftanlagen, und in den Bundesländern kommen unterschiedliche Landesgesetze zur Anwendung“, erklärt Stefan Moidl, Geschäftsführer der IG Windkraft. Daher biete die Website www.kleinewindkraft.at einen Überblick über die rechtlichen Anforderungen für die Bewilligung im jeweiligen Bundesland. „Wesentlich ist bei Kleinwindkraftanlagen, dass der Standort geeignet ist und gute Windverhältnisse bietet. Diese fachliche Über­prüfung ist aufwendig, aber ganz wichtig und eine Grundvoraussetzung für eine Entscheidung. ­Leider fehlen dafür bisher jegliche Förder­instrumente.“

Mikrowindanlagen auf dem Prüfstand
Die Nutzung der Kleinwindkraft habe im Vergleich mit anderen Technologien noch Nachholbedarf. Im niederösterreichischen Wechselgebiet werde etwa seit 2010 im Energieforschungspark Lichtenegg an Kleinwindenergieanlagen geforscht. In den letzten Jahren konnten laut IG Windkraft insgesamt 20 verschiedene Bautypen von Wind­rädern auf Qualität, Leistungsvermögen und Betriebssicherheit geprüft werden.
Seit Anfang des Jahres werde im Energie­forschungspark im Rahmen des Forschungs­projekts „SmallWindPower@Home“ nun auch der Einsatz von Mikrowindanlagen auf oder in unmittelbarer Nähe von privaten Wohngebäuden untersucht. „Kleinwindenergieanlagen waren bisher in erster Linie für gewerbliche oder landwirtschaftliche Betriebe eine interessante Option, selbst Strom zu erzeugen. Doch in den letzten Jahren hat auch das Interesse privater Haushalte an der Kleinwindkraft stark zugenommen“, sagt Hubert Fechner, Leiter des Instituts für Erneuerbare Energie an der FH Technikum Wien. „Erneuerbare Energien müssen stärker genutzt werden, besonders Sonne und Wind bieten riesige Potenziale. Im Dezember wird das zweite Kleinwindkraftwerk in Wien-Simmering in Betrieb gehen. Wie effizient Windkraft in der Stadt ist, wird dann anhand eines Projekts zusammen mit der FH Technikum evaluiert. Wir sehen den Ergebnissen dieses Projekts gespannt entgegen“, ergänzt Bernd Vogl, Abteilungsleiter der Ma­gistratsabteilung 20 – Energieplanung.
Erst kürzlich hatte der Dachverband der Windbranche in Europa, WindEurope, die mögliche Windkraftentwicklung bis 2030 präsentiert. Demnach könnten 30 Prozent des Stromverbrauchs in Europa 2030 durch die Windenergie bereitgestellt werden. Voraussetzung dafür seien aber stabile Rahmenbedingungen. „Derzeit ist die Zukunft der Branche unsicher“, bemerkt Giles Dickson, Geschäftsführer von WindEurope. Und fordert: „Die Windbranche braucht bindende und ambitionierte Ziele und klare Rahmenbedin­gungen bis 2030.“

Ausbau europäischer Windkraft auf 400 Gigawatt denkbar
Der Dachverband hatte dafür zwei Berichte präsentiert, welche die Entwicklung der Windenergie bis 2030 skizzieren. Derzeit stünden in Europa Windräder mit einer Leistung von rund 160 Gigawatt (GW), diese würden rund elf Prozent des Stromverbrauchs abdecken. Bis 2030 könnte sich die Windkraftleistung in Europa auf 323 GW verdoppeln und der Anteil am Stromverbrauch auf 30 Prozent verdreifachen, versprechen die Berichte. „Könnten, wohlgemerkt“, so Moidl. „Denn dafür bedarf es stabiler und langfristiger Rahmenbedingungen in ganz Europa.“ Bei optimalen Bedingungen wäre sogar ein Ausbau der Windkraft auf knapp 400 GW möglich. Die österreichische Windkraftleistung der bestehenden und genehmigten Windräder belaufe sich mittlerweile auf rund 3,5 GW. Bis 2030 könnte die heimische Windkraftleistung auf 6,7 GW steigen.
Die Summe von 323 GW Windkraftleistung könnte jährlich Emissionen von 382 Millionen Tonnen CO2 einsparen. Bis 2030 würden 239 Milliarden Euro in der Windbranche investiert werden, 2030 wären 569.000 Personen in der Windbranche beschäftigt. Durch den Ausbau der Windenergie könnte die Menge an benötigten fossilen Brennstoffen stark reduziert werden.
„Auch wenn die Windenergie mittlerweile die billigste Stromerzeugungstechnologie ist, ist die Zukunft der Branche unsicher“, meint Dickson. „Die Windbranche braucht bindende und ambi­tionierte nationale Energie- und Klimaaktions­pläne.“ Hier müsse es zu einer Änderung der Zielsetzungen auf europäischer Ebene kommen. Das 27-Prozent-Ziel für erneuerbare Energien müsse aufgrund des Klimaabkommens von Paris nach oben revidiert werden. „Die europäischen Ökostromerzeuger sprechen sich für ein Ziel von 40 Prozent erneuerbare Energien aus.“ Dazu sei gerade das sogenannte Winterpaket auf europäischer Ebene in Diskussion. Ziel sei es, dass mit vielen Änderungen im Energiesektor die Energiewende vorangetrieben wird. Die gesetzlichen Regelungen sollen an die Bedürfnisse der erneuerbaren Energien angepasst werden. In den aktuellen Gesetzesentwürfen wurde die Atomenergie aber komplett ausgespart und die fossile Stromerzeugung nur am Rande betrachtet. „Die Bevorzugung von Atomenergie, Kohle und Gas muss endlich beendet werden“, fordert Moidl. „Hier bedarf es wesentlicher Änderungen, damit die erneuerbaren Energien die Energieversorgung wirklich übernehmen können.“

