Windkraft: Herr der Holzbeine

Von Daniela Schröder

Die Idee erscheint revolutionär - ein Jungunternehmer aus Hannover will Windkraftanlagen mit Holztürmen konstruieren. Der Traditionsbaustoff soll stabiler und vor allem billiger sein als Stahl. Investoren reagieren begeistert.

TimberTower: Visionäre der Windkraft Fotos
Timbertower

Hamburg - Wenn Gregor Prass zu einem Geschäftstermin fährt, trägt er selbstverständlich weißes Hemd und Anzug, meist schwarz oder dunkelgrau, gerne Nadelstreifen. Dazu Sneaker, am liebsten ein Modell in Grellgrün. Noch gewöhnungsbedürftiger als sein Modestil aber ist die Idee, die der Bauingenieur präsentiert: Denn während die Hersteller von Windkraftanlagen immer angestrengter nach günstigen Alternativen zum bekannten Stahlturm suchen, sind Prass und sein Team überzeugt, die optimale Lösung in einem der ältesten Baustoffe gefunden zu haben: Holz.

Als weltweit erstes Unternehmen will das junge Start-up TimberTower hundert Meter hohe Türme für Multimegawatt-Windräder aus Holz bauen. Ende des Jahres soll am Firmensitz Hannover der erste Prototyp entstehen. Damit beginnt für das ungewöhnliche Projekt die entscheidende Phase. Schließlich sind Forschen und Entwickeln zwar die Basis eines innovativen Konzepts, und ein amtliches Prüfsiegel überzeugt die Versicherer. Doch Zahlen, Zeichnungen und Zertifikate sind die eine Seite. Ein Anlagenbauer aber braucht mehr als Papiere, er will Beweise. Lässt sich eine Windkraftanlage mit Holzturm problemlos aufstellen? Rechnet sich das Ganze? Und hält so ein Ding überhaupt?

"Keine Sorge", sagt Prass. "Ein Holzturm ist belastbarer und haltbarer als ein Turm aus Stahl." Ein Windrad mit Holzbein soll stabiler als Stahl sein? Holz bricht. Holz brennt. Holz vergammelt. Das sind Vorurteile, kontert der Bauexperte. Allein durch seine natürlichen Eigenschaften sei Holz dem Metall klar überlegen.

Banken und Privatinvestoren sind begeistert

Stahl ermüde bei ständiger Belastung schneller als Holz, "stählerne Windtürme halten maximal 20 Jahre, dann sind sie durch, Holztürme dagegen haben eine deutlich längere Lebensdauer". Bricht ein Feuer aus, sagt Prass, dann erhitzt sich eine Stahlkonstruktion, wird weich und kracht plötzlich zusammen. Holz dagegen bleibe länger standhaft. Ein großer Querschnitt gilt sogar als brandhemmend, denn Feuer lässt auf der Holzoberfläche eine isolierende Kohleschicht entstehen. Sie schützt die inneren Schichten. "Man sieht das im Kamin", sagt Prass. "Da fackeln zuerst die kleinen Späne ab, die dicken Scheite aber werden erstmal nur schwarz."

Gegen Wind und Wetter soll den Holzturm eine spezielle Kunststoffschicht wappnen. Obwohl Holz sowieso gut mit Salzluft klarkomme, heißt es bei TimberTower mit Verweis auf alte Seebrücken. Stabiler als Stahl sei der neue Holzturm nicht zuletzt wegen des speziellen Baumaterials: Brettsperrholz. Die kreuzweise übereinander gestapelten und miteinander verleimten Fichtenbretter sollen die Eigenbewegungen des Holzes reduzieren. Zudem verteilen sich anfallende Lasten nicht in eine Richtung wie bei Balken oder Stützen, sondern auf alle Seiten. Außerdem dämpfe ein Holzturm die Geräusche einer Windkraftanlage und erhöhe deren Sicherheit, da er keinen Strom leite.

