aus e-mail von Doris Pumphrey, 3. August 2023, 19:31 Uhr
https://deutsche-wirtschafts-nachrichten.de/705217/Verstaerkt-Windkraft-den-Klimawandel?src=undefined
2.8.23
*Verstärkt Windkraft den Klimawandel?
*/von Jakob Schmidt
<https://deutsche-wirtschafts-nachrichten.de/author?id=75867>
/Statt die globale Erwärmung zu vermindern, heizen Windräder scheinbar
ihre Umgebung auf und begünstigen die Entstehung von Dürren. Diese
Erkenntnis ist unter Wissenschaftlern nicht ganz neu, wird aber von der
Politik ignoriert. Die klimatischen Folgen könnten fatal sein, sogar
global gesehen.
Windräder scheinen das Klima ihrer Umgebung zu verändern und zu
erwärmen. Zahlreiche Studien kommen jedenfalls zu dem Ergebnis, dass es
in der Umgebung von Windkraft-Anlagen zu weniger Niederschlag kommt,
insgesamt eine höhere Temperatur entsteht und folglich das Risiko von
Dürren steigt.
Schon 2004 hatten amerikanische Ökologen der Princeton Universität in
einem Simulationsmodell postuliert
<https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.512.9271&rep=rep1&type=pdf>,
dass Windparks das lokale Wetter und die Bodenfeuchte verändern könnten.
Aus der Studie: „Die Ergebnisse zeigen, dass der Windpark den Wind auf
Höhe des Rotors signifikant abbremst. Außerdem erzeugen die von den
Rotoren erzeugten Turbulenzen Wirbelströme, […] was normalerweise zu
einer Erwärmung und Trocknung der Oberflächenluft und zu einer
Verringerung des fühlbaren Wärmestroms an der Oberfläche führt. Dieser
Effekt ist am stärksten in den frühen Morgenstunden.“
2010 erschien eine Studie der Illinois Universität, in der auch
Vorschläge gemacht werden, wie man diese Effekte minimieren könnte,
darunter ein anderes Rotor-Design und die Platzierung von Windparks in
Regionen mit ohnehin sehr volatilem Wetter.
Eine der ersten praktischen Langzeitstudien
<https://www.atmos.albany.edu/facstaff/zhou/pdf/pdf_papers/Zhou_et_al_2012.pdf>
zum heute als „Wake-Effekt“ (oder „Wirbelschleppen“) bekannten Phänomen
wurde zwischen 2003 und 2011 in den USA (Texas) durchgeführt. Dort
befinden sich einige der größten Windparks der Welt. Die Forscher hatten
im Betrachtungszeitraum mit Satellitendaten einen durchschnittlichen
Anstieg der Oberflächentemperatur um bis zu 0,72 Grad Celsius gemessen,
den sie mit den lokalen meteorologischen Auswirkungen der Windturbinen
in Verbindung setzten. Die Temperatur in der Umgebung der Windparks in
West-Zentral-Texas wurde hierfür mit der Temperatur in den nahe
gelegenen Regionen ohne Windparks verglichen.
*Wake-Effekt: Luftschichten werden durcheinander gewirbelt
*Der Erwärmungs-Effekt sei höchstwahrscheinlich durch die Turbulenzen in
den Turbinenwellen verursacht worden, die wie Ventilatoren wirken und
nachts wärmere Luft aus höheren Lagen anziehen, so die Hauptautorin
Liming Zhou.
Warme Luft steigt tendenziell auf, während kältere Luft absinkt. In der
Nacht entsteht eine besondere Luftschicht, bei der die Luft unmittelbar
über dem Boden relativ kühl ist, in darüber gelegenen Schichten ist es
wieder wärmer. Diese Luftschicht nahe der Erdoberfläche sorgt
normalerweise dafür, dass auch der Boden auskühlt. Die Rotorblätter mit
ihrer Sogkraft durchmischen nun die Schichten der Atmosphäre, sodass die
abkühlende Wirkung der bodennahen Luftschicht gehemmt wird. Eine Masse
von Windrädern wirbelt die Luftschichten so stark durcheinander, also
kalte Luftmassen nach oben und warme Luftmassen nach unten, dass es zu
einer Erwärmung kommt. Die Lufttemperatur über dem Boden steigt, der
infolgedessen in geringerem Maße auskühlt und wärmer bleibt.
