2017/05/02

Windenergie im Ländervergleich

Bei allen Produktionsprozessen möchte man die Maschinen möglichst permanent laufen lassen, also 24 Stunden am Tag, das ganze Jahr über. Dann ist eine Maschine optimal ausgelastet. Das gilt natürlich ebenso bei der Umwandlung von Energie. Denn genau genommen, wird Energie nicht aus dem Nichts erzeugt, sondern lediglich von einer Form in eine andere, nützlichere, umgewandelt.

Beispiel: Kohle ist eine Form gespeicherter Energie und lässt sich leicht verbrennen. Die dabei entstehende Wärme wird in einem Kraftwerk schließlich in Elektrizität umgewandelt. Der erzeugte Strom ist wiederum vielfältig nutzbar.

Analog verhält es sich bei anderen Energieformen. Der Wind bläst übers Land, aber es hilft uns wenig, wenn wir es nicht schaffen, ihn für unsere Zwecke nutzbar zu machen. Also werden Windräder aufgestellt mit Generatoren, die den Wind in Strom umwandeln.

Aber mit dem Wind ist es so eine Sache. Er bläst nicht immer, und wenn, dann nicht immer gleich stark. Und gar nicht so selten sieht man Windräder still stehen.

Die Frage, die uns interessiert, lautet: wie häufig dreht sich das Rad? Oder anders, genauer gefragt: An wievielen Stunden eines Jahres lässt sich aus einer Windkraftanlage (WKA) Strom erzeugen? Die Antwort auf diese Frage liefert der sogenannte Nutzungsgrad (capacity factor) einer Anlage. Was man dazu benötigt, sind empirische Daten. Und die gibt es reichlich.

Die europäische Statistikbehörde Eurostat verfügt über umfangreiches Datenmaterial zum Thema Energiegewinnung.

Wie wird der Nutzungsgrad bestimmt? Jede WKA besitzt eine bestimmte Nennleistung, üblicherweise in MW angegeben. Nehmen wir ein hypothetisches Windrad mit einer Nennleistung von 1 MW. In jeder Stunde, die es optimal läuft, produziert es eine MWh. Ein Jahr hat 8760 Stunden. Also kann unser Windrad maximal 8760 MWh Strom liefern. Im Idealfall. Das entspräche dann einem Nutzungsgrad von 100%.

Die Wirklichkeit ist allerdings etwas ernüchternder, um es mal so zu sagen. Da der Wind ein sehr volatiles Element ist, liegt es nahe, größere Zeiträume zu betrachten. Dies ist in der unten stehenden Abbildung der Fall. Hier sieht man den Nutzungsgrad von WKA in ausgewählten Ländern über einen Zeitraum von 10 Jahren.


Klar ersichtlich ist, dass Deutschland (18,2%) im Vergleich zu den anderen Ländern, auch im Verhältnis zum EU-Durchschnitt (21,6%), zurückliegt. Und das obwohl das Land einer der Vorreiter auf dem Weg zu regenerativen Energien ist. Dänemark (26,4%) und das Vereinigte Königreich (UK, 26%) liegen über dem Durchschnitt, was wohl auch der Tatsache geschuldet ist, dass diese beiden einen relativ hohen Anteil an Offshore-Anlagen besitzen. Letztere haben eine deutlich höhere Ausbeute bei der Stromproduktion. Die Schwankungen gehen auf das unterschiedliche Windangebot in den einzelnen Jahren zurück. Es gibt eben windreiche und windarme Jahre.

Wem der Nutzungsgrad zu unanschaulich ist, kann auch auf folgende Kennzahl zurückgreifen: die Zahl der MWh pro MW installierter Leistung. Dann liegt Deutschland bei 1600 MWh jährlich, Dänemark und UK bei etwa 2300 MWh. Die Werte für Österreich und Schweden betragen 1900 bzw. 2100 MWh (gerundet). Wenn man das in Relation zu den theoretisch möglichen 8760 MWh stellt, erhält man den Nutzungsgrad.

Diese Werte liefern uns einen Refernzpunkt, um zu beurteilen, wieviel Energie sich mit einer bestimmten Methode erzeugen lässt. Die Unterschiede sind gewaltig, aber dazu mehr in weiteren Postings, wo diese Überlegungen auf andere Arten der Stromerzeugung ausgeweitet werden.




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