Fakten zur Windenergie
In der öffentlichen Debatte und im privaten Austausch sind unterschiedliche und teils widersprüchliche Aussagen zur Windenergie im Allgemeinen und zu wichtigen Aspekten im Detail zu hören und zu lesen. Auf Basis anerkannter wissenschaftlicher Quellen werden in den folgenden Rubriken Fragen zur Windenergie faktenbasiert beantwortet.
Den aktuellen Stand zu den einzelnen Vorhaben in den Landkreisen Ebersberg und München finden Sie auf den Projektseiten.
Stand der Technik
Stand der Technik
- Nabenhöhe: 166 m – 169 m
- Rotordurchmesser: 160 m – 163 m
- Gesamthöhe: 246 m – 251 m
- Leistung: 5,5 MW – 6 MW
Leistung und Ertrag von Windenergieanlagen
Die Windenergieanlage (WEA) nutzt die Windenergie – genauer die im Wind enthaltene Leistung – und wandelt diese mit dem Windrotor erst in mechanische und dann über einen Generator in elektrische Energie um.
Mit jedem Meter, den ein Windrad höher gebaut wird, steigt der Stromertrag um 1 Prozent. Mit einer Verdoppelung der Flügellänge steigt der Ertrag um das Vierfache (vierfache „Erntefläche"). Die doppelte Windgeschwindigkeit erzeugt den achtfachen Ertrag.
Volllaststunden
Wird der Jahresertrag einer Windenergieanlage durch ihre Nennleistung dividiert, erhält man die Anzahl der Stunden, die eine Windenergieanlage theoretisch bei voller Leistung betrieben werden müsste, um ihren Jahresenergieertrag bilanziell zu erreichen. Diese sogenannten Volllaststunden ermöglichen durch die Normierung auf die Leistung den Vergleich zwischen verschiedenen Standorten, Anlagen oder Jahren.
Ertragsabschätzung und -erwartung
Mit
zunehmender Anlagenhöhe und Nennleistung steigt der Ertrag der Anlagen. Da die mittleren Windgeschwindigkeiten zum Teil deutlich zwischen den Kalenderjahren schwanken, werden die realen Volllaststunden mittels des Anemos-Ertragsindex langzeitkorrigiert. Dieser beruht auf mesoskaligen Wettersimulationen und setzt das betrachtete Jahr jeweils ins Verhältnis zu den Windverhältnissen der vorangegangenen 20 Jahre.
Jahresertrag = Nennleistung x jährliche Volllaststunden
Theoretische Berechnung in Abhängigkeit der installierten Nennleistung:
- 4,0 MW x 2.000 h/a = 8.000.0000 kWh/a
- 5,5 MW x 2.000 h/a = 11.000.0000 kWh/a
- 6,0 MW x 2.000 h/a = 12.000.0000 kWh/a
Ertragsprognose moderner Windenergieanlagen (inkl. Sicherheitsabschlag, Verluste durch Abschaltung, etc.):
- ca. 8.000.000 - 9.000.000 kWh/a
- versorgt mehr als 2.600 Haushalte
Umrechnung auf Haushalte oder Personen:
- durchschnittlicher Stromverbrauch eines deutschen Haushalts: 3.000 kWh/a
- durchschnittlicher Stromverbrauch einer Person in Deutschland 1.400 kWh/a
Quellen:
Ökobilanz
Ökobilanz
Moderne Windenergieanlagen können sich bereits in deutlich weniger als 12 Monaten energetisch amortisieren:
Die für Herstellung, Nutzung und Entsorgung verbrauchte Energie ist durch eigene Stromproduktion wieder ausgeglichen. Der exakte Wert ist abhängig von der Anlagenleistung und -höhe sowie vom Standort.
