Studie: Diese Schäden verursachen Windkraftanlagen am Wald

In deutschen Wäldern entstehen immer mehr große Windkraftanlagen zur Stromgewinnung. Ende vergangenen Jahres standen bundesweit 2.450 solcher Anlagen in Wäldern, wie Erhebungen der Fachagentur Windenergie an Land ergeben haben. Das entspricht in Summe einer installierten Gesamtleistung von rund sieben Gigawatt.

Doch der Stromgewinn durch Windkraft hat auch seine Kehrseiten. Forscher haben in einer neuen Studie nachgewiesen, dass sich Windkraftanlagen in Waldgebieten negativ auf Waldökosysteme auswirken.

Windkraftanlagen aus der Luft betrachtet

Die Studie mit dem Titel „Bewertung von Waldschäden und Bodenerosion in einem Windparkprojekt anhand von Satellitenbeobachtungen“ haben Zilong Xia von der Universität Nanjing und sieben weitere chinesische Wissenschaftler durchgeführt.

Sie sammelten Daten von fünf verschiedenen Standorten weltweit, darunter in China, den USA, Kanada, Schweden und Großbritannien. Diese Länder waren bei Investitionen in die Windenergie führend.

Im Jahr 2021 übersteigt die kumulierte installierte Windenergiekapazität jedes der fünf ausgewählten Länder zwölf Gigawatt (GW). Damit sicherten sie sich einen Platz unter den elf weltweit führenden Ländern. Mit installierten Kapazitäten von 346,7 GW beziehungsweise 134,8 GW belegen China und die Vereinigten Staaten die ersten beiden Plätze.

Um mehr Informationen über die Schäden durch Windkraftanlagen in Waldgebieten zu erhalten, haben die Forscher Satellitendaten aus verschiedenen Quellen gesammelt. Daraus leiteten sie Daten zu den Standorten, Bauzeitpunkten und Zuwegungen von Windparks im Wald ab. Im Anschluss kartierten sie mit Windrädern und -parks zusammenhängende Waldstörungen und ermittelten Veränderungen der Bodenerosion, also den Abtrag von Bodenmaterial.

Bodenerosion durch Zuwege

Stabile, stark verdichtete Zuwege sind für Windkraftanlagen notwendig, damit die tonnenschweren Materialien per Schwerlasttransport an den Standort eines neuen Windrades transportiert werden können. Diese Zuwege haben eine Breite von rund 4 bis 7 Meter. Die Länge ist je nach Standort unterschiedlich. Die Zuwege können wenige Meter oder etliche Kilometer lang sein.

Die durchschnittliche Zunahme der Bodenerosion pro Flächeneinheit aufgrund des Straßenbaus lag zwischen 24,74 und 274,33 Tonnen pro Hektar und Jahr (t/ha*a). Der Bau von Windkraftanlagen verursachte hingegen eine durchschnittliche Zunahme der Bodenerosion zwischen 26,52 und 263,46 t/ha*a. Im Vergleich zu vor dem Bau steige die Bodenerosion somit um 200–300 Prozent, erreiche an einigen Standorten aber auch 1.000 Prozent.

Auch Windkraftanlagen in Wäldern benötigen stabile Zuwege. Auf diesem Luftbild wird zudem die Störung am angrenzenden Berghang sichtbar. Foto: chen yifei/iStock

Die Studie zeigte zudem auf, dass die durch Windparks verursachte Bodenerosion in Bergwäldern stärker zunimmt als in Flachlandwäldern. Das führt im Umkehrschluss jedoch dazu, dass je besser ein Standort für eine Windkraftanlage geeignet ist – beispielsweise auf einem Bergkamm – desto intensiver ist die Störung des Waldes.

