Welchen Einfluss hat der Klimawandel auf Winderträge?

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Die Windparkplanung muss sich künftig an veränderte Klimabedingungen anpassen.

Fraunhofer IWES und GERICS starten neues Forschungsprojekt zur Untersuchung der klimatischen Veränderungen des Windes und deren Einfluss auf die Windenergie-Standortbewertung.

Bei der Planung eines Windparks sind Ertragsgutachten wichtig, um die Windbedingungen am geplanten Standort abzuschätzen und unter Berücksichtigung verschiedener Aspekte die voraussichtlichen Energieerträge zu berechnen. Grundlage hierfür sind meist historische Winddaten sowie Messdaten, die im Planungsprozess in die Zukunft extrapoliert werden. Doch durch den fortschreitenden Klimawandel könnten historische Daten weniger aussagekräftig für die Zukunft sein. Im Projekt „KliWiSt“ untersucht das Fraunhofer IWES gemeinsam mit dem Climate Service Center Germany (GERICS), den Einfluss des Klimawandels auf die Windenergie-Standortbewertung in den kommenden Jahrzehnten. Zudem sollen konkrete Handlungsempfehlungen für die zukünftige Ermittlung von Ertragsgutachten für Windparks daraus abgeleitet werden. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Projekt bis 2024 mit insgesamt 1,16 Mio. Euro.

Die Vereinten Nationen haben mit dem Pariser Abkommen Klimaziele gesetzt, um die Treibhausgasemissionen so zu reduzieren, dass sich die Erde bis zum Ende des Jahrhunderts maximal auf deutlich unter zwei Grad gegenüber den vorindustriellen Werten erwärmt. Um diese Klimaziele zu erreichen, ist der Ausbau der Windenergienutzung in Europa und auch in Deutschland von zentraler Bedeutung. Die weltweite Durchschnittstemperatur ist bereits jetzt um etwa 1 °C angestiegen und wird weiter steigen. Dadurch verändern sich auch die großräumigen Windbedingungen. Bisherige Analysen von Klimaprojektionen legen den Fokus oft auf Temperatur und Niederschlag, weniger auf das Windpotenzial und beziehen sich zudem auf die zweite Hälfte des 21. Jahrhunderts.

Im Forschungsprojekt KliWiSt analysieren die Projektpartner klimatische Veränderungen des Windes in den kommenden 50 Jahren sowie deren mögliche Auswirkungen auf die Erträge von Windparks. Sie fokussieren sich hierbei auf eine Untersuchung der Veränderung von ertragsrelevanten Parametern durch den Klimawandel, die in der Standortbewertung und der Aktualisierung der Standortgüte im Betrieb für existierende und zukünftige Windenergieprojekte betrachtet werden. Der Hauptfokus wird dabei naturgemäß auf der Komponente des Windpotenzials liegen. Daneben sollen auch andere ertragsrelevante Aspekte, wie z.B. der klimawandel-bedingte Einfluss auf Flugbedingungen von Fledermäusen, Zugvögeln oder auch auf ein Vereisungsrisiko zusammengetragen und analysiert werden. Klimaprojektionen zeigen Veränderungen meteorologischer Parameter unter dem weiter voranschreitenden globalen Klimawandel. „Erneuerbare Energien sind sehr sensitiv gegenüber Veränderungen dieser Parameter, da sie vor allem von der Verfügbarkeit von Wind, Sonne und Niederschlag abhängig sind“, erläutert Dr. Thomas Remke vom Climate Service Center Germany (GERICS) – eine selbstständige wissenschaftliche Organisationseinheit des Helmholtz-Zentrum Hereon.

Aus den Ergebnissen werden neue Empfehlungen für die Berücksichtigung von Klimaunsicherheiten in der Windparkplanung abgeleitet. Mit den Klimaveränderungen ist es erforderlich, die bestehenden Berechnungsgrundlagen zu überprüfen. „Im Projekt KliWiSt wollen wir zentrale Fragestellungen für eine genauere Projektierung von Windparks untersuchen: Welche Schwankungen im Ertrag sind in Zukunft durch den Klimawandel in Deutschland zu erwarten? Sind diese Klimaschwankungen schon heute in den Standortgutachten genau genug berücksichtigt und wie sollten diese durch den Klimawandel bedingten Änderungen sinnvoll in Ertragsgutachten der Zukunft berücksichtigt werden?“, erklärt Projektkoordinator Dr. Martin Dörenkämper vom Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES. Das Projekt zum Einfluss des Klimawandels auf den Wind wird daher einen Beitrag dazu leisten, die Windparkplanung weiter zu optimieren und die Windparks von morgen durch die Berücksichtigung von bereits heute absehbaren Veränderungen durch den Klimawandel an diese Bedingungen anzupassen.

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Ansprechpersonen
 

Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

Projektkoordination, Dr. Martin Dörenkämper, Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Küpkersweg 70, 26129 Oldenburg
Telefon +49 (0)441 798 5014
E-Mail: martin.doerenkaemper@iwes.fraunhofer.de
www.iwes.fraunhofer.de

Climate Service Center Germany (GERICS)

Eine Einrichtung des Helmholtz-Zentrums Hereon
Projektleitung, Dr. Thomas Remke, Prof. Dr. Daniela Jacob
Fischertwiete 1, 20095 Hamburg
Telefon +49-40 226 338-418
E-Mail: thomas.remke@hereon.de, daniela.jacob@hereon.de

Fraunhofer IWES

Das Fraunhofer IWES sichert Investitionen in technologische Weiterentwicklungen durch Validierung ab, verkürzt Innovationszyklen, beschleunigt Zertifizierungsvorgänge und erhöht die Planungsgenauigkeit durch innovative Messmethoden im Bereich der Windenergie und Wasserstofftechnologie. Derzeit sind rund 250 Wissenschaftler/-innen und Angestellte sowie mehr als 100 Studierende an fünf Standorten beschäftigt: Bremerhaven, Hannover, Bremen, Hamburg und Oldenburg.

Climate Service Center Germany (GERICS)

Das Climate Service Center Germany (GERICS) wurde im Jahr 2009 von der Bundesregierung im Rahmen der „Hightech-Strategie zum Klimaschutz“ ins Leben gerufen und am Helmholtz-Zentrum Hereon eingerichtet. Seit Juni 2014 ist GERICS eine selbstständige wissenschaftliche Organisationseinheit des Helmholtz-Zentrum Hereon. Das interdisziplinäre Team am GERICS entwickelt wissenschaftlich fundiert.