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Repowering

Doppelte Leistung, dreifacher Ertrag

Nach fast 20 Jahren sind die ersten Generationen von Windenergieanlagen nicht mehr zeitgemäß. Der Austausch dieser Anlagen durch Repowering hat großes Potenzial.

repower
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Der Bundesverband Windenergie (BWE) hat ermittelt, dass im Jahr 2012 in Deutschland 9359 Anlagen das Alter von mindestens zwölf Jahren erreicht haben werden. Diese befinden sich vor allem an den windreichen norddeutschen Küstenstandorten und stehen für eine Gesamt­leistung von 6104 Megawatt (MW). Könnte man diese durch neue Anlagen ersetzen, wäre dies ein bedeutendes Potenzial für den weiteren Ausbau der Windenergienutzung. BWE-Präsident Hermann Albers betont: „Repowering bietet unglaubliches Potenzial zur Steigerung der Energieerträge und für die Akzeptanz der Windenergie.“

Zahlreiche Gründe sprechen für das Repowering: Indem an einem Standort viele kleine Anlagen durch wenige große Anlagen ersetzt werden, wird die Auswirkung auf das Landschaftsbild reduziert. Mit dazu bei trägt die langsamere Drehzahl bei größerem Rotordurchmesser. Für den Betreiber bedeuten modernere Anlagen deutlich mehr Windstrom auf gleicher Fläche. Sie arbeiten effizienter und erzeugen weniger Kosten, wodurch sich die Erzeugungskosten für den Windstrom deutlich reduzieren. Auch für den Netzbetreiber sind die Neuanlagen attraktiv, denn sie besitzen ein Anschlussverhalten ähnlich konventioneller Kraftwerke und lassen sich somit deutlich besser in das Stromnetz integrieren als Altanlagen. Für die Kommunen und den Naturschutz bietet sich die Möglichkeit, Gewerbesteuereinnahmen zu erhöhen und Planungsfehler aus der Vergangenheit zu korrigieren. Schließlich verspricht sich die Windenergiebranche vom Repowering eine Neubelebung des Inlandsmarktes und neue Referenzprojekte für Exportaktivitäten.

Potenzial für Repowering


„In Zukunft wird es zunehmend Repoweringprojekte in Deutschland geben“, sagt Bernd Neddermann von der Abteilung Research amp; Studies des Deutschen Windenergie-Institutes (DEWI) in Wilhelmshaven. Repowering sei in der Regel nach mindestens zehn Jahren Anlagenbetrieb sinnvoll, so der Experte. Beim Ersatz von Anlagen mit 500 bis 1000 Kilowatt (kW) Leistung sei ein besonders deutlicher Effekt zu erwarten. In aller Regel werden sie durch Anlagen zwischen 2 und 3 MW Leistung ausgetauscht. Großes Potenzial besteht in den Bundesländern Schleswig-Holstein, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen und Mecklenburg-Vorpommern. In den kommenden Jahren wird der Zubau von Erstanlagen in Deutschland immer weiter abnehmen und bis 2020 zunehmend an Bedeutung verlieren. Stattdessen erwartet die Branche in den kommenden Jahren den Anstieg des Onshore-Repowering, das zusammen mit den Offshore-Aktivitäten die klassischen Zubaumaßnahmen kompensieren werde. Die Weiterentwicklung der Anlagentechnik ermöglicht es, deutlich höhere Erträge aus der gleichen Fläche herauszuholen: Während Anlagen der 600-kW-Klasse bei 50 m Nabenhöhe Jahreserträge von etwas mehr als eine Millionen Kilowattstunden (kWh) ermöglichen, bieten heutige 2-MW-Anlagen mit 95 bis 98 m Nabenhöhe den vier- bis sechsfachen Ertrag.

