Robert Klatt
Der Klimawandel reduzierte die durchschnittliche Windgeschwindigkeit auf der Erde und führt zu mehr Windflauten. Nun wurde analysiert, wie dies die Stromproduktion der Windkraft beeinflusst und in welchen Regionen Windkraftanlagen besonders stark betroffen sind.
Peking (China). Die mittlere globale Windgeschwindigkeit ist seit den 1960er-Jahren laut Horizont Europe der Europäischen Union (EU) um 0,5 Kilometer pro Stunde (km/h) pro Jahrzehnt gesunken. Das sogenannte „Wind Stilling“ wird durch den Klimawandel verursacht und könnte laut einer Studie der University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC) in einigen Regionen dazu führen, dass bis 2100 die Windgeschwindigkeit um bis zu 40 Prozent abnimmt.
Forscher der Peking University (PKU) haben nun untersucht, wie sich große Windflauten auf die Stromproduktion von Windkraftanlagen an Land auswirken. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Climate Change haben sie dazu ein Modell entwickelt, das auf Basis der Häufigkeit und Dauer von vergangenen Windflauten und unterschiedlichen Szenarien des Klimawandels die Entwicklung von zukünftigen Windflauten prognostiziert.
Das Modell zeigt, dass sowohl die Dauer als auch die Häufigkeit von Windflauten in der nördlichen Hemisphäre und in mittleren Breitengraden bis 2100 signifikant zunehmen werden. Am häufigsten werden Windflauten im Nordosten von China, den U.S.A., Russland und Europa auftreten. Sollte die Erderwärmung bis 2100 im aktuellen Tempo voranschreiten, ist eine Zunahme der Windflauten von ein bis zwei Stunden (+ 15 %) realistisch.
Die Ergebnisse des Modells zeigen zudem, dass starke asymmetrische Veränderungen bei den Windflauten bestehen. Während diese in der nördlichen Hemisphäre und in mittleren Breitengraden zunehmen, nimmt ihre Häufigkeit und Intensität in der südlichen Hemisphäre ab. Dies liegt daran, dass die Arktis sich schneller erwärmt als die übrige Erde. Der Temperaturunterschied zwischen dem Nordpol und dem Äquator sinkt dadurch und die Windgeschwindigkeit auf der Nordhalbkugel nimmt ab.
Das Modell zeigt zudem, dass lang anhaltende Winddürren, die aktuell nur alle 1.000 Jahre auftreten, durch den Klimawandel deutlich häufiger werden. Diese lang anhaltenden Windflauten können in Regionen wie Indien, Ostafrika, Ostrussland und Ostbrasilien bis zu 400 Stunden andauern und reduzieren währenddessen die Stromproduktion der lokalen Windkraftanlagen auf nahezu null. Bis 2100 befinden sich global rund 15 Prozent der Windkraftwerke in Regionen, in denen es zu langen Winddürren kommen kann.
Wie die Forscher erklären, wird die Produktivität einer Windkraftanlage anhand des Kapazitätsfaktors berechnet. Der Kapazitätsfaktor ist eine Kennzahl, die die theoretische Maximalleistung und die reale Stromproduktion abbildet. Bei einem Kapazitätsfaktor von 1 produziert eine Windkraftanlage die maximal mögliche Strommenge und bei einem Kapazitätsfaktor von 0 keinen Strom.
In Anbetracht der potenziellen Auswirkungen von Windflauten empfehlen die Forscher, dass Staaten beim Ausbau der erneuerbaren Energien nicht ausschließlich auf die Windkraft setzen sollten, sondern stattdessen eine Kombination aus Solar-, Wind- und Wasserkraft mit großen Energiespeichern wählen sollten.
Nature Climate Change, doi: 10.1038/s41558-025-02387-x
