In Schipkau in der Lausitz steht das höchste Windrad der Welt. Schon ist der erste Park mit mehreren Rekordanlagen in Planung. Dabei steht die Technologie noch am Anfang.
Das Höhenwindrad in Schipkau erreicht eine Höhe von 365 Metern und kann den doppelten Ertrag einer normalen Onshore-Turbine mit gleichem Rotordurchmesser liefern.
Die Anlage besteht aus einem inneren und einem äußeren Turm, wobei das innere Stahlgerüst mit einem hydraulischen Hubsystem auf das äußere Gerüst gehoben wird.
Gicon plant, ab 2030 fünf weitere Höhenwindtürme zu bauen. Für 100 weitere Anlagen bestehen deutschlandweit Absichtserklärungen.
Die Bundesagentur für Sprunginnovationen fördert das Projekt mit 25 Millionen Euro und sieht ein Potenzial von schätzungsweise 4000 Höhenwindtürmen in bestehenden Windparks.
Düsseldorf. Versteckt zwischen Dresden und Berlin liegt die beschauliche Gemeinde Schipkau in der Lausitz. Hier steht seit Kurzem das höchste Windrad der Welt, ausgerechnet in einem ehemaligen Braunkohlerevier. Der 365 Meter hohe Koloss überragt sogar den Pariser Eiffelturm (330 Meter). Die umstehenden Windräder wirken da fast schon niedlich. Obwohl sie selbst 150 bis 200 Meter in die Höhe ragen.
In diesen Tagen soll der Höhenwindturm an das Stromnetz angeschlossen werden. Seit Wochen zieht es Besucher aus dem In- und Ausland in den Osten Deutschlands, um die Rekordanlage zu bestaunen. Die Erwartungen sind groß.
„Unser Höhenwindturm kann den doppelten Ertrag einer normalen Onshore-Turbine liefern, beim gleichen Rotordurchmesser“, sagt Jochen Großmann. Der Ingenieur ist Gründer und Geschäftsführer von Gicon, dem Unternehmen, das hinter dem Höhenwindrad in Schipkau steht. Seit mehr als 15 Jahren hat sein Team an der Idee geforscht.
Nun ist es Gicon tatsächlich gelungen. Mit mehr als 2000 Tonnen verbautem Stahl und 22.000 Einzelteilen: „Das ist eine ingenieurtechnische Meisterleistung“, sagt Großmann sichtlich stolz. Bewahrheiten sich die Prognosen, könnte die Höhenwindkraft der Energiewende enormen Schub verleihen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Windrädern bietet die Höhenwindkraft einige Vorteile: In großen Höhen sammeln die Anlagen deutlich mehr und besser vorhersehbare Windkraft ein. Seit Jahren versuchen Wissenschaftler und Unternehmen weltweit, bei der Energiegewinnung größere Höhen zu nutzen. So etwa durch stromproduzierende Wind-Drachen oder mobile Flugwindanlagen. Bislang jedoch blieb der große Durchbruch aus.
Aber wo ein Wind-Kyte eine große Fläche in der Luft einnimmt und in aktuellen Pilotprojekten dafür nur mit einem relativ kleinen Ertrag aufwarten kann, verspricht die Höhenwindkraft sogar den doppelten Ertrag herkömmlicher Anlagen an Land und steht dabei noch mit allen vier Enden auf dem Boden. Das Potenzial ist laut der Bundesagentur für Sprunginnovationen (Sprind) groß.
„Die Höhenwindräder können perspektivisch als sogenannte zweite Etage in bestehende Windparks gebaut werden. So kann auf bestehenden Flächen der Ertrag gesteigert werden“, heißt es bei der Bundesagentur. In Deutschland allein könne so ein Potenzial von schätzungsweise 4000 Höhenwindtürmen in bereits bestehenden Windparks realisiert werden. Die Sprind hat das Projekt in Schipkau mit 25 Millionen Euro gefördert.
Um das Windrad auf eine Höhe von 365 Metern zu bekommen, haben die Dresdner bei Gicon ein eigenes Teleskop-System entwickelt. Die Anlage besteht eigentlich aus zwei Türmen: einem inneren und einem äußeren. Die Turbine sitzt auf dem Innenturm. Nachdem das äußere Gerüst fertig gebaut war, wurde die innere Stahlkonstruktion mithilfe eines hydraulischen Hubsystems auf das äußere Gerüst gehoben. Baukräne für die entsprechenden Höhen gibt es nicht. Deshalb ist der Höhenwindturm sein eigener Kran.
Mit einer Nennleistung von 3,8 Megawatt soll der Höhenwindturm Strom für bis zu 7500 Haushalte produzieren können. Künftige Anlagen sollen aber auch mit der neuesten Turbinengeneration und einer Leistung von sieben Megawatt ausgestattet werden, verspricht Gicon.