Bisherige Aktivitäten


Repowering steht in der Windenergie­branche schon etliche Jahre auf der Agenda, allerdings wurden erst vergleichsweise wenige Projekte realisiert. Bernd Neddermann hat bis Ende 2009 insgesamt 604 Altanlagen mit 233 MW Leistung gezählt, die im Rahmen eines Repowering abgebaut und durch 335 moderne Anlagen mit 666 MW ersetzt wurden. Auf diese Weise konnte die durchschnittliche Anlagenleis­tung von 0,39 auf 1,99 MW gesteigert werden. Seit dem Jahr 2003 wird in Deutschland vermehrt repowert. Die aktivsten Gebiete waren hierbei Schleswig-Holstein mit Nordfriesland, dann die Re­gion Ostholstein und der Kreis Aurich in Niedersachsen. Mit die bedeutendsten Projekte befanden sich im Friedrich-Wilhelm-Lübke-Koog, in Galmsbüll und auf Fehmarn (Ostholstein).

„Die Datenlage ist nach meiner Erfahrung etwas schwierig beim Repowering“, sagt Neddermann. Abgebaute Anlagen würden zum Teil nicht gemeldet, was die Statistiken verfälschen könnte. Allerdings seien seine Daten relativ belastbar denn: „Da es ja bislang erst wenige Projekte waren, bleiben die Fehler überschaubar.“ Bei der 2. BWE-Jahrestagung zum Thema „Erfolgreiches Repowering“ am 5. und 6. Mai 2010 in der Handwerkskammer Hamburg stellte Neddermann seine Ergebnisse vor rund 120 Fachteilnehmern der Öffentlichkeit vor. Der DEWI-Forscher wertet die Besucherzahl als Zeichen des großen Interesses für das Thema Repowering in der bundesdeutschen Windbranche.

Sicht der Hersteller


Unter den Herstellern von Windenergieanlagen wird die zukünftige Bedeutung des Repowering allgemein hoch eingeschätzt. Die derzeitige Bedeutung stellt sich noch unterschiedlich dar: „Zurzeit macht das Repowering-Geschäft bei Ves­tas Central Europe höchstens fünf Prozent der neu installierten Leistung von Vestas-Anlagen in Deutschland aus“, sagt Andreas Eichler, Vertriebschef Zentraleuropa bei Vestas. „Das wird in den kommenden Jahren aber zunehmen.“ Auch bei Nordex hat das Repowering zunehmende Bedeutung: „So haben wir kürzlich eine Abteilung ‚Repowering and Projects’ gegründet“, sagt Nordex-Sprecher Felix Losada. Eine größere Bedeutung besitzt Repowering bereits bei REpower: „Es macht heute schon ungefähr ein Drittel der Gesamtinstallation von REpower in Deutschland aus und wird zunehmend interesssanter“, sagt Jens Müller-Nielsen, Leiter Vertrieb Deutschland der REpower Systems AG.

Die Hemmnisse gegenüber einem noch zügigeren Austausch von Altanlagen werden bei Herstellern und Projektierern vor allem darin gesehen, dass bisherige Genehmigungen aufgrund von neuen Abstands- oder Höhenbegrenzungen für modernere Anlagen am gleichen Standort nicht mehr gelten. Außerdem dauere es noch, bis sich der positive Effekt durch die verbesserte Vergütung der EEG-Novelle auswirkt. Planungs- und Genehmigungszeiten sind bekanntlich lang. Bei Vestas verweist man darauf, dass Repowering zudem eher ein Thema für die Starkwindregionen ist. „Im Binnenland ist es gegenüber den Banken schwerer zu vermitteln“, sagt Eichler. Dass es nicht immer einfach ist, die Altbesitzer für das Repowering zu begeistern, gibt Christian Schnibbe von der WPD Think Energy GmbH amp; Co. KG zu bedenken. Repowering-Projekte zu finanzieren wird in der Branche weniger als ein Problem angesehen. Vielmehr erwartet man, dass sich im Zuge der Wirtschaftsbelebung allgemein wieder Kapital stärker in Windprojekte lenken lässt.

