Renewables Windrad-Recyling: Status quo, Herausforderungen und Chancen

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Windenergie ist das Rückgrat der deutschen Energiewende – doch was passiert eigentlich mit Windkraftanlagen, wenn sie das Ende ihrer Lebensdauer erreichen? Auch in Deutschland haben in den nächsten Jahren viele Windräder ausgedient. Das stellt die Windenergiebranche vor wichtige Fragen: Wie lassen sich Materialien wie Beton, Stahl und vor allem die problematischen Rotorblätter nachhaltig recyceln? Nach welchen Standards soll sich dabei gerichtet werden? Und wie können die einzelnen Bestandteile sinnvoll weiterverwendet werden?

Noch existieren keine verbindlichen Standards, doch am Markt entwickeln sich mittlerweile innovative Lösungen, die das Recycling revolutionieren und das Potenzial der Windkraft ganzheitlicher – und vor allem zukunftsfähiger – ausschöpfen.

Inhalt

Der Status quo

Mit knapp 29.000 Windkraftanlagen ist Windenergie in Deutschland inzwischen für fast ein Drittel der gesamten Stromerzeugung verantwortlich – Tendenz steigend.¹ Das liegt auch daran, dass Windräder immer größer und effizienter werden und so mehr Strom produzieren können: Im Jahr 2023 war die durchschnittliche Windkraftanlage schon 10 Prozent leistungsfähiger als noch ein Jahr zuvor, gleichzeitig hat die durchschnittliche Größe der Windradflügel, also der sogenannten Rotorblätter, im gleichen Zeitraum um 6 Prozent zugenommen.²

Doch mit der steigenden Zahl moderner Anlagen wächst auch der Bedarf an nachhaltigen Lösungen für den Rückbau alter Windkraftanlagen. Denn: Windräder haben eine geschätzte Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren, anschließend müssen sie vom jeweiligen Betreiber wieder abgebaut und gegebenenfalls durch neue Anlagen ersetzt werden.

In Deutschland sind zum jetzigen Zeitpunkt rund die Hälfte der Windkraftanlagen über 15 Jahre alt, ein Viertel sogar schon über 20 Jahre. Somit haben knapp 15.000 der deutschen Windkraftanlagen schon mindestens die Hälfte ihrer Lebenszeit erreicht.³ Auf Deutschland kommt also in den nächsten Jahren eine große Rückbauwelle zu – und die bringt ganz eigene Herausforderungen mit sich.

Groß, größer – und auch besser?

Im Zuge des sogenannten „Repowering“ werden moderne Windkraftanlagen immer größer: Ältere Windräder werden dabei nach ihrer Laufzeit durch leistungsstärkere Modelle ersetzt, die mit deutlich größeren Dimensionen punkten: Während der durchschnittliche Durchmesser der Rotorblätter im Jahr 2013 noch 95 Meter betrug, lag er Anfang 2024 schon bei knapp 150 Metern.

Und auch die Höhe der Türme nimmt stetig zu, mit ebenfalls durchschnittlich 150 Metern Nabenhöhe.⁴ Damit sind moderne Windradtürme mittlerweile fast genauso hoch wie der Kölner Dom – immerhin die dritthöchste Kirche der Welt.

Windräder im Größenvergleich

klimaVest: Die Grafik zeigt die Rotorendurchmesser der Windräder auf See.

Damit ergibt sich heutzutage schnell eine Gesamthöhe (Nabenhöhe zzgl. Rotorradius) von rund 220 Metern in montiertem Zustand. Mit manchen Projekten geht es sogar noch höher hinaus: Eine Windradentwicklung in der Lausitz plant eine Windkraftanlage mit einer Nabenhöhe von 300 Metern und Rotorblättern, die über 100 Meter lang sind – ein weltweit einzigartiges Vorhaben, mit dem ganz neue Höhen in der Windkraftindustrie angestrebt werden.⁵

Der Hintergrund dieser Wachstumsdynamik: Moderne Windräder sollen bis zu siebenmal leistungsstärker werden als ihre Vorgängermodelle. So soll die Größe vieler Windparks deutlich reduziert und ihre Gesamtleistung trotzdem gesteigert werden. Diese Entwicklung verbessert die Energieausbeute, sorgt aber gleichzeitig auch für erhöhten Materialbedarf und erschwert den Rückbau, sobald das Windrad seine Lebensdauer überschritten hat.

Aus Alt mach Neu: Die Herausforderungen

Muss eine Windkraftanlage zurückgebaut werden, steht vor allem eine Frage im Raum: Was passiert mit dem alten Windrad? Diese Frage spielt aktuell eine große Rolle, da immer mehr Windräder in nächster Zeit das Ende ihrer geförderten Nutzungsdauer erreichen.

Diese Frage ist zum größten Teil recht einfach zu beantworten – zu rund 90 Prozent, um genau zu sein. Denn so groß ist der Anteil der Materialien einer Windkraftanlage, die sich gut recyceln und weiterverwenden lassen, ob für weitere Windkraftprojekte oder auch in anderen Industrien. Bei diesen 90 Prozent handelt es sich in erster Linie um den Windradturm: Er besteht vorrangig aus einer Betonbasis, die mit einer Stahlkappe ausgestattet wird. Beide Materialien lassen sich gut wiederverwerten, der Beton zum Beispiel wird häufig in gesplitteter, also in zerbröselter Form für den Straßenbau weiterverwendet. Und auch der Baustahl kann, wenn er keine Gebrauchsspuren oder Rost aufweist, ohne Probleme für weitere Bauprojekte genutzt werden.

Wirklich problematisch wird es erst bei den verbleibenden rund 10 Prozent der ganzen Windkraftanlage: den Rotorblättern. Sie bestehen aus einem komplexen Materialmix aus Balsaholz und Kunststoffen, die wiederum mit Glas- oder Karbonfasern verstärkt werden. Diese Materialien sorgen für Stabilität und Wetterfestigkeit im Betrieb, damit die Rotorblätter auch bei Geschwindigkeiten bis zu 400 km/h allen Witterungsbedingungen standhalten können.

Die Stabilität, die dieser Materialmix mit sich bringt, sorgt dann schließlich im Recyclingprozess für Schwierigkeiten: Denn für die Weiterverwertung der Rotorblätter müssten die Glas- und Karbonfasern wieder aus dem Kunststoff gelöst werden. Bislang gibt es dafür aber nur wenige und dafür sehr aufwendige und teure Methoden. Für viele Betreiber sind solche Verfahren darum häufig nicht die erste Wahl.

Abtransport eines Windradflügels auf einem Lastwagen

Deshalb wurde das Recycling-Problem bislang häufig ignoriert: Abmontierte Blätter blieben in manchen Fällen jahrelang ungenutzt auf Feldern liegen.⁷ In vielen anderen Fällen werden vor allem die glasfaserverstärkten Rotorblätter häufig als Ersatzbrennstoff genutzt oder im Ausland deponiert – Lösungen, mit denen Peter Kurth, Präsident des Entsorgungswirtschaftsverbandes BDE, gar nicht zufrieden ist. Er betrachtet diese Formen der Verwertung als ärgerliche Ressourcenverschwendung: „Die Wertstoffe müssen zurück in den Kreislauf, anstatt sie einfach nur zu verbrennen“, so Kurth.⁸

Eine Studie des Umweltbundesamtes aus dem Jahr 2022 hat ergeben, dass allein in den nächsten 20 Jahren knapp 400.000 Tonnen Abfall durch glasfaserverstärkte Kunststoffe in Rotorblättern anfallen werden. Mit den Rotorblättern von Windkraftanlagen wird demnach eine große Menge Müll erzeugt, der aber eigentlich keiner sein müsste.

Organisationen wie der Entsorgungswirtschaftsverband oder der Bundesverband WindEnergie setzen sich deshalb aktiv für den Bau von Windrädern ein, die sich besser recyceln und in den Wertstoffkreislauf zurückführen lassen – nicht zuletzt auch vor dem Hintergrund eines nach wie vor steigenden Nachhaltigkeitsbewusstseins. Und darauf zahlt die Erzeugung nachhaltiger Windenergie schließlich ebenfalls ein.

Verbindliche Branchen-Standards fehlen

Weiterhin gestützt wird das Recycling-Problem außerdem dadurch, dass es keine klaren Standards gibt, die eindeutige – und vor allem verpflichtende – Leitlinien auf Bundesebene vorgeben. Viel eher sind es die einzelnen Kommunen und Gemeinden, die entscheiden, nach welchen Maßstäben sich Betreiber beim Bau und Rückbau von Windkraftanlagen zu richten haben. Auf dieser Basis erteilen die Behörden schließlich auch die jeweiligen Genehmigungen. Die einzige Verpflichtung, die für Betreiber besteht, ist die Garantie der Entsorgung nach dem Kreislaufwirtschaftsgesetz.¹⁰

Am nächsten an solch einen Branchen-Standard herangekommen ist die vorläufige Norm DIN SPEC 4866: Sie wurde in Zusammenarbeit von der Industrievereinigung für Repowering, Demontage und Recycling von Windenergieanlagen e.V. (RDRWind), dem Umweltbundesamt und dem Deutschen Institut für Normung entwickelt und im Jahr 2020 veröffentlicht. Diese Norm bietet Leitlinien für Rückbau, Demontage und Wiederverwertung und gehört mittlerweile zu den Top 10 Branchenstandards.¹¹ Zwar hat sie wesentlich dazu beigetragen, den Rückbauprozess zu standardisieren und zu professionalisieren. Doch auch sie wurde bislang nur von einigen wenigen Bundesländern und Gemeinden als Standard implementiert – jedoch eben nicht von allen.

Mit dieser vorläufigen Norm ist aber noch nicht das Ende erreicht, wenn es um die Standardisierung in der Windenergiebranche geht: Projekte wie der DIN-Arbeitskreis „Abbrucharbeiten“ erarbeiten aktuell auf Basis der DIN SPEC 4866 eine DIN-Norm und – ebenfalls vielversprechend – ein Gütezeichen. Beide Projekte sollen für mehr Transparenz und Vergleichbarkeit am Markt sorgen.¹² Sowohl für Betreiber als auch für Behörden, Kommunen und Nachbarn könnte das Gütezeichen künftig als transparenter Ansatzpunkt dienen, um sich unter anderem über die Einhaltung von Sicherheitsanforderungen und die Umweltverträglichkeit der jeweiligen Rückbauprozesse zu informieren.

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Vom Rotorblatt zur Terrassendiele: Die Innovationskraft der Recycling-Technologie

Und auch auf technologischer Seite tut sich seit einigen Jahren etwas am Markt: Innovative Unternehmen arbeiten unter anderem an nachhaltigen Lösungen, um Recyclingprozesse zu vereinfachen und den Abfall von Rotorblättern anderweitig zu verwerten. Ein Beispiel dafür ist Novo-Tech: Das deutsche Unternehmen mit Sitz in Sachsen-Anhalt verarbeitet alte Rotorblätter zu Terrassendielen und anderen Elementen für die Außennutzung. Die Flügel werden dafür mit Materialresten aus der Holzindustrie kombiniert. So recycelt Novo-Tech jährlich etwa 1.000 Tonnen Rotorblätter – und das mit 100% Ököstrom.¹³

Neben dem Recycling widmen sich andere Unternehmen am Markt auch der Produktion von Windkraftanlagen oder einzelner Windradelemente aus umweltfreundlicheren Materialien. Hier sticht vor allem das schwedische Startup Modvion hervor: Das Unternehmen konzipiert und fertigt Windradtürme aus reinem Holz. Bis zu 144 Schichten Furniersperrholz werden dafür gepresst und in einzelnen Modulen zu einem Turm zusammengefügt.¹⁴ Nach einem Prototypen, den Modvion im Jahr 2020 auf der schwedischen Insel Björkö errichtete, folgte im Jahr 2023 der erste kommerzielle Holzwindradbau für das schwedische Energieunternehmen Varberg Energie. Mit einer Gesamthöhe von 105 Metern ist der Turm dem Unternehmen zufolge das wohl größte Holzwindrad der Welt.

Hier lauert jedoch ein Problem: Beim am schwierigsten zu recycelnden Teil – den Rotorblättern – wird weiterhin auf Modelle aus glas- und karbonfaserverstärkten Kunststoffen zurückgegriffen. Der nachhaltige Mehrwert der Holzwindräder endet hier also auf aktuell gut 100 Metern Höhe.

Eine Lösung für dieses Problem hat das deutsche Startup Voodin Blade Technology entwickelt, die die herkömmlicherweise schwer recyclebaren Rotorblätter komplett aus Holz herstellen. So sollen nicht nur die mit der Herstellung verbundenen CO2-Emissionen um 78% gesenkt werden, sondern auch die Kosten um ganze 20%.¹⁵ Die Rotorblätter werden dafür aus Furnierschichtholz hergestellt. Durch die Nutzung von computergesteuerten CNC-Fräsmaschinen kann der Herstellungsprozess gleichzeitig gezielter automatisiert werden, was zu niedrigeren Fertigungskosten beiträgt. Die Produktion kann deshalb auch näher an den Windparks selbst stattfinden. Das sorgt für kürzere Transportwege und damit für eine effektivere CO2-Einsparung.

Mitte 2024 wurden die ersten Voodin Rotorblätter aus Holz in einem deutschen Windpark in Breuna installiert. Als nächstes steht für das Unternehmen die Herstellung und Installation größerer Rotorblätter mit einer Länge von 60 bis 80 Metern an. Jorge Castillo, Mitbegründer von Voodin, ist sehr optimistisch: „Wir haben in den letzten zwei Jahren Hunderte von Labortests durchgeführt, um das Rotorblattmaterial zu perfektionieren. Allen unseren Tests zufolge sind unsere Rotorblätter sogar noch langlebiger als die bestehenden Fiberglasblätter, da sie weniger Ermüdungserscheinungen aufweisen und nachweislich allen Arten von Onshore-Wetterbedingungen extrem gut standhalten“, erklärt Castillo.

Windenergiebranche ganzheitlich gedacht

Die Windkraft ist ein zentraler und unverzichtbarer Bestandteil der deutschen Energiewende, doch ihr Nachhaltigkeitspotenzial muss künftig ganzheitlich gedacht werden – nicht nur mit Blick auf die Energieerzeugung selbst, sondern auch darüber hinaus. Am Markt entwickeln sich hierzu innovative und vielversprechende Lösungen, um auch die künftige Wiederverwertung der Anlagen und so den gesamten Lebenszyklus von Windrädern umweltfreundlicher zu gestalten.

Auch verbindliche Standards sowie höhere Transparenz können in Zukunft dazu beitragen, die wachsenden Herausforderungen der Windenergiebranche zu meistern – und ihren Beitrag zu einer rundum nachhaltigen Energiewirtschaft weiter auszubauen.

¹ Strom-Report (2024). Windenergie in Deutschland.
https://strom-report.com/windenergie/

² Deutsche Windguard (2024). Status des Windenergieausbaus an Land in Deutschland. Erstes Halbjahr 2024. S. 6.
https://www.windguard.de/Statistik-1-Halbjahr-2024.html?

³ Fachagentur Wind und Solar (2024). Rückbau und Recycling.
https://www.fachagentur-windenergie.de/themen/rueckbau-und-recycling/

⁴ Deutsche Windguard (2024). Status des Windenergieausbaus an Land in Deutschland. Erstes Halbjahr 2024. S. 6.
https://www.windguard.de/Statistik-1-Halbjahr-2024.html?file=files/cto_layout/img/unternehmen/windenergiestatistik/2024/Halbjahr/Status%20des%20Windenergieausbaus%20an%20Land_Halbjahr%202024.pdf

⁵ MDR (2024, 20. September). Größtes Windrad der Welt: Grundsteinlegung in der Lausitz für 400-Meter-Giganten.
https://www.mdr.de/wissen/naturwissenschaften-technik/windkraft-firma-aus-dresden-baut-hoechstes-windrad-der-welt-100.html

⁶ Umweltbundesamt (2022, 26. September). Rotorblattaufbereitung und Recycling von Faserverbundwerkstoffen.
https://www.umweltbundesamt.de/themen/abfall-ressourcen/produktverantwortung-in-der-abfallwirtschaft/windenergieanlagen/rotorblattaufbereitung-recycling-von#undefined

⁷ Deutschlandfunk (2024, 26. Oktober). Entsorgungsproblem bei Rotorblättern.
https://www.deutschlandfunk.de/recycling-windraeder-100.html

⁸ Tagesschau (2023, 06. Juli). Recyclingbranche sieht Müllproblem bei Windrädern.
https://www.tagesschau.de/wirtschaft/recycling-branche-warnt-vor-muellproblem-windraeder-100.html

⁹ Umweltbundesamt (2022, August). Abschlussbericht: Entwicklung von Rückbau- und Recyclingstandards für Rotorblätter. S. 125.
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/publikationen/texte_92-2022_entwicklung_von_rueckbau-_und_recyclingstandards_fuer_rotorblaetter_0.pdf

¹⁰ Fachagentur Wind an Land (2023, Juli). Kompaktwissen: Rückbau und Recycling.
https://www.fachagentur-windenergie.de/fileadmin/files/Veroeffentlichungen/Rueckbau/FA_Wind_Kompaktwissen_Rueckbau_und_Recycling_07-2023.pdf

¹¹ Erneuerbare Energien (2021, 06. September). Erfolgsbilanz der DIN SPEC 4866.
https://www.erneuerbareenergien.de/technologie/betrieb/rdrwind-erfolgsbilanz-der-din-spec-4866

¹² Institut für Regenerative Energiewirtschaft (2023, 07. September). RDRWind setzt auf Professionalisierung durch Normung und Standards.
https://www.iwr.de/ticker/repowering-demontage-und-recycling-von-windturbinen-rdr-wind-setzt-auf-professionalisierung-durch-normung-und-standards-artikel5791

¹³ EnergieWinde (2023, 08. Oktober). Rückenwind für die Kreislaufwirtschaft.
https://energiewinde.orsted.de/trends-technik/windraeder-recycling-rotorblaetter-novo-tech-terrassendielen-cradle-2-cradle