„Diese Technik soll in den nächsten Jahren im großen Maßstab zum Einsatz kommen und damit einen substanziellen Beitrag zur deutschen Energiesicherheit liefern“, sagte Sprind-Innovationsmanager Martin Chaumet bei der Vorstellung des Projekts.
Kosten viermal so hoch wie für ein „normales“ Windrad
Tatsächlich plant Gicon schon die nächsten fünf Höhenwindtürme – spätestens 2030 soll die Serienfertigung starten. „Wir haben bereits Absichtserklärungen für den Bau von 100 weiteren Höhenwindrädern deutschlandweit“, sagt Großmann dem Handelsblatt.
Auch der Versorger Enercity, der in Schipkau für die technische und kaufmännische Betriebsführung des Höhenwindturms zuständig ist, sieht großes Potenzial in der Technologie. Aber: „Nun kommt es darauf an, wie hoch der Mehrertrag sein wird und in welchem Rahmen sich die Kosten senken lassen – denn am Ende muss ein Projekt immer wirtschaftlich sein“, sagt Thomas Oetjen, stellvertretender Leiter der Betriebsführung bei Enercity Erneuerbare, dem Handelsblatt.
In der Energiewirtschaft beobachtet man das Projekt aufmerksam. Schließlich verspricht Gicon Stromertragsmengen vergleichbar mit der Ausbeute der Windkraft auf hoher See. „Offshore auf dem Land sozusagen“, sagt Großmann. So hoch wie der erwartete Ertrag sind allerdings auch die Kosten. Sie betragen in etwa das Vierfache dessen, was ein „normales“ Windrad im Jahr 2025 kostete.
„Wenn man den genannten Mehrertrag in 300 Meter Höhe an diesem Standort berücksichtigt, müssten die Kosten pro Kilowatt um etwa 60 Prozent fallen, um vergleichbare Stromgestehungskosten zu heutigen Turbinen zu erreichen“, sagt Christoph Winkler, Teamleiter „Global Energy Pathways“ am Forschungszentrum Jülich.
Durch die Serienfertigung rechnet Gicon mit einer radikalen Senkung der Baukosten ab 2030. Besonders groß sei der Mengenrabatt bei dem für den Turm benötigten Stahl: „Perspektivisch wollen wir mit den Stromgestehungskosten sogar unter den heutigen Onshore-Preisen liegen“, sagt Großmann. Die Stromgestehungskosten, auch Levelized Cost of Electricity (LCOE) genannt, beschreiben die Gesamtkosten über die Lebensdauer einer Anlage im Verhältnis zur erzeugten Strommenge.
Die LCOE für Windenergie an Land liegen laut Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) aktuell bei 4,3 bis 9,2 Cent je Kilowattstunde. Für Windkraft auf See kommen die Stromgestehungskosten auf 5,5 bis 10,3 Cent die Kilowattstunde.
Rekordhöhe gleich Akzeptanzproblem?
Experte Winkler sieht allerdings noch ein anderes Hindernis: „Zu analysieren wäre, wie sich die viel weiter sichtbaren Höhenwindräder mit ihrer nahezu doppelten Höhe und der speziellen Turmkonstruktion auf die Akzeptanz durch die Bevölkerung auswirken, speziell in landschaftlich als schön wahrgenommenen Regionen.“
Die Akzeptanz der Windkraft kann immer wieder zum Problem werden. Auch, wenn die Zustimmung zum Ausbau der Windkraft mit rund 70 Prozent in der Bevölkerung relativ hoch ist. Das ist das Ergebnis einer repräsentativen Umfrage des Meinungsforschungsinstituts Forsa im Auftrag der Fachagentur Wind und Solar aus dem vergangenen Jahr. Die Umfrage zielt allerdings auf herkömmliche Anlagen ab.
Schon heute wird vor Gericht regelmäßig um die Einhaltung von gesetzlichen Abstandsregeln gestritten. „Ein nahezu doppelt so großes Höhenwindrad muss teils auch doppelt so große Mindestabstände einhalten, was die Potenzialflächen stark reduziert; es heißt aber auch, dass niemand in Zukunft mit einem solchen Höhenwindrad in unmittelbarer Nachbarschaft seines Wohnhauses rechnen muss“, sagt Winkler.
Gicon-Chef Großmann will genau deswegen erst einmal das Potenzial in bestehenden Windparks ausnutzen. Auch, weil die Genehmigungsdauer sich damit deutlich verkürzt. Das spare immerhin mehrere Jahre Genehmigungszeit. Durch den Einsatz lokal tätiger Unternehmen aus dem regionalen Mittelstand helfe man außerdem, die Akzeptanz vor Ort zu fördern, sagt Großmann.
So hatte es Gicon auch in Schipkau gemacht. Für den Bau des Höhenwindturms wurden 65 Prozent der Aufträge an Unternehmen aus einem Umkreis von bis zu 30 Kilometern vergeben. So wolle man es auch bei zukünftigen Projekten halten, verspricht Großmann.
