In ganz Deutschland wurden 2013 etwa 6GW Windstrom erzeugt, mit Spitzen um 30GW von denen man dann in der Zeitung lesen konnte. Die durchschnittliche Auslastung der Anlagen lag in dem Jahr bei einem repräsentativen Wert von 17,6%. Dabei beschränkt man sich vernünftiger Weise auf die windreicheren Standorte im Norden Deutschlands (Karte). Wobei man sich in Anbetracht der durchschnittlichen Auslastung fragen kann, wieviele Standorte auf Werte von 10% und weniger kommen.
Die Anlagen sind unterschiedlich dicht über Deutschland verteilt, hauptsächlich in einem Gebiet das schätzungsweise 150.000 km² groß ist. Wenn wir für diese Gebiete in Deutschland annehmen, dass sie etwa die Hälfte des Windpotentials von Kansas haben, dann kämen wir auf eine maximale Ausbeute von 0,5MW/km² * 150.000km² = 75GW bei maximalem Ausbau.
Falls das stimmt, dann hätten wir jetzt schon 8% des Maximums der gesamten Fläche erreicht, obwohl ich hier nur den Durchschnitt eines sehr großen und ungleichmäßig bebauten Gebiets benutze. Möglicherweise kommen einige sehr dicht mit Windkraftanlagen bebaute Gebiete in Deutschland heute schon in die Regionen des Maximums hinein.
In jedem Fall ist bei noch stärkerer Annäherung an die Grenzen damit zu rechnen, dass die Auswirkungen auf die Windgeschwindigkeiten und das Klima in Deutschland nicht mehr vernachlässigbar sind. Zur Zeit kann man davon noch größtenteils ausgehen. Wenn man einer Luftströmung 8% der Windenergie entnimmt, sinkt die Windgeschwindigkeit nur mit der dritten Wurzel, also um etwa 3%. Wenn man aber nicht mehr 8%, sondern 30% oder 50% der Menge nutzt, werden die Effekte viel deutlicher.
Aber wie gesagt, die genauen Zahlen sind Spekulation von mir. Ich kenne die Atmosphärenmodelle nicht genau genug, mit denen sie berechnet werden und kann sie selbst nicht modellieren. Es könnte immerhin sein, dass die 1MW/km² auch für Deutschland gelten. Aber auch so kommt der Ausbau der Windkraftanlagen inzwischen an einen Punkt, an dem die regionale Modellierung sicherlich nötig und relevant ist.
Immerhin wird teilweise verlangt, dass Windkraft einen viel größeren Teil der Stromversorgung als die aktuellen 8-9% erreichen soll. Bei einer Verdreifachung oder einer Verfünffachung der aktuellen Mengen kommen wir aber in keinem Fall mehr um eine Diskussion der klimatischen Veränderungen mehr herum. Lokal würde man dann mit Sicherheit die physikalischen Grenzen austesten. Das Absinken der Windgeschwindigkeiten der unteren Luftschichten ist dann nicht mehr vernachlässigbar.
Die Auswirkungen müssen modelliert und diskutiert werden. Gerade an den Küsten würde ich bei massivem Ausbau von Offshore-Anlagen beispielsweise erwarten, dass weniger feuchte Meeresluft an Land strömt und weniger weit vordringt. Die Windgeschwindigkeit über Wasseroberflächen ist auch maßgeblich für die Verdunstung von Wasser. Nur wenn die feuchte Luft von der Wasseroberfläche weg bewegt wird, kann weiteres Wasser verdunsten. Deswegen trocknet Wäsche auf der Leine mit Wind schneller als ohne. Gleichzeitig fehlt damit auch die Kühlungswirkung der Verdunstung, die Wasseroberfläche heizt sich stärker auf. Wie groß solche Auswirkungen genau sind, können aber nur gute Modelle sagen. Ob die Auswirkungen dann für alle Betroffenen in Deutschland und den umliegenden Ländern akzeptabel sind oder nicht, kann nur eine offene Debatte sagen.
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