Windkraftanlagen auf See produzieren nicht nur Strom, sofern gerade der Wind weht, sie greifen auch in die Luftströmungen und damit in das Wettergeschehen ein. Eine neue Studie des Helmholtz-Zentrums Hereon zeigt, dass ein massiver Ausbau der Offshore-Windkraft Niederschläge vom Land aufs Meer verlagern könnte. In deutschen Küstenregionen könnten dadurch fünf bis acht Prozent weniger Regen fallen, in anderen Gebieten sogar noch deutlich weniger.
Windräder entziehen dem Wind Energie. Eigentlich eine Binsenweisheit, denn ohne diesen Energieentzug könnten die Anlagen keinen Strom produzieren. Doch wenn nicht nur einzelne Windräder, sondern gewaltige Industrieparks mit Tausenden Turbinen in Nord- und Ostsee stehen, bleibt dieser Eingriff in die Atmosphäre nicht ohne Folgen. Forscher des Helmholtz-Zentrums Hereon haben nun untersucht, was mit den Niederschlägen geschieht, wenn der Offshore-Ausbau in den kommenden Jahrzehnten massiv vorangetrieben wird. Das Ergebnis: Über den Windparks regnet es mehr, während in den dahinterliegenden Küstenregionen weniger Niederschlag ankommt.
Die Studie von Naveed Akhtar, Alberto Elizalde, Beate Geyer und Corinna Schrum wurde am 12. August unter dem Titel „Projected impacts of future offshore wind farms on coastal precipitation over the Northwest European shelf“ im Fachjournal Communications Earth & Environment veröffentlicht. Die Forscher ließen mit einem hochauflösenden regionalen Klimamodell verschiedene Ausbaustufen der Offshore-Windkraft durchrechnen. Dabei wurden die Windparks des Jahres 2023, die Planungen für 2030 sowie ein sehr weitreichendes Langfristszenario miteinander verglichen. Grundlage waren Wetterdaten der Jahre 2008 bis 2017, die jeweils mit und ohne Windkraftanlagen simuliert wurden.
Der Regen fällt schon über dem Meer
Der physikalische Effekt dahinter ist simpel. Die Rotoren entziehen der vorbeiströmenden Luft kinetische Energie und erzeugen Turbulenzen. In den stark bebauten Gebieten sinkt die Windgeschwindigkeit laut den Simulationen um bis zu zwei bis drei Meter pro Sekunde. Gleichzeitig verändert sich die vertikale Durchmischung der Luft. Feuchtigkeit wird stärker nach oben transportiert, kondensiert und fällt vermehrt bereits über den Windparkflächen als Regen nieder. Entsprechend weniger Feuchtigkeit wird anschließend weiter in Richtung Küste transportiert.
Bei den heutigen Windparks und auch beim angenommenen Ausbau für 2030 bleibt der Effekt laut den Forschern demnach noch vergleichsweise gering und weitgehend auf das Meer beschränkt. Anders sieht es beim massiven weiteren Ausbau aus. Über den Windparkflächen steigt der Niederschlag in den Simulationen um etwa zwölf bis 18 Prozent. Gleichzeitig sinkt er in angrenzenden Küstenregionen um fünf bis 15 Prozent. In Deutschland sind vor allem Schleswig-Holstein und Niedersachsen betroffen. Im nordwestlichen Schleswig-Holstein sowie entlang der niedersächsischen Küste errechnet das Modell im Jahresmittel rund fünf bis acht Prozent weniger Niederschlag. Ähnliche Werte ergeben sich für weite Teile der Niederlande und für die Westküste Großbritanniens. In Teilen Jütlands in Dänemark fällt der Rückgang mit mehr als 15 Prozent noch stärker aus. Noch deutlicher werden die Veränderungen bei den in Nordwesteuropa vorherrschenden Südwestwinden. Dann steigt der Niederschlag über den Offshore-Parks teilweise um neun bis 20 Prozent, während die Küsten dahinter trockener bleiben. Im Herbst und Winter errechnen die Forscher regional sogar Rückgänge von zehn bis 20 Prozent.
