Erneuerbare Energie Erneuerbare Energien: Immer mehr Windräder

Thomas Veitinger 13.05.2017

Es brummt und rauscht, es klirrt und heult. Ein Kran jault. Werkzeug klackert aneinander. Kein frischer Duft weht durch die Werkshalle von ZF in Lommel, es riecht vielmehr nach Öl und Maschinen­emulsion. Farben dienen zur Orientierung: grüne Wege für Fußgänger, gelbe für bewegliche Teile oder Ladezonen, blaue Arbeitsstationen für Werkstücke und pinkene Ketten zur Transport-Befestigung. Der Technologiekonzern baut in dem belgischen Werk das Herz von Windrädern: Getriebe. Diese müssen enorme Kräfte aushalten, die von den Rotorblättern geliefert werden und auf den Generator übertragen. Die Herstellung ist aufwändig, kompliziert, langwierig, teuer. Aber es scheint sich zu lohnen: Seit der Flaute der Windkraftbranche 2013 hat sich der Umsatz der Friedrichshafener auf 820 Mio. € vervierfacht. Ein Viertel der weltweiten Wind-Ernte wird mit ZF-Getrieben ein­gefahren. Der Industriebereich im Unternehmen mit 8 Prozent Umsatz­anteil soll dem alles dominierenden Auto-Sektor Anteile abgraben und ZF breiter aufstellen.

„Mit unseren intelligenten Windkraftgetrieben werden wir mechanische Präzision mit digitalen Geschäftsmodellen kombinieren“, sagt Jan Willem Ruinemans, Leiter des ZF-Geschäftsfelds Windkraft. „So können unsere Kunden beispielsweise die Wartung noch vorausschauender planen und auf die tatsächliche Belastung des einzelnen Getriebes abstimmen.“

Die so genannte ZF-Cloud wird im ersten Schritt in Industrieanwendungen wie Windparks oder Seilbahnen erprobt. Dabei geben die Maschinen eine Vielzahl von Daten weiter. ZF und seine Kunden können im Internet anhand Kurven, Stabdiagrammen und Zahlenkolonnen die Temperaturen, Druckverhältnisse und Vibrationen ablesen und daraus schließen, ob ein Schaden droht. Denn ein Ausfall, vor allem auf dem Meer, ist kostspielig.

Andreas Quell ist für die akustische Früherkennung verantwortlich. Am Standort Witten bei Bochum werden neben dem größten 8-Megawatt-Windkraftgetriebe – das 100fach mehr leistet als Windräder in den 80er Jahren – auch Getriebe für Gondeln produziert. Diese können regelrecht krank klingen, demonstriert der Entwicklungsingenieur. Ein Geräusch wie ein knarzendes Bett kommt aus den Lautsprechern. Sensoren nehmen den Lager­schaden auf und leiten die umgewandelten Schallwellen weiter. Eine Box mit rhythmisch vibrierender Membran macht sie sogar fühlbar. „Ein Schaden entwickelt sich langsam über Wochen, Monate, Jahre“, berichtet Quell. „Möglicherweise kann so abgewartet und die Reparatur auf den Herbst gelegt werden.“ Wird nichts getan, könnten Skifahrer in Gondeln stecken bleiben – ein Horrorszenario.

Wenn alles glatt läuft, funktionieren die 71 Tonnen schweren und drei mal drei Meter großen Getriebe 25 Jahre lang. Die bis zu 164 Meter langen Rotorblätter können theoretisch 12.000 Haushalte mit Strom versorgen. In die Kanzeln weit über dem Erdboden und der Wasseroberfläche passen bis zu neun britische Doppeldeckerbusse. Das alles klingt nach Superlative. Doch bald werden sich noch weitaus größere Wind­räder vor allem auf dem Meer drehen, wissen Experten. Bei zunehmender Höhe weht der Wind stärker und gleichmäßiger.

Ein Problem könnten für ZF getriebslose Windräder werden, die sich bereits in jeder fünften Anlagen finden. Diese benötigen bei der Produktion mehr so genannte Seltene Erden, kommen aber mit weniger kostspieligem Service aus. Ob sich eine Technologie durchsetzt oder es immer beide Bauarten geben wird, ist offen.

Windkraft ist nicht gerade arm an Problemen: Anfangs belächelt, von vielen Politikern und Energie­unternehmen ignoriert, mittlerweile von Anwohnern und auch einigen Naturschützern bekämpft, leidet die Branche derzeit an einem enormen Preisverfall und Konzentration. Für Werner Höner vom Anlagentester Windtest bedroht die sinkende EEG-Zulage viele kleinere Unternehmen und könnte wie bei der Solarenergie in der Branche „großen Schaden anrichten“.

Vorbildliche Ökobilanz

Windenergie ist zu einem Big Business geworden, es gibt Zusammenschlüsse und Übernahmen. Wegen eines Einspeisevorrangs von Braunkohle- und Atomstrom gebe es immer wieder Stopps für Erneuerbare Energie, sagt Höner. „Es ist eher zu viel als zu wenig Strom da, das ist auch am teilweise negativen Strompreis abzulesen.“ Windenergie lasse sich nicht gut speichern, möglicherweise treibe in Zukunft aber mittels Ökostrom hergestelltes Brenngas (Power-to-Gas) Busse, Züge und Schiffe an.

Windenergie hat eine vorbildliche Ökobilanz: Der Energieträger ist kostenlos, unbegrenzt verfügbar und nach einem Jahr hat ein Windrad seine zum Bau verwendeten Ressourcen wieder eingespielt, wirbt ZF. Viele Länder nutzen und fördern die Windkraft intensiv. Schleswig-Holstein will bis 2020 den Energieverbrauch der Bewohner komplett durch Windenergie decken.

Was Generator und Windrad kosten, darüber schweigt sich das Unternehmen aus. Als Richtgröße gilt: pro Megawatt Leistung kostet ein Windrad 1,3 Mio. € über Land, auf See kann es das Doppelte sein. In Deutschland müssen Windräder weit draußen auf See gebaut werden, wo der Untergrund schwieriger und das Aufstellen teuer ist. Dennoch gibt es erste Offshore-Windparks, die keine Subventionen mehr beanspruchen wollen.

Regenerative Energie soll bald so wenig kosten wie aus konventioneller Braunkohle oder Atomstrom, glaubt man bei ZF. „Die Wind-Industrie beendet 2016 in einem guten Zustand und soliden Aussichten für 2017 und darüber hinaus“, ist im Global Wind Report des Global Wind Energy Council nzu lesen. Eine Flaute sei nicht auszumachen. Höner: „Irgendwo ist immer Wind.“

Nummer 1 in Europa

Die Hauptteile einer Windkraftanlage sind der Turm oder Mast, die Gondel, die Rotorblätter, das Getriebe, der Generator, die Messinstrumente und die Windrichtungsnachführung. Die meisten Windräder werden neben China, USA und Deutschland in  Brasilien, Frankreich, Spanien und der Türkei errichtet. Deutschland erzeugt mit mehr als 28 000 Windrädern 50 000 Megawatt und damit 12 Prozent seines des gesamten Stroms. Siemens und General Electric haben ihre Windkraftsparten vergrößert. China wird von chinesischen Herstellern dominiert, europäische Unternehmen haben kaum Zugang. Chinesischen Firmen wird Interesse an europäischen nachgesagt. vt

Windanalgen

54 Gigawatt (GW) liefern die 2016 in­stallierten Windanlagen, 23 GW davon in China. Auf Platz 2 und 3 liegen die USA mit 8 und Deutschland mit 5 GW. Insgesamt sind es nun 487 GW.