Die Erwärmung fand überwiegend nachts statt. Tagsüber wurden nur
vernachlässigbar geringe bis gar keine Temperaturanstiege gemessen. Die
Erwartung der Autoren, dass im Tagesverlauf umgekehrt eine leichte
Abkühlung sichtbar sein müsste, wurde in den Daten nicht bestätigt.
Die Forscher hielten ihre Ergebnisse damals für ein rein lokales
Phänomen. Die Schätzung für das Ausmaß der Erwärmung durch die Windparks
gelte zunächst einmal nur speziell für diese Region in Texas und beziehe
sich zudem auf eine Zeit, in der die Windparks schnell expandierten. Die
Schätzung sollte demnach nicht direkt auf andere Regionen und
Landschaften übertragen werden. Es wäre auch falsch den Effekt für einen
längeren Zeitraum zu extrapolieren – die lokale Erwärmung dürfte nicht
weiter ansteigen, sofern die Anzahl der Windräder konstant bliebe.
Größere Bekanntheit erlangte die 2012 im Fachblatt „Nature Climate
Change“ veröffentlichte Studie auch dadurch, dass sie von der
US-Weltraumbehörde NASA thematisiert
<https://climate.nasa.gov/news/728/texas-wind-farm-affects-land-temperature/>
wurde. In den folgenden Jahren erschienen dann weitere wissenschaftliche
Arbeiten zu klimatischen Auswirkungen von Windturbinen, von denen sich
manche komplett auf den Beweis des reinen Wake-Effekts (im Sinne von
Unterbrechung der natürlichen Luft-Durchmischung) fokussieren.
*Windparks verändern das lokale Klima und trocknen die Böden aus
*Eine weitere der wenigen Studien mit echten Daten aus dem Umkreis von
Windparks wurde 2016 in Schottland
<https://www.researchgate.net/publication/301578741_Ground-level_climate_at_a_peatland_wind_farm_in_Scotland_is_affected_by_wind_turbine_operation>
durchgeführt. Ergebnis: Eine Erhöhung der nächtlichen Lufttemperatur
(diesmal nicht der Bodentemperatur), eine höhere Luftfeuchtigkeit sowie
Vertrocknung und Änderung des Mikroklimas der Böden. Die jüngste
Praxis-Studie wurde erst dieses Jahr publiziert
<https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215016123000055>
und kommt aus China, wo die Autoren untersuchten, wie sich einer der
großen Windparks in der Grenzregion zur Mongolei auf die
Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit der Böden auswirkte. Ergebnis:
Die Bodenfeuchtigkeit sank erheblich, auch über das Gelände des
Windparks hinaus.
Alle diese Studien beschränken sich auf Windparks an Land. Der
Wake-Effekt ist in Offshore-Windparks besser sichtbar und die
Auswirkungen sind eventuell größer. Die Abschwächung der
Windgeschwindigkeit auf der windabgewandten Seite des Windparks und die
darauf folgende Durchmischung der bodennahen Luft mit Luft aus hunderten
Metern kann man dann in Form von Nebelbildung wahrnehmen. Nachgewiesen
wurde das zum Beispiel für Windparks in der Nordsee.
Dass Windräder die Luft abbremsen, durchmischen und so das
Umgebungsklima verändern, ist inzwischen Konsens. Das kann man so auch
beim wissenschaftlichen Dienst
<https://www.bundestag.de/resource/blob/819218/a668b4852a5af0f8bd065ac999ee0d05/WD-8-083-20-pdf-data.pdf>
des deutschen Bundestages nachlesen.**Die Wechselwirkungen zwischen
einer Windkraftturbine und ihren umgebenden Luftschichten beeinflusst
die Feuchtigkeits- und Wärmeströmungen zwischen der Erdoberfläche und
der Atmosphäre. Lokale Gegebenheiten wie Geographie und Wetter spielen
natürlich eine große Rolle darin, wie sich die Durchmischung der
Luftschichten letztlich auf das Klima und die Böden auswirkt. Man sollte
also nicht zu stark verallgemeinern.
Indes bestreiten manche Wissenschaftler, dass es zu einer Aufheizung
kommt, teilweise wird ein neutraler oder sogar kühlender Effekt auf die
Temperatur behauptet. „Betrachtet über die ganze Atmosphäre sehen sie
gar keine Temperaturveränderung, sie sehen nur eine andere Verteilung
der Wärme. Also unten wärmer, oben kühler – am Ende gleicht es sich
wieder aus“, meint Dr. Stefan Emeis vom Karlsruher Institut für
Technologie (KIT) gegenüber dem mdr.