Aber der Einflussbereich der Windparks endet nicht hinter der letzten Turbine. Solche sogenannten Wake-Effekte können weit hinter den Anlagen fortbestehen. Bereits eine bei Nature Scientific Reports veröffentlichte Hereon-Studie aus dem Jahr 2021 mit dem Titel „Accelerating deployment of offshore wind energy alter wind climate and reduce future power generation potentials“ kam zu dem Ergebnis, dass Windgeschwindigkeitsdefizite bei vorherrschenden Südwestwinden noch 35 bis 40 Kilometer hinter großen Offshore-Parks nachweisbar sein können. Die Forscher stellten damals zudem fest, dass benachbarte Windparks einander den Wind wegnehmen und dadurch die Stromproduktion der jeweils dahinterliegenden Anlagen deutlich sinken kann.
Ausgerechnet die Klimamodelle berücksichtigen diesen Effekt nicht
Besonders interessant ist dabei ein Hinweis der Autoren auf die Klimamodelle des Weltklimarats. Die globalen Modelle des IPCC AR6 bilden die regionalen und lokalen Klimaeffekte großer Offshore-Windparks nicht ausdrücklich ab. Genau darauf weisen die Wissenschaftler selbst hin. Erst hochauflösende Regionalmodelle können solche Veränderungen der Luftströmungen und Niederschläge überhaupt entsprechend erfassen. Damit ergibt sich eine durchaus interessante Situation. Mit Klimamodellen werden politische Forderungen nach einem massiven Ausbau der Windkraft begründet, während der Ausbau selbst wiederum das Wetter und das regionale Klima verändert. Doch dieser Effekt wird in den großen IPCC-Modellen gar nicht berücksichtigt. Die neue Studie kommt sogar zu dem Schluss, dass Offshore-Windparks generell den Feuchtigkeitstransport vom Meer zum Land reduzieren können.
Doch die Wissenschaftler schränken ein, dass sie bewusst eine Obergrenze simuliert und sämtliche ausgewiesenen Entwicklungsflächen mit einer Leistungsdichte von acht Megawatt pro Quadratkilometer belegten, sowie nur ein einziges atmosphärisches Modell benutzten. Sie fordern dazu auf, weitere Untersuchungen mit anderen Modellen, Leistungsdichten und Ausbauflächen durchzuführen. Dennoch bleibt der Fakt bestehen, dass ein weiterer Ausbau von Offshore-Windkraftwerken einen enormen Einfluss auf das Wetter an Land haben wird.
Mehr noch sind deren Untersuchungen noch nicht einmal theoretischer Natur. Die ursprüngliche EU-Offshore-Strategie sah mindestens 60 Gigawatt Windkraftleistung auf See bis 2030 und 300 Gigawatt bis 2050 vor. Inzwischen summieren sich die von den Mitgliedstaaten vereinbarten regionalen Offshore-Ziele sogar auf 86 bis 89 Gigawatt im Jahr 2030 und 355 bis 366 Gigawatt im Jahr 2050. Die Nord- und Ostsee sollen also tatsächlich in einem bislang ungekannten Ausmaß mit Anlagen zugebaut werden.
Die Windkraft wird politisch gerne so behandelt, als handle es sich um eine nahezu folgenlose Energiequelle: Wind weht ohnehin, also müsse man ihn nur mit genügend Rotoren „ernten“. Doch Energie lässt sich nicht aus einer Luftströmung entnehmen, ohne diese Luftströmung zu verändern, was ich auch in meinem Buch „Der Windkraft-Wahn“ erklärt habe. Werden Tausende große Turbinen auf engem Raum errichtet, summieren sich diese Veränderungen – beim Wind, beim Wärmeaustausch, bei den Meeresströmungen und nun nachweislich auch bei den Niederschlägen.
Doch während man im allgemeinen Klimawahn stets nur auf die Kohle- und Gaskraftwerke zeigt, ignoriert man die negativen Auswirkungen von Wind- und Solarkraftwerken auf die sie umgebende Umwelt. Unangenehme Fakten spielen nämlich keine Rolle, wenn man die eigenen Narrative durchsetzen will. Doch wie will man den Leuten dann die Austrocknung ganzer Küstenlandschaften durch Offshore-Windparks als „Folge des Klimawandels“ verkaufen?
