Die Lebensgeschichte eines Windrades
Die Produktion
Für ein Windrad wird ein aus mehreren Metern Durchmesser bestehender Turm benötigt, dazu die Gondel an der die Nabe mit den Flügeln hängt. Die meisten „Zutaten“ kommen hierfür aus aller Welt und haben bis sie in Deutschland ankommen, bereits mehrere tausend Kilometer auf Schiffen rund um die Welt zugebracht.
So hat z.B. Ecuador 80 – 90 % Weltmarktanteil an Balsaholz, das zu 77% nach Asien und nur zu 12% nach Europa und zu 11% nach Amerika geht (Quelle). Dieses Balsaholz wird für die Flügel benötigt, je Flügel ca. 40 – 50 Bäume.
Zur Zeit drehen sich in Deutschland rund 30.000 Windräder mit meist je drei Flügeln.
D.h. 3 x 50 Bäume = 150 Bäume x 30.000 Windräder bedeutet ein Abholzen von 4,5 Millionen Bäumen. Dies entspricht einer Waldfläche von über 6 km2 und damit einer Größe von über 850 Fußballfeldern.
An der hauptsächlichen Lieferung der Balsabäume nach Asien erkennt man, dass hier die meisten Flügel gefertigt werden, die dann per Schiff mit Dieselantrieb nach Deutschland transportiert werden. Des weiteren bestehen die Flügel zum großen Teil aus GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff), die Neueren aus CFK (kohlefaserverstärkter Kunststoff), welches beim Recyclingvorgang zu erheblichen Problemen führt, wie am Ende dieser Geschichte nachzulesen ist.
In der Gondel sind sehr viele seltene Erden verbaut; unter anderem Neodym. Neodym-Windräder verzichten meist auf ein Getriebe. Dafür brauchen sie effizientere Generatoren, die sich besonders gut aus diesem Rohstoff herstellen lassen. Neodym wird nahezu ausschließlich in chinesischen Minen abgebaut. Bei der Trennung des Neodyms vom geförderten Gestein entstehen giftige Abfallprodukte, zudem wird radioaktives Uran und Thorium beim Abbauprozess freigesetzt. Diese Stoffe gelangen somit auch ins Grundwasser, kontaminieren so Fauna und Flora erheblich und werden für den Menschen als gesundheitsschädlich eingestuft. Im nordchinesischen Baotou beispielsweise ist die Umgebung rund um die Fabriken, die das Neodym vom Erz trennen, verseucht. Die Anwohner sind teilweise schwer krank, das Wasser ist nachhaltig kontaminiert. Studien berichten von einer deutlich erhöhten Krebsrate. Viele der Hersteller dieser Windkraftanlagen zeigten sich auf Anfrage ahnungslos in Bezug auf die massiven Umweltschäden (Quelle).
Der Aufbau
Für den Aufbau wird ein Gelände von 4.000 m2 oder mehr vorbereitet. D.h. eventuelle Waldflächen werden gerodet und die Zuwegung mit einem Mineralgemisch (geschredderter Bauschutt) hergestellt, so dass Schwertransporte sie befahren können. Von den Wäldern die abgeholzt werden um Windräder, zugehörige Stromleitungen und Zufahrtsstraßen einzurichten, sorgte jeder Baum für Sauerstoff für vier Personen und hatte Kohlenstoffdioxid gebunden, welches er zum Leben benötigte.
Ein sehr großes Loch wird ausgebaggert für das Fundament, denn solch ein Windrad mit 200 m Höhe oder mehr und Flügeln mit Spannweiten von 75 m und mehr, benötigt ca. 1.500 m3 Beton und 200 Tonnen Stahl. Im Verhältnis zu einem Atomkraftwerk wird hier, bezogen auf die erbrachte Leistung, ca. 8 x soviel Beton verwendet und der für den Beton benötigte Sand ist schon seit Jahren so knapp, dass jetzt das erste Bundesland damit beginnen will ihn zu besteuern (Quelle).