Windpark in luftiger Höhe
Auf der Handalm in 1.800 Metern Seehöhe an der Grenze zu Kärnten baut die Energie Steiermark indes seit dem April des vergangenen Jahres am größten Windparkprojekt im Süden Österreichs – die Investitionssumme liegt bei 58 Millio­nen Euro. 13 Windräder werden ab Oktober 2017 mehr als 21.000 Haushalte mit grünem Ökostrom versorgen, verspricht das Unternehmen. Die Gesamtleistung liege bei 39 Megawatt, somit würden jährlich 76 Millionen Kilowattstunden grüner Strom erzeugt. Für die beteiligten Unternehmen – darunter zahlreiche regionale Firmen – seien dabei Transport und Montage der Windräder eine besondere Herausforderung gewesen. Immerhin hätten die Rotorblätter von Enercon ein Einzelgewicht von acht Tonnen und nach der Installation einen Gesamtdurchmesser von 82 Metern, die Anlagen sind jeweils 120 Meter hoch. Allein das Fundament wiege 1.000 Tonnen, die Nabe (in 78 Metern Höhe) immerhin 19 Tonnen. Der erzeugte Strom werde über eine 17 Kilometer lange Transportleitung in das Umspannwerk Deutschlandsberg eingespeist und direkt in der Region verbraucht.
Beim Bau wurde besonderer Wert auf den sensi­blen Umgang mit dem ökologischen Umfeld gelegt. „Insgesamt 150 verschiedene Einzelauf­lagen sorgen für einen besonderen Schutz von Wildtieren, Vögeln, Fledermäusen und umliegenden Alm- und Weideflächen“, erläutert Vorstandssprecher Christian Purrer. „Während der zweijährigen Bauphase können wir rund 280 Arbeitsplätze sichern. Die Kooperation in der Region ist überaus konstruktiv, wir wollen das Potenzial erneuerbarer Ressourcen in allen Teilen des Landes ausschöpfen. Dort, wo es ökologisch machbar und wirtschaftlich sinnvoll ist“, ergänzt Vorstandsdirektor Martin Graf.

Grundlagenforschung
Auch an anderen Fronten der Windenergie wird rege gearbeitet. So gibt es beispielsweise für die Mobilität von morgen nicht eine singuläre Lösung. Denn bei der Entwicklung umweltfreundlicher Antriebe müssen zum einen die unterschiedlichen Anforderungen an den Transport von Personen und Waren in den verschiedenen Weltregionen berücksichtigt werden. Und zum anderen reicht die Betrachtung der lokalen Emissionen von Fahrzeugen nicht aus. Nachhaltige Mobilität kann nur dann erfolgreich sein, wenn die gesamte Energiekette als Bewertungsmaßstab für Antriebskonzepte herangezogen wird, so der Antriebsspezialist Schaeffler. Denn: Damit die Energie ins Fahrzeug gelangt, muss sie erst bedarfsgerecht gespeichert werden. All das mündet in einer Vielzahl von Antriebsvarianten, für die Schaeffler jeweils die passenden Lösungen entwickelt, wie Peter Gutzmer, Technologievorstand von Schaeffler, erläutert.
In seiner Vision fahren Elektrofahrzeuge beinahe lautlos durch die Stadt. „Die Batterie sorgt für eine Reichweite von mehr als 500 Kilometern.“ Unterwegs erzeugt das E-Auto keinerlei Abgasemissionen. Nachgeladen wird zügig per Strom­kabel oder induktiv beim Parken oder sogar ­während des Fahrens. Für viele sei dies das beste Szenario für die Mobilität der Zukunft. Die Mobilitätsfrage sei gelöst, wenn die Herausforderungen von Elektrofahrzeugen – genügend Reichweite, schnelles Nachladen und niedriger Anschaffungspreis – gelöst seien. Nach Ansicht von Schaeffler ist dies aber nur ein Baustein für die Mobilität von morgen. „Elektrofahrzeuge können die Anforderungen der Menschen an individuelle Mobilität in Ballungsräumen grundsätzlich er­füllen“, sagt Gutzmer. „Von entscheidender Bedeutung ist aber nicht nur das Antriebskonzept eines Fahrzeugs. Genauso wichtig ist, wie die Energie für den Antrieb erzeugt und gespeichert wird. Sonst besteht die Gefahr, dass CO2-Emis­sionen lediglich an eine andere Stelle verlagert werden.“