In Bezug auf die Texas-Studie zeigte sich der Experimentalphysiker Gerd
Ganteför gegenüber dem Nordkurier
<https://www.nordkurier.de/politik/alarmierende-studie-klimaerwaermung-durch-windraeder-1625706>
mehr besorgt über weniger Regenfall als einen vermeintlichen direkten
Temperaturanstieg. „Große Windräder bremsen den Wind logischerweise ab.
Weniger Wind bedeutet weniger Verdunstung und damit weniger
Niederschlag. Und wenn es trockener wird, könnte es eben auch passieren,
dass es wärmer wird.“
*Harvard-Forscher: Globale Abhängigkeit von Windkraft wäre schädlich
fürs Klima
*Eine 2018 veröffentlichte Studie
<https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S254243511830446X>
von Meteorologen der Harvard-Universität untersuchte die klimatischen
Auswirkungen von Onshore-Windparks für die gesamten USA auf Basis einer
Simulationsrechnung. Dazu wurde die Annahme getroffen, dass die
Windkraft eine entscheidende Rolle in der Stromversorgung der USA
ausmacht. Die aus dem Modell folgenden um 0,24 Grad Celsius erhöhten
Durchschnittstemperaturen (gemessen zwei Meter über Bodenhöhe) und die
geringere Bodenfeuchte in der näheren Umgebung der Windparks wurden
demnach durch eine Umwälzung der natürlichen Temperaturschichten
verursacht. Die Studie postulierte darüber hinaus noch Effekte auf das
überregionale Klima. Windparks können laut den US-Forschern auch größere
überregionale Luftströmungen beeinflussen, was zu Dürreperioden und
Starkregen führen könne.
Eine wichtige Kernaussage der Harvard-Wissenschaftler: Der globale
Erwärmungseffekt durch Windparks dürfte die Wärmeverringerung durch die
Dekarbonisierung der globalen Stromerzeugung im Verlauf eines
Jahrhunderts grob ausgleichen. Übersetzt bedeutet das: Wenn die ganze
Welt auf Windparks setzt, dann erwärmt sich der Boden so stark, dass man
genauso auch bei fossilen Kraftwerken hätte bleiben können. Der
Erdtemperatur wäre nicht geholfen. Und man hätte sich die gigantischen
Kosten des Windkraft-Ausbaus
<https://deutsche-wirtschafts-nachrichten.de/702124/An-bestehendem-Recht-vorbei-Habeck-will-Windraeder-im-Turbotempo-ausbauen>,
die schon heute weltweit kumuliert in der Größenordnung von Tausend
Milliarden
<https://deutsche-wirtschafts-nachrichten.de/701223/38-Billionen-Dollar-fuer-eine-wirkungslose-Energiewende>
liegen, gleich sparen können.
Nun sprechen sich die Harvard-Forscher aber nicht pauschal gegen den
selektiven Ausbau der Windkraft aus. Die Umweltauswirkungen von
Windenergie seien „sicherlich geringer als die der fossilen Energien.“
Für die Erreichung der CO2-Ziele sollte man Wind- und Solarenergie auf
Grundlage von Schätzungen ihrer klimatischen Auswirkungen bewerten und
vergleichen. Bezüglich Aufheizungseffekten sehen die Autoren Solarparks
klar im Vorteil, weil diese in ähnlichen Modellrechnungen nur ein
Zehntel des Effekts von Windparks erreichen würden.
*Modellstudie: Relevante globale Erwärmung durch Windparks denkbar
*Es kann als gesichert gelten, dass Windparks das lokale Klima
verändern, in Form von weniger Regen und trockeneren Böden in der
Umgebung. Die Auswirkungen sind logischerweise umso stärker, je höher
die einzelnen Windräder und je größer deren Rotor-Blätter sind, und hat
auch umso größere Effekte auf die Umgebung, je weitflächiger der
Windpark angelegt ist. Der Aufheizungs-Efffekt tritt besonders stark in
den Sommermonaten auf, weil sich der Boden bei Sonneneinstrahlung
stärker aufheizt. Nachts ist die Aufwärmung stärker als tagsüber.