Quellen:
LfU „Windenergie – Energie, die zieht"
www.energieatlas.bayern.de/thema_wind
www.energieatlas.bayern.de/thema_wind
Genehmigung
Genehmigung
Die Art des Genehmigungsverfahrens ist abhängig von der Gesamthöhe einer Windenergieanlage:
- bis 10 m Gesamthöhe: genehmigungsfrei
- bis 50 m Gesamthöhe: baurechtliche Genehmigungspflicht
- ab 50 m Gesamthöhe: immissionschutzrechtliche Genehmigung
Immissionsschutzrechtliche Genehmigung nach Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG)
Das Vorhaben wird nach relevanten Gesetzesgrundlagen geprüft. Die imissionsschutzrechtliche Genehmigung ist ein sogenanntes „Integrierendes Verfahren" oder Verfahren mit Konzentrationswirkung. Das bedeutet, dass ein umfassender, anlagenbezogener Prüfmaßstab gilt und weitere Genehmigungen wie z.B. Baurecht, Denkmalschutzrecht und Waldrecht mit eingeschlossen werden.
Im Rahmen der immissionsschutzrechtlichen Genehmigung ist sicherzustellen, dass die Errichtung oder der Betrieb der Anlage keine schädlichen Umwelteinwirkungen im Sinne des BImSchG verursacht. Schädliche Umwelteinwirkungen lassen sich häufig durch Einhaltung bestimmter Auflagen vermeiden.
Prüfgegenstände im Rahmen des Genehmigungsverfahrens
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Quellen:
Hinweise zur Planung und Genehmigung von
Windenergieanlagen (Windenergie-Erlass – BayWEE) www.energieatlas.bayern.de/thema_wind/genehmigung
10H-Regelung
10H-Regelung
Die 10H-Regelung gilt nur in Bayern (seit November 2014) und regelt den Abstand einer Windenergieanlage zu geschützten Wohngebieten (Art. 82 Abs. 1 BayBO).
Der Abstand berechnet sich aus der 10-fachen Höhe der Windenergieanlage (Gesamthöhe). Eine Windenergieanlage ist damit im Außenbereich nur privilegiert zulässig, wenn sie das 10-fache ihrer Gesamthöhe an Abstand zur nächsten Wohnbebauung einhalten kann.
Nur ausnahmsweise zulässige Wohngebäude, z. B. in Gewerbegebieten, sowie einzelne Gebäude mit Wohnnutzung im Außenbereich werden vom Gesetz nicht erfasst – hier können geringere Abstände als 10H möglich sein.
Gemeinden können allerdings durch Darstellung im Flächennutzungsplan und Aufstellung eines Bebauungsplans Baurecht für Gebiete schaffen, die kleinere Abstände als 10H einhalten. Es gelten dann die allgemeinen Abstandsforderungen, die sich aus dem Immissionsschutzrecht sowie der Bayerischen Bauordnung ergeben.
Weitere Kriterien für Abstände von Windenergieanlagen
- Lärmschutz
Ob schädliche Umweltauswirkungen durch Geräuschimmissionen zu befürchten sind, erfolgt auf Grundlage der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm).
- Rücksichtnahmegebot: Optisch bedrängende Wirkung
weniger als 2H: regelmäßig bedrängende Wirkung
2H-3H: Prüfung, ob regelmäßig bedrängende Wirkung vorliegt
3H und mehr: regelmäßig nicht bedrängende Wirkung
- Erdbebenmessstationen
Zu Erdbebenmessstationen müssen Windenergieanlagen aufgrund von Störungswirkung einen genügend großen Abstand halten (3 bis 15 km).
Quellen:
Hinweise zur Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen (Windenergie-Erlass – BayWEE)
Artenschutz
Artenschutz
Generell gilt: Artenschutz und Klimaschutz durch Windenergieanlagen gehen
miteinander einher – langfristig trägt die Windenergie zum Erhalt
stabiler Ökosysteme und damit zum Artenschutz bei.
Um die Betroffenheit von durch Windkraftanlagen gefährdeten Arten wie z. B. bestimmten Fledermaus- und Vogelarten zu minimieren, ist im Genehmigungsverfahren eine besondere Prüfung am konkreten Standort vorgeschrieben. Unter eine Beeinträchtigung durch die Errichtung und Betrieb von Windenergieanlagen fallen z.B. Kollisionen, Störung durch Geräuschemissionen, Scheuchwirkung und Verlust von Jagd- und Fortpflanzungshabitaten.
