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Energiewende für den Hausgebrauch Woran Mini-Windanlagen kranken

Unseriöse Anbieter, ungünstige Windverhältnisse und jede Menge Bürokratie behindern in Deutschland bisher den Durchbruch von Mini-Windmühlen für den Hausgebrauch.

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Die größten Anlagenbauer
NordexNach zwei verlustreichen Jahren und vielen Einsparungen lief es 2013 für Nordex wieder besser. Der Windturbinenbauer kehrte in die Gewinnzone zurück. In der Vergangenheit trennte sich Nordex unter anderem verlustreichen Produktionsstätten in den USA und China und konzentrierte sich ganz auf den Bau von Onshore-Anlagen. Mit der Strategie konnte das Unternehmen in Deutschland Marktanteile gewinnen. 2012 kam Nordex auf 3,5 Prozent, 2013 waren es im On- und Offshore-Bereich zusammen bereits sieben Prozent. Auch die Aussichten sind gut: Für 2014 rechnet der Vorstand mit neue Aufträge im Umfang von 1,6 Milliarden Euro. Quelle: dpa
Siemens WindenergiesparteSiemens ist Weltmarktführer bei Offshore-Windrädern und dominiert auch in Deutschland diesen Bereich. Hierzulande kommt das Unternehmen in dem Segment auf 52,1 Prozent Marktanteil. Im On- und Offshore-Bereichen zusammen hatte Siemens Wind Power 2013 einen Anteil von 9,8 Prozent und liegt damit auf Platz vier. Nach dem Verkauf der gefloppten Solarsparte will sich Siemens künftig noch mehr auf die Energie aus Wind und Wasser zu konzentrieren. Das Geschäft lief zuletzt insbesondere im Ausland gut. Im Dezember 2013 erhielt das Unternehmen mehrere Großaufträge in den USA. In Deutschland gibt es aber auch Probleme: Bei der Anbindung von vier Offshore-Windparks in der Nordsee liegt Siemens dem Zeitplan um mehr als ein Jahr hinterher. Die Verzögerungen sollen Siemens bereits mehr als 600 Millionen Euro gekostet haben. Quelle: dpa
SenvionDas Hamburger Unternehmen Senvion ( ehemals Repower) ist eine Tochter des indischen Windkraftkonzerns Suzlon. Wie Nordex ist es auch dem Hamburger Unternehmen gelungen, Marktanteile zu gewinnen. 2013 installierte Senvion Anlagen mit rund 484 Megawatt und nun einen Markanteil von insgesamt 13,5 Prozent. Im Onshore-Bereich sind es sogar 16,2 Prozent. Das sind drei Prozent mehr als im Jahr zuvor. In Deutschland hat das Unternehmen nach eigenen Angaben nun eine Gesamtleistung von 2,8 Gigawatt installiert. Im März 2014 hat Senvion die Schwelle von 10 Gigawatt weltweit installierter Leistung überschritten. In der Vergangenheit hatte das Unternehmen allerdings auch mit deutlichen Umsatzrückgängen zu kämpfen. Quelle: dpa
VestasDer weltgrößte Windturbinenhersteller Vestas hatte in Deutschland 2013 einen Marktanteil von 16,7 Prozent (Onshore 20 Prozent). Damit hat der Anlagenbauer zwar rund sechs Prozent an die kleineren Mitbewerber verloren, liegt aber weiterhin klar auf Platz zwei. Allein 2013 stellte das dänische Unternehmen Anlagen mit einer Leistung von 598,9 Megawatt in Deutschland auf. Wirtschaftlich ist Vestas offenbar auf einem guten Weg: Nach massiven Sparmaßnahmen in den Vorjahren hat das Unternehmen im letzten Quartal 2013 erstmals seit Mitte 2011 wieder einen Gewinn erwirtschaftet. Der Jahresverlust lag bei 82 Millionen Euro, nach 963 Millionen Euro 2012. Quelle: ZB
EnerconDas vom Windpionier Aloys Wobben gegründete Unternehmen ist unangefochtener Marktführer in Deutschland bei Anlagen auf dem Festland (49,6 Prozent Marktanteil). Onshore-Anlagen mit einer Leistung von 1.484,6 Megawatt hat Enercon allein 2013 aufgestellt. Auf dem Gesamtmarkt musste der Windanlagenbauer allerdings Verluste hinnehmen. Lag der Markanteil 2012 bei 54,3 Prozent, betrug er zuletzt noch bei 41,4 Prozent. Weltweit hat das Unternehmen mittlerweile mehr als 20.000 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von mehr als 28 Gigawatt installiert. Laut den Wirtschaftsforscher von Globaldata liegt Enercon im globalen Vergleich damit auf Platz. Geschlagen werden die Ostfriesen von der dänische Konkurrenz Vestas. Quelle: dpa