Jetzt werden die aus Stahl gefertigten Röhren übereinander gesetzt und darauf die Gondel montiert. Die Nabe wird anschließend entweder an der Gondel befestigt und die einzelnen Flügel in luftiger Höhe an dieser montiert, oder Flügel und Nabe werden am Boden verbunden und alles zusammen im Ganzen an der Gondel befestigt.
In der Gondel befinden sich neben einem Dieselmotor auch noch je nach Größe 200 – 1400 Liter Öl. Eine Anlage mit 5 Megawatt Leistung braucht alleine für das Getriebe 1000 Liter, hinzu kommen noch einmal bis zu 500 Liter für die Hydraulik bei Großanlagen (Quelle).
Das Windrad steht jetzt, doch es muss noch mit Technik im Fuß seiner Röhre befüllt werden, oder bekommt ein separates Transformatorenhäuschen, wo zur Vermeidung von Lichtbögen der hohen Ströme das technische Gas SF6 verwendet wird. Dieses Gas ist 23.000 mal so intensiv wie CO2. D.h. eine Tonne SF6 ist so intensiv wie 23.000 Tonnen CO2.
Nun bedarf es noch der Zuleitungen, die den gewonnenen Strom zu den Verbrauchern transportieren. Überlandleitungen zum Transport des Stromes zerschneiden die Landschaften und sorgen für Schneisen in Wäldern, was die Waldtiere zum Verlassen ihres Lebensraumes drängt. Sie sind ca. 10 x günstiger als in der Erde verlegte Leitungen, weshalb häufig auf Überlandleitungen zurückgegriffen wird.
Der Betrieb
Das Windrad wird jetzt in Betrieb genommen und der oder die Dieselmotoren bringen das Windrad in die richtige Position zum Wind. Der Dieselmotor wird später dazu gebraucht das gleiche Manöver wieder auszuführen, wenn das Windrad aufgrund einer Flaute, oder technischen Ausfällen falsch zum Wind steht, oder um zu vermeiden, dass das Windrad im Winter bei Stillstand festfriert.
Im Offshorebereich soll vermieden werden, dass die salzige Meerluft die stillstehenden Windräder angreift und so hat ein gesamter Windpark über mehrere Monate den Dieselantrieb benötigt, da die Versorgungsleitungen zur Abnahme des Stromes noch nicht fertig gestellt waren. Hierbei wurden pro Monat gut 22.000 Liter Diesel verbraucht (Quelle).
Aber nun beginnt das Windrad seine Arbeit, beginnt sich im Wind zu drehen und erzeugt seinen ersten Strom. Ein Teil davon benötigt es selber und im Laufe eines Jahres wird es ca. 2.500 Stunden lang seinen Strom abliefern. In der restlichen Zeit steht es still oder bewegt sich zu langsam. Man rechnet im Onshore, also auf dem Land, mit 20% Ertrag seiner Maximalleistung im Bereich der Küsten und im Offshorebereich, also in den Meeren mit einem Wirkungsgrad von bis zu 40%.
Da eine Windkraftanlage kinetische Energie der Luftmassen (genannt „Wind“) aus der Atmosphäre entnimmt, um diese in elektrische Energie umzuwandeln, hat der Wind hinter der Anlage eine wesentlich geringere kinetische Energie, d.h., er wird abgebremst. Es entsteht ein sogenannter „Nachlauf“, ein turbulenter Windschweif, der viele Kilometer lang sein kann. Sowohl die Energieentnahme selbst als auch diese Wirbelschleppen auf der Leeseite der Windparks verlangsamen den Wind über große Regionen hinweg. Bei z.B. starkem Westwind weht an der Ostseite eines Windparks nur noch ein vergleichsweise laues Lüftchen, so dass sich vor allem bei Sonneneinstrahlung auch indirekt der Boden stärker erwärmen kann. Weniger Wind bedeutet in der Folge auch weniger Regen und geringere Luftfeuchtigkeit – dafür Dürre und Bodentrockenheit, Wäldersterben, Ernteeinbußen und weniger Verjüngung der Vegetation.