In Bayern wird die Prüfung, ob einer Windenergieanlage die artenschutzrechtlichen Verbote nach § 44 BNatSchG entgegenstehen, als spezielle artenschutzrechtliche Prüfung – saP – bezeichnet. Zugrunde liegen die in § 44 Bundesnaturschutzgesetz festgeschriebenen Zugriffsverbote.
Das systematische Vorgehen gliedert sich in fünf Prüfschritte:
- Relevanzprüfung
- Bestandserfassung am Eingriffsort
- Prüfung der Verbotstatbestände (z. B. Vermeidungsmaßnahmen wie Abschaltlogarithmen für Fledermäuse, Standortverschiebung, …)
- Prüfung vorgezogener Ausgleichsmaßnahmen (CEF-Maßnahmen)
- Ausnahmeprüfung
Die Arbeitshilfe "Spezielle artenschutzrechtliche Prüfung – Prüfablauf" beschreibt diese Prüfschritte im Detail.
Mögliche Maßnahmen zum Schutz von Vögeln und Fledermäusen
- Intelligente Abschaltalgorithmen für Fledermäuse
- Bedarfsgerechte Abschaltungen bei Mahd für ungestörte Beuteflüge außerhalb des Waldes
- Bedarfsgerechte Nachtkennzeichnung
- Ersatz- und Ausgleichsmaßnahmen, die attraktive Lebensräume schaffen und Biodiversität erhöhen
- In Entwicklung: Radarschutzsysteme mit Vogelfrüherkennung
Quellen:
Bayerisches Landesamt für Umwelt (2020): www.lfu.bayern.de/natur/sap/index
Klimaschutzleistung
Klimaschutzleistung
2018 wurden allein durch Windenergie knapp 75 Mio. Tonnen Treibhausgase (t CO2-Äquivalente) in Deutschland eingespart – das ist mehr als die gesamten Emissionen Portugals.
Die wichtigsten Hebel im Kampf gegen den Klimawandel sind die Einsparung von Energie, ihre effiziente Nutzung und der Ausbau erneuerbarer Energien.
Wenn für die Errichtung von Windrädern Waldfläche gerodet werden muss, würde sich die dauerhaft freizuhaltende Fläche auf 0,3 Hektar je Anlage belaufen. Diese Fläche ist in der Regel im gleichen Umfang an anderer Stelle im/am Forst wieder aufzuforsten. Die bilanzielle Klimaschutzleistung durch die Windenergieanlagen ist um mehr als den Faktor 1000 höher als rein durch den Wald.
Zum Vergleich: Auf 0,3 Hektar bewirtschafteter Wald, dies entspricht der Fläche von einer Windenergieanlage, werden im Laufe von 20 Jahren etwa 66 Tonnen CO2 gebunden. Eine Windenergieanlage verhindert im Laufe von 20 Jahren dagegen die Freisetzung von über 76.000 Tonnen CO2.
Annahmen: Jährlicher Stromertrag von 8 Mio kWh, Herstellenergie einer Anlage 3.500 MWh, bundesdeutscher Strommix mit 486 g CO2e/kWh.
Quellen:
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, „Klimaschutz in Zahlen (2019) - Fakten, Trends und Impulse deutscher Klimapolitik", Mai 2019
Umweltbundesamt, „CO2-Emissionen pro Kilowattstunde Strom sinken weiter", 9. April 2019
Landschaft
Landschaft
Beeinträchtigungen des Landschaftsbildes können aufgrund der Höhe der Anlagen i.d.R. nicht durch Ausgleichs- oder Ersatzmaßnahmen kompensiert werden. Gem. § 18 der Bayerischen Kompensationsverordnung und dem Windenergie-Erlass ist in diesen Fällen Ersatz in Geld zu leisten.
Wird ein Vorhaben genehmigt, leisten die Betreiber der Windenergieanlagen für ihre Eingriffe in das Landschaftsbild Ersatzzahlungen an den Bayerischen Naturschutzfond. Die Zahlungen sind für Maßnahmen des Naturschutzes und der Landschaftspflege zu verwenden. Über die Verwendung entscheidet das zuständige Landratsamt (untere Naturschutzbehörde).