Die Initialzündung für die Firmengründung gaben die Großeltern. Sie baten ihren Enkel Jan Dabrowski, ihr Einfamilienhäuschen in Sachen Energiesparen auf Vordermann zu bringen. Zusätzlich wollten sie eine Solaranlage auf dem Dach. Blieb die Frage, wie sich künftig auch in sonnenarmen Zeiten Strom erzeugen ließe. Dabrowskis Idee: Ein kleines Windrad könnte das ganze Jahr über einen relativ stabilen Mix aus Wind- und Sonnenstrom erzeugen. Der Rotor springt ein, wenn die Solaranlage schwächelt: abends, nachts, in den Morgenstunden oder den Wintermonaten.

Zumindest in der Theorie – doch mit den verfügbaren Windmühlen war der 32-jährige Ingenieur Dabrowski unzufrieden: Zu niedrig erschien ihm die Energieausbeute, zu wartungsanfällig die Maschinen. Deshalb entwarf er ein eigenes Windrad und gründete zusammen mit dem Diplom-Kaufmann Martin Riedel Mitte 2011 das Unternehmen Enbreeze.

Weltweite Kleinwindleistung Quelle: WWEA

Kleinwindanlagen für den Hausgebrauch – das ist die Idee, die hinter dem Kölner Start-up steht. Damit folgen die Gründer einem Trend, der immer attraktiver wird, je höher die Stromkosten steigen: dezentrale Stromerzeugung. Die Jungunternehmer setzen auf die Energiewende von unten, also die Unabhängigkeit von großen Versorgern etwa durch Solarmodule oder Kleinwindanlagen. Doch obwohl nach Prognosen des Weltverbandes WWEA die installierte Kleinwindleistung von heute knapp 200 Megawatt auf deutlich mehr als 1000 Megawatt bis 2020 steigen wird (siehe Grafik), tun sich die Minimühlen in Deutschland schwer mit dem Durchbruch. Die Grenze zwischen Groß- und Kleinwindanlage wird üblicherweise bei 100 Kilowatt Leistung gezogen.

Zum einen sorgen eine geringe Einspeisevergütung und eine uneinheitliche Gesetzeslage bei den Genehmigungen der Anlagen, die von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich sind, für Hemmnisse. Zum anderen schaden schwarze Schafe dem Ruf der Branche: „Wenn der prognostizierte Jahresertrag einer Turbine, die irgendwo im Binnenland auf einem Hausdach aufgestellt werden soll, auf Windgeschwindigkeiten basiert, die nicht mal auf Helgoland herrschen, ist das hochgradig unseriös“, schimpfen Fachleute wie der Bochumer Kleinwindexperte Patrick Jüttemann über unseriöse Anbieter. Das hält viele Hausbesitzer davon ab, sich eine Mühle aufs Dach oder in den Vorgarten setzen zu lassen.

Unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten

Lenkdrachen soll Energie gewinnen
Sie sehen aus wie übliche Lenkdrachen, doch sollen sie zukünftig der Gewinnung von Windenergie dienen. Die Technische Universität Delft in den Niederlanden, deren Drache hier zu sehen ist, forscht seit Jahren im Kite Power Projekt an dieser Technologie und hat schon mehrere Prototypen getestet. 2015 könnten laut der Brandenburger Firma Enerkite die fliegenden Kraftwerke auch in Deutschland für Energie sorgen. Die Drachen fliegen dafür in 300 bis 600 Metern Höhe und zapfen dort die konstanten Windströme für die Stromgewinnung ab. Über ein Seil ist der Drache mit einer mobilen Bodenstation gekoppelt. Die Flugsteuerung sowie der Generator laufen per Autopilot. Im Gegensatz zu großen Windanlagen sind die „Energiedrachen“ flexibel einsetzbar, leise und auch noch günstiger. Quelle: Twitter
Die USA setzt ebenfalls auf Fluggeräte zur Energiegewinnung, doch diese ähneln eher einem Flugzeug. Windturbinen aus Glasfasern und Karbon machen dabei die Stromgewinnung in der Luft möglich. Die Forschung des kalifornischen Unternehmens Makani Power an der Airborne Wind Turbine wird unter anderem von Google bezuschusst. Die Turbine, die bis zu 600 Meter hoch fliegt, wird von einem Hauptseil gehalten, während die Luftenergie über ein anderes Seil zum Boden gelangt. Dabei fliegt die Windturbine kreisförmig und quer zum Wind, wodurch sie sehr hohe Geschwindigkeiten erreicht. Der Prototyp kann sogar teilweise selbstständig den Flugmodus wechseln. Das Unternehmen plant die Windturbinen auch auf der See einzusetzen. Quelle: Twitter
Zumindest auf den Plänen der Konstrukteure bringen diese Windgeneratoren mehr Leistung als konventionelle Windmühlen. Der vertikale "Aerogenerator" wird auf hoher See installiert. Die Stromausbeute liegt bei 10 Megawatt, rund drei Megawatt mehr als die bisher größte Windanlage produziert. Die Spannweite kann nach Angaben des britischen Herstellers Windpower bis zu 230 Meter betragen. Dagegen sehen die bisher üblichen Windmühlen eher schlapp aus - die neuesten Anlagen der konventionellen Bauart sollen nämlich einen Rotorendurchmesser von "nur" 180 Meter haben. Texte: Miguel Zamorano Recherche: Andreas Menn Quelle: PR
Schaut wie eine Steinschleuder aus, ist aber ein Lenkdrache. Die Idee: der Kite-Segel der italienischen Firma Kite Gen ist an einem bewegbaren Arm an zwei Seilen befestig und wird dann auf eine Höhe von 800 bis 1000 Metern gebracht. Dort dreht der Winddrachen konstante Achten und treibt so die Turbine an. Der Vorteil: in mehr als 1000 Meter Höhe bläst der Wind konstanter als in Bodennähe. Bei einer Windgeschwindigkeit von 25 km/h läge die Energieausbeute laut Hersteller bei drei Megawatt. 300 Drachen brächten so die Leistung eines Atomkraftwerks - und da der Wind in der Höhe nahezu durchgehend bläst, gäbe es keine großen Ausfallzeiten. Der Haken: Flugzeuge müssten das Gebiet umfliegen. Das scheint bei der hohen Verkehrsdichte am europäischen Himmel und der Größe der Lenkdrachen-Parks nicht praktikabel. Das Modell ist derzeit noch in der Erprobungsphase. Quelle: PR
Bläst der Wind, dreht sich der Ballon um die eigene Sache und treibt den Rotor an Quelle: PR
Die Windhelix eignet sich für große Eigenheime Quelle: PR
Diese Modell soll sich unauffällig in die Landschaft fügen- Quelle: PR

Ihr Heil suchen viele der gut 30 deutschen Kleinmühlenhersteller daher bislang vornehmlich im Export. Was die Zahl der Hersteller angeht, liegen die Deutschen dabei hinter Produzenten aus den USA und China weltweit auf Platz drei. Für sie spielt die Musik in Ländern wie Kanada, Dänemark, China, den USA, den Niederlanden oder Großbritannien.

Die Briten installierten 2012 im Segment bis 100 Kilowatt mehr als 3700 Windgeneratoren, so der britische Branchenverband für erneuerbare Energien. Insgesamt drehen sich auf der Insel bereits weit mehr als 20.000 Mühlen mit einer Leistung von zusammen 43 Megawatt. Das Umsatzvolumen für den Bau der kleinen Anlagen dort schätzen Experten auf rund 100 Millionen Euro. Den Weltmarkt beziffern sie mit knapp einer halben Milliarde Euro.

In Deutschland gibt es dagegen noch nicht einmal Angaben über die Zahl der aufgestellten Kleinrotoren. Nach Branchenschätzungen sind bundesweit nur rund 10.000 Minimühlen installiert.

Zu den erfolgreichen Exporteuren gehört zum Beispiel Braun Windturbinen aus Nauroth im Westerwald, das nach eigenen Angaben führende deutsche Unternehmen für Kleinwindanlagen mit zehn Mitarbeitern. Von den jährlich produzierten 160 Mühlen bleibt nur jede dritte im Land.

Auf exotische Einsatzorte hat sich Superwind aus Brühl bei Köln spezialisiert. Die kleinen Generatoren mit gerade mal 1,20 Meter Rotordurchmesser kommen beispielsweise bei der US-Küstenwache für die Stromversorgung von Leuchtfeuern oder auf Forschungsstationen in der Antarktis zum Einsatz. 70 Prozent der Jahresproduktion werden exportiert. Und auch Aircon aus Leer verkauft fast ausschließlich ins Ausland. Zuletzt sogar sich selbst: Im Juni 2012 wurden die Ostfriesen vom niederländischen Agrartechnikkonzern und Melkroboterhersteller Lely geschluckt.

Dabei sind die Einsatzmöglichkeiten kleiner Mühlen nahezu unbegrenzt. Ohne Anschluss an ein öffentliches Stromnetz können sie Bestandteil jeder autarken Insellösung sein: auf Yachten, Tankern oder Berghütten, neben abgelegenen Ferienhäusern, Strandcafés oder Forschungsstationen. Im Schwarzwald werden beispielsweise Hybridsysteme aus Solarmodulen und Windturbinen gebaut, um Mobilfunkmasten mit Strom zu versorgen.

Auch Greenpeace setzt auf die Kombination Sonne und Wind: Auf dem Dach ihres Ende September frisch bezogenen Hauptquartiers in der Hamburger Hafencity ließen die Umweltschützer neben einer Solaranlage auch drei Windmühlen des Wiener Herstellers Cleanvertec mit einer Leistung von jeweils 12,5 Kilowatt montieren. Doch obwohl Fotovoltaik und Kleinwindkraft aufgrund ihrer komplementären Stromerzeugung gut zusammenpassen, gibt es hierzulande bisher nur wenige Projekte. Der Grund, da sind sich Experten einig, ist vor allem den Problemen bei den Herstellern der Kleinwindanlagen geschuldet. Im Klartext: Am Markt tummelt sich viel Schrott.

Kunden fürchten ungünstige Windverhältnisse

Wo die Energiewende besser funktioniert
Im internationalen Vergleich gibt es kaum ein zweites Land, das sich derart ambitionierte Ziele zur Umstellung seines Energiesystems gesteckt hat wie Deutschland. Daher existiert auch kein Gesamtkonzept, das als Blaupause für die deutsche Energiewende dienen könnte. Dennoch kann Deutschland von anderen Ländern lernen. Eine Studie von McKinsey im Auftrag von Siemens stellt Beispiele aus verschiedenen Ländern vor und zeigt, was davon in welchem Umfang auch in Deutschland erfolgreich umgesetzt werden könnte. Die Fallbeispiele beziehen sich auf die wesentlichen Elemente der deutschen Energiewende entlang der Energiewertschöpfungskette: Stromerzeugung, Verteilung oder Balancierung von Angebot und Nachfrage sowie Steigerung der Energieeffizienz. Quelle: dpa
Dänemark, Niederlande, Brasilien - Versteigerung von WindparksDer Ausbau von Solar und Windkraft wird die Regierung bis 2020 rund 30 Milliarden Euro kosten. Eine Möglichkeit, den Kostenanstieg zu drosseln, wäre eine Anpassung der Förderung, zum Beispiel durch Auktionierung von Windparkprojekten – wie in Brasilien, Dänemark oder den Niederlanden praktiziert. So kann erreicht werden, dass Windparks an windreichen Standorten mit einer geringeren Vergütung auskommen. Würden in Deutschland die infrage kommenden Windparkprojekte in Zukunft versteigert, könnten allein im Jahr 2020 rund 0,7 Milliarden Euro an Förderkosten eingespart werden. Quelle: dpa
China – bessere Nutzung von AbwärmeAbwärme lässt sich bei Temperaturen ab circa 300 Grad Celsius zur Stromerzeugung nutzen. In Deutschland gibt es unter anderem in der Zement- und Glasindustrie weitere Potenziale, die andere Länder beziehungsweise Pilotanlagen in Deutschland bereits nutzen: So wurden in China in den  vergangenen zehn Jahren knapp 30 Zementwerke mit entsprechenden Anlagen ausgestattet oder werden aktuell umgerüstet. Durch Nachrüsten der in Deutschland infrage kommenden Werke könnten hier im Jahr 2020 etwa 2 TWh Strom erzeugt und so eine Megatonne CO2 eingespart werden. Die Investitionen würden sich bereits nach rund drei Jahren amortisieren, so die Autoren der Studie. Quelle: REUTERS
Shanghai – bessere TransformatorenJetzt wird es technisch, aber im Grunde simpel. Transformatoren sind  für die Stromversorgung unverzichtbar, da elektrische Energie nur mittels Hochspannungsleitungen über weite Entfernungen wirtschaftlich sinnvoll transportiert werden kann; der Betrieb von Elektrogeräten ist aber nur mit Nieder- und Kleinspannung praktikabel und sicher. Transformatoren haben einen magnetischen Kern, meist Eisen, man kann aber auch so genannte amorphe Metalle verwenden. Sie haben bessere magnetische Eigenschaften und senken Übertragungsverluste im Netz.  In Shanghai konnten die Leerlaufverluste der ausgetauschten Transformatoren um 80 % reduziert werden konnten. Allein die Ausstattung der in Deutschland bis 2020 neu zu installierenden Transformatoren mit amorphen Kernen könnte die Übertragungsverluste im Stromnetz im Jahr 2020 um 0,2 TWh reduzieren. Dies entspricht der Stromproduktion von circa 65.000 Aufdach-Solaranlagen. Durch die Einsparungen  würden sich die erforderlichen Investitionen nach circa elf Jahren amortisieren. Quelle: dpa
Schweden – mehr WärmepumpenEine Wärmepumpe entzieht zum Beispiel dem Boden oder der Luft unter Aufwendung mechanischer oder elektrischer Energie thermische Energie und stellt diese zur Raumheizung zur Verfügung. Momentan sind in Schweden bei 9,5 Mio. Einwohnern 1 Mio. Wärmepumpen installiert, gegenüber circa  0,5 Mio. Wärmepumpen in Deutschland bei rund 81 Millionen Einwohnern. Der Ausbau zusätzlicher 0,7 Millionen Wärmepumpen in Deutschland bis 2020 würde zu einer Senkung des Primärenergiebedarfs um 18 PJ und zu einer Senkung der CO2-Emissionen um 0,6 Mt für das Jahr 2020 führen. Foto: "Tourismusverband Westschweden Quelle: Blumenbüro Holland/dpa/gms
USA – Stromnachfrage besser steuernDie Stromerzeugung aus Wind und Sonne schwankt wetterabhängig sehr stark. Das belastet das Netz. Die Schwankungen lassen sich durch eine flexiblere Stromnachfrage ausgleichen. Im Nordosten der USA hat man dazu einen Markt für temporäre Nachfragereduzierung geschaffen. Zu Spitzenzeiten reduzieren Stromkunden ihren Verbrauch freiwillig und erhalten hierfür eine Vergütung. Bei diesem Fallbeispiel wurde die Spitzenlast in einem Markt, der größer als der deutsche ist, um circa 8 % reduziert. Würde Deutschland in ähnlicher Weise allein seine industrielle Nachfrage flexibilisieren, könnten 2020 etwa 0,5 Milliarden Euro eingespart werden. Das entspricht den jährlichen Betriebskosten von zwei großen Kohlekraftwerken. Quelle: AP
Los Angeles – LED-StraßenbeleuchtungInternational hat eine Reihe von Städten den Austausch der klassisch verwendeten Natrium-Hochdrucklampen durch LED s vorangetrieben. In den USA installierte zum Beispiel Los Angeles von 2009 bis 2013 in 146.000 Ampeln und Straßenleuchten mit LED. Mit Investitionen von rund 45 Millionen Euro konnte eine Reduzierung des Stromverbrauchs von rund 60 % erreicht werden. Quelle: Presse

