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. So auch Photovoltaikanlagen. Besonders häufig wird der Begriff Repowering derzeit aber im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien und hier vor allem 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 eine Anlage aus der Pionierzeit der Windkraft mit einer heutigen Anlage, sind die Unterschiede – insbesondere, was die Effizienz der Anlagen angeht – beträchtlich.

Das hat vor allem mit der Größe der Anlagen zu tun: 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 2024 neu installierten Windkraftanlagen an Land lag in Deutschland bei einer Nabenhöhe von 143 Metern und einem Rotordurchmesser von 146 Metern. Nun kann aber ein alter Turm von 40 Metern Höhe, der zuvor rund 20 Meter lange Rotorblätter getragen hat, schlichtweg keine Blätter tragen, die 50 Meter oder länger sind.

Im Schnitt steigt jedoch 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?“. Der Grund, warum Windkraftanlagen immer größer werden, ist also der, dass moderne Anlagen wesentlich größer sind als alte und daher mehr Ökostrom produzieren können als ältere.

Das Repowering von Windparks lohnt sich demnach, weil neue Windkraftanlagen 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.

Der Bundesverband WindEnergie (BWE) gibt hierfür ein Beispiel: Während ein Windpark, der aus sechs älteren Windenergieanlagen (WEA) besteht, unter optimalen Bedingungen zwölf Megawatt Strom erzeugen kann, kann ein Windpark, der aus nur drei neuen WEA besteht, 18 Megawatt erzeugen:

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 gebaut werden, ist das beim standortverlagernden Repowering anders. Hier werden die Ersatzanlagen ohne einen engen räumlichen Bezug zum Standort der alten Anlagen errichtet.

Im Vergleich zum standortverlagernden Repowering bietet standorterhaltendes Repowering viele Vorteile. So kann zum Beispiel die bestehende Infrastruktur, etwa Umspannwerke, Kabeltrassen oder bestehende Zufahrtswege zum Windpark, weiterhin genutzt werden, was Kosten und Ressourcen spart. Der entscheidende Vorteil des standorterhaltenden Repowerings ist jedoch, dass keine neuen Genehmigungsverfahren erforderlich sind, da die zuvor genutzten Flächen bereits als Standorte für Windkraftanlagen ausgewiesen und genehmigt sind. Umfassende Umweltprüfungen oder langwierige Genehmigungsverfahren sind also nicht notwendig. Dadurch wird der Prozess deutlich beschleunigt und vereinfacht. Standorterhaltendes Repowering ist also nicht nur hinsichtlich der Stromertragssteigerung von Vorteil. Es beschleunigt zudem die Energiewende.

Weil beim standortverlagernden Repowering wiederum die im Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) festgelegten gesetzlichen Bestimmungen gelten, ist die Dauer der Genehmigungsverfahren hierbei hingegen identisch mit der bei Neuplanungen. Eine im Juli 2024 in Kraft getretene Novelle des BImSchG legte zwar das vereinfachte und schnellere Genehmigungsverfahren für den Bau von Windkraftanlagen fest - das Verfahren kann aber weiterhin bis zu zwei Jahre betragen. Standortverlagerndes Repowering sollte daher mit Blick auf die schnellstmögliche Erreichung der Ausbauziele nur dann erfolgen, wenn ein 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. Das schont die Natur und erhöht zugleich die Akzeptanz in der Bevölkerung.