Umweltschäden

Das Abbrechen von Rotorblättern an Windkraftanlagen ist in Deutschland selten. Typischerweise handelt es sich hierbei um Einzelfälle, die jedoch Aufmerksamkeit erregen, da die herunterfallenden Teile aufgrund ihrer Größe und des Gewichts potenziell gefährlich sind. Gründe für solche Vorfälle können extremen Wetterbedingungen wie Sturm oder Materialermüdung sein.

Um das Risiko zu minimieren, werden Sicherheitsmaßnahmen wie regelmäßige Wartung und Materialüberwachung durchgeführt. Besonders ältere Anlagen werden hier besonders engmaschig überprüft.

Hauptsächlich entsteht Abrieb durch die Erosion der Schutzschichten auf den Rotorblättern, die Wind, Sonne, Regen und Partikeln ausgesetzt sind. Die äußerste Schicht besteht aus Lacken und Kunstharzen, z.B. aus Polyurethan oder Epoxidharz. Aktuell bestehen keine Studien zu den genauen Mengen des Abriebs. Schätzungen liegen zwischen 3,38 Kilogramm im Worst-Case Szenario, d.h. an stark belastenden Standorten und ohne regelmäßige Ausbesserung der kleinen Schäden, und 2,1 Kilogramm jährlichem Materialverlust je Windenergieanlage.

Um den jährlichen Abrieb an allen deutschen Windenergieanlagen zu berechnen, wird im Folgenden als Mittelwert zwischen den beiden Schätzungen 2,74 Kilogramm jährlicher Materialverlust pro Windenergieanlage angenommen. Bei 28.611 installierten Windenergieanlagen in Deutschland (Stand 16.07.2024) ergeben sich 78 Tonnen pro Jahr. Zum Vergleich: Die jährlichen Abriebwerte von Reifen belaufen sich auf 102.000 Tonnen, die von Schuhsohlen auf 9.047 Tonnen.

In einer Windenergieanlage sind ca. 3 Kilogramm Schwefelhexalfluorid SF₆ verbaut. Das Gas kommt dort in einem geschlossenen System vor und isoliert die stromführenden Teile in den Schaltanlagen, in denen die elektrische, vom Generator erzeugte Energie verteilt wird. Das an sich ungiftige Gas ist das stärkste bekannte Treibhausgas, wobei 1 Kilogramm 22.800 Kilogramm CO₂ entsprechen. Für den unwahrscheinlichen Fall, dass das gesamte SF₆ einer Windenergieanlage freigesetzt würde, entspräche das 68 Tonnen CO₂-Äquivalenten.

Laut Statistischem Bundesamt hatten Energieversorger 2024 einen absoluten Anteil von 13,3 Prozent an der in Deutschland verwendeten SF₆- Menge. Hier kommt das Gas nicht nur in Windenergieanlagen, sondern auch in Anlagen der Energieübertragung und -verteilung, also z. B. in Umspannwerken, zum Einsatz. Den größten Teil des in Deutschland abgegebenen SF₆ entfiel mit 60,2 % auf die Elektroindustrie und den Apparatebau.

Direkt freigesetzt wurden im Jahr 2023 nach Berechnungen des Umweltbundesamtes zur nationalen Treibhausgas-Berichterstattung 1,8 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente SF₆. Dies entsprach 0,2 % der gesamten Treibhausemissionen in Deutschland. Eine Freisetzung kann laut Statistischem Bundesamt beispielsweise bei der Entsorgung alter Schallschutzscheiben erfolgen.

Mit der EU- Verordnung 2024/573 über fluorierte Treibhausgase hat die europäische Union aufgrund der klimaschädlichen Eigenschaften von SF₆ Maßnahmen ergriffen, um die Verfügbarkeit von teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW), wie SF₆, schrittweise zu reduzieren und bis 2050 vollständig auf deren Verwendung zu verzichten. Die Verwendung von SF₆ in neuen elektrischen Schaltanlagen wird nach festgelegten Übergangsfristen vollständig verboten. Durch diese Regelung soll ein klimaneutraler Ausbau der Stromnetze ermöglicht werden. Ab 2026 ist SF₆ beispielsweise in Mittelspannungs-Schaltanlagen bis 24 kV und ab 2030 auch darüber hinaus verboten. Ab dem Jahr 2035 darf SF₆ grundsätzlich nur noch in aufgearbeiteter oder recycelter Form für die Wartung und Instandhaltung bestehender elektrischer Schaltanlagen verwendet werden.