Bei Turmhöhen von 70 bis 160 Meter und einer Anlagenleistung von ein bis vier Megawatt kann Holz das Baumaterial Stahl ersetzen, sind sich Prass und seine beiden Geschäftsführerkollegen sicher. Sein Team besteht aus Kaufmann Sandro Mainusch, der das nötige Finanzwissen aus seinem früheren Job beim Anlagenhersteller REpower mitgebracht hat. Dazu kommt Unternehmensberater Holger Giebel, der bereits einer Reihe von Hightech-Start-ups auf die Beine half. Kein Wunder also, dass die drei schon vor der eigentlichen Unternehmensgründung Innovationspreise gewonnen haben. Auch Banken und Privatinvestoren halten das Holzturm-Konzept für erfolgversprechend: Insgesamt 1,8 Millionen Euro flossen in die Entwicklung der Prototypen.

Müdigkeit führte zur richtigen Idee

Denn tatsächlich bietet TimberTower eine Neuheit: "Trotz seiner guten Eigenschaften für den Maschinenbau hat die Windenergiebranche Holz bisher völlig übersehen", sagt Prass. Dabei ist die Idee für eine Anlage mit Holzturm nicht neu. Zu Beginn des vergangenen Jahrhunderts wurden Windturbinen vom Fundament bis zu den Flügeln meist aus Holz gebaut. Gegen den modernen Werkstoff Stahl aber sah das Traditionsmaterial bald alt aus. "Heute haben Maschinenbauer keine Ahnung von Holz", sagt Prass. "Auch ich habe es lange unterschätzt."

Dabei hat er seit Jahren an der Entwicklung von Türmen und Fundamenten für Windkraftanlagen getüftelt. Erfahrungen sammelte er vor allem mit Beton. Im Herbst 2006 aber kam er auf die Idee, aus der TimberTower entstehen sollte: Monatelang saß Prass schon an einem Modell für einen Windturm aus Holzfachwerk. Bis spät in die Nacht feilte er an den Entwürfen, der Abgabetermin drohte. Doch egal was Prass probierte, er landete immer wieder bei einem Problem: Einzelteile ließen sich nicht belastbar genug verbinden, Ecken und Kanten mussten vor Wasser geschützt werden. Prass war müde und genervt. Irgendwann machte er einen Denkfehler und gab Werte falsch ein - und auf seinem Bildschirm erschien ein Hohlkörper.

Doch worüber sich der Ingenieur im ersten Moment ärgerte, machte ihn dann plötzlich hellwach. "Mir war schnell klar, dass diesem Holzturm alle Fehler fehlen, die eine Fachwerkkonstruktion disqualifizieren." Seitdem dreht sich der Job von Prass nur noch um Holz. Ergebnis seiner Berechnungen ist ein mehreckiger, geschlossener Holzturm, schlank und nach oben hin schmaler als seine Stahl-Verwandten. Im Inneren steckt ein hölzernes Gerüst, das die 30 Zentimeter dicken Brettsperrholzplatten trägt. Zusammen gesteckt und verleimt werden die Elemente erst am Standort der Windkraftanlage. Höchstens zwei Tage soll der Aufbau dauern, für die Lieferzeit rechnet TimberTower acht bis zehn Monate. Auf Stahltürme wartet man derzeit locker ein Jahr - die Nachfrage ist so groß, dass die Hersteller mit der Produktion kaum hinterher kommen.

Kostenvorteile von 20 bis 30 Prozent

Dazu kommt ein weiterer, entscheidender Vorteil: Auch bei den Kosten will TimberTower die stählerne Konkurrenz schlagen. Inklusive Transport und Montage sei ein Holzturm zwischen 20 und 30 Prozent billiger. Weil die Holzteile keine teuren Schwertransporte brauchen und Durchfahrtsgrenzen kein Hindernis mehr sind, lassen sich auch höhere Türme bauen, sagt Prass. So passten etwa bisher nur Turmfüße mit maximal 4,20 Meter Durchmesser unter Autobahnbrücken hindurch. Doch je höher der Turm werden soll, desto größer muss der Fuß sein. Der Trend bei Windkraftanlagen geht hin zu mehr Größe - denn jeder Meter bringt mehr Leistung und damit mehr Gewinn. Allerdings macht der hohe Stahlpreis die stählernen Türme von mehr als hundert Meter unrentabel.