Was aus der Studie nicht hervorgeht, ist die Versiegelung des Bodens durch die Errichtung der Zuwege und des Fundaments für eine Windkraftanlage. Die Fundamentfläche moderner Anlagen sowie die Lager- und Vormontageflächen beträgt normalerweise 2.000 bis 3.000 Quadratmeter – 0,2 bis 0,3 Hektar oder etwa ein Drittel bis ein halbes Fußballfeld. Hinzu kommt die individuell variierende Fläche der Zuwege. Letztendlich errechneten die Forscher eine gestörte Waldfläche von etwa 1,5 bis 6,5 Hektar pro Megawatt.

Bei einer 2,5-Megawatt-Anlage summiert sich die Waldstörung somit auf rund zehn Hektar. Ausgehend von durchschnittlich 0,25 Hektar für die Anlage selbst, entfallen damit 97,5 Prozent der Störung auf die Zuwege, weshalb Xia et al. als Hauptursache für Waldschäden beschreiben.

Höhere Temperaturen um Windkraftanlagen

Ebenfalls nicht von der Studie untersucht ist der Temperaturanstieg durch Windräder im Wald. Um sie zu errichten, ist der erste bauliche Schritt meist das Fällen zahlreicher Bäume. Für die Anlage selbst ist eine Lichtung nötig, für die Zuwege oftmals eine Schneise.

Jeder, der im Sommer durch einen dichten Wald gelaufen ist, weiß, dass der Wald kühlt. Wenn der Wald nicht mehr geschlossen ist, sondern mit Lichtungen und Schneisen versehen ist, steigt die lokale Temperatur. Wie frühere Studien zeigen, ist der Grund einfach: Werden Flächen für einen Stellplatz oder die Zuwegung von Windkraftanlagen abgeholzt, werden zusätzliche Waldränder geschaffen, an denen fortan die Sonne tiefer in den Wald hineinscheint.

Der Bundesverband Schutzgemeinschaft Deutscher Wald (SDW) weist bereits seit längerer Zeit darauf hin, dass in solchen Schneisen die Böden austrocknen. Dort herrschen generell höhere Temperaturen als im Wald, mit denen die Bäume am Rand einer solchen Schneise umgehen müssen. Der SDW sieht daher eine zunehmende Gefahr für Waldbrände.

Der Wald als Ausweichfläche

Heutzutage weichen die Betreiber neuer Windkraftanlagen bei deren Standortwahl immer öfter auf Waldgebiete aus. Der Grund: In vielen Ländern, die eine Energiewende mit Windkraft umsetzen, verknappt sich die Freilandfläche zunehmend.

Ebenso ist die Akzeptanz für Windkraftanlagen in unmittelbarer Nähe bei den Menschen sehr niedrig. Viele Menschen fühlen sich durch Windkraftanlagen nahe ihrem Wohnort gestört – sei es durch Schattenwurf der Rotorblätter oder die hörbaren und nicht hörbaren Schallemissionen.

Aufgrund der höheren Entfernungen zu Siedlungen können Windparkbetreiber auf weniger Widerstand aus der Bevölkerung hoffen. Ein weiterer Vorteil für die Betreiber der Anlagen ist der meist günstigere Grundstückspreis im Wald. Demgegenüber stehen technische Grenzen, denn Bäume bremsen den Wind, ein Aspekt, der durch immer höhere Anlagen jedoch vernachlässigbar wird.

Werden Windturbinen auf bewaldeten Hügelkuppen und Bergrücken errichtet, kann die Stromerzeugung durch den topografischen Vorteil sogar noch verstärkt werden. Das habe besonders in Nordeuropa und Südchina zu einem raschen Ausbau der Windkraft in Waldgebieten geführt, so Xia und Kollegen.

In Deutschland kommt hinzu, dass die Regierung den Bau von Windkraftanlagen in Schwachwindregionen mit entsprechend höherer Ausschüttung fördert. „Wo der Wind schwächer ist, steigt die Vergütung“, hieß es bereits 2016 vom Bundeswirtschaftsministerium. Das führte dazu, dass es heutzutage fast keine Grenze mehr bei der Standortwahl gibt.