Über die Stärke des postulierten Erwärmungseffekts wird noch viel
diskutiert. Andere Faktoren wie die Bodenbeschaffenheit spielen hier
eine Rolle. Sehr große Windparks oder viele Windparks auf einmal haben
zudem sehr wahrscheinlich einen Effekt auf das globale Klima. Eine
potentielle globale Erwärmung durch den Wake-Effekt ist hingegen kaum
erforscht. Vielleicht ist das Weltklima einfach zu komplex, um so etwas
jemals statistisch sauber erfassen zu können. Eine Langzeitstudie, die
auf globalen Temperaturdaten basiert, existiert überhaupt nicht. Es gibt
hier lediglich Modell-Studien.
Die meisten dieser Studien konstatieren einen signifikanten Einfluss auf
das globale Wetter (Verteilung von Wolkenbildung und Regen), aber einen
vernachlässigbaren Effekt auf die Welttemperatur. Einige wenige
Modell-Studien errechnen eine global relevante Erwärmung. So kommt etwa
eine bereits 2010 von MIT-
<https://acp.copernicus.org/articles/10/2053/2010/>Forschern
<https://acp.copernicus.org/articles/10/2053/2010/> veröffentlichte
Arbeit zu dem Ergebnis, dass Onshore-Windkraftanlagen (im Modell machen
sie 10 Prozent der weltweiten Stromversorgung aus) die durchschnittliche
Landoberflächen-Temperatur um bis zu einem Grad Celsius erhöhen könnten.
*Extremwetter vor allem im Umkreis von Windparks?
*Die zunehmende Anzahl an Extremwetterereignissen wie längere
Dürreperioden, Starkregen und Überflutungen werden häufig pauschal dem
Klimawandel zugeordnet. Was aber, wenn diese lokalen Klimaveränderungen
zumindest teilweise durch Windparks ausgelöst werden? Die obigen Studien
deuten stark auf diese Möglichkeit hin.
Schon 2010 hatte die South China Morning Post laut Recherchen
<https://paz.de/artikel/wenn-klimaschutz-zum-klimakiller-wird-a282.html>
der Preußischen Allgemeinen Zeitung einen interessanten Artikel zum
Austrocknungs-Effekt durch Windräder veröffentlicht. „12 Kilometer
nördlich der Huitengliang-Windfarm in Xilinhot, Innere Mongolei,
beobachtete der Hirte Siqinbateer ein seltsames Phänomen auf seiner
Weide, das selbst Meteorologen verwirrt. ,Der Erdboden erwärmt sich
schnell wie ein Ofen, und nicht ein Tropfen Regen fällt' sagte er
während der Regensaison. Seine Behauptung deckt sich mit den Statistiken
der Regierung. Li Qinghai, Ingenieur beim Wasserstatistischen Büro in
Xilingol League, erklärte, die Niederschlagsdaten seines Büros würden
seit 2005 einen deutlichen Rückgang der jährlichen Niederschläge in der
Nähe großer Windparks anzeigen, in manchen Gegenden bis zu 80 Prozent.
Daher würde er diese Problematik gern genauer erforschen, doch er fand
keine Unterstützung für das Vorhaben.“
In Deutschland sind die Böden auffälligerweise häufig dort besonders
trocken, wo eine hohe Konzentration von Windkraftanlagen vorliegt. Im
Frühjahr 2021 wurde auf Vancouver Island (British Columbia) ein Windpark
mit 55 Turbinen und knapp 100 Megawatt Leistung in Betrieb genommen. Im
Sommer 2021 wurde in British Columbia in Lytton ein Hitze-Rekord
gemessen; 2021 und 2022 gab es mehrmals Hochwasser auf Vancouver Island.
Am schwindenden Colorado River ist womöglich nicht der Klimawandel
schuld, sondern die Tausenden von Windkraftanlagen auf den Rocky Mountains.
Es wäre wohl angebracht, in Zukunft bei extremen klimatischen
Ereignissen ganz genau hinzuschauen, ob sich in der Umgebung eventuell
ein großer Windpark befindet. Anekdotische Evidenz sollte man nicht
überinterpretieren, aber fest steht laut aktuellem Forschungsstand dies:
Windparks verändern zumindest das lokale Klima, sorgen für weniger
Niederschlag, machen die Boden trockener und können im Extremfall
Dürreperioden auslösen. Windkraft hat also genau die gegenteiligen
Folgen auf die Umwelt und das Klima, die man sich von seinem Ausbau
verspricht - zumindest regional.
unser Kommentar: Als Information zur Kenntnisnahme, wobei für uns das kriegerische Geschehen, wie z. B. in der Ukraine, keinerlei Zustimmung bzw. Rechtfertigung erhält.
Quelle: AFP © Jack Guez