Die Höhe der Ersatzzahlung wird in Abhängigkeit von der Bedeutung des Landschaftsbildes nach Wertstufen und der Gesamthöhe der Anlage errechnet und festgesetzt. Für die Bemessungshöhe der Ersatzzahlung ist im Windenergie-Erlass eine Berechnungsmatrix vorgegeben.
Die Zahlung ist vor Durchführung des Eingriffes zu leisten.
Quellen:
Hinweise zur Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen (Windenergie-Erlass – BayWEE) www.energieatlas.bayern.de/thema_wind/genehmigung
Versorgungssicherheit
Versorgungssicherheit
Eine
erfolgreiche Energiewende erfordert die Kombination verschiedenster
erneuerbarer Energiequellen. Die Energieerzeugung aus Wind ist ein Baustein der Energiewende und wird um andere Arten der Energieerzeugung ergänzt. So produzieren Windräder ihren Strom vor allem im
Winter und gleichen die geringe Ausbeute bei den Photovoltaikanlagen in den
Wintermonaten aus.
Um den Strombedarf jederzeit decken zu können, braucht es weitere regenerative Energiequellen. Dazu gehört neben der Biomasse auch die Wasserkraft sowie – je nach Standort – die Geothermie. Diese kann jedoch vor allem im Bereich der Wärmeerzeugung eingesetzt werden.
Durch die Weiterentwicklung von Speichertechnologien und virtuellen Kraftwerken, die die verschiedenen regenerativen Quellen managen, sowie deren Integration in einen großflächigen, leistungsfähigen Netzverbund kann die Einspeisung des erneuerbar erzeugten Stroms gut gesteuert und reguliert werden.
Das bisher nicht ausgeschöpfte Potenzial des Lastmanagements in der Industrie kann dazu beitragen, den Strombedarf flexibler an die aktuelle Strombereitstellung anzupassen.
Damit braucht niemand Angst vor der sogenannten Dunkelflaute zu haben, ein von Gegnern der erneuerbaren Energien gern genutztes Schreckensszenario.
Quellen:
Schwachwindgebiet
Schwachwindgebiet
Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) unterteilt Deutschland, entsprechend der jeweiligen Windverhältnisse, in vier Windzonen. Die DIN EN 1991-1-4/NA unterscheidet nach Windzone I (Schwachwindstandorte), Windzone II (typische Binnenlandstandorte), Windzone III (Küstennahe Standorte) und Windzone IV (Küstenlinie).
In den
ersten Jahren der Windenergienutzung fand der Zubau verstärkt in den
windstarken Windzonen III und IV statt.
Die technologische Entwicklung
ermöglicht eine wirtschaftliche Energieerzeugung mit Windenergieanlagen auch an
Schwachwindstandorten. Hier kommen Windenergieanlagen mit größeren
Anlagendimensionen zum Einsatz.
Mit modernen Windenergieanlagen können in einem Schwachwindgebiet jährlich ca. 8 bis 9 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugt werden (Versorgung von ca. 3.000 Haushalten mit jährlichem Stromverbrauch von 3.000 kWh).
Quellen
Gerechtigkeit
Gerechtigkeit
Klimagerechtigkeit
Unterschiedliche Bevölkerungsgruppen weltweit sind unterschiedlich stark von den Folgen der Klimakrise betroffen. Jene, die am wenigsten zum anthropogenen (menschengemachten) Klimawandel beitragen, sind jene, die auch am stärksten unter den Folgen leiden. Die historisch größten Verursacher der Klimakrise, die Industrieländer des Nordens, haben dagegen die meisten Ressourcen, um sich gegen die Klimakrise abzusichern.
Klimaschutz heißt, jedes Land ergreift vor der eigenen Haustür Maßnahmen zum Kampf gegen die Klimakrise beziehungsweise passt sich an diese an. Klimagerechtigkeit benennt dagegen die große gemeinsame Verantwortung, die wir für den Klimaschutz haben – und die besondere Verantwortung der Verursacher, entstandene Schäden wiedergutzumachen und neue Schäden zu verhindern.
Generationengerechtigkeit
Der Begriff "Generationengerechtigkeit" beschreibt die Gerechtigkeit der Verteilung von materiellen Ressourcen, Lebenschancen und Lebensqualität unter den Generationen. Das impliziert, dass jede Generation so verantwortungsvoll leben soll, dass sie nachfolgenden Generationen keine unzumutbaren Lasten, z. B. in Form von Schulden oder Umweltschäden, aufbürdet.