Genau da will sich TimberTower ins Spiel bringen: Denn Holz ist nach wie vor wesentlich billiger als Stahl, und Deutschland hat nicht nur große Holzvorräte, der Baustoff wird auch viel weniger genutzt, als er nachwächst. Arno van Wingerde vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik hält zwar Stahl für ein besseres Material im Maschinenbau, "denn man kann die Elemente schweißen und somit leichter verbinden". Doch der Experte ist offen für Neues: "Belastbare Verbindungen kann man auch bei Holz schaffen." Gegen das Material spreche daher nichts, sagt van Wingerde, entscheidend für den Erfolg des Holzturms werde allein seine Wirtschaftlichkeit sein.

Das ist auch für den Windanlagenhersteller Vensys Energy ausschlaggebend, der den Prototypen gemeinsam mit TimberTower entwickelt. "Technisch gesehen wird die Konstruktion funktionieren können", sagt Vensys-Vertriebsleiter Theodor Peters. "Die Frage ist nur, ob sich die Kosten für die neuartigen Verbindungen und für das Konservieren des Holzes auf Dauer rechnen." Doch die Branche müsse offen für Ideen sein und Mut zu Innovationen haben, sagt Peters. Denn egal ob Stahl, Beton oder Fachwerk - teuer sei alles. "Wir brauchen daher dringend neue Lösungen, um höhere Türme bauen zu können."

Erfüllt der Hannoveraner Holzturm die Erwartungen seiner Konstrukteure, dann läuft schon 2010 die Serienproduktion an. Vor allem die wachsenden Windenergiemärkte Nordamerika und Asien will TimberTower mit seinem Logistikvorteil erobern. Die Chancen stehen gut, denn trotz Wirtschaftskrise und mehrerer Boomjahre gilt der Weltmarkt für Windenergie als stabil. Dank der offiziellen Klimaschutzziele muss sich die Branche auch keine Zukunftssorgen machen. Zu erneuerbaren Energien passt ein Holzturm perfekt, argumentiert Prass: Holz sei ein Naturmaterial, CO2-neutral und problemlos zu recyclen. Ein konsequenter Schritt, findet auch van Wingerde: "Man hätte ein umweltfreundliches Produkt zum Erzeugen umweltfreundlicher Energie."

