Wie Repowering die Energiewende beschleunigt

Ob in der Automobil-, der Maschinenbau- oder der Elektroindustrie: Technische Innovationen sowie verbesserte oder neuartige Herstellungsmethoden führen regelmäßig dazu, dass Produktionsanlagen modernisiert oder durch neuere ersetzt werden. Die Anlagenverbesserung dient dabei zumeist der Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Maschinen oder der Steigerung ihrer Betriebs- und Funktionssicherheit. Im Energiesektor ist es nicht anders: Auch Anlagen zur Stromgewinnung werden, wann immer dies möglich ist, mit der neuesten Technik ausgestattet beziehungsweise erneuert – zumeist, um ihren Wirkungsgrad, also ihre Effizienz, zu erhöhen.

Für das Ersetzen alter Kraftwerksteile zur Stromerzeugung durch neue Anlagenteile gibt es sogar einen eigenen Fachbegriff: Man bezeichnet dies als Repowering, zu Deutsch „Kraftwerkserneuerung“. Grundsätzlich können alle Arten von Kraftwerken repowert werden. Besonders häufig wird der Begriff Repowering derzeit aber im Zusammenhang mit Windkraftanlagen genannt – wobei ältere Windkraftanlagen in aller Regel nicht modernisiert, sondern durch neue ersetzt werden.

Der Grund dafür, dass Repowering von Windkraftanlagen fast ausnahmslos für den kompletten Austausch von alten gegen neue Anlagen steht, ist schnell erklärt: Vergleicht man die durchschnittliche Größe einer Anlage aus der Pionierzeit der Windkraft mit der Größe heutiger Anlagen, sind die Unterschiede beträchtlich. Hatten Windkraftanlagen in den 1980er- und frühen 1990er-Jahren noch einen durchschnittlichen Rotordurchmesser von um die 30 Meter und maßen bis zur Rotornabe im Schnitt nur bis zu 40 Meter, so haben moderne Anlagen heute einen Rotordurchmesser von bis zu 220 Metern und messen bis zur Rotornabe bereits bis zu 150 Meter. Die durchschnittliche Anlagenkonfiguration von im Jahr 2023 neu installierten Windkraftanlagen an Land lag in Deutschland bei einer Nabenhöhe von 136 Metern und einem Rotordurchmesser von 141 Metern. Nun kann aber ein alter Turm von 40 Metern Höhe, der zuvor rund 20 Meter lange Rotorblätter getragen hat, schlicht keine Blätter tragen, die 50 Meter oder länger sind.

Der Grund, warum Windkraftanlagen immer größer werden, ist, dass moderne Anlagen wesentlich mehr Ökostrom produzieren können als ältere. Im Schnitt steigt der Stromertrag mit jedem Meter, den ein Windrad höher gebaut wird, um ein Prozent. Auch die Länge der Rotorblätter hat Einfluss auf den möglichen Stromertrag. Bei einer Verdoppelung ihrer Länge steigt der Stromertrag sogar um das Vierfache. Nähere Erläuterungen hierzu gibt es in unserem Artikel „Wie funktioniert eine Windkraftanlage?“.

Das Repowering von Windparks lohnt sich also, weil neue Windkraftanlagen wie oben geschildert deutlich leistungsstärker und effizienter sind als ältere. Beim Repowering älterer Anlagen werden diese meist durch eine geringere Zahl an neuen Anlagen ersetzt. Und trotzdem kann auf der gleichen Fläche mit weniger Anlagen insgesamt mehr Strom „geerntet“ werden als zuvor.

Repowering ist jedoch nicht nur hinsichtlich der Stromertragssteigerung von Vorteil. Es beschleunigt zudem die Energiewende. Denn anders als bei einem neuen, bislang nicht für Windkraftanlagen genutzten Standort müssen potenzielle Betreiber bei bereits vorhandenen Standorten kein langes Planungs- und Genehmigungsverfahren gemäß des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) durchlaufen, bis klar ist, ob ihnen der Bau von Windkraftanlagen dort erlaubt wird. Vorhandene Standorte genießen nämlich Bestandsschutz.

Während beim standorterhaltenden Repowering die neuen Windenergieanlagen nach dem Rückbau der alten Anlagen auf den ursprünglichen Standortflächen oder im Abstand von maximal dem dreifachen Rotordurchmesser erfolgt, ist das beim standortverlagernden Repowering anders. Hier werden die Ersatzanlagen ohne einen engen räumlichen Bezug zum Standort der alten Anlagen errichtet. Weil beim standortverlagernden Repowering die im BImSchG festgelegten gesetzlichen Bestimmungen gelten, ist die Dauer der Genehmigungsverfahren identisch mit dem bei Neuplanungen. Da diese mehrere Jahre betragen kann, sollte es mit Blick auf die schnellstmögliche Erreichung der Ausbauziele nur dann erfolgen, wenn eine standorterhaltendes Repowering nicht möglich ist.

Auch die Umwelt profitiert vom Repowering: Weil mit zunehmendem Rotordurchmesser die maximale Drehzahl sinkt, laufen neue Windkraftanlagen wesentlich ruhiger. Zudem sind sie dank besserer Flügel-Aerodynamik und -Geometrie leiser. Dazu kommt, dass beim Repowering neue und strengere Auflagen und Gesetze wie etwa die 2017 erlassene „Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm“ (TA Lärm) einzuhalten sind. Dass beim standorterhaltenden Repowering außerdem bereits vorhandene Infrastruktur genutzt werden kann, zum Beispiel Umspannwerke, Kabeltrassen oder bestehende Zufahrtswege zum Windpark, ist ebenfalls umweltfreundlich. Darüber hinaus können inzwischen bis zu 90 Prozent einer Windenergieanlage recycelt werden – folglich ist auch die Entsorgung der alten Anlagen umweltverträglich.

Um den Ausbau der Erneuerbaren zügig voranzutreiben, ist Repowering ein ressourcenschonender Ansatz, damit an bereits etablierten Windstandorten noch mehr Ökostrom produziert werden kann als zuvor.