Im Umweltkontext schließt Generationengerechtigkeit die Weitergabe eines fairen ökologischen Erbes, einer intakten Umwelt, an kommende Generationen ein: Der Erhalt der Artenvielfalt, ein verantwortungsvoller Umgang mit natürlichen Ressourcen, die Lösung der atomaren Endlagerungsproblematik, eine Reduzierung der Treibhausgase und das Eindämmen des Klimawandels.
Quellen:
Schall
Schall
Windräder verursachen Geräusche in verschiedenen Frequenzbereichen. Die Beurteilung der Geräuschsituation bei Planung und Betrieb von Windenergieanlagen erfolgt immer im Einzelfall und nach der „Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm – TA Lärm". Darin festgelegt sind Immissionsrichtwerte für einen wirksamen Schutz der Bevölkerung vor Lärm durch technische Anlagen.
Erwiesen ist, dass der Geräuschpegel bereits in einem Abstand von wenigen hundert Metern nicht mehr von natürlichen Hintergrundgeräuschen wie Wind und Blätterrauschen zu unterscheiden ist. Durch stetige technische Optimierung konnten die Schallemissionen durch Windenergieanlagen deutlich reduziert werden.
Schallemissionen werden streng immissionsschutzrechtlich geprüft. Eine Überschreitung verbindlicher gesetzlicher Grenzwerte ist nicht genehmigungsfähig.
Quellen:
Hinweise zur Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen (Windenergie-Erlass – BayWEE) www.energieatlas.bayern.de/thema_wind/genehmigung
Schattenwurf
Schattenwurf
Schattenwurf
Je nach Wetter und Sonnenstand können die Rotorblätter bewegte Schatten werfen. In welchem Ausmaß dies jeweils der Fall ist, wird im Genehmigungsverfahren untersucht.Beschattungszeiten von maximal 30 Stunden pro Jahr und höchstens 30 Minuten pro Tag gelten als nicht erheblich belästigend. Werden die zulässigen Werte überschritten, muss eine Schattenabschaltvorrichtung eingebaut werden.
Ein 200 Meter hohes Windrad auf einer horizontalen Fläche kann einen Schatten von maximal 1.400 Metern werfen.
Blendung, Stroboskop- oder
Diskoeffekt
Diskoeffekt wird jener Effekt genannt, der durch schnell drehende Flügel und stark reflektierende Oberflächen entsteht und ein ähnliches Blinkmuster erzeugt wie ein Stroboskop in einer Diskothek.
In den
Anfängen der Windstromerzeugung war der Diskoeffekt
wegen der kleinen
sehr schnell drehenden Windräder
ein
viel diskutiertes Thema. Durch
die
Verwendung von nicht-reflektierenden Farben und die langsame Drehbewegung moderner Windräder sowie durch die großen Abstände zu Wohnhäusern ist ein solcher Effekt bei
Windrädern nicht mehr feststellbar.
Quellen:
Hinweise zur Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen (Windenergie-Erlass – BayWEE) www.energieatlas.bayern.de/thema_wind/genehmigung
Infraschall
Infraschall
Infraschall ist tieffrequenter Schall im nicht hörbaren Frequenzbereich von 1 bis 16 Hertz.
Diverse Studien haben gezeigt, dass eine körperliche Wahrnehmung von Infraschall bei sehr niedrigen Frequenzen (unter 16 Hertz) erst ab 90 Dezibel möglich ist. So können z. B. Föhnwinde, schwerer Seegang oder aber auch das Abrollgeräusch von PKW- oder LKW-Reifen einen Schalldruck von über 100 Dezibel erreichen. Die Insassen eines fahrenden PKW sind etwa 120 Dezibel ausgesetzt (bei 20 Hertz).
Infraschall und tieffrequente Geräusche sind allgegenwärtiger Teil unserer technischen und natürlichen Umgebung. Der von Windenergieanlagen ausgehende Infraschall ist schon in 150 Meter Entfernung nicht mehr wahrnehmbar.
