Onshore-Windkraft in den USA auf dem Vormarsch

Während der Offshore-Windsektor in den USA einen schwierigen Start hatte und der Ausbau erst langsam Schwung aufnimmt, sieht das bei der Onshore-Windkraft ganz anders aus: Im Jahr 2021 wurden in den USA 13,4 Gigawatt (GW) an Kapazität hinzugebaut. Das ist in einem einzigen Jahr mehr als die Stromgewinnungsmöglichkeiten aus allen verfügbaren Energiequellen insgesamt in einigen Ländern.

Laut dem jüngsten Bericht des US-Energieministeriums (DoE) (Link in Englisch) waren in den USA Ende 2021 Onshore-Windräder mit einer Kapazität von fast 136 GW installiert.

32 Prozent aller 2021 in den USA fertiggestellten neuen Stromerzeugungsanlagen waren Windräder. Die Windkraft lag damit nur knapp hinter einer anderen erneuerbaren Energiequelle – der Solarenergie. Auf sie entfielen 2021 bis zu 45 Prozent der Neuinstallationen. Da Erneuerbare Energien den Kapazitätszubau deutlich dominieren, besteht kaum ein Zweifel daran, dass das US-Stromsystem immer nachhaltiger wird.

Einige US-Bundesstaaten verzeichnen Rekordwerte bei der Windkraftnutzung

Doch das Potenzial für mehr Strom aus Windenergie ist noch deutlich größer. Windkraft bietet eine enorme Ressource, die allerdings von den USA insgesamt bisher deutlich weniger genutzt wird als in einigen europäischen Ländern, wie der Bericht hervorhebt. Während Windräder 2021 44 Prozent des Stroms in Dänemark und über 20 Prozent in Deutschland und dem Vereinigten Königreich erzeugten, waren es in den USA nur 9,1 Prozent.

Allerdings haben elf US-Bundesstaaten die 20-Prozent-Marke überschritten, einige haben sogar die Leistung Dänemarks übertroffen. Spitzenreiter ist Iowa, wo im vergangenen Jahr 55 Prozent des gesamten Stroms aus Windkraft stammte, dicht gefolgt von South Dakota (52 Prozent), Kansas (45 Prozent) und Oklahoma (41 Prozent). Insgesamt befindet sich der Ausbau der Windenergie in den USA auf Expansionskurs.

Denn schon bald könnte Strom aus Windkraftanlagen mit einer Rekordkapazität von 247 GW in das Netz gespeist werden – sobald die geplanten Anlagen installiert und angeschlossen worden sind. 151 GW sollen an Land installiert werden, 77 GW offshore und 19 GW sollen auf Hybridprojekte entfallen, bei denen in der Regel Onshore-Windkraftanlagen mit Batteriespeichern kombiniert werden. Dem Bericht zufolge wächst der Ausbau von Solar- und Batteriespeicherprojekten sogar noch schneller.

Trotz höherer Materialkosten bleiben Gesamtkosten konstant

Trotz der Dynamik des Sektors – die Zahl der Beschäftigten in der US-Windenergiebranche stieg im Jahr 2021 auf über 120.000 – sank die inländische Produktionskapazität für Rotorblätter um 50 Prozent. Grund dafür war, dass trotz steigender Nachfrage drei Produktionsstätten geschlossen beziehungsweise stillgelegt wurden. Denn durch den hohen inländischen Wettbewerbsdruck sind Rotorblätter aus dem Ausland günstiger geworden – was zu einem massiven Anstieg der Importe führte.

Im Jahr 2021 sind die Materialkosten für Windenergie zwar gestiegen, was vor allem auf den Einsatz großer Turbinen zurückzuführen ist. Doch über die Jahre gerechnet sind die Gesamtkosten stabil geblieben, da größere Windräder mehr Leistung hervorbringen und auch bei wenig Wind noch Strom generieren können.

Die durchschnittliche Kapazität der 2021 installierten Turbinen betrug drei Megawatt (MW). Das sind neun Prozent mehr als 2020 und 319 Prozent mehr als 1998 bis 1999. In denselben Zeiträumen legten die Türme zwei beziehungsweise 164 Prozent an Höhe zu. Und auch wenn die Kosten für Turbinen um circa fünf bis zehn Prozent gestiegen sind, bleiben die Gesamtkosten der Windkraftanlagen bei durchschnittlich 1.500 US-Dollar pro Kilowatt konstant.

Die Stromgestehungskosten (LCOE) für Windenergie-Anlagen, die 2021 auf nicht subventionierter Basis gebaut wurden, betrugen dem US-Energieministerium zufolge 32 US-Dollar pro Megawattstunde (MWh). Die niedrigsten Kosten entstanden bei der Umwandlung von Windenergie zu Strom im texanischen ERCOT-System mit gerade mal 28 US-Dollar pro MWh. Die Studie betont außerdem, dass der Wert für die Gesundheit, Umwelt und das Klima die Stromgestehungskosten um das Vierfache übersteigt.

Leistung und Ertrag von Windkraftanlagen nimmt stetig zu

Höhere Türme und größere Windgebiete tragen dazu bei, dass auch Standorte mit niedrigen durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten kosteneffizient erschlossen werden können. Neue Standorte im Jahr 2021 wiesen eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von acht Metern pro Sekunde auf – den niedrigsten Wert der letzten acht Jahre. Das US-Energieministerium erwartet, dass sich diese Trends – größere Turbinen und die Nutzung niedrigerer Windgeschwindigkeiten – in den kommenden Jahren fortsetzen werden.

Die verbesserte Leistung lässt sich auch an den erreichten Kapazitätsfaktoren ablesen. 2021 wurden 35 Prozent der installierten Kapazität genutzt, bei den zwischen 2014 und 2020 errichteten Windparks sogar 39 Prozent. Im Vergleich dazu erreichten Anlagen, die zwischen 2004 und 2011 gebaut wurden, gerade mal durchschnittlich 26 Prozent. Die Möglichkeit, niedrigere Windgeschwindigkeiten zu nutzen, hat wesentlich zum Anstieg des Kapazitätsfaktoren beigetragen.

Auch deswegen sind Onshore-Windenergie und Solarenergie nach wie vor die günstigsten Formen der Stromerzeugung in den USA. Zusammen mit dem bundesweiten Production Tax Credit (PTC) treib das den Sektor weiter voran. Die jüngsten Gesetzesvorschläge zur langfristigen Verlängerung des PTC und andere nationale Maßnahmen (Link in Englisch) könnten die Chance für einen Aufschwung bieten, der die aktuellen Prognosen noch übertrifft. Die Verabschiedung des ‚Inflation Reduction Act‘ im August scheint genau das bewirkt zu haben, so dass vom US-Windsektor noch einiges zu erwarten ist.