„Viele dieser windigen Hersteller verlangen Vorkasse und verschwinden schnell wieder vom Markt“, klagt Dietmar Braun, Technischer Leiter beim Westerwälder Mühlenbauer Braun Windturbinen, über die schwarzen Schafe. „Durch das schlechte Image verlieren auch wir Aufträge.“ Das Familienunternehmen entwickelt seit mehr als 20 Jahren Kleinwindkraftanlagen bis 10 Kilowatt und zählt zu den führenden europäischen Herstellern.

Die Branche stehe noch am Anfang, konstatiert Experte Jüttemann: „Natürlich läuft da noch einiges schief.“ Der Geograf, ehemaliger Projektmanager des Wissenschaftsparks in Gelsenkirchen und bei der EnergieAgentur NRW, ist einer der wenigen Fachleute für Kleinwindanlagen in Deutschland und betreibt das Web-Portal www.klein-windkraftanlagen.com.

Ein weiteres Problem: Zwar gibt es in Deutschland zahlreiche Anbieter, doch keine eigenen Zertifizierungen für kleine Mühlen wie in Großbritannien oder den USA. Und auch diese Zertifizierungen sind teuer und aufwendig. „Kosten von rund 100.000 Euro sind für ein kleines Unternehmen nicht tragbar“, sagt Superwind-Chef Klaus Krieger. Eine Zertifizierung dürfe pro Anlage nicht mehr als 20.000 Euro kosten.

Energie



Die Zurückhaltung der Kunden in Deutschland liegt auch an den ungünstigen Windverhältnissen in vielen Gegenden. Für den wirtschaftlichen Betrieb einer Kleinanlage braucht es laut Paul Kühn, Leiter Standortbewertung beim Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Kassel, mittlere Windgeschwindigkeiten von 5,5, besser noch 6,0 Metern pro Sekunde. Und die gebe es hierzulande meist nur an den Küsten, allenfalls noch in einigen Lagen der Mittelgebirge. Dennoch, registriert auch IWES-Forscher Kühn, steigt das Interesse an den Minimühlen, vor allem bei Landwirten und Gewerbetreibenden. Diese Klientel haben auch die Enbreeze-Gründer im Blick, deren Turbinen zwischen 40.000 und 50.000 Euro kosten.

Riedel und Dabrowski lassen sich daher auch nicht vom Essener Stromriesen RWE abschrecken, der sich aus der Miniwindbranche zurückgezogen hat. Die RWE-Tochter Innogy, spezialisiert auf Stromerzeugung aus Wind, Solar oder Wasser, hat Ende September ihre Beteiligung am britischen Kleinwindunternehmen Quiet Revolution nach fünf Jahren wieder verkauft. Den Bereich Kleinwind werde RWE Innogy nicht weiter ausbauen, heißt es aus Essen.

Mit Abris Lelbach haben die Enbreeze-Gründer einen neuen Geldgeber gefunden, der sich mit seiner Industrieholding an Enbreeze beteiligt. Der ehemalige Berater der Treuhandanstalt kaufte 1998 die Elektrotechnikfirma Elpro in Ostberlin, die unter anderem Bahnstrecken mit Strom versorgt. Im Februar soll dann eine Zehn-Kilowatt-Turbine in die Pilotphase gehen. Mit der Mühle, so Riedel, ließen sich im Jahr mindestens 20.000 Kilowattstunden Strom erzeugen. Ein Vier-Personen-Haushalt verbraucht im Schnitt 5000 Kilowattstunden. Im August 2014 wollen Riedel und Dabrowski mit der Serienproduktion beginnen. Riedel: „50 Mühlen sollten es 2014 schon sein.“

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