Es gibt keinen wissenschaftlichen Nachweis einer schädlichen Wirkung von Infraschall unterhalb der Wahrnehmbarkeitsgrenzen. Aber die unbegründete Angst vor unhörbaren Effekten kann tatsächlich krank machen („Nocebo-Effekt").
Quellen:
Windenergie und Infraschall, LUBW, 2014, www.lubw.baden-wuerttemberg.de/erneuerbare-energien/infraschall
Windenergieanlagen - beeinträchtigt Infraschall die Gesundheit?, LfU, 2019, www.lfu.bayern.de/buerger/doc/uw_117_windkraftanlagen_infraschall_gesundheit.pdf
Tieffrequente Geräusche inkl. Infraschall von Windkraftanlagen und anderen Quellen, LUBW, 2016, www.pudi.lubw.de/detailseite/-/publication/84558
Hinweise zur Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen (Windenergie-Erlass – BayWEE) www.energieatlas.bayern.de/thema_wind/genehmigung
Nachtbefeuerung
Nachtbefeuerung
Die „Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Kennzeichnung von Luftfahrthindernissen" (AVV) schreibt vor, dass „Luftfahrthindernisse zu kennzeichnen sind, außerhalb von Städten und anderen dicht besiedelten Gebieten, wenn eine Höhe der maximalen Bauwerksspitze von 100 Metern über Grund überschritten wird."
Die Nachtkennzeichnung kann entweder ein sogenanntes Hindernisfeuer geringerer Lichtstärke am höchsten Punkt der Anlage (d.h. an den Flügelspitzen) oder ein blinkendes, von allen Seiten sichtbares Gefahrfeuer auf der Gondel sein. Eine Sichtweitenregulierung dimmt die Beleuchtung bei Sichtweiten von über 10 Kilometern auf 10 Prozent und bei über 5 Kilometern auf 30 Prozent. Bei Windparks wird eine synchronisierte Hinderniskennzeichnung vorgeschrieben.
Ende 2015 wurde eine bedarfsgerechte Nachtkennzeichnung (BNK) zugelassen, die die Beleuchtung nur dann anschaltet, wenn sich ein Luftfahrzeug in einem Umkreis von 4 Kilometern und einer Flughöhe von weniger als 600 Metern befindet.
Durch das Energiesammelgesetz wird eine verpflichtende Nachtkennzeichnung für Neu- und Bestandsanlagen des EEG ab dem 1. Juli 2020 festgesetzt.
Fazit: Die Anlagen werden nachts meist dunkel sein.
Quellen:
Rückbau & Recycling
Rückbau & Recycling
Rückbau
Nach Ablauf ihrer Betriebszeit von meist 20 Jahren – auch längere Laufzeiten sind je nach Stromvermarktungsmöglichkeit denkbar – wird jede Windenergieanlage rückgebaut. Entsprechende Rückbauverpflichtungen und finanzielle Sicherheiten sind in den zugrundeliegenden Pachtverträgen sowie im Genehmigungsbescheid geregelt. Windenergieanlagen in Deutschland sind ohne einen Nachweis, dass die Gelder für den Rückbau hinterlegt sind, nicht genehmigungsfähig.
Recycling
Für einen Großteil der verwendeten Materialien eines Windrades bestehen geeignete Recyclingverfahren. Hauptsächlich handelt es sich dabei um Beton (Fundament und, je nach Bauweise, Turm), Stahl (Turm) sowie zu einem geringen Anteil um weitere Metalle, z. B. Kupfer oder Aluminium (Generator und Anlagenelektronik).
Die für die Gondel und die Rotorblätter eingesetzten Verbundwerkstoffe aus Glas- oder Kohlefasern und Kunstharzen werden auf Grund des derzeit geringen Aufkommens meist thermisch verwertet. An hochwertigen Recyclingmöglichkeiten für die Verbundwerkstoffe wird derzeit intensiv geforscht. Mit zunehmenden Mengen durch außer Betrieb gehende Altanlagen ist langfristig mit wirtschaftlichen und ökologischen Recyclingwegen zu rechnen.
Die derzeitigen Recyclingquoten von Windenergieanlagen können bei 80 bis 90 Prozent liegen.
Quellen:
