Windräder aus Holz: Besseres Recycling, weniger Emissionen?

Sie sollten, anders als ihre Stahl-Pendants, gut recycelbar sein: Windräder aus Holz. Ein deutsches Start-up scheiterte mit dieser Idee an den Auflagen. Ein schwedisches Ingenieurbüro hat mit einem ähnlichen Konzept nun aber einen Investor gefunden.

Quelle: Gerd Fahrenhorst wikimedia CC BY 4.0

Der Prototyp der deutschen Timbertower GmbH, der heute noch immer am Wissenschaftspark Marienwerder steht.

Die Idee von Windrädern, die aus Holz statt aus Beton und Stahl gefertigt werden, ist nicht neu. Bereits vor über zehn Jahren stellte das deutsche Start-up Timbertower GmbH ein Konzept für hölzerne Windkraftwerke vor und erfreute sich in Hannover grosser Resonanz. Ihr Ziel: Ökologische und recycelbare Windräder, deren Turmsäulen komplett aus Holz gebaut werden.

Aus dem ehrgeizigen Projekt resultierte Ende 2012 ein Prototyp, dessen Rotorblätter sich auch heute noch am Wissenschaftspark Marienwerder auf einem Gelände der Leibniz-Universität drehen. Der 100 Meter hohe Turm besteht aus verleimten Hölzern, die als versetzte Platten in einer Helixstruktur montiert wurden, um dem Windrad Stabilität zu verleihen.

Keine Schwertransporte für Timbertower

Die Holzstruktur ist von weitem jedoch nicht sichtbar, da das Windrad von einer weissen, beschichteten Folie umhüllt wird, die das Holz vor Witterung schützen soll. Auf der Spitze des «Timbertower» befindet sich zudem eine konventionelle Stahl-Turbine. Deshalb sieht die Konstruktion auch wie eine herkömmliche Windkraftanlage aus.

Die ökologischere Variante sollte damals alles besser machen als ihr Stahl-Gegenstück. So sollten sich die Holzplatten vor Ort in lokalen Betrieben gewinnen lassen und damit schwierige Schwertransporte von sperrigen Stahlteilen ablösen. Vorteile wurden zudem auch hinsichtlich des Rückbaus vorgestellt, da Holz einfacher wiederverwertet werden kann, als Beton oder Stahl.

Quelle: Modvion

Der Modvion-Prototyp wurde in Zusammenarbeit mit Moelven in der Leimholzfabrik von Töreboda vorgefertigt.

An Genehmigungen gescheitert

Im Probebetrieb zeigte sich dann aber, dass die Leistungsfähigkeit des für heutige Verhältnisse eher kleinen Windrades eigentlich zu gering war. Als Timbertower 2015 dann fünf grössere Windanlagen im Fichtelgebirge bei Heidelheim realisieren sollte, wurde die Firma mit grundlegenden Fragen nach der Belastbarkeit und Standfestigkeit konfrontiert, wie die «Hannoversche Allgemeine» im Januar 2020 berichtete. Die Gründer der Timbertower GmbH verliessen die Firma dann im März 2015.

Schlussendlich sei man an den Genehmigungen gescheitert, weil immer neue Auflagen gefordert wurden, wie der aktuelle Geschäftsführer Jeroen Haberland gegenüber der Zeitung erklärte. Denn letzten Endes wurde der Windpark bei Heidelheim von einer anderen Firma mit konventionellen Anlagen erstellt. Von der einstigen Idee nach ökologischeren Windrädern des deutschen Unternehmens zeugt heute deshalb nur noch der Prototyp am Wissenschaftspark.

Schweden macht kräftig Wind

Etwas mehr Erfolg beim Bau von ökologischeren Windrädern dürfte das schwedische Ingenieurbüro Modvion haben. Dieses setzt auf eine ähnliche Lösung wie die deutsche Firma: So sollen auch die schwedischen Windräder ein hölzernes Turmstück erhalten. Anders als Timbertower beschäftigt sich das Büro aber vor allem auch mit dem Transport der riesigen Konstrukte.

Denn bei Windrädern gilt in der Regel: Je grösser die Nabe, desto grösser der Ertrag. Vor diesem Hintergrund eignet sich aber nicht jede Strasse für den Transport der teils tonnenschweren Bauteile. Darum schlägt Modvion die Vorfertigung einzelner Elemente des Turms vor. Dies, in Form von Leimholzringen, die auf einem LKW ganz einfach aufeinandergestapelt werden können. An ihrem künftigen Standort lassen sich die einzelnen Segmente dann aufeinander montieren. 

Quelle: Modvion

Im Falle des Prototyps wurde auf das Stapel-Prinzip verzichtet, da die Säule mit rund 30 Metern problemlos mit dem LKW transportiert werden konnte.

Quelle: Modvion

Das Säulenstück wurde anschliessend auf einem Schiff zur Insel Björko gebracht.

Erstes Holz-Windrad von Schweden

Dass ihre Holz-Windräder funktionieren, zeigte die Firma im April 2020 mit dem Bau eines Prototyps. Auf der Insel Björko vor Göteburg wurde ein 30 Meter hohes Windrad für Forschungszwecke erstellt. In Auftrag gegeben hatte es das Svenskt Vindkraftstekniskt Centrum der Technischen Hochschule Chalmers. Die Konstruktion war damals zugleich auch das erste Holz-Windrad von Schweden.

Der Turm wurde in Zusammenarbeit mit Moelven in der Leimholzfabrik von Töreboda angefertigt. Dank des geringeren Gewichtes von Holz und des Modulkonzepts mit dem Aufeinanderstapeln sei es möglich, höhere Türme zu bauen, die sich dennoch auf öffentlichen Strassen transportieren liessen, wie die Firma damals in einer Pressemitteilung zum Prototyp schrieb.

Der Bau von Windanlagen aus Holz ist zudem gemäss Otto Lundman, dem Geschäftsführer von Modvion, deutlich kostengünstiger als der Bau solcher Anlagen aus Stahl. Verbundholz sei ausserdem bei gleichem Gewicht «stärker als Stahl» und mit Holz als Baumaterial würden die CO2-Emissionen bei der Fertigung reduziert. Daneben wird für die Säulen eine Art Biomaterial aus Furnierschichtholz (LVL) verwendet, welches aus nachhaltigen Ressourcen stammt. 

Quelle: Modvion

Das Säulenstück für den ersten Prototyp wurde mit einem LKW an seinen Standort auf der Insel Björko transportiert.

Quelle: Modvion

Anschliessend folgte die Montage auf dem Betonfundament mittels einem Kran.

Quelle: Modvion

Zu guter Letzt wurde der Turbinenkopf auf dem Prototyp montiert.

Quelle: Modvion

Fertiggestellt: Das erste Windrad aus Holz von Schweden bei Göteborg.

Kommerzielle Holztürme ab 2022

Ab 2022 sollen bereits die ersten Holztürme zu kommerziellen Zwecken realisiert werden. Modvion hat mit dem Energiedienstleister Varberg Energie und dem Windparkentwickler Rabbalshede Kraft Absichtserklärungen unterzeichnet. Für erstere soll demnach ein 110 Meter hoher Turm realisiert werden. Für Rabbalshede wird eine Windkraftanlage mit 10 Türmen gebaut, die alle mindestens eine Höhe von 150 Metern aufweisen sollen.

Ende letzter Woche konnte das Unternehmen ausserdem einen weiteren Meilenstein verzeichnen: Die weltweit grösste Herstellerin von Windkraftanlagen, die dänische Vestas Wind Systems, ist als Investorin eingestiegen. In diesem Zusammenhang hob Vestas in einer Pressemitteilung das Potenzial von Windkraftanlagen aus Holz im Hinblick auf die Energiewende hervor.

Vor allem die LVL-Verwendung ist für das Unternehmen interessant, wie es weiter erklärte. So sollen unter anderem dadurch die CO2-Emissionen über die gesamte Produktionskette einer Windkraftanlage um 80 Prozent reduziert werden können. Dies unter anderem, weil energieintensiver Stahl nicht mehr benötigt wird.

Modvion ist dabei die allererste Investition der Investmentgesellschaft Vestas Ventures, die Ende 2020 gegründet wurde. Diese will frühzeitig junge Unternehmen für sich gewinnen, die für die Energiewende interessant sind. Die LVL-Technologie von Modvion soll nun schrittweise in das Design von Vestas integriert werden. 

Quelle: Modvion

So stellt sich Modvion den Transport für grössere Windräder vor: Die Leimholzringe werden auf einem LKW aufeinandergestapelt.

Quelle: Modvion

Braucht weniger Platz und spart Gewicht: Nach dem Konzept von Modvion sollen einzelne Segmente vorgefertigt, in Einzelteilen an den vorgesehenen Standort transportiert und dort montiert werden.

Quelle: Modvion

So präsentiert sich der Innenraum des 30 Meter hohen Prototyps bei Göteburg.

Lesetipp: Wohin mit ausgedienten Rotorblättern?

Quelle: Karsten Würth, unsplash

Rund 20 Prozent des Stroms wurden in Deutschland 2018 von Windenergieanlagen erzeugt. Im Bild: Windturbinen in Mölsheim, Deutschland.

Das Recycling von Windkraftanlagen rückt immer mehr in den Fokus, da diese allmählich ihre Lebensdauer erreicht haben oder durch neuere, effizientere Anlagen ersetzt werden. In Deutschland sind rund 30‘000 Windräder in Betrieb. Bereits 2019 mussten davon 2000 Rotorblätter entsorgt werden. Bis 2024 rechnet man mit 15‘000 Rotorblättern.

Doch wohin mit den ausgedienten Rotorblättern? Denn nicht nur der Transport stellt aufgrund ihrer enormen Ausmasse und ihres Gewichtes von bis zu 15 Tonnen eine Herausforderung dar, sondern auch das Recycling selbst, wie eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT aufzeigte. Denn während für den in Windkraftanlagen verbauten Stahl oder Beton bereits umweltverträgliche Entsorgungsverfahren existieren, ist dies bei den Rotorblättern nicht der Fall.

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