Finanzierung des Repowering


Wenn ein ganzer Landstrich aufgeräumt und alte Anlagen durch neue ersetzt werden sollen, dann entstehen gleich in mehrfacher Hinsicht Kosten. Das sind nicht allein die hohen Investitionen für die Neuanlagen, auch der Abbau der Altanlagen, der Rückbau der Wege und der Infrastruktur und mögliche zusätzliche Investitionen zur Netzeinspeisung schlagen zu Buche. Außerdem will die Bevölkerung intensiv informiert und eine detaillierte Fach- und Projektplanung durchgeführt werden. Dem gegenüber stehen die deutlich höheren Stromerträge nach dem Repowering, mögliche Erlöse aus dem Verkauf der Altanlagen sowie geringere Betriebskosten in den Folgejahren.

Mit dem am 1. Januar 2009 in Kraft getretenen, novellierten EEG sind die finanziellen Anreize zum Repowering noch mal deutlich verstärkt worden. Für Windenergieanlagen an Land ist die Anfangsvergütung bei Inbetriebnahme in 2009 von 7,87 auf 9,2 Cent/kWh gestie-gen, hinzu kommt bei Einhaltung bestimmter Anforderungen zur Verbesserung der Netzintegration der sogenannte Systemdienstleistungsbonus von 0,5 Cent/kWh und für Repoweringanlagen ein Bonus von 0,5 Cent/kWh. Die ersetzten Anlagen müssen aus dem gleichen oder benachbarten Landkreis stammen und mindestens zehn Jahre alt sein. Eine neue Anlage muss mindestens die doppelte Leistung der ersetzten Anlagen erreichen. Ferner darf sie die fünffache Leistung nicht überschreiten. Der Repowering-Bonus setze endlich die notwendigen Investitionsanreize, um Windenergieanlagen der ersten Generationen durch moderne, effizientere Turbinen zu ersetzen, heißt es beim BWE.

Planerische Vorgaben


Insgesamt unterscheidet man zwei Verfahren mit denen Repoweringmaßnahmen landesplanerisch umgesetzt werden können. Beide setzen voraus, dass die Altanlagen verbindlich abgebaut werden. Deshalb spricht man von einem „verbindlichen Repowering“. Das erste Verfahren ist das verbindliche Repowering auf der Grundlage des „Bebauungsplans für das Repowering“. Das zweite ist das verbindliche Repowering auf Grundlage einer Kombination von Flächennutzungsplanung mit einem städtebaulichen Vertrag. Weitere Möglichkeiten, Repowering verbindlich durchzuführen sind der Bebauungsplan in Verbindung mit einem städtebaulichen Vertrag oder ein Raumordnungsplan in Verbindung mit einer vertraglichen Vereinbarung. Die Dokumentation „Repowe­ring von Windenergieanlagen – Kommunale Handlungsmöglichkeiten“ des Deutschen Städte- und Gemeindebundes (DStGB) aus dem Jahr 2009 gibt einen Überblick über die Möglichkeiten im Einzelnen.

Bevor ein Boom des Repowering beginnen kann, sind neben der Klärung der Netzkapazität an den jeweiligen Standorten sowie der betriebswirtschaftlichen Kalkulation vor allem die genehmigungsrechtlichen Fragen zu klären. Bernd Neddermann vom DEWI macht hier Fragen von Höhen- und Abstandregelungen als den entscheidenden Engpassfaktor aus, nachdem die Vergütungsfragen mit dem neuen EEG zufriedenstellend gelöst wurden: „Es ist doch ein Widerspruch in sich, wenn man für Anlagen mit Leistungen von 2 bis 3 MW Höhenbegrenzungen von 100 Metern festschreibt.“ Schließlich sei es gerade das erklärte Ziel, die Landschaft klarer zu strukturieren und das bei einem deutlich höheren Ertrag. „Anderenfalls ist ein Repowering praktisch nicht zu realisieren“, sagt Neddermann.

Beim BWE verweist man darauf, dass hinsichtlich der Höhenbegrenzung die Begründung dafür entfallen kann, wenn die Auswirkungen der Befeuerung der Anlagen, zum Beispiel durch Sichtweitenmessgeräte, begrenzt werden können. Außerdem müssten Alternativen zur Befeuerung entwickelt werden. Hierzu zählten zum Beispiel Transponder- und Radarsysteme. Allgemein müssten geeignete windreiche Flächen in ausreichendem Umfang ausgewiesen werden. Starre willkürliche und bürokratische Abstandsregelungen seien zu ersetzen durch flexible und sachlich begründete bundesgesetzliche Regelungen des Immissionsschutzes, welche Schall und Schattenwurf berücksichtigen.