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Forum - Kann Ökostrom Deutschlands Energieproblem lösen?
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1.
Gabri 21.02.2007
Im Jahr 2005 betrug der Anteil erneuerbarer Energien in Deutschland 6.6% (BMU-Bericht 01/07). Diese Zahl bezieht sich auf die Stromerzeugung, die Wärmebereitstellung sowie die Kraftstoffe. Seit 1998 hat sich dieser Anteil mehr als verdoppelt, was über diesen doch recht langen Zeitraum allerdings erschreckend wenig ist. Die höchsten Zuwächse finden sich absolut in der Stromerzeugung (insbesondere Windkraft und Solarenergie), relativ gesehen in der Kraftstofferzeugung Biodiesel, Pflanzenöl und Ethanol). Realistische Vorstellungen gehen dahin, bis 2020 25 bis 30 % der Stromversorgung mit erneuerbaren Energien abzudecken, bis 2050 will man die Hälfte des Primärenergiebedarfs aus regenerativen Quellen decken. So weit so gut. Das bedeutet aber auch, dass selbst bei diesen sehr optimistischen Schätzungen Deutschland wohl kaum eine Vollversorgung erreichen kann und infolge dessen stets auf Importe angewiesen sein wird, egal ob es sich um bis dahin vermutlich knapp gewordenes Erdöl/Erdgas, Atomstrom oder regenerative Energien aus Ländern mit besseren Ressourcen, Flächen, Solarausbeute, Wasserkraft o.ä. handelt. Unter diesen Umständen wäre eine genaue Kosten/Nutzenanalyse der heimischen Möglichkeiten wichtig. Zum Beispiel die Frage, welche regenerativen Energien ausgebaut werden sollten und welche besser auch in Zukunft besser importiert werden. Beispielsweise gehören die deutschen Böden zu den fruchtbarsten der Welt und es wäre ernsthaft zu überlegen, ob man sie z.B. für den Rapsanbau vergeuden sollte und sich stattdessen nicht besser auf die Produktion hochwertiger Lebensmittel konzentrieren sollte um diese dann zu exportieren und gegen Energien einzutauschen. Länder wie Spanien mit diesen riesigen Dürregebieten eignen sich nun mal weitaus besser für Photovoltaik als die Norddeutsche Tiefebene und die Alpenregionen bieten bessere Möglichkeiten für Wasserkraft. Offshore-Windanlagen sind dagegen eine gute Option für Deutschland, ebenso aufgrund der Mehrheit der Böden dezentrale Geothermie-Anlagen für den einheimischen privaten und öffentlichen Wärmegewinn. Vorsichtig wäre ich dagegen bei dem verstärkten Einsatz von Holz (Pellets). Ein relativ waldarmes Land wie Deutschland kann hier im Verhältnis zu Skandinavien nur beschränkt punkten. Deshalb wäre ich auch vorsichtig mit dem möglichen Ziel der energetischen Unabhängigkeit. Diese wird in Deutschland nicht erreichbar sein ohne den Nachteil der Unwirtschaftlichkeit. Zum Ausbau regenerativer Energien würde ich ein klares Ja sagen, aber immer mit der Einschränkung, dass wir nicht den Ausbau jeder Energiequelle unbedingt fördern sollten, dieses nur im Verbund mit den europäischen Nachbarn.
2. Alles was geht ! Ökostrom sofort !
17 Träume 21.02.2007
---Zitat von Gabri--- Im Jahr 2005 betrug der Anteil erneuerbarer Energien in Deutschland 6.6% (BMU-Bericht 01/07)... Unter diesen Umständen wäre eine genaue Kosten/Nutzenanalyse der heimischen Möglichkeiten wichtig. Zum Beispiel die Frage, welche regenerativen Energien ausgebaut werden sollten und welche besser auch in Zukunft besser importiert werden. Beispielsweise gehören die deutschen Böden zu den fruchtbarsten der Welt und es wäre ernsthaft zu überlegen, ob man sie z.B. für den Rapsanbau vergeuden sollte und sich stattdessen nicht besser auf die Produktion hochwertiger Lebensmittel konzentrieren sollte um diese.... ---Zitatende--- Ökostrom ist ja ein kleiner Teil bezogen auf die Primärenergieverbäuche Deutschlands, aber ein Anfang. Sie haben völlig Recht, daß eine Vollversorgung viel Schritte und Effizienzverbesserungen braucht. Es gibt