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Wie ökonomisch ist Windenergie?

In kleine Windanlagen zu investieren, ist für Gärtnereien finanziell meist wenig attraktiv. Eher Sinn macht in bestimmten Fällen eine Beteiligung an großen Windkraftanlagen. Ob Windkraft eine alternative Einkommensmöglichkeit für kleine und mittlere Zierpflanzenbaubetriebe ist, stand mit auf dem Programm der Tagung „Regionale Zierpflanzenbauinfos 2012“ am 10. Januar in Neustadt/Weinstraße und am 17. Januar in Trier. Michael Pippert, Technikberater Gartenbau am DLR Rheinpfalz in Neustadt/Weinstraße, referierte zu diesem Thema und riet, den Zahlen auf Angeboten der Hersteller von kleinen Windkraftanlagen nicht blindlings zu vertrauen. 

Wind, Sonne, Bio & Co.: Die Windenergie steht im Kreis der erneuerbaren Energiequellen („Ökostrom”) mit an der Spitze. Foto: Erwin Wodicka

Beispielsweise habe es auf der Fachmesse Agritechnica ein Angebot mit Daten gegeben, die sich bei kritischer Betrachtung als unrealistisch erweisen. „Physik“ – so stellte Pippert heraus – „lässt sich nicht besch …!“ In der Regel sei der mit kleinen Windanlagen produzierte Strom deutlich teurer als der Strom aus dem öffentlichen Netz. Gärtnereibesitzer sollten auch bedenken, dass sich sechs oder sieben Meter hohe Gewächshausblocks sehr negativ auf die Windleistung der nicht viel höheren kleinen Windanlagen auswirken (Anmerkung: Bis zu zehn Meter Nabenhöhe sind kleine Windanlagen baugenehmigungsfrei!).

Pippert zitierte das Ergebnis einer von den Universitäten Tübingen und Bremen durchgeführten Wirtschaftlichkeitsanalyse zu Windkraft-Kleinanlagen. An deutschlandweit fünf unbebauten Standorten wurden jeweils zwei Anlagen unterschiedlicher Bauart installiert, nämlich je eine mit horizontaler und eine mit vertikaler Rotorachse. Jede der betreffenden kleinen Windkraftanlagen hat eine elektrische Leistung von fünf Kilowatt. Die Investitionskosten beliefen sich auf jeweils 37.370 Euro je Anlage (= 5.474 Euro je Kilowatt) bei der vertikalen Bauart und auf 15.530 Euro (= 3.106 Euro pro Kilowatt) bei der horizontalen Bauart. Beim Berechnen und Bewerten der Stromgestehungskosten ging die Studie von 20 Jahren Nutzungsdauer, einem nominalen Zinssatz von fünf Prozent sowie jährlicher Strompreissteigerung von drei Prozent aus.

Die Anlagen stehen an folgenden Standorten: Altenkirchen auf der zu Rügen gehörenden Halbinsel Wittow in Mecklenburg-Vorpommern, Sankt Peter-Ording an der Nordseeküste in Schleswig-Holstein, Neuleiningen, Rapshagen (Brandenburg), Breitnau (Schwarzwald). Die durchschnittliche Windgeschwindigkeit ist an dem Standort auf der Insel Rügen am höchsten (5,64 Meter pro Sekunde), während sie an dem Standort im Schwarzwald nur 3,90 Meter pro Sekunde beträgt. Außerdem wurde nach voller und verminderter Windgeschwindigkeit unterschieden.

Die von Pippert zitierte Berechnung ermittelte Stromgestehungskosten zwischen 19 Cent je Kilowattstunde im günstigsten Fall bis zu 3,20 Euro pro Kilowattstunde im ungünstigsten Fall. Der günstigste Fall betrifft die Anlage auf Rügen, und zwar bei horizontaler Bauart und Standort mit voller Windgeschwindigkeit. Bei der entsprechenden Anlage im nordfriesischen Sankt Peter-Ording waren die Stromgestehungskosten mit der Windkraftanlage nur wenig höher als auf Rügen.
Anders dagegen bei den Anlagen in Breitnau im Schwarzwald. Hier liegt der Stromgestehungspreis selbst in der günstigsten der vier Varianten etwa doppelt so hoch wie der übliche Strompreis aus dem Netz. Die 3,20 Euro je Kilowattstunde bei der dortigen Vertikal-Anlage und an einem Standort mit verminderter Windgeschwindigkeit sind hinsichtlich der Stromgestehungskosten natürlich ein Ausreißer nach oben.

Was die physikalischen Grundsätze der Windenergie angeht, so erwähnte Pippert den theoretischen Flügelwirkungsgrad von 59 Prozent. Dieser Wert werde in der Praxis aber nicht erreicht. Hervorragende Anlagen könnten Spitzenwerte bis 53 Prozent erreichen, die Regel seien 45 bis 50 Prozent.

Neben der Windgeschwindigkeit als wichtigstem Parameter ist die Winddichte ein wesentliches Kriterium. Daher sind die Anlagen im Meer oder in Küstennähe meist effektiver als diejenigen im Landesinneren. Und: Je größeren Durchmesser die Windräder haben, umso besser wird der Wirkungsgrad.

Weltweit gibt es mehr als 170 Hersteller von kleinen Windkraftanlagen, 118 davon in Europa. Die Rotordurchmesser variieren von 70 Zentimetern bis 19,20 Metern, die Nennleistungen dementsprechend von 0,1 bis 55 Kilowatt. Die Anlagen mit horizontaler Rotorachse haben im Bereich der Kleinanlagen einen Anteil von 88 Prozent, diejenigen mit vertikaler Rotorachse somit von zwölf Prozent. Die Anlagen mit horizontaler Bauart sind nach Angabe Pipperts meist kostengünstiger und erreichen höhere Wirkungsgrade. Die weitaus meisten horizontalen Windanlagen haben drei Flügelblätter.

Bei großen Windkraftanlagen geht es um Leistungen von zwei bis 2,5 Megawatt (elektrisch). Als weltweit leistungsstärkste Windkraftanlage gilt eine Enercon E-126 mit 7,5 Megawatt installierter Leistung, 135 Meter Nabenhöhe und fast 200 Meter Gesamthöhe (Quelle: Wikipedia). Die Anlagen in Rheinland-Pfalz haben überwiegend 2,5 Megawatt und einen Rotordurchmesser von 90 Metern. Der Preis solcher Anlagen liegt bei vier bis fünf Millionen Euro, entsprechend 1.800 Euro je Kilowatt (elektrisch).

Sich an großen Windkraftanlagen zu beteiligen, kann nach Angabe Pipperts für Gärtnereien wirtschaftlich interessant sein. Vor allem dann, wenn Ausgleichsmaßnahmen für Betriebsausweitungen erbracht werden müssen. Dieses Thema wurde bei dem Referat allerdings nur kurz angerissen.

Eine von Pippert zitierte Wirtschaftlichkeitsanalyse für eine 2,5 Megawatt-Anlage (Anschaffungspreis: fünf Millionen Euro!) ergab Stromgestehungskosten von nur 6,1 Cent pro Kilowattstunde. Dieses Ergebnis beruht auf einem Energieertrag von 5,8 Millionen Kilowattstunden pro Jahr (2.300 Volllaststunden!). Bei dem Rechenbeispiel wurden jährliche Betriebskosten von 80.000 Euro, 20 Jahre Nutzungsdauer sowie ein kalkulatorischer Zinssatz von sieben Prozent angenommen. (eh)