Insel Fehmarn


Von den bislang in Deutschland realisierten Repoweringprojekten fanden die auf der Insel Fehmarn sowie im nordfriesischen Galmsbüll bei Niebüll bundesweit besondere Beachtung, da dort eine sehr große Anzahl Altanlagen ersetzt wurde bzw. in Galmsbüll ein besonderer Bürgerwindpark repowert wurde.

Auf der Insel Fehmarn wurden bis heute fünf Windparks repowert und so 112 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 50 MW durch 74 Windkraftanlagen mit einer Leistung von 166 MW ersetzt. Einer dieser fünf Windparks ist der Windpark Fehmarn-Mitte. Die ers­ten Anlagen dort waren bereits zwischen 1991 und 1996 errichtet worden. „Erste Planungsüberlegungen zum Repowering gab es schon Ende 2001“, sagt Henning Holst vom gleichnamigen Ingenieurbüro  in Husum, das für das Repowering dort verantwortlich war. Zur Abwicklung des Repowering wurde 2002 eine privatrechtliche Organisation für die Betreiber geschaffen, die „WP Fehmarn Mitte GmbH“. Im selben Jahr noch habe man mit der Bauleitplanung angefangen. Ein Städtebaulicher Vertrag mit der Stadt Fehmarn kam dann im Januar 2004 zustande, der die Rahmenbedingungen der Modernisierungsmaßnahme in Einklang mit den Planungsüberlegungen der Stadt Fehmarn bringt.

Insgesamt ging es hier zunächst um 27 Windkraftanlagen, die sechs Betreibergemeinschaften gehörten sowie acht Windkraftanlagen von Einzelbetreibern außerhalb des Eignungsraumes – zusammen also 35 Anlagen mit 13,6 MW Leis­tung. 2004 und 2005 wurden Genehmigungen eingeholt, bis es Ende 2005 zum Verkauf der Altanlagen kam. Als im März 2006 die endgültige Finanzierungszusage stand, konnte im April 2006 der Baubeginn erfolgen. Von Juli bis August 2006 dauerte der Abbau der Altanlagen, zeitgleich wurden die ersten Neuanlagen in Betrieb genommen. Im November 2006 ging die letzte der neuen Anlagen in Betrieb. Die Anzahl reduzierte sich auf 25 mit einer Einzelleistung von je 2,3 MW. Mit den in „Fehmarn-Mitte“ gewonnenen Erkenntnissen wurden dann die weiteren vier Windparks auf der Insel ersetzt: Bis die letzte der Altanlagen durch eine Nachfolgerin ersetzt war, dauerte es bis ins 3. Quartal 2008.

Für Henning Holst steht fest, dass einer der Erfolgsfaktoren für das gelungene Repowering die enge Abstimmung mit der Kommune war. Auch die Einbindung von Einzelbetreibern, der Erhalt der Eigenständigkeit der Betreiberstruktur und die optimale Ausnutzung des Eignungsraumes seien wichtig gewesen. Vielleicht am wichtigsten aber: „Man muss Transparenz und Offenheit an den Tag legen“, bilanziert Holst. Alle fünf repowerten Windparks zusammengenommen produzieren nun jährlich 380 Millionen kWh Strom, vor der Maßnahme waren es 104 Millionen kWh. Auf diese Weise konnte die Anzahl der versorgten Haushalte von 29.800 auf 109.000 mehr als verdreifacht werden. Der deutlich geringere Einfluss auf das Landschaftsbild durch die ruhigere, langsame Drehbewegung der Rotoren erhöht die Akzeptanz unter der Bevölkerung in der Tourismusregion Fehmarn.

