Anteil der Windenergie in Deutschland
Die Onshore-Windenergie ist die Stromerzeugungstechnologie mit dem größten Anteil an der Stromerzeugung in Deutschland. 2024 wurden mit 283,8 Mrd. kWh rund 58 Prozent des Stroms aus Erneuerbaren Energien erzeugt. „Onshore“ bedeutet, dass sich die Windkraftanlagen an Land befinden, wohingegen Windkraftanlagen in der offenen See als „offshore“ bezeichnet werden.
Insgesamt war die Windenergie mit 141,7 Mrd. kWh (Onshore ca. 115 Mrd. KWh, Offshore ca. 26,7 Mrd. KWh) die erzeugungsstärkste Technologie, gefolgt von Braunkohle (79,0 Mrd. kWh), Erdgas (77,0 Mrd. kWh) und Photovoltaik (72,0 Mrd. kWh). Die installierte Leistung der Windkraft Onshore stieg im Jahre 2024 netto um 2.600 MW auf etwa 63.600 MW oder 63,6 Gigawatt (GW). Der Bruttozubau betrug rund 3.300 MW, jedoch führte das Erreichen des Endes der Nutzungsdauer älterer Anlagen zu höheren Stilllegungsraten. Um das gesetzliche Ausbauziel von 115 GW installierter Leistung der Onshore-Windenergie bis 2030 zu erreichen, ist ein jährlicher Bruttozubau von etwa 10 GW Windenergie erforderlich.
Wie viele Windenergieanlagen gibt es "Onshore" in Deutschland?
Ende 2024 waren rund 28.800 Windenergieanlagen in Betrieb. Das Durchschnittsalter der Anlagen beträgt 15,2 Jahre. Sachsen hat den ältesten Anlagenbestand (20,1 Jahre), das Saarland den jüngsten (10,8 Jahre). Der Repowering-Anteil, also der Austausch alter Anlagen durch neuere und leistungsstärkere Windräder, stieg von 33 Prozent (2023) auf 37 Prozent (2024). Ab dem Jahr 2025 verlieren Anlagen mit einer Gesamtleistung von 11,7 Gigawatt (GW) Leistung den Vergütungsanspruch nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Erwartbar werden diese Onshore-Windenergieanlagen in den kommenden Jahren den Betrieb einstellen. Die meisten onshore Windenergieanlagen befinden sich in Niedersachsen, gefolgt von Brandenburg, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein.
Wie entsteht Wind – und wie Windenergie?
Wind entsteht durch die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche. Warme Luft ist leichter, sie steigt auf und erzeugt Tiefdruckgebiete, während die schwerere kalte Luft absinkt und Hochdruckgebiete bildet. Die Luft bewegt sich von Hoch- zu Tiefdruckgebieten – es entsteht Wind. Windenergieanlagen nutzen diese kinetische Energie, indem der Wind die aerodynamisch geformten Rotorblätter in Bewegung setzt. Die Drehbewegung wird über die Nabe auf die Rotorwelle übertragen. Ein Getriebe verstärkt oft die Drehzahl, um den Generator effizient anzutreiben. Der Generator wandelt mechanische in elektrische Energie um. Ein Transformator passt die Spannung des Stroms für die Netzeinspeisung an. Die Effizienz hängt ab von der Windgeschwindigkeit, der Größe der Rotorblätter und der technischen Ausstattung.
Vorteile und Herausforderungen von Windenergie Onshore
Onshore-Windenergie zählt mit Stromgestehungskosten zwischen 4,3 und 9,2 Cent pro Kilowattstunde zu den kostengünstigsten Erneuerbaren-Energien-Technologien. Moderne Windenergieanlagen amortisieren sich energetisch in 3 bis 12 Monaten, abhängig von Standort, Windverhältnissen, Anlagengröße, Technologie, Herstellungsprozess und Bauweise. Die energetische Amortisation einer Windenergieanlage beschreibt den Zeitpunkt, an dem die Anlage so viel Energie erzeugt hat, wie für die Gewinnung der nötigen Rohstoffe, ihre Herstellung, den Transport, die Installation, den Betrieb und den Rückbau benötigt wird.
Der praktische Wirkungsgrad moderner Windenergieanlagen liegt bei 45 bis 50 Prozent. Das sog. Betz'sche Gesetz besagt, dass maximal 59,3 Prozent der im Wind enthaltenen Energie von einer Windenergieanlage genutzt werden kann. Nach der energetischen Amortisation produzieren die Anlagen 20 bis 25 Jahre nahezu emissionsfreien Strom. Windenergie zählt damit zu den nachhaltigsten Energieformen und spart Millionen Tonnen CO2 ein, wodurch die Abhängigkeit von Energieimporten und fossilen Brennstoffen sinkt.
Herausforderungen bei der Planung, beim Bau und Betrieb von Windenergieanlagen ergeben sich insbesondere durch Naturschutzauflagen. Der Schutz von Vogel- und Fledermausarten sowie ökologisch sensiblen Gebiete kann die Standortwahl und den Betrieb von Onshore-Windenergieanlagen einschränken.
Höhere Windenergieanlagen = mehr Energieerzeugung
Mit zunehmender Höhe nimmt die Windgeschwindigkeit zu. Die Leistung des Windes wächst proportional zur dritten Potenz der Windgeschwindigkeit. Diese Beispiele verdeutlichen das Prinzip:
- Verdoppelt sich die Windgeschwindigkeit, steigt die Windleistung um das Achtfache (2³ = 8).
- Verdreifacht sich die Windgeschwindigkeit, steigt die Windleistung um das 27-Fache (3³ = 27).
Wichtig zu wissen: In Bodennähe bremsen Hindernisse wie etwa Bäume oder Gebäude den Wind und erzeugen Turbulenzen. In größeren Höhen weht der Wind gleichmäßiger, was die Effizienz der Anlagen erhöht und den Verschleiß reduziert.
Optimierung von Turmhöhe und Rotordurchmesser bei Onshore Windenergieanlagen
Moderne Windenergieanlagen kombinieren größere Turmhöhen mit längeren Rotorblättern, um den Ertrag zu maximieren. Besonders an schwachwindigen Standorten (zum Beispiel im Binnenland) sind hohe Türme effektiv. Diese Zusammenhänge sind entscheidend für die Planung und den Betrieb von Windenergieanlagen, da sowohl die Standortwahl als auch die Höhe der Anlagen einen erheblichen Einfluss auf die Energieausbeute haben.
Ausblick: Windenergie als tragende Säule der Energiewende
Deutschland hat sich im Rahmen internationaler Klimaschutzabkommen dazu verpflichtet, CO2-Emissionen zu reduzieren und den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung voranzutreiben. Windkraftanlagen spielen hierbei eine Schlüsselrolle, da sie eine der effizientesten und klimafreundlichsten Technologien zur Stromerzeugung darstellen. Zudem hat der hohe Anteil an Windenergie wesentlich dazu beigetragen, die Versorgung in den Jahren der Energiekrise zu sichern.
Umfragen zeigen, dass die Mehrheit der deutschen Bevölkerung hinter der Energiewende steht und Windenergie als unverzichtbaren Bestandteil betrachtet. Deutschland hat seine Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringert und die Treibhausgasemissionen signifikant gesenkt. Allein die Windenergie hat im Jahr 2024 27 Prozent Anteil am Stromverbrauch (22 Prozent Wind an Land, 5 Prozent Wind auf See).
