Der Wind liefert genügen Energie, um den mehrfachen Bedarf unserer gesamten Zivilisation abzudecken. Selbst wenn man Windräder nur an Land und in küstennahen Meeresgebieten aufstellen würde, könnten diese weltweit 80 Terawatt Strom produzieren, bevor sie sich gegenseitig in die Quere kommen. Das haben US-amerikanische Forscher mit Hilfe eines neuen Modells errechnet. Dies sei sieben Mal mehr als der gesamte Energieverbrauch der Menschheit im Jahr 2030. Bereits vier Millionen Windräder der fünf Megawatt-Klasse würden ausreichen, um 7,5 Terawatt und damit weit mehr als die Hälfte des zukünftigen jährlichen Bedarfs abzudecken, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“. Ihre Simulationen entkräften zudem Befürchtungen, nach denen zu viele Windanlagen das Klima aufheizen könnten.
„Wir sagen nicht, dass man überall Windturbinen aufstellen soll, aber wir zeigen, dass es keine fundamentale Barriere gibt, die uns daran hindert, bis 2030 mindestens die Hälfte unserer Energie aus Wind zu gewinnen“, schreiben Mark Jacobson von der Stanford University und Cristina Archer von der University of Delaware in Newark. 2030 wird der Welt-Energiebedarf nach Berechnungen der Forscher bei rund 11,5 Terawatt jährlich liegen.
Sättigungspotenzial ermittelt
Für ihre Berechnungen nutzten die Forscher ein globales Ozean-Atmosphäre-Land-Klimamodell, in das sie Windturbinen n verschiedenen Dichten und Verteilungen einsetzten. Damit ermittelten sie zunächst, wo das sogenannte Sättigungspotenzial einsetzt: Wann die Windräder so dicht stehen, dass sie sich gegenseitig den Wind wegnehmen. An diesem Punkt würde die Stromausbeute nicht mehr linear ansteigen, die Kosten wären dadurch höher als die Energieausbeute.
„Dieser Sättigungspunkt wird in der Luftschicht 100 Meter über dem Boden, erst bei mehr als 250 Terawatt erreicht, wenn Windanlagen sowohl an Land als auch im Ozean stehen“, sagen die Forscher. Diese Luftschicht sei diejenige, die durch die heute üblichen großen Windräder beeinflusst werde. Würde man solche Turbinen nur an Land und in Küstennähe aufstellen, würde eine Sättigung bei 80 Terawatt jährlich erreicht – und damit noch immer weit mehr als dem globalen Bedarf.
Klimaerwärmung durch Windräder unwahrscheinlich
Auch die Befürchtung, dass zu viele Windanlagen das regionale und auch das globale Klima beeinflussen könnten, haben die Forscher untersucht. Zwei vorherige Studien hatten Hinweise darauf gefunden, dass Windanlagen Boden und Atmosphäre an ihrem Standort erwärmen und so den Klimawandel sogar vorantreiben könnten. Weil die Turbinen die Luftströmungen verändern und abbremsen, verdunstet weniger Wasser von der Erdoberfläche und verringert dadurch den Kühleffekt dieser Verdunstung.
Gleichzeitig aber sei Wasserdampf ein Treibhausgas, sagen die Forscher. Sinke daher die Verdunstung im Bereich einer Windanlage, könne dies auch eine abkühlende Wirkung haben. „In 15 von 16 Simulationen, in denen wir fünf mögliche Klimawirkungen der Windräder kombiniert haben, sank die globale Oberflächentemperatur bei hoher Anlagendichte“, schreiben die Wissenschaftler. (doi:10.1073/pnas.1208993109)
(Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 11.09.2012 – NPO)