Nachhaltige Mobilität nur bei Gesamtbetrachtung
Die Betrachtung der gesamten Energiekette wird von Experten auch als Well-to-Wheel-Methode bezeichnet, was mit „vom Bohrloch bis zum Rad“ übersetzt werden kann. Mit diesem Verfahren kann untersucht werden, wie viel CO2-Emis­sionen innerhalb der vollständigen Wirkkette für die Fortbewegung entstehen – von der Energieerzeugung über die Speicherung bis hin zur Umwandlung in kinetische Energie. So emittiert nach Berechnungen von Schaeffler ein Elektrofahrzeug immer noch bis zu 65 Prozent der CO2-Menge eines vergleichbaren Fahrzeugs mit Benzinmotor, wenn der aktuelle Strommix innerhalb der Europäischen Union zugrunde gelegt wird. Wird das Elektrofahrzeug hingegen zu 100 Prozent mit regenerativ erzeugtem Strom geladen, dann sinkt die CO2-Emission verglichen mit dem konventionellen Fahrzeug auf nur noch drei ­Prozent.
Nachhaltige Mobilität kann also nur dann gelingen, wenn auch „die Primärenergie zur Fortbewegung“ regenerativ erzeugt wird, etwa durch Windkraft, Sonnenenergie, Wasserkraft oder Geothermie. Schaeffler leistet Beiträge zum konsequenten Ausbau dieser Energiequellen und unterstützt die regenerative Energieerzeugung mit Technologie und Know-how. Zum Beispiel entwickelt das Unternehmen für die Hersteller von Windkraftanlagen leistungsfähige und reibungsarme Komponenten zur Lagerung des Antriebsstrangs und unterstützt die Betreiber mit Dienstleistungen, die eine Ferndiagnose der Anlagen und eine vorausschauende Wartung ermöglichen. Um weitere Energiequellen zu erschließen, forscht Schaeffler mit seinen Partnern auch an ganz neuen Wegen – beispielsweise daran, wie nachhaltiger und vor allem gut planbarer Strom mit Wellen- und Gezeitenkraftwerken auf wirtschaftliche Weise erzeugt werden kann.
Damit die elektrische Energie ihren Weg ins Auto findet, muss sie aber erst einmal gespeichert werden. Auch hier gibt es nicht nur den einen Weg. „Denn der Strom kann nicht nur zum Laden einer Batterie verwendet, sondern mithilfe der Elektrolyse auch zur Erzeugung von Wasserstoff genutzt werden.“ In einer Brennstoffzelle kann dieser Wasserstoff wieder in Strom umgewandelt werden, um etwa ein Elektroauto anzutreiben. Die Schaeffler-Ingenieure forschen deswegen auch daran, wie eine Brennstoffzelle möglichst effizient betrieben werden kann – etwa indem sie sogenannte Bipolarplatten beschichten, die das Herz einer jeder Brennstoffzelle bilden. Ein großer Nachteil der Wasserstofftechnologie ist jedoch die noch fehlende Infrastruktur, heißt es seitens ­Schaeffler. So gibt es derzeit in Deutschland etwa nur einige Dutzend Wasserstofftankstellen, auch weltweit ist die Anzahl noch sehr niedrig. Ein flächendeckender Ausbau des Tankstellennetzes ist aber die Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung dieser Antriebstechnik. „Die Mobilitätswelt von morgen wird so vielfältig sein wie die Menschen, die bewegt werden wollen“, unterstreicht Gutzmer abschließend. (TM)
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www.e-steiermark.com
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