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WID-WHITEPAPER Die Grenzen des Wachstums sind noch nicht erreicht

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Gemeinsames Papier der deutschen Windenergieforscher Von der Garagen-Werkstatt zum Weltmarkt – in der Vergangenheit hat die Windenergie alle ihr vorhergesagten Wachstumsgrenzen überschritten. Der Blick zurück zeigt: Jetzt steht die Branche vor neuen technischen Herausforderungen. Der Fokus gerade auch der Forschung wird in den nächsten Jahren auf Netzverträglichkeit und genauerer Ressourcenabschätzung liegen.

WiD

WiD WHITEPAPER | Grenzen des Wachstums 12 Herausforderung: Ressourcen schneller und genauer abschätzen Die Nutzung der Windenergie befindet sich weltweit im Aufschwung. So stieg die installierte Leistung von 17 Gigawatt (GW) im Jahr 2000 auf 370 GW in 2014 an [IRENA2015]. Allein im vergangenen Jahr gingen rund um den Globus WEA mit einer Leistung in Höhe von 51 GW neu in Betrieb (2013: 36 GW). Zu den führenden Märkten zählen China, die Europäische Union, die Vereinigten Staaten von Amerika sowie Indien. Für 2040 rechnet die Internationale Energieagentur mit einem weiteren Anstieg der Kapazitäten auf 1320 GW [IEA2014]. Gemäß der Prognose trüge die Windenergie dann einen Anteil von etwas mehr als 8 % an der weltweiten Stromproduktion. In Deutschland legte der Ausbau der Windenergie in den vergangenen Jahren ebenfalls kräftig zu und erreichte 2014 einen neuen Höchstwert. An Land wurden mehr als 1750 WEA mit einer Leistung von 4750 MW neu errichtet. Der Gesamtbestand zum Jahresende erhöhte sich damit auf 38 GW. Begünstigt wurde die positive Entwicklung unter anderem durch eine Ausweitung des planungsrechtlich abgesicherten Flächenangebotes, steigenden Repowering-Aktivitäten sowie durch das anhaltend niedrige Zinsniveau. Deutliche Zuwächse konnten zudem bei der Bild 7: Szenarienvergleich für den Windkraftausbau INSTALLIERTE LEISTUNG, GIGAWATT ONSHORE OFFSHORE 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2014 2020 2030 2020 2030 2040 2050 2020 2030 2040 2050 IST-WERT AUSBAUPFAD EEG 2014 SZENARIO 2011 (LEITSTUDIE ENERGIEREFERENZ- PROGNOSE 2014

WiD WHITEPAPER | Grenzen des Wachstums 13 Offshore-Windenergie verzeichnet werden. Die Leistung der in Nord- und Ostsee installierten Offshore-Anlagen überschritt 2014 erstmals die Marke von 1000 MW. Bis 2050 soll der Anteil des in Deutschland aus erneuerbaren Energien erzeugten Stroms am Bruttostromverbrauch von derzeit 28 % auf mindestens 80 % steigen. Der Windenergie an Land und auf See kommt hierbei eine tragende Rolle zu. Mit einer Bruttostromerzeugung von 56 Terrawattstunden (TWh) und einem Anteil am Bruttostromverbrauch von 10 % ist sie bereits heute die stärkste Kraft unter den erneuerbaren Energien [BMWi2015]. Um die Ziele zu erreichen, sind auch zukünftig stabile Rahmenbedingungen unerlässlich. Mit der jüngsten Reform des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) sind erstmals technologiespezifische Ausbaupfade verankert worden. Demnach soll die installierte Leistung der WEA an Land in den kommenden Jahren um jeweils 2.500 MW (netto) steigen. Für Anlagen auf See sieht das Gesetz eine installierte Leistung in Höhe von 6.500 MW im Jahr 2020 und 15.000 MW im Jahr 2030 vor (siehe Abbildung 7). Eine Herausforderung stellt die geplante Umstellung der Förderung für erneuerbare Energien auf Ausschreibungen dar. Spätestens 2017 soll die Höhe der finanziellen Förderung nicht wie bisher durch administrative Festlegung, sondern in wettbewerblich organisierten Ausschreibungsrunden ermittelt werden. Obwohl der genaue Mechanismus für die Ausschreibungsverfahren noch nicht abschließend klar ist, erhöht dies in jedem Fall die Risiken für Windparkplaner deutlich. Deshalb muss die Ressourcenabschätzung genauer und effizienter werden, um einerseits den Grenzpreis für den Gebotsprozess gut abschätzen zu können und andererseits die Vorlaufkosten und damit das Risiko sogenannter „sunk costs“ (bei Nicht-Realisierung) zu minimieren. Fazit: Was auf die Windenergie zukommt Die Anlagentechnologie für die Windenergienutzung ist so ausgereift, dass die WEA als „normale“ Kraftwerke am Netz betrieben werden können. Allerdings sind noch einige Herausforderungen zu meistern. Die Volatilität der Einspeisung stellt eine dieser Herausforderungen dar, denn sie macht das Ausbalancieren von Einspeisung und Verbrauch im zukünftigen Stromversorgungssystem deutlich komplizierter. Diese Herausforderung wird in den Vorreiterländern wie Deutschland, in den nächsten Jahren weiter deutlich an Relevanz gewinnen. Der Fokus von Forschung und Entwicklung wird sich daher insbesondere auch auf das Zusammenspiel der WEA mit den anderen Komponenten des zukünftigen Strom- bzw. Energieversorgungssystems richten. Technik senkt Kosten der Stromerzeugung im Betrieb weiter… Selbstverständlich bestehen auch weiterhin noch technologische Entwicklungspotenziale, etwa hinsichtlich weiterer Ertragssteigerung der Anlagen im Binnenland und verbesserter Zuverlässigkeit. Ein großer Entwicklungsbedarf besteht auch be-

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