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Discussion Paper IASS_Ohne Windenergie keine Energiewende

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Ohne Windenergie keine Energiewende 3. Ergebnisse: Mit 1000 m Mindestabstand können die Ausbauziele nicht erreicht werden 3.1 Methode In dieser Studie untersuchen wir, wie der Mindestabstand von Windkraftanlagen zu Siedlungsgebieten das Windpotenzial einschränkt. Um dies zu zeigen, und auch zu belegen, welcher Mindestabstand einen weiteren Ausbau hin zur Zielerreichung 2030 und 2050 ermöglichen könnte, untersuchen wir das Potential mit Mindestabständen 600-1200 m, in 200 m-Schritten. In unserer Untersuchung bestimmen wir das technische Potenzial, also das Potenzial, das ausschließlich durch technischgeografische Bedingungen und durch die Mindestabstandsregel eingeschränkt ist. Da wir explizit keine gegebenen Flächennutzungspläne verwenden, zeigen wir mit unserer Methode das maximal mögliche Windenergiepotential. Das gleiche Modell wurde für weitere Potentialstudien verwendet und veröffentlicht (siehe Tröndle et al., 2019 1 ). Wir bestimmen das verfügbare Flächenpotenzial anhand von Satellitendaten. Wir legen ein 10 Bogensekunden-Raster (~300 m) über Deutschland und bestimmen für jede Zelle, ob und zu welchem Teil sie für Windkraft nutzbar ist. Wir wenden dazu vier Ausschlusskriterien an: aktuelle Landnutzung und Bodenbedeckung (European Space Agency, 2010), Höhenprofil (Reuter et al., 2007), Naturschutz (UNEP-WCMC und IUCN, 2018) und Siedlungsflächen (Ferri et al., 2017). Für Siedlungsflächen nutzen wir einen Datensatz mit einer hohen räumlichen Auflösung von 2,5 m, die uns erlaubt, Mindestabstände zu Gebäuden akkurat abzubilden. Wir bestimmen damit den Anteil jeder 300x300 m-Zelle, der für Windkraft zur Verfügung steht. In der Analyse erlauben wir Windkrafterzeugung auf allen Freiflächen, die nicht naturgeschützt sind und deren Steigung weniger als 20° beträgt, und nicht innerhalb vom Mindestabstand (600-1200 m) liegen. Anhand des resultierenden Flächenpotenzials schätzen wir das Potenzial für installierbare Windkraft ab. Dabei gehen wir davon aus, dass alle Flächen gleichwertig sind und nutzen eine proportionale Konstante. Wir nehmen an, dass auf jedem Quadratkilometer 10 ± 2 MW Windkraft installiert werden können (McKenna et al., 2015). Die Unsicherheit in der Schätzung des installierbaren Potenzials ergibt sich aus der vereinfachenden Annahme der Gleichwertigkeit der Flächen und der Art der installierten Windturbinen. Darüber hinaus beeinträchtigen dicht stehende Windturbinen die gegenseitige Stromproduktion negativ (Adaramola and Krogstad, 2011), weswegen ein größerer Abstand zwischen den Turbinen durchaus sinnvoll sein kann. 1 Die Ergebnisse als interaktive Karte zum Potential für erneuerbaren Strom auf nationaler, regionaler und kommunaler Ebene in Europa: https://timtroendle.github.io/possibility-for-electricity-autarky-map/. IASS Discussion Paper_ 8

Ohne Windenergie keine Energiewende 3.2 Ergebnisse unserer Datenanalyse Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein Mindestabstand von 1000 m das Potential für Windkraft an Land in Deutschland sehr stark einschränkt (Abbildung 2). Von 600 m anfangend sinkt das Potential um etwa 40% mit jeder Erhöhung des Mindestabstandes um 200 m. Bei 1000 m Mindestabstand lassen sich 35-52 GW Windkraft Deutschlandweit installieren - weniger als die bereits installierte Leistung. Mit dieser Abstandsregelung lässt sich die Windkraft in Deutschland also nicht nennenswert steigern - sie würde eher über Zeit sinken, da die Regelung auch kein Repowering von alten Anlagen am gleichen Ort erlaubt, wenn sich diese näher als 1000 m zu Wohngebäuden befinden. Bei geringeren Mindestabständen ist das vorhandene Potential erheblich höher. Bei 800 m lassen sich etwa 60-90 GW installieren, was die heutige installierte Leistung übersteigt und die Erfüllung des 2030-Ziels von bis zu 86 GW der Bundesregierung ermöglichen könnte. Dieses Ziel lässt sich bei einem 800 m-Mindestabstand aber nur dann erfüllen, wenn das Potential komplett ausgeschöpft wird und auch Standorte mit unterdurchschnittlicher oder sogar schlechter ökonomischer Eignung eingeschlossen werden. Ein Mindestabstand von 600 m erlaubt einen Ausbau von 100-150 GW und ermöglicht damit die Erreichung des 2030-Ziels aber auch einen weiteren starken Ausbau der Windkraft als Eckpfeiler der zukünftigen, klimaneutralen Stromversorgung in Deutschland. Wie oben dargelegt lässt sich eine 600 m-Mindestabstandsregelung als Annäherung an den möglichen Minimalabstand aus dem Bundesimmissionsschutzgesetz und der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm ableiten. Abbildung 2: Nationales, technisches Potential von Windkraft für unterschiedliche Mindestabstände zu Wohngebäuden. Die dünnen Balken kennzeichnen das Intervall, das sich aus der Unsicherheit der installierbaren Windleistung pro Fläche ergibt. Unsere Analyse verdeutlicht darüber hinaus, dass Bundesländer und Gemeinden von einem Mindestabstand unterschiedlich stark betroffen wären (Abbildung 3). Auf Bundeslandebene behalten nur zwei Flächenländer (Brandenburg, Sachsen-Anhalt) mehr als 50% ihrer Fläche bei einem Mindestabstand von 1000 m. Von den Flächenländern am stärksten betroffen sind das Saarland und Nordrhein-Westfalen, aber hier ist das Potential auch bei 600 m Mindestabstand sehr begrenzt, was die prozentuale Veränderung grösser erscheinen lässt. Auf Länderebene sehen wir, dass es einen Unterschied zwischen Süd und Nord gibt: die 1000 m-Regelung beschränkt das Potential deutlich stärker im dicht besiedelten Süden als im Norden (außer Schleswig-Holstein; Abbildung 3a). IASS Discussion Paper_ 9

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