Die Übergangsfristen geben Energiewirtschaft und Herstellern die nötige Zeit, auf Alternativen umzustellen.

Für Windenergieanlagen im Wald werden in Bayern durchschnittlich 0,34 Hektar Boden dauerhaft oder teilversiegelt. Jede versiegelte Fläche strapaziert die Neubildung und die Qualität des Grundwassers und beeinflusst weitere Ökosystemdienstleistungen auf der Fläche. Laut Bundesumweltamt waren 2023 6,57 % der Fläche Deutschlands versiegelt. In den letzten 30 Jahren hat die Versiegelung um 5.594 km² zugenommen. In Bayern waren 2023 mit 4000 km² 5,7 % der Gesamtfläche versiegelt.

Was bedeutet nun das Ziel 1,8 Prozent der Landesfläche in Bayern für Windenergie zu reservieren für die Größe der versiegelten Fläche?

Bei einer Fläche von 70.542 km² müssten also 1270 km² für die Windkraft reserviert werden. Das Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende (KNE) erläutert in einer Veröffentlichung (Link), dass eine Windenergieanlage einen Raumbedarf von rund 16,5 Hektar, also 0,165 km² besitzt. Auf die Fläche würden rein rechnerisch etwa 7695 Windenergieanlagen passen, die somit 26 km² versiegeln würden. Die Zahl der Anlagen und die versiegelte Fläche wird aber deutlich kleiner ausfallen, da das Flächenziel nur angibt, dass auf dieser Fläche nach möglichen Standorten für Windenergieanlagen gesucht werden kann, aber nichts über die Eignung und den tatsächlichen Bau von Windenergieanlagen aussagt. Laut Landesverband Bayern des Bundesverband WindEnergie e.V. würden 3.000 Windenergieanlagen mit einer Nennleistung von 16 GW reichen, um 2040 ein Drittel des in Bayern verbrauchten Stroms zu erzeugen. Dafür müssten nach obenstehender Berechnung etwa 10 km² versiegelt werden.

Bezogen auf die Gesamtfläche, auf die Niederschlag herunterfällt, hat die durch ein Windrad versiegelte Fläche laut Thomas Himmelsbach von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) keinen negativen Einfluss auf die Neubildung des Grundwassers. Um den Standort herum gäbe es noch genügend Fläche, durch die das Wasser versickern kann. Der Fundamentbereich beeinträchtigt die Bodenfunktionen allerdings dauerhaft und umfasst je nach Hersteller und Anlagentyp 350 bis 600 m². Teilversiegelt bleiben die geschotterte Kranstellfläche (durchschnittlich 1500 m²) und die Zuwegung (durchschnittlich 2500 m²), die zwar wasserdurchlässig sind, auf denen aber andere Bodenfunktionen, wie zum Beispiel die Nährstoffaufnahme, eingeschränkt sind.

Laut Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende (KNE) können Windenergieanlagen mikroklimatische Auswirkungen haben. Durch die drehenden Rotoren werden Luftmassen durchmischt, was zu Veränderungen von Temperaturen und Feuchtigkeit der Luft und des Bodens führen kann. Zum anderen werden die Luftströme des Windes auf der windabgewandten Seite der Anlagen verwirbelt. Zusätzlich zu diesen turbulenten Strömungen herrschen dort zudem geringfügig verringerte Windgeschwindigkeiten.

Die Errichtung von Windenergieanlagen auf Waldstandorten kann zu lokalen und kleinflächigen Veränderungen des kühleren und feuchteren Waldinnenklimas führen, insbesondere, wenn Standorte in ehemals geschlossenen und älteren Baumbeständen liegen.

Kleinklimatische Effekte können insbesondere in großen Windparks auftreten. Auswirkungen auf das allgemeine lokale Wetter- und Niederschlagsgeschehen sind aber nicht nachweisbar.

Hinsichtlich der lokal- und regionalklimatischen Effekte der Windenergienutzung bestehen noch Kenntnislücken. Die Auswirkungen von Windenergieanlagen auf lokale Temperatur- und Windverhältnisse dürften im konkreten Einzelfall allesamt außerhalb der menschlichen Wahrnehmbarkeit liegen.