Was ist der Kohlenstoff-Fußabdruck einer Windkraftanlage?

Liebe Sara,

Windkraftanlagen sind ein absoluter Witz. Hat jemand tatsächlich die Menge an Kohlenstoffemissionen herausgefunden, die für den gesamten Prozess vom ersten Bau der Komponenten bis zur Landentwicklung (Baumaschinenemissionen) emittiert werden? – Mike M.

Hallo Mike,

Vielen Dank für diesen offensichtlichen Versuch einer „Gotcha“ -Frage, da es mir die Möglichkeit gibt, mit einem klaren Ja zu antworten! Die Menschen haben die Menge an Kohlenstoffverschmutzung, die während der Lebensdauer einer Windkraftanlage emittiert wird, im Detail untersucht.

Tatsächlich stellt diese Art der Analyse einen ganzen Forschungszweig dar, der als „Life Cycle Assessment“ bekannt ist, mit eigenen Handbüchern, international vereinbarten Standards, spezialisierter Software und Peer-Review-Zeitschriften.

Um eine Ökobilanz einer Windkraftanlage oder eines anderen Produkts zu erstellen, zeichnen die Forscher zunächst jede Phase ihres Bestehens auf, von der Herstellung bis zur Entsorgung am Ende der Lebensdauer. Als nächstes inventarisieren sie die Energie und Rohstoffe, die in jeder Phase verbraucht werden, wie Stahl, Glasfaser und Kunststoff, die während der Herstellung einer Windkraftanlage benötigt werden, den Diesel, der von Schiffen und Lastwagen beim Transport von Turbinenteilen von der Fabrik zur Baustelle verbrannt wird, und die Energie, die während des Baus, Betriebs, der Wartung und schließlich des Rückbaus und Recyclings oder der Entsorgung verbraucht wird.

Mit diesen Informationen berechnen die Forscher die Kohlenstoffbelastung, die während des Lebenszyklus einer Windkraftanlage entsteht — mit anderen Worten, ihren Kohlenstoff-Fußabdruck.

Suchen Sie online nach den Stichwörtern „Ökobilanz“ und „Windkraftanlage“ und Sie finden Dutzende von veröffentlichten Artikeln zu diesem Thema. Hier ist eine nicht umfassende Tabelle solcher Papiere aus den letzten fünf Jahren:

Der Kohlenstoff-Fußabdruck von Windkraftanlagen

Diese Grafik zeigt, wie viel Kohlendioxid pro erzeugter Kilowattstunde Strom einer Windkraftanlage während ihres Lebens von der Wiege bis zur Bahre zugeschrieben werden kann. Wenn Sie sich über diese unbeholfen klingenden „Gramm Kohlendioxidäquivalent“ oder „CO2-Äquivalent“ wundern, ist dies einfach eine Einheit, die sowohl Kohlendioxid als auch andere wärmefangende Treibhausgase wie Methan enthält.

Sie können sehen, dass die Ergebnisse je nach Land, Größe der Turbine und Onshore-versus Offshore-Konfiguration variieren, aber alle in einen Bereich von etwa fünf bis 26 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde fallen.

Um diese Zahlen in einen Zusammenhang zu bringen, betrachten Sie die beiden wichtigsten fossilen Energiequellen in den Vereinigten Staaten: Erdgas und Kohle. Kraftwerke, die Erdgas verbrennen, sind für 437 bis 758 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde verantwortlich – weit mehr als selbst die oben aufgeführten kohlenstoffintensivsten Windkraftanlagen. Kohlekraftwerke schneiden im Vergleich zu Windkraftanlagen noch schlechter ab, wobei die Schätzungen je nach Technologie zwischen 675 und 1.689 Gramm CO2 pro Kilowattstunde liegen.

Es gibt einen weiteren entscheidenden Unterschied zwischen fossilen Brennstoffen und Windkraftanlagen. Eine Kohle— oder Erdgasanlage verbrennt Brennstoff — und setzt Kohlendioxid frei – in jedem Moment, in dem sie läuft. Im Gegensatz dazu tritt der größte Teil der Kohlenstoffverschmutzung, die während der Lebensdauer einer Windkraftanlage entsteht, während der Herstellung auf. Sobald es sich dreht, erzeugt die Turbine nahezu keine Verschmutzung mehr.

Darüber hinaus verdrängen Windkraftanlagen häufig ältere, schmutzigere Quellen, die das Stromnetz mit Strom versorgen. Zum Beispiel kann der Netzbetreiber nach dem Anschluss eines neuen Windparks an das Netz in der Lage sein, den Strombedarf zu decken, ohne ein jahrzehntealtes, stark umweltschädliches Kohlekraftwerk anzuheizen. Das Ergebnis? Ein saubereres, klimafreundlicheres Stromnetz.

Tatsächlich ist es möglich, eine Kohlenstoff- „Amortisationszeit“ für eine Windkraftanlage zu berechnen: Die Zeitspanne, die eine Turbine benötigt, um genügend sauberen Strom zu produzieren, um die während der Herstellung erzeugte Kohlenstoffverschmutzung auszugleichen. Eine Studie bezifferte diese Amortisationszeit auf sieben Monate – nicht schlecht angesichts der typischen Lebensdauer einer Windkraftanlage von 20 bis 25 Jahren. Fazit: Windkraftanlagen sind alles andere als ein Witz. Für das Klima sind sie viel zu gut, um darauf zu verzichten.

– Sara

P.S. Viele von Ihnen wundern sich über den Kohlenstoff-Fußabdruck anderer Stromerzeugungstechnologien wie Sonnenkollektoren, Kernkraft und Wasserkraft. Das National Renewable Energy Laboratory hat eine hervorragende, wenn auch etwas veraltete Seite zu diesem Thema, die es wert ist, erkundet zu werden.

Hinzugefügt am 1. Juli 2021: Leser Bill R. schreibt: „Eine Sache, die Sie nicht erwähnt haben, und die wahrscheinlich von Bedeutung ist, ist, dass der Energiemix, der zur Herstellung von Windkraftanlagen (und PV-Zellen & -Modulen) verwendet wird, im Laufe der Zeit zugunsten erneuerbarer Energien kippt auch eine Verringerung der Kohlenstoffintensität, was zu einem noch kleineren Kohlenstoff-Fußabdruck führt. Es wird Ausnahmen geben – die Herstellung von Stahl wird wahrscheinlich noch lange Kohlenstoffemissionen erfordern -, aber alles andere in der Fertigungspipeline sollte reduziert werden.“

Haben Sie eine Frage zum Klimawandel? Senden Sie es an [email protected]. Fragen können aus Gründen der Länge und Klarheit bearbeitet werden.

Tom Toro ist ein Cartoonist und Autor, der seit 2010 über 200 Cartoons im New Yorker veröffentlicht hat.