Welchen Klimaeffekt haben Windparks? Sorgen sie vielleicht sogar für eine zusätzliche Erwärmung durch ihre Turbulenzen? Zumindest für Europa geben Forscher Entwarnung: Selbst wenn bis 2020 die doppelte Leistung installiert wird, ist der Effekt auf Niederschläge und Temperaturen minimal. Er wäre nur im Winter überhaupt messbar und läge selbst dann weit unterhalb der natürlichen jährlichen Schwankungsbreite, so die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature Communications“.
In den letzten zehn Jahren hat sich die Leistung der weltweit installierten Windkraftanlagen verzehnfacht. Europa gehört dabei zu den Regionen mit der höchsten Dichte solcher Anlagen. „Doch der Ausbau der Windenergie weckt auch Bedenken“, erklären Robert Vautard vom Labor für Klima- und Umweltforschung im französischen Gif-sur-Yvette und seine Kollegen. Zum einen ist die Produktion von Windstrom stark vom Wetter abhängig und schwankt daher erheblich. Das muss über die Netze aufgefangen werden.
Erwärmung durch Turbinenturbulenzen
Die Windanlagen haben jedoch ihrerseits Auswirkungen auf Klima und Umwelt ihrer Umgebung. Im Jahr 2012 erst sorgte eine US-Studie für Aufmerksamkeit, die eine lokale Erwärmung um bis zu 0,7 Grad Celsius durch Windfarmen in Texas feststellte. Ob ein solcher Klimaeffekt auch für Europa zu befürchten ist, haben jetzt Vautard und seine Kollegen erstmals ermittelt.
Für ihre Studie erstellten sie zunächst ein Klimamodell für Europa, in dem die Standorte und Leistungen aller bis Ende 2012 installierten Windkraftanlagen implementiert waren. Dann führten sie damit drei Simulations-Durchgänge durch: Einmal komplett ohne Windanlagen, einmal mit dem Stand von 2012 und einmal mit der für das Jahr 2020 prognostizierten Dichte der Windanlagen in Europa. In den Simulationen prüften die Forscher, wie stark die von den Turbinen verursachten Turbulenzen die lokalen Tag- und Nachttemperaturen, aber auch die großräumigen Luftmassenbewegungen beeinflussten.
Signifikante Effekte nur im Winter
Das Ergebnis: Es gibt einen Effekt, aber dieser fällt deutlich geringer aus als zuvor angenommen. Verglichen die Forscher die beiden Extreme – das Szenario ohne Windanlagen und das für 2020, dann ließen sich nur für den Winter signifikante Unterschiede finden. Demnach könnten die von der Windkraft ausgelösten atmosphärischen Turbulenzen die von Westen heranziehenden Tiefdruckgebiete minimal nach Norden ablenken. Das könnte dazu führen, dass es vor allem in Westeuropa im Winter weniger regnet oder schneit.
Allerdings: Diese Veränderungen sind extrem gering, sie machen nur maximal 0,5 Prozent aus und verschwinden daher in den normalen jährlichen Schwankungen, wie Vautard und seine Kollegen betonen.
Lokal nur maximal 0,3 Grad
Auch der Effekt auf die Wintertemperaturen hält sich in Grenzen. Die Forscher ermittelten hier maximal Veränderungen von 0,3 Grad Celsius – und auch diese nur in sehr begrenzten Gebieten. „Die Windturbinen erhöhen die Turbulenz in den stabilen Grenzschichten zwischen Luft und Boden“, erklären Vautard und seine Kollegen. Das verringere Kälte und Nebel in Bodennähe und erhöhe den Strahlungseinfall um ein Weniges.
Auch diese Effekte seien aber klein, verglichen mit den normalen jährlichen Schwankungen. Bei Offshore-Windparks waren diese Klimawirkungen zudem noch geringer als an Land – vermutlich weil die Luftschichten über dem Meer gleichförmiger sind. Wenn diese Schichten durchmischt werden, verändert sich nicht so viel.
Insgesamt gibt die Studie damit Entwarnung: Auch wenn die Windkraft in Europa weiter ausgebaut wird, muss niemand gravierende Veränderungen des Klima befürchten, so das Fazit von Vautard und seinen Kollegen. Alle festgestellten Effekte seien deutlich schwächer als die natürliche Klimavariabilität und lägen auch deutlich unter den Veränderungen, die der weitere Klimawandel bringen werde. (Nature Communications, 2014; doi: 10.1038/ncomms4196)
(Nature, 12.02.2014 – NPO)