Obwohl es bereits eine Reihe von Forschungsergebnissen zu diesem Austrocknungseffekt durch Windräder gibt, z.B. hier und hier, herrscht hierzulande zu diesem Thema weitgehend mediales Schweigen – wenn man einmal von dem ständigen Beschwören von „extremen Dürren“ infolge einer „menschengemachten Klimakrise“ absieht (Quelle).
Auch die Geräuschentwicklung bereitet einigen Bürgern Sorge, ebenso der gewaltige Schlagschatten, der insbesondere im Winter bei tiefstehender Sonne zu beobachten ist.
Die Geräuschentwicklung nennt sich Infraschall und macht insbesondere Menschen zu schaffen, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft von Windkraftanlagen befinden (Quelle1) (Quelle2). Neben den Schwingungen, welche durch die Unwucht des Rotors verursacht werden, ist auch eine Schwingung vorhanden, welche sich Rotorblatt-Passierfrequenz nennt und entsteht, wenn einer der Flügel den Turm passiert.
Für den Schlagschatten gibt es, in Gegensatz zum Infraschall, inzwischen Vorschriften. Bis zu 30 Stunden im Jahr und maximal 30 Minuten täglich muss man ihn allerdings ertragen, bevor das Windrad abgeschaltet werden muss. Die Frage ist nur wer es kontrolliert…..
Kommen wir nun zur Geschwindigkeit von Windrädern.
Bewegt sich der Rotor recht langsam mit rund fünf Umdrehungen pro Minute, liegt am äußeren Ende des Rotorblatts eine Geschwindigkeit von 130 km/h vor. Bei 16,5 Umdrehungen pro Minute dreht sich das Ende des Rotorblattes dann mit 390 km/h – und ist damit schneller als die allermeisten Autos (Quelle).
Mit diesen Geschwindigkeiten muss auch unsere Tierwelt klar kommen und immer wieder fallen sie in großer Zahl diesen Flügeln zum Opfer. Milliarden von Insekten werden auf diese Weise getötet, ebenso wie an die 300.000 Fledermäuse sowie über 3.500 Bussarde nur hier bei uns im Norden (die Zahlen stammen aus dem Jahr 2022).
Doch auch die Flügel selber sind großem Stress ausgesetzt, so dass ihre Oberflächen abnutzen und aufgrund dessen regelmäßig ausgebessert und von Insekten befreit werden müssen. Diese Oberflächenabnutzung setzt im Jahr mehrere Tonnen Stäube frei, die unsere Umwelt weiter belasten (Quelle1 + Quelle 2).
Die Rotorblätter einer Anlage sind innen und aussen mit Epoxidharz bestrichen. Dieser besteht zu über 50% aus Bisphenol A. Diese chemische Verbindung wurde von der EU als sehr besorgniserregend (giftig) eingestuft, erneut bestätigt am 9.3.2023. Die sich durch besagte Erosion lösenden Nanopartikel fliegen bis zu 100 km weit und sind lungengängig sowie krebserregend. Bisphenol A kann zudem gravierend auf den Hormonhaushalt einwirken (Quelle1 + Quelle2).
In der Vergangenheit kam es vermehrt zu Bränden von Windrädern, die aufgrund der Höhe nicht gelöscht werden konnten und wiederum dafür sorgten, dass die danach kontaminierten Felder nicht mehr bewirtschaftet werden dürfen (Quelle).
Dazu kommt, dass Flügel und Rotor in Schwingungen versetzt werden und diese Vibrationen über den Turm in das Erdreich gelangen. In wie weit dies für den Menschen spürbar ist, ist uns nicht bekannt. Es gibt allerdings Studien, die bereits feststellen konnten, dass sich in 8 Meter Entfernung zum Windrad 40% weniger Individuen im Erdreich befinden als in 128 m Entfernung (Quelle).
