Volllaststunden von Windkraft an Land erreichen Plateau

Die Volllaststunden von Windenergieanlagen an Land in Deutschland haben sich in den vergangenen zwei Jahrzehnten deutlich erhöht, erreichen inzwischen jedoch ein Plateau. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Deutschen Wind Guard im Auftrag des Landesverbands Erneuerbare Energien NRW. Den Verfassern zufolge dürfte sich dieser Trend auch in den kommenden Jahren fortsetzen, sofern sich die wirtschaftlichen und regulatorischen Anreize nicht ändern.

Der Studie zufolge stiegen die Volllaststunden neu errichteter Anlagen von durchschnittlich rund 1.450 Stunden im Inbetriebnahme-Jahrgang 2005 auf knapp 2.200 Stunden bei den Anlagen des Jahrgangs 2017. Seitdem sei jedoch eine leicht rückläufige Entwicklung zu beobachten. Für die Jahre bis 2035 erwarten die Autoren im Basisszenario weitgehend stabile Werte. Im Mittel aller Regionen werden künftig rund 2.130 Volllaststunden prognostiziert.

Als wesentlichen Grund nennen die Autoren die Entwicklung der Anlagentechnik. In den vergangenen Jahren seien insbesondere größere Rotoren und höhere Türme installiert worden. Der durchschnittliche Rotordurchmesser habe sich von etwa 70 Metern im Jahr 2005 auf rund 140 bis 150 Meter im Jahr 2024 verdoppelt. Gleichzeitig seien die Nennleistungen deutlich gestiegen. Ende 2024 seien bereits zahlreiche Anlagentypen der 7-MW-Klasse auf dem Markt verfügbar gewesen.

Gleichzeitig habe sich jedoch ein zentraler Treiber steigender Volllaststunden abgeschwächt. Laut den Verfassern sank die spezifische Flächenleistung − das Verhältnis von Nennleistung zur überstrichenen Fläche bei Rotordrehung − über viele Jahre deutlich. Während sie Anfang der 2000er Jahre noch bei etwa 400 bis 500 Watt pro Quadratmeter lag, habe sie sich inzwischen auf einem Niveau um 300 Watt pro Quadratmeter stabilisiert. Anhand der spezifischen Flächenleistung lässt sich damit bestimmen, ob eine Windanlage eher auf möglichst viele Betriebsstunden oder auf möglichst hohe Leistungsspitzen ausgelegt ist.

Die Wind Guard-Studie erklärt, dass bei höherer spezifischer Flächenleistung die Windgeschwindigkeit steigen muss, damit die Anlage ihre Nennleistung erreicht. Da Anlagen mit niedrigerer spezifischer Flächenleistung höhere Volllaststunden erreichen, habe diese Entwicklung maßgeblich zu den Steigerungen der Vergangenheit beigetragen. Weitere Absenkungen seien derzeit jedoch weder im Ausbau noch bei den bereits genehmigten Projekten erkennbar.

Große regionale Unterschiede

Auch regional zeigen sich Unterschiede. Der Studie zufolge liegen die Volllaststunden im Hohen Norden, also in Schleswig-Holstein, sowie im übrigen Norden über dem Bundesdurchschnitt. Die Regionen Mitte und Süden erreichen geringere Werte. Für den Zeitraum bis 2035 erwarten die Autoren im langzeit-, netz- und marktkorrigierten Szenario durchschnittlich rund 2.700 Volllaststunden im Hohen Norden, etwa 2.350 Stunden im Norden, rund 2.175 Stunden in der Mitte und etwa 2.090 Stunden im Süden.

Die Untersuchung betrachtet zudem den Einfluss von Netzengpässen und negativen Strompreisen. Netzbedingte Abregelungen hätten insbesondere in Schleswig-Holstein erhebliche Auswirkungen. Ohne diese Einschränkungen lägen die Volllaststunden dort im Mittel um rund 16 Prozent höher. Marktbedingte Abschaltungen infolge negativer Strompreise würden die Volllaststunden zusätzlich reduzieren und hätten seit 2019 an Bedeutung gewonnen.

Nach Einschätzung der Autoren wären höhere Volllaststunden grundsätzlich weiterhin erreichbar. In einem Szenario mit jährlich um zwei Prozent sinkender Flächenleistung bis 2035 würden die Volllaststunden gegenüber dem Basisszenario je nach Region um vier bis neun Prozent steigen. Allerdings würde dies zugleich die installierte Leistung und die erzielbaren Strommengen je Anlage verringern.

Auch die Bebauungsdichte von Windparks beeinflusst die Ergebnisse. Die Autoren verweisen darauf, dass größere Abstände zwischen den Anlagen die gegenseitige Abschattung verringern und damit die Volllaststunden erhöhen können. In einem Beispielprojekt lagen die Volllaststunden bei einer lockeren Anordnung der Anlagen rund zwölf Prozent über denen einer dichten Bebauung. Allerdings steigt damit auch der Flächenbedarf.

In ihrem Fazit kommen die Verfasser zu dem Schluss, dass weitere Steigerungen der Volllaststunden künftig nicht mehr automatisch mit dem technischen Fortschritt einhergehen werden. Sollten höhere Volllaststunden politisch oder systemisch gewünscht sein, wären nach ihrer Einschätzung neue wirtschaftliche Anreize erforderlich. Diese könnten insbesondere die Auswahl der Anlagentechnik sowie die Auslegung von Windparks beeinflussen.

Die Windguard-Studie steht auf der Internetseite des LEE zum Download zur Verfügung.