bereits Studien, die auch unser Umweltminister kennt, welche z.B. Biogas klar präferiert (bis 2020 sind 10% Anteil geplant obwohl heute nur 1% Beitrag hieraus resultiert). Ebenso wie Kraftstoffe aus Biomasse (BtL statt Biodiesel) ist Biogas sehr umweltfreundlich in der Herstellung und in der Flächeneffizienz sowie Speicherfähigkeit und bietet hohe Nutzungsausbeuten aus vielfältigen pflanzlichen Rohstoffen. Hierzu gibt es im März eine Neujustierung durch die Politik, die auch eine Verbesserung von Wärmeeinsatz bzw. ein Wärmeinspeisegesetz erwarten lässt aufgrund der hohen Wirkungsgrade von Kraftwäremkopplungsanlagen, die Strom und Wärme gleichzeitig produzieren. ein ausführlicher Beitrag über die Energiemöglichkeiten http://forum.spiegel.de/showthread.php?p=967925#post967925 eigene Ideen für politische Sofortrahmensetzungen http://forum.spiegel.de/showthread.php?p=974921#post974921
3.
aloa5 21.02.2007
---Zitat von sysop--- Die Energieversorgung in Deutschland ist in hohem Grad von Importen abhängig. Neben der klimaschädlichen Braunkohle und der hoch subventionierten Steinkohle sind die erneuerbaren Energien der einzige relevante heimische Energieträger. Sollten sie deshalb stärker ausgebaut werden - auch wenn das teuer ist? ---Zitatende--- Und wo bzw. wie viele Windkrafträder lassen sich aufstellen ? Begrenzt. Solaranlagen ? Nun - auf Dächern wird es bei derzeitigem Klimawechsel wohl immer interessanter. Neuere Häuser haben meisst welche auf dem Dach. Längerfristig kann dies vielleicht ein relevanter Faktor werden. Geht aber nur langsam vorwärts und hängt mit den Stückpreisen und unserem Wohlstand zusammen. Auto - keine wirkliche Lösung in Sicht. Wir können gar nicht ausreichend Raps u.ä. herstellen - auch wenn es mit Verknappung (und verteuerung) der Ressourcen (China,Indien) durchaus die landwirtschaftliche Beschäftigungsalternative sein kann (und lohnend dazu). [[Was machen eigentlich die arabischen Ölstaaten mit Ihrem Geld, wenn das Öl (die Geldquelle) versiegt ist ? (habe ich mich schon immer gefragt.... Krieg? Oder werden dort Solaranlagen aufgebaut und wir so versorgt ? ) ]] Ich finde, man muss dies nicht auf biegen und brechen fördern. Mit der Winkraft wird viel Subventionsbetrug mit Mafia-Ähnlichen Kartellen getrieben. Solaranlagen auf Dächern können durchaus helfen. Bei steigenden Rohstoff- und Strompreisen wird evtl. das ganze sogar im Verhältnis immer billiger. Etwas fördern: ja - erzwingen: nein. Wenn es sich wirklich lohnt, dann kommt es später automatisch. Grüsse ALOA
4. 100% regenrativ ist machbar !
17 Träume 21.02.2007
sagt auch Prof.Dr. Hohmeyer, der einen UN-Bericht über die sinnvollsten Maßnahmen weltweit verfassen wird bis 2010 im Auftrag der IPCC. http://www.innovations-report.de/html/berichte/energie_elektrotechnik/bericht-79206.html
5. Biogas bringt Strom oder Wärme
17 Träume 21.02.2007
he nachdem man es ins Gasnetz einspeist um z.B Haushalte zu beheizen oder aber Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt. Das Potential von Biogas allein liegt laut einer aktuell veröffentlichten Studie europaweit bei + 100% Ersatz des Erdgasverbrauchs + 2 Mio Arbeitsplätze zusätzlich + Wertschöpfung von 63 Milliarden € + bereits bis 2020 Kyoto allein hierdurch zu erfüllen (10% zusätzliche CO²-Einsparung) + Zusatzeinkommen für Landwirte statt subventionierten Nahrungsmittelüberschüssen http://www.zdf.de/ZDFde/inhalt/14/0,1872,4339566,00.html nicht genannter Nebeneffekt sind Speicherfähigkeit wie auch Grundlastfähigkeit, ökologischer Kreislauf möglich durch Wiederausbringung von Restkompost auf die Fläche. Das heißt sehr effizient ließen sich 25% des Primärenergieverbrauchs (ohne zusätzliche Einsparungen) bis 2020 decken. Biogas nach vorn !
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