Die Turbinen werden größer, die Generatoren leistungsfähiger, die Betriebskosten geringer: Im Verlauf der vergangenen fünf Jahre ist Windenergie deutlich preiswerter geworden, und Fachleute rechnen damit, dass die Kosten weiter rapide fallen werden. Das ist das Ergebnis einer weltweiten Befragung von 140 Windenergieexperten. Im Vergleich zu früheren Schätzungen gehen die Befragten von einer deutlich stärkeren Kostensenkung aus – um 17 bis 35 Prozent bis 2035 und 37 bis 49 Prozent bis 2050. Auch wenn die Prognosen mit Unsicherheit behaftet sind, zeigen sie, dass Windkraft für den Energiemix der Zukunft eine größere Rolle spielen könnte als bisher gedacht.
Um den CO2-Ausstoß zu minimieren und Klimaziele einzuhalten, gewinnen erneuerbare Energien weltweit an Bedeutung. Dazu zählt unter anderem die Windkraft. Windkraftanlagen an Land oder auf dem Wasser nutzen den Wind, um Turbinen anzutreiben und dadurch Strom zu erzeugen. Für die Errichtung neuer Anlagen spielen stets auch Kostenerwägungen eine Rolle: Wie viele Megawattstunden Energie wird die Windkraftanlage voraussichtlich im Laufe ihrer gesamten Betriebsdauer produzieren? Und wie hoch sind die Kosten für die Errichtung der Anlage und ihren Betrieb? Daraus lassen sich die sogenannten Stromgestehungskosten berechnen. Dieser Wert gibt an, wie viel US-Dollar die Erzeugung einer Megawattstunde elektrischer Energie kostet. Je nachdem, wie teuer und wie effizient eine Anlage ist, können die Stromgestehungskosten erheblich variieren.
Stärkere Kostensenkung als bisher angenommen
Ein Team um Ryan Wiser vom Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien hat nun 140 Windkraftexperten aus aller Welt befragt, wie sie die zukünftige Kostenentwicklung der Windenergie einschätzen. Dabei sollten sich die Befragten sowohl auf Windkraftanlagen an Land (Onshore) beziehen, als auch auf solche, die entweder auf fester Basis im Meeresgrund verankert sind (Fixed-Bottom Offshore) oder sich auf schwimmenden Plattformen befinden (Floating Offshore). Für alle drei Formen rechnen die Experten mit deutlichen Kostensenkungen.
Bereits 2015 hatte das Forschungsteam eine ähnliche Befragung durchgeführt, bei der die Experten ebenfalls voraussagten, dass Windenergie deutlich preiswerter werden wird. „Wie wir hier zeigen, sind die tatsächlichen Kosten sogar noch schneller gesunken als von den Experten im Jahr 2015 erwartet“, so Wiser und Kollegen. Mit der aktuellen Befragung liefern die Forscher ein Update, das aktuelle Trends in der Windenergiebranche einbezieht. „Obwohl in den letzten Jahren außerordentliche Kostensenkungen erzielt wurden, sind weitere wissenschaftliche, technische, fertigungstechnische und kommerzielle Innovationen möglich“, schreiben sie in ihrer Veröffentlichung.
Technische Innovationen im On- und Offshore-Bereich
Ein wichtiger Faktor für weitere Kostensenkungen ist aus Sicht der befragten Experten die Größe der Turbinen. In Onshore-Windanlagen könnten größere Turbinen ausgleichen, dass neue Windräder an Orten mit etwas geringeren Windstärken platziert werden müssen, da die attraktivsten Plätze bereits genutzt sind. Offshore sorgen sie ebenfalls für eine größere Energieausbeute. Hinzu kommt, dass weitere technische Innovation im Offshore-Bereich den Einschätzungen zufolge ermöglichen werden, die Anlagen weiter entfernt von der Küste zu platzieren, wo der Wind stärker ist. Während Floating-Offshore-Anlagen bislang noch in einer experimentellen Phase sind, gehen die Experten davon aus, dass sie sich bereits in wenigen Jahren für einen kommerziellen Einsatz rentieren werden und Gebiete mit tieferem Wasser erschließen können. Zu einer weiteren Kostensenkung tragen auch leistungsfähigere Generatoren bei.
Insgesamt rechnen die Experten damit, dass die Investitionskosten, die laufenden Betriebskosten und die Finanzierungskosten sinken, während sich die Kapazität und Lebensdauer der Anlagen erhöht. Auf Basis dieser Überlegungen prognostizieren sie, dass die Stromgestehungskosten für Windenergie bis 2035 um 17 bis 35 Prozent fallen werden, bis 2050 um 37 bis 49 Prozent, jeweils bezogen auf die Basiswerte von 2019. Zugleich verdeutlicht die Befragung aber auch das hohe Unsicherheitslevel solcher Prognosen. Gegenüber anderen Methoden haben Expertenbefragungen zwar den Vorteil, dass menschliche Fachleute nicht nur auf vergangene Daten zurückgreifen können, sondern auch zukünftige Fortschritte in die Überlegungen einbeziehen können. Dennoch lassen sich viele der Einflussfaktoren nur schwer abschätzen.
Zukunft der Windenergie
„Wenn alle anderen Faktoren gleich bleiben, werden diese Trends dazu führen, dass die Windenergie eine größere Rolle in der globalen Energieversorgung spielen wird als bisher angenommen, und gleichzeitig die Dekarbonisierung des Energiesektors erleichtern“, schlussfolgert Wisers Kollege Joachim Seel. „Analysten, Investoren, Planer und politische Entscheidungsträger sollten überholte Annahmen und Prognosen vermeiden.“ Da die Kosten für die Erzeugung von Strom aus Windkraft sinken, werden aus Sicht der Autoren zukünftig weitere Faktoren verstärkt in den Fokus rücken, darunter der Preis der Windenergie auf den Energiemärkten, Speicher- und Übertragungsanforderungen sowie mögliche Konflikte bei der Nutzung und Auswirkungen auf die Tierwelt. Insgesamt sind die Forscher aber optimistisch, dass die Windenergie dank rapide sinkender Kosten weiter an Bedeutung gewinnt.
Quelle: Ryan Wiser (Lawrence Berkeley National Laboratory, Kalifornien, USA) et al., Nature Energy, doi: 10.1038/s41560-021-00810-z
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