Windkraft in Europa - Auf die Stabilität kommt es an

Windräder gibts dort, wo der Wind weht. Für Stabilität bräuchte es sie aber auch anderswo, wie eine neue Studie zeigt.

Das Wichtigste in Kürze

• Windkraft wird europaweit immer wichtiger: In zehn europäischen Ländern wird bereits über zehn Prozent des Stroms mit Windrädern produziert, in Dänemark ist es bereits mehr als ein Drittel.
• Bisher wurden Windkraftwerke dort gebaut, wo der Wind am stärksten weht. Herrscht jedoch Flaute, gibt es eine Stromlücke.
• Um die Windkraft verlässlicher zu machen, müssten mehr Windräder auch im Süden gebaut werden, sagt eine neue Studie der ETH Zürich.
• ETH-Forscher haben das Wetterregime und die Windstromproduktion der letzten 30 Jahre miteinander verglichen und festgestellt: In Europa weht immer irgendwo der Wind.

Rund um die Nordsee bläst der Wind am stärksten. Auf den ersten Blick «macht es natürlich Sinn, da zu investieren, wo die durchschnittliche Windgeschwindigkeit am höchsten ist», sagt Stefan Pfenninger vom Institut für Umweltentscheidungen der ETH Zürich. Allerdings würden dabei die Schwankungen nicht berücksichtigt – die Schwankungen zwischen Tagen, an denen der Wind sehr stark bläst, und Tagen, an denen Flaute herrscht.

In Europa weht immer irgendwo der Wind

Solche Schwankungen hatte ETH-Wetterforscher Christian Grams im Winter 2015/16 über der Nordsee beobachtet. «Da hatten wir einen abrupten Wechsel von einer Tiefdruckaktivität mit starkem Wind im Nordseeraum zu sehr schwach windigen Verhältnissen mit Hochdruck im Nordseeraum.» Die eigentliche Überraschung aber sei die hohe Windproduktion, die sie gleichzeitig bei Spanien beobachtet hätten.

Das hat die ETH-Forscher dazu bewogen, erstmals und das Wetterregime und Windstromproduktion Europas über die letzten 30 Jahre zu vergleichen und systematisch auszuwerten. Dabei haben sie festgestellt, dass immer irgendwo in Europa Windkraft genutzt werden kann.

Die Studie

Die Studie «Ausgleich der europäischen Windkraftleistung durch räumliche Bereitstellung aufgrund von Wetterregimes» wurde verfasst von den ETH-Umwelt- und Wetterforschern Christian Grams, Remo Beerli, Stefan Pfenninger und Heini Wernli sowie vom Umweltpolitologen Iain Staffell von der Universität London.

Sie ist am Montag in der Fachzeitschrift «Nature Climate Change» erschienen.

Neue Windräder bräuchte es im Süden und im Norden

Das heisst, künftig müssten also vor allem in Südosteuropa und in Nordskandinavien zusätzliche Windparks gebaut werden, um die Schwankungen zu minimieren.

«Vollständig könnten wir sie nicht ausgleichen. Aber wir könnten sie auf einem Niveau stabilisieren, das wir heute schon kennen – das ist ungefähr 20 Gigawatt, was der Leistung von 20 mittleren Atomkraftwerken entspricht – bei gleichzeitiger Erhöhung der Gesamtproduktion», erklärt Grams.

Wie wenn 100 AKW abgestellt würden

Geschieht nichts, und läuft der Ausbau der Windkraft in Europa ähnlich unkoordiniert weiter wie bisher, dann wird die europäische Windstromproduktion noch abhängiger vom Nordseeraum.

«Dann droht ein Abfall der Produktion um 100 Gigawatt, wie wir in der Studie zeigen konnten», so Grams.100 Gigawatt entspreche 100 Atomkraftwerken, die innert einem bis drei Tagen «einfach mal» abgestellt würden. Das wäre laut Grams eine enorme Belastung für das Energiesystem.

Stabilität ist auch bei Windkraft möglich

In ihrer Studie zeigen die Autoren, dass mit denselben Mitteln und einem besser koordinierten Ausbau, über das ganze Jahr und in ganz Europa dieselbe Menge Windstrom produziert werden könnte, und dabei die Windkraft zu einer verlässlichen Stütze des Stromsystems würde.

Eines der grössten Probleme der Energiewende ist die Wetterabhängigkeit und die damit verbundene Instabilität. Doch Umweltwissenschaftler Pfenninger ist überzeugt: Eine gewisse Stabilität lässt sich auch mit Windkraft alleine erreichen.

Studie soll Investoren überzeugen

Doch wie sollen die Energieproduzenten dazu gebracht werden, dort in neue Windräder zu investieren, wo es zwar weniger Wind hat, aber es für das gesamte System am sinnvollsten ist?

Grams und Pfenninger hoffen, die Investoren mit ihrer Studie davon überzeugen zu können, dass sich Windräder auch ausserhalb des Nordseeraums lohnen könnten.

Die Schweiz übrigens liegt zwischen den Zonen. Aus Sicht der Systemstabilität ist ein Ausbau der Windkraft hierzulande also wünschbar.