Windturbinen werden immer grösser, doch bislang war unklar, ob die damit erzeugte Elektrizität auch umweltfreundlicher ist. Nun kommt eine Studie der ETH Zürich zum Schluss, dass grössere Windturbinen pro erzeugte Stromeinheit weniger Klimagase ausstossen als kleinere.
In der Betriebswirtschaft kennt man den Skaleneffekt: Je mehr von einem Produkt erzeugt wird, desto günstiger wird oft die Produktion. Forschende vom Institut für Umweltingenieurwissenschaften wollten nun wissen, ob es solche Skaleneffekte auch bei Umweltauswirkungen gibt.
CO2-Ausstoss vor allem bei der Produktion
Für die Fallstudie untersuchte das Team um Marloes Caduff Turbinen von 12,5 bis 90 Metern Durchmesser, für die der Treibhausgas-Ausstoss pro erzeugte Kilowattstunde Strom bekannt war. Bei Windkraftanlagen entstünde Kohlendioxid (CO2) vor allem bei der Herstellung der Turbinen, erklärte Caduff der Nachrichtenagentur sda.
Weiter flossen in die Analyse Faktoren wie der Materialverbrauch ein, die Zahl und Leistungsfähigkeit der gebauten Turbinen, sowie der Einfluss besserer Herstellungsprozesse und Rohstoffe.
Es stellte sich heraus, dass grössere Rotoren unter dem Strich tatsächlich weniger Klimagase pro erzeugte Kilowattstunde Strom ausstossen als kleinere, wie die Forschenden nun im Fachjournal «Environmental Science & Technology» berichten.
Klimagas-Ausstoss schneller abschätzen
«Zur Verdopplung der Leistung ist eben nicht doppelt so viel Material nötig», sagte Caduff. Die CO2-Einsparung betrug 14 Prozent bei einer Verdoppelung der kumulierten Produktion, welche die Stromerzeugung und die Gesamtzahl gebauter Turbinen beinhaltet.
Das Wissen um diesen Skaleneffekt könne künftig Turbinenbauern oder -käufern helfen, den Klimagas-Ausstoss von neuen Anlagen rasch abzuschätzen, erklärte die Wissenschaftlerin. Ausserdem deuteten ihre Resultate darauf hin, dass in Ökobilanzen Skaleneffekte berücksichtigt werden sollten, da sie sonst Emissionen je nachdem unter- oder überschätzen würden.
Weltweit im Vormarsch
Ob das Prinzip «grösser ist grüner» auch bei den künftig geplanten gigantischen Windrädern mit bis zu 300 Metern Durchmesser gilt, können die Forscher mit den verfügbaren Daten allerdings nicht vorhersagen.
Die Windenergie ist derzeit weltweit im Vormarsch: In den EU-27-Ländern wuchs die Produktion von 2006 bis 2007 um 20 Prozent auf fast 100’000 Gigawattstunden. Das ist etwa viermal die Jahresproduktion der fünf Schweizer Kernkraftwerke. Bis 2020 will die EU mit Windkraft 16 bis 18 Prozent ihres Strombedarfs abdecken.
