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Wird die europäische Windenergieproduktion durch den Klimawandel weniger verlässlich?

Abbildung: Robuste Änderung für das Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) in der mittleren jährlichen Windenergieproduktion (Eout, in %), der intra-annuellen Variabilität der Windenergieproduktion (in GWh) und der Auftrittshäufigkeit von Schwachwindphasen (in 3-stündige Termine pro Jahr).

Der Anteil von Strom aus erneuerbaren Energien liefert schon heute einen sehr wichtigen Beitrag zur Energieversorgung in Europa und soll im Zuge der Energiewende noch weiter ausgebaut werden. In diesem Zusammenhang hat sich Wind als wichtige und vielversprechende erneuerbare Energiequelle erwiesen. Die Energieproduktion aus Wind wird jedoch stark von den vorherrschenden Wetter- und Klimabedingungen beeinflusst und unterliegt somit dem Klimawandel. Die Auswirkungen des Klimawandels auf die europäische Windenergieproduktion können mit Hilfe von regionalen Klimaprojektionen untersucht werden.

In unserer Studie (Moemken et al., 2018) wird ein räumlich und zeitlich hochaufgelöstes Multi-Modell-Ensemble genutzt, das auf neun Global-Regional-Modellketten des EURO-CORDEX Projektes basiert. Die Ergebnisse zeigen, dass für den gesamten europäischen Kontinent Ende des 21. Jahrhunderts nur geringfügige Änderungen (zumeist ein schwacher Rückgang) in der mittleren Windstromproduktion zu erwarten sind. Diese liegen bei etwa +/-5 %. Für einzelne Länder sind die zu erwartenden Änderungen allerdings weitaus größer und erreichen bis zu +/-20 %. Zudem können die Änderungen starken saisonalen Schwankungen unterliegen. Weiter zeigt die Studie, dass für große Teile von Nord-, Mittel- und Osteuropa mit einer erhöhten Variabilität der Windenergieproduktion auf unterschiedlichen Zeitskalen (von wenigen Stunden bis zu mehreren Jahren) gerechnet werden muss. Insbesondere deuten die Ergebnisse auf ein vermehrtes Auftreten von Schwachwindphasen (Windgeschwindigkeiten < 3m/s) über dem europäischen Kontinent hin, während gleichzeitig die optimalen Windbedingungen für die Stromproduktion (Windgeschwindigkeiten zwischen 11 und 20m/s) über den Meeren abnimmt.

Die projizierten Veränderungen stellen eine große Herausforderung für die europäische Windenergienutzung dar. Durch geeignete Gegenmaßnahmen und die Anpassung von Planungsstrategien, beispielsweise den dezentralen Ausbau der Windenergie und den Ausbau des europäischen Stromverteilnetzes, könnte der Einfluss des Klimawandels auf die Windenergieproduktion aber abgeschwächt werden.

Referenz: Moemken J, Reyers M, Feldmann H, Pinto JG (2018) Future changes of wind speed and wind energy potentials in EURO-CORDEX ensemble simulations. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123, doi: 10.1029/2018JD028473

http://www.kit.edu/kit/pi_2018_083_wie-der-klimawandel-die-windkraft-beeinflusst.php

[Arbeitsgruppe: Regionales Klima und Wettergefahren]