Bürgerwindpark Galmsbüll


Ein von Bürgern getragenes Projekt ist der „Bürgerwindpark Galmsbüll“ unmittelbar an der Küste des Wattenmeeres zwischen Niebüll und Dagebüll Mole – einer Stelle, wo praktisch immer eine frische Brise weht bei mittleren Windgeschwindigkeiten von acht Metern pro Sekunde in Nabenhöhe. Die „Bürgerwindpark Galmsbüll GmbH“ hat hier 38 Altanlagen mit einer Gesamtleistung von 13,5 MW durch 21 Anlagen mit einer Leistung von 60,2 MW ersetzt. Es ist eines der größten Repoweringprojekte an der deutschen Nordseeküste und die neu installierten Anlagen in Größen zwischen 2 und 3,6 MW ersetzen Altanlagen zwischen 200 und 500 kW Größe (siehe Tabelle). Das Ergebnis ist mehr als eine Vervierfachung der Gesamtleistung des Bürgerwindparks.

Schon der Vorgängerpark war ein Park der Bürger vor Ort und genauso wurde auch das Repowering finanziert – Großinvestoren kamen nicht zum Zuge. Stattdessen stellte fast die gesamte Gemeinde Geld zur Verfügung. „Marketing war nicht nötig“, erinnert sich Jess Jessen, einer der Geschäftsführer des Bürgerwindparks Galmsbüll. Er ist Geschäftsführer des Unternehmens „Windpark Osterhof GmbH amp; Co. KG“. Mit nur einer Handvoll Mitarbeitern hat man den Windpark mit dem Planungsbüro Denker amp; Wulf realisiert. Für das Repowering waren mehr als 60 Millionen Euro Investitionen nötig. Soviel Geld liegt nicht auf der Straße – daher ging es zunächst darum, sich mit allen Beteiligten, also den Altbetreibern, den interessierten Neuinvestoren und der Gemeindevertretung, an einen Tisch zu setzen. Das geschah im Jahr 2003. „Wichtig ist, dass es ein transparentes und faires Verfahren wird“, sagt auch Jessen zum A und O des Repowering.
In einem Rundenverfahren erhielt jeder Interessierte zunächst einen 2500-Euro-Anteil. In jeder weiteren Runde konnte man weitere 2500 Euro zeichnen. 18 Runden waren möglich, somit konnte ein Einzelner im Ergebnis maximal 45.000 Euro zeichnen. Innerhalb von drei Wochen war das gesamte Projekt finanziert – die 240 Zeichner seien alle Einwohner der Gemeinde Galmsbüll oder Flächeneigentümer der Standorte – das sind fast die Hälfte der rund 600 Einwohner. „Wenn man möglichst viele mit einbezieht, erhält man mehr Akzeptanz“, weiß Jessen. Mit den zehn Millionen Euro Eigenkapital in der Tasche fand man die Bremer Landesbank, gemeinsam mit Banken aus der Region, um den Rest zu finanzieren. Rund zehn Prozent Rendite können die Anleger nun erwarten. Dafür war es aber auch notwendig, dass sich nicht jeder nach Belieben bedienen konnte. Jessen: „Wir haben keine Extrawünsche der Anteilszeichner zugelassen.“ Die Nordfriesen können mit der Umsetzung des Projektes mehr als zufrieden sein: „Die Gemeinden in Nordfriesland sehen echte Bürgerwindparkprojekte sehr positiv, spätes­­tens seitdem vielerorts die Gewerbesteuer fließt“, sagt Jessen zufrieden.

Es führt kein Weg vorbei


Beide Beispiele zeigen deutlich, dass Projektierer zahlreiche Aspekte beachten müssen, wollen sie ein erfolgreiches Repowering realisieren. In den kommenden Jahren wird man von den Erfahrungen dieser Vorreiter profitieren. Denn am Repowering kommt Deutschland künftig nicht mehr vorbei: So bringt der BWE die Effekte der Modernisierung des deutschen Windpark-Bestandes auf die einfache Formel: „Die Halbierung der Anlagenzahl bei Verdoppelung der Leistung und Verdreifachung des Ertrags kann die Erfolgsformel der deutschen Windenergie an Land in den nächsten Jahren werden.“

Martin Frey