Eine weitere Belastung trifft unser Stromnetz, welches nicht für den schwankenden Ökostrom ausgelegt ist. Wie man auf Netzfrequenz.info sehr schön sehen kann benötigt unser Stromnetz eine konstante Hertzzahl, die nur wenig Schwankungsspielraum hat. Um die Frequenz stabil zu halten, müssen die Netzbetreiber regulierend in die eine oder andere Richtung eingreifen. Betrug die Zahl der Netzeingriffe bis zum Jahr 2000 noch unter 10 pro Jahr, waren es 2022 schon 12.500 Netzeingriffe und mit jedem weiteren Windrad steigen diese Eingriffe an. Zudem treiben die Eingriffe unseren Strompreis weiter in die Höhe, da die Betreiber Ausfallgeld erhalten, wenn sie aufgrund von Überstrom die Windräder abstellen müssen.
Allein der Netzbetreiber 50Hertz, der die Überlandleitungen in Ostdeutschland und Hamburg betreibt, musste im Jahr 2022, um eine Überlast zu verhindern, die Produktion von 1.000 Gigawattstunden Ökostrom unterbinden. Das heißt, das Unternehmen ließ Windräder stoppen. Es musste dafür 58 Millionen Euro an Entschädigung aus einer Umlage berappen, in die alle Stromkunden einzahlen (Quelle).
Um diese Stromschwankungen zu reduzieren, wird auch überschüssiger Strom an das Ausland verkauft. Wie bei allen Waren ist es auch beim Strom so, dass je größer das Angebot und je geringer die Nachfrage, desto niedriger ist der Preis. Das führt häufig so weit, dass der Strompreis in den Minusbereich fällt und Deutschland dem Ausland Geld dafür zahlt, dass es unseren Strom abnimmt.
Diese Stromspitzen und das Geld werden beispielsweise gerne von Norwegen genommen, die den Strom dafür nutzen Wasser in die höhergelegenen Stauseen zu pumpen. Wenn Deutschland dann wieder Strom benötigt, wird das Wasser zum Antrieb der stromerzeugenden Turbinen genutzt und uns der dadurch gewonnene Strom wieder teuer verkauft.
Die Wartung
Wie schon oben erwähnt befinden sich in den Windkraftanlagen mehrere 100 Liter Öl, die kontrolliert, nachgefüllt und ausgetauscht werden müssen. Windräder verlieren im Laufe der Zeit auch Öl. Um die Umwelt nicht noch mehr zu verunreinigen, wurden sogenannte Kragen entwickelt, die das entweichende Öl auffangen und dafür sorgen, dass dieses sich nicht mit Regenwasser mischt (Quelle).
Weitere Informationen zur Wartung werden noch gesammelt, wie z.B. was passiert mit dem Gas SF6, wenn das Transformatorhaus betreten und hier Wartungen vorgenommen werden. Entweicht dieses einfach in die Atmosphäre und wird wieder durch neues SF6 Gas aufgefüllt?
Auch möchten wir noch feststellen wie hoch die Wartungskosten sind. Denn die hohen Wartungskosten sollen es sein, die dafür sorgen, dass die Windräder unmittelbar nach dem Auslaufen der Förderung abgerissen werden.
Der Abbau / Das Recycling
Nach zwanzig Jahren endet die Förderung der Windkrafträder und beendet dann in der Regel auch ihre Lebenszeit. Die Wartung verschlingt anscheinend Unsummen, so dass ein rentabler Vertrieb ohne Förderung nicht möglich ist. Das Zauberwort heißt hier Repowering, d.h. dass das Windrad abgebaut und durch ein neues Größeres ersetzt wird.
Da das neue Windrad um einiges größer ist, wird ein neues Betonfundament benötigt und hierbei häufig eine komplett neue Grube ausgehoben. Der Betonfuß des alten Windrades muss nämlich vom Gesetz her nur ein Meter tief abgetragen werden und so bleiben die restlichen Meter im Boden und werden nur mit Erde bedeckt (Quelle).
Ein sehr ausführlicher Artikel zu Thema Recycling ist unter Siencefiles.org zu finden, in dem das ganze Ausmaß der Entsorgungskatastrophe beschrieben wird.