Wo bleibt der Wind?
Zur Ertragssituation bei Windenergieprojekten
Aus: Windwärts Newsletter Nr.2, Stand: Mai 2004
Als Anteilseigner eines Windenergieprojektes redet man ungern über das Wetter der vergangenen Jahre. Die Windverhältnisse waren seit Sommer 2000 unterdurchschnittlich und die Ausschüttungen erreichten überwiegend nicht die geplanten Werte. In besonders schlechter Erinnerung bleibt das vergangene Jahr mit Ertragseinbußen von bis zu 25 % gegenüber dem langjährigen Durchschnitt.
Perioden mehrjähriger über- und unterdurchschnittlicher Windjahre hat es in den vergangenen Jahrzehnten schon öfter gegeben. So recht beruhigend ist das für uns Windmüller jedoch nicht. Sind die schwachen Energieerträge der letzten Jahre möglicherweise erste Zeichen einer sich anbahnenden Klimaveränderung? Der ausbleibende Wind hat im Vergleich zu Problemen mit der Anlagentechnik oder schärferen Finanzierungsbedingungen seitens der Banken das Attribut der Machtlosigkeit. Viele Leser stellen sich daher die Frage, wie sicher sich das langfristig zu erwartende Windpotential überhaupt einschätzen lässt.
Erdgeschichtlich gesehen waren die klimatischen Verhältnisse auf unserer Erde in den vergangenen 10.000 Jahren ungewöhnlich stabil und ausgeglichen. Wir wissen jedoch durch Bohrkerne von verschiedenen Stellen auf dem grönländischen Eisschild, dass die langjährige Durchschnittstemperatur der Erdatmosphäre sich in den vergangenen 100.000 Jahren mehrfach kurzfristig geändert hat. Globale Klimaveränderungen mit Temperatursprüngen von bis zu fünf Grad Celsius innerhalb weniger Jahrzehnte waren keine Seltenheit. Den paläographischen Befunden zufolge traten Sprünge jedoch nur dann auf, wenn der Nordatlantik von Eismassen umgeben war. Glücklicherweise sind wir heute von einer solchen Situation weit entfernt.
Computergestützte Ertragsprognosen für Windenergieprojekte beruhen auf einer Analyse der Windverhältnisse in der Vergangenheit und der Annahme, dass sich die klimatischen Rahmenbedingungen über den Prognosezeitraum nicht wesentlich ändern. Aber welches Profil hat der Wind als unerschöpflicher Energielieferant in den letzten Jahren eigentlich gehabt?
Erste Hinweise soll unser ältestes Windenergieprojekt geben. Betrachtet werden zwei im Oktober 1995 errichtete Windenergieanlagen des Projektes Laatzen. Die Anlagen befinden sich etwa 15 km südlich von Hannover und haben eine Nabenhöhe von 50 Metern, einen Rotordurchmesser von 40 Metern sowie eine Nennleistung von 500 Kilowatt.
- Energieertrag Windenergieprojekt Laatzen
In der obigen Abbildung sind über beide Anlagen gemittelt die jährlichen Energieerträge (rote Kurve) dargestellt. Die Betriebsergebnisse jedes Jahres werden mit Hilfe des IWET-Windindexes hochgerechnet, um eine Prognose der Jahresstromproduktion für ein durchschnittliches Windjahr zu erhalten (blaue Kurve).
Dem Diagramm ist zu entnehmen, dass es sich bei den Jahren 1998 und 2000 um überdurchschnittliche Windjahre, bei den anderen Jahren um unterdurchschnittliche Windjahre gehandelt hat. Die Prognose des langfristig zu erwartenden Jahresenergieertrages ist recht stabil. Die Windindex-Methode führt bei Windenergieanlagen mit größerer Nabenhöhe zu noch stabileren Ergebnissen, da der Energieertrag mit zunehmender Höhe immer weniger von den Standortgegebenheiten abhängt. Eine Vielzahl empirischer Untersuchungen bestätigt den großen Nutzen des IWET-Windindexes zur Beurteilung des jährlichen Windangebotes einer Region, der Standortqualität eines Windenergieprojektes und des Langzeittrends der Windverhältnisse.
Windenergieanlagen zur Stromerzeugung wurden in Deutschland seit Ende der achtziger Jahre vermehrt in Betrieb genommen. Der IWET-Windindex liegt aus diesem Grund erst seit 1989 vor. Dieser Zeitraum ist für die Beurteilung der Langzeitstabilität des Windpotentials verhältnismäßig kurz. Für den Windenergiebereich ist es daher von besonderer Bedeutung, den IWET-Windindex mit anderen Windindices und mit meteorologischen Langzeitdaten in Beziehung zu setzen.
Die dänischen Betreiber führen einen Windindex, der seit 1979 fortgeschrieben wird. Auffallend sind sieben windreiche Jahre in der Zeit von 1988 bis 1994 und anschließend eine Periode schwächeren Windpotentials, die bis heute andauert. Bildet man Windindices über mehrere Jahre, so ergibt sich folgendes Bild: Der niedrigste Fünfjahresindex beträgt 90,9 %, der höchste 106,2 %. Über ein Zeitfenster von 10 Jahren gemittelt, liegt der Index zwischen 95,7 % und 104,2 %. Bei einem zwanzigjährigen Betrachtungszeitraum nimmt die Stabilität des mittleren Windpotentials noch weiter zu.
Der Deutsche Wetterdienst verfügt im Bereich der Deutschen Bucht über Langzeitdaten von Windmessungen, die zum Teil über 60 Jahre zurückreichen. Diese Daten sind gut geeignet, das Langzeitniveau und die Langzeitstabilität des Windpotentials abzuschätzen. Analysen des Deutschen Windenergieinstitutes (DEWI) haben ergeben, dass der IWET-Windindex aus den Jahren 1989 bis 2002 mit hoher Genauigkeit dem Langjahresdurchschnitt entspricht.
Mit Blick auf die Ertragssituation von Windenergieprojekten stützen die vorliegenden Daten die Annahme, dass in Zukunft wieder normale Windverhältnisse eintreten. Verbleibende Prognoseunsicherheiten des lang-fristig zu erwartenden Windangebotes sind durch den Sicherheitsabschlag auf die Ertragsprognose von Windenergieprojekten aufzufangen. Projekte mit einem Sicherheitsabschlag von 5-10 % sollten damit auf der sicheren Seite liegen.
Quellen:
• W. S. Broecker: Plötzliche Klimawechsel. In: Spektrum der Wissenschaften, Jan. 1996, S.86-93.
• W. Winkler, u. a.: Normierung und Bewertung von Winddaten und Energieträgern von Windparks. In: DEWI-Magazin, Nr.23, 2003, S.76-84.
• Ingenieurwerkstatt Energietechnik (IWET): www.btrdb.de
• Monatsinfo, Nr.5 und Nr.6, 2003, S.1.
