Repowering: Chance für effizientere Windparks

Technologien entwickeln sich beständig weiter. Ein Kühlschrank, den man heute kauft, ist zum Beispiel um mehr als 50 Prozent effizienter als ein 20 Jahre altes Modell – das macht sich positiv auf der Stromrechnung eines Haushalts bemerkbar. Die technologischen Fortschritte hin zu mehr Energieeffizienz senken den Energieverbrauch – und lassen sich zudem für die Aufrüstung einzelner Geräte nutzen, deren Lebensende naht. So können wir alte Geräte länger verwenden und dabei Ressourcen schonen.

Auf diese Weise funktioniert die Aufrüstung auch bei Windparks. Die Windtechnologie hat sich seit der Inbetriebnahme des ersten kommerziellen Parks in Dänemark im Jahr 1991 enorm weiterentwickelt. Entsprechend sind die Möglichkeiten, die sich durch das sogenannte Repowering ergeben, also durch den Austausch alter Turbinen durch moderne Modelle, sehr beeindruckend.

Repowering-Potenzial steigt stetig

Moderne Windparks haben in der Regel eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren, können unter den richtigen Umständen aber auch länger in Betrieb bleiben. Irgendwann ermüden jedoch die Komponenten und Materialien infolge der Belastungen, denen sie ausgesetzt sind. Gegen Ende der regulären Lebensdauer haben die Betreiber mehrere Optionen: Sie können erstens die Betriebsgenehmigung für eine begrenzte Zeit verlängern, was in der Regel mit steigenden Wartungskosten verbunden ist. Zweitens können sie den Windpark durch Repowering modernisieren oder drittens den Betrieb einstellen.

Das Potenzial von Repowering steigt schnell an. Im Jahr 2002 wurden in Europa fast sechs Gigawatt (GW) an neuer Windenergie installiert. Seitdem hat sich die jährliche Installationsrate mehr als verdoppelt, sodass auch die Repowering-Möglichkeiten weiter zunehmen. Gemäß dem Branchenverband WindEurope (Link in Englisch) sind in Europa Windparks mit einer installierten Leistung von 14 GW bereits seit 20 Jahren oder länger in Betrieb. Bis 2030 werde sich diese Zahl auf 78 GW erhöhen.

Mehrere Vorteile auf einen Schlag

Beim Aufbau neuer Windparks haben sich die Windkraftentwickler natürlich zuerst um die besten Windkraftstandorte bemüht. Das Ergebnis: Die ältesten Windturbinen, die noch in Betrieb sind, befinden sich an den besten Standorten – was das Repowering noch lohnender macht. Nach Angaben von WindEurope zeigen neue Daten, dass Repowering-Maßnahmen die Anzahl der Turbinen in einem Windpark im Durchschnitt um ein Viertel reduzieren können. Gleichzeitig können dadurch die Stromerzeugung verdreifacht und die Wartungskosten gesenkt werden. Der Ansatz ist also äußerst rentabel. Außerdem fallen zum einen die Auswirkungen der Windparks auf die Umwelt und zum anderen der kritische Bedarf an Mineralien für die Konstruktion geringer aus, wenn weniger Turbinen im Einsatz sind.

Dank Repowering können Windunternehmen ihr ursprüngliches Windparkkonzept neu überdenken und ohne Leistungsverluste weniger der leiseren und modernen Turbinen in größerer Entfernung zu Wohnhäusern aufstellen. Ein gutes Beispiel ist der RWE-Windpark Krusemark-Ellingen in Sachsen-Anhalt. Dieser wurde zwischen 1998 und 2004 errichtet und bestand ursprünglich aus 15 Windkraftanlagen mit einer Kapazität von 15,7 Megawatt (MW). Mittlerweile hat der Windpark eine installierte Gesamtleistung von 19,8 MW. Durch Repowering konnte RWE die Stromproduktion am Standort deutlich steigern – und da neuere Turbinen immer effizienter sind und eine größere Bandbreite an Betriebsparametern haben, dürfte die Leistung in der Zukunft noch stärker ansteigen.

Recycelbarkeit von Turbinen begünstigt Repowering

Ein weiterer wichtiger Faktor für den Erfolg von Repowering ist die wachsende Recycelbarkeit von Windturbinen. WindEurope gibt an, dass heute bereits 90 Prozent der Bestandteile einer Windturbine vollständig recycelbar sind. Die Achillesferse der Turbinen sind die Rotorblätter, die die verbleibenden zehn Prozent ausmachen. Doch auch hier gibt es Fortschritte in Sachen Recycling.

Im August 2022 installierte RWE in seinem neuen 342-MW-Offshore-Windpark Kaskasi in der Nordsee die weltweit ersten vollständig recycelbaren Offshore-Rotorblätter (Link in Englisch), entwickelt von Siemens Gamesa. Auch für seinen neuen britischen Offshore-Windpark Sofia, der auf der Doggerbank in der Nordsee errichtet wird, hat RWE eine Vereinbarung mit Siemens Gamesa über den Einsatz von recycelbaren Rotorblättern für 44 der 100 Turbinen unterzeichnet, wie das Unternehmen kürzlich bekanntgab. Mit recycelbaren Turbinen kommt die Windindustrie ihrem Ziel immer näher, Windparks über den gesamten Lebenszyklus nachhaltig zu bauen und zu betreiben. Repowering leistet dazu einen wichtigen Beitrag, da es den Windparkbetreibern ermöglicht, alte Turbinen durch besser recycelbare zu ersetzen.

Lange Genehmigungsverfahren bremsen Projekte

Damit die Chancen bestmöglich genutzt und die Schließung älterer Windparks vermieden werden können, ist die Beschleunigung der Genehmigungsverfahren für Repowering-Projekte essenziell. WindEurope stellt große Unterschiede bei den Bemühungen einzelner Länder fest. Von den insgesamt 170 Windparks, die in Europa bisher repowert wurden, befinden sich demnach mehr als die Hälfte in Deutschland. Aktuell würden die meisten Repowering-Projekte in den Niederlanden umgesetzt. Andere Länder bräuchten kohärentere Strategien, um die Repowering-Raten zu erhöhen, so der Verband.

Mit einem neuen Paragrafen im Bundes-Immissionsschutzgesetz, der im August 2021 in Kraft getreten ist, hat die deutsche Bundesregierung erstmals gesetzliche Regelungen für das Repowering von Windkraftanlagen eingeführt. Der neue Paragraf 16b zielt darauf ab, die Genehmigungsverfahren zu erleichtern und unterstützt damit die bisherigen Fortschritte in diesem Bereich in Deutschland.

Darüber hinaus hat der EU-Energieministerrat im Dezember 2022 die sogenannte EU-Notfallverordnung beschlossen – ebenfalls unter anderem mit dem Ziel, Genehmigungsverfahren zu verkürzen. So sollen etwa Repowering-Projekte, die die Kapazität der Windkraftanlage um bis zu 15 Prozent erhöhen, innerhalb von drei Monaten genehmigt werden statt wie bisher innerhalb eines Jahres. Bei einer Kapazitätssteigerung von mehr als 15 Prozent darf ein Repowering-Genehmigungsverfahren nicht länger als sechs Monate dauern.

Diese politischen Bemühungen deuten ebenso wie wissenschaftliche Studien darauf hin, dass Repowering nicht nur die Stromerzeugung von Windkraftanlagen erhöhen, sondern damit auch einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der EU-Windkapazitätsziele (Link in Englisch) leisten kann – und zwar an Standorten, an denen ohnehin bereits Windparks in Betrieb sind. Repowering hat somit bedeutendes Potenzial, die Energiewende zu beschleunigen.