Steigende Strompreise belasten kommunale Betriebe wie Klärwerke und Wasserwerke zunehmend. Windkraftanlagen zur Eigenversorgung sind eine technisch ausgereifte Lösung – im kommunalen Umfeld mit noch großem Potenzial.
Dieser Praxisbericht zeigt, wie ein Klärwerk in Schleswig-Holstein mit einer 250-kW-Anlage des deutschen Herstellers Wind Technik Nord (WTN) einen erheblichen Teil seines Strombedarfs selbst erzeugt.
Grundlage ist ein Interview mit Tobias Wippich, Geschäftsführer von WTN, der das Projekt von der Standortanalyse bis zur Inbetriebnahme begleitet hat. Der Bericht zeigt, welche technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen nötig sind – und wann sich die Investition lohnt.
Inhaltsverzeichnis
Warum kommunale Betriebe Kleinwindkraft nutzen sollten
Kommunale Betriebe wie Klärwerke und Wasserwerke haben nicht nur einen hohen Strombedarf, sondern oft auch eine hohe Grundlast. Dieser 24/7-Verbrauch ist ein Vorteil gegenüber gewerblichen Betrieben mit begrenzten Betriebszeiten – denn er erhöht den Eigenverbrauchsanteil der erzeugten Energie. Ein hoher Eigenverbrauch des Windstroms ist wichtig für die Wirtschaftlichkeit. Stromintensive Unternehmen sind generell die besten Betreiber von Kleinwindkraftanlagen.
Wärmewende als zusätzlicher Anwendungsfall
Die Kommunen sind verpflichtet, Wärmepläne aufzustellen. Wer Wärmepumpen für kommunale Nahwärmenetze betreiben will, braucht dafür erhebliche Strommengen. Windkraft ist hier eine naheliegende Lösung: Sie liefert Strom genau dann zuverlässig, wenn der Heizbedarf am höchsten ist – in den Wintermonaten.
Viele kommunale Betriebe setzen bereits auf Photovoltaik, welche aber den benötigten Winterstrom nur geringfügig liefern kann. Letztendlich ist die Kombination aus Windenergie und Solarenergie optimal für die Maximierung der kommunalen Eigenversorgung.
Hohe Stromkosten als Treiber
Klärwerke zahlen häufig Strompreise von über 0,20 €/kWh. Bei einem jährlichen Verbrauch von mehreren hunderttausend Kilowattstunden summiert sich das zu einer erheblichen Kostenlast. Eine eigene Windkraftanlage an einem windstarken Standort senkt diese Stromkosten dauerhaft – unabhängig von Preisentwicklungen am Energiemarkt.
Der Energiebedarf kommunaler Betriebe wächst. Klärwerke sind beispielsweise durch neue Anforderungen an die Klärschlammtrocknung mit einem höheren Strombedarf konfrontiert.
Klimabilanz und regulatorische Anforderungen
Kommunale Betriebe stehen zunehmend unter dem Druck, ihre Klimabilanz zu verbessern. Eigene erneuerbare Energieerzeugung ist dabei ein zentrales Instrument – und stärkt die Vorbildfunktion gegenüber Bürgern und Politik.
Das Projekt: Klärwerk Böklund bei Schleswig
Das Klärwerk Böklund liegt in der Nähe der Stadt Schleswig in Schleswig-Holstein – einer Region mit überdurchschnittlich guten Windbedingungen. Die Gemeinde entschied sich für ein Windkraftprojekt zur Eigenversorgung. Im Zuge des Projekts wurde auch eine neue Trafostation auf dem Gelände errichtet.
Strombedarf und Erzeugungspotenzial
Der jährliche Stromverbrauch des Klärwerks liegt bei rund 350.000 kWh. Durch neue Anforderungen an die Klärschlammtrocknung wird dieser Bedarf in den kommenden Jahren weiter steigen. Die installierte 250-kW-Anlage erreicht am Standort Böklund eine Ertragsprognose von rund 450.000 kWh pro Jahr.
Eigenverbrauchsquote und Genehmigungsanforderung
Nicht der gesamte erzeugte Strom kann direkt vor Ort genutzt werden. Die prognostizierte Eigenverbrauchsquote liegt bei etwas über 60 %. Dieser Wert erfüllt die Anforderung des Landes Schleswig-Holstein, das für die Baugenehmigung einer Kleinwindanlage den Nachweis einer überwiegenden Eigennutzung verlangt.
Ausgangslage und Ziele
Das Klärwerk verfügte zum Zeitpunkt der Planung über keine eigene Photovoltaikanlage. Die Windkraftanlage ist damit das erste Erzeugungsprojekt am Standort. Eine spätere Ergänzung durch PV ist möglich und würde die Eigenversorgungsquote weiter erhöhen. Auf einen Batteriespeicher wurde verzichtet – die thermischen Prozesse des Klärwerks bieten eine gewisse Speicherwirkung.
Der Strompreis des Klärwerks liegt bei rund 0,20 €/kWh. Jede selbst erzeugte Kilowattstunde spart diesen Betrag ein – ein zentraler Hebel für die Wirtschaftlichkeit des Projekts.
Im Foto unten geben die Bäume und Autos eine gute Referenz für die Größe der Kleinwindkraftanlage.
Kleinwindkraftanlage mit 250 kW von Wind Technik Nord
Die in Böklund installierte Anlage ist das 250-kW-Modell von Wind Technik Nord – die einzige Kleinwindkraftanlage des Herstellers. Das Unternehmen bietet für größere Verbraucher auch Mittelwindanlagen an mit einer Leistung von 500 kW und 600 kW. Allerdings liegt deren Gesamthöhe über 50 Meter, was somit ein aufwendiges BImSchG-Genehmigungsverfahren erfordert.
Masthöhe und Gesamthöhe
Die Anlage in Böklund wurde auf einem 30-Meter-Mast errichtet. Der Rotordurchmesser beträgt 29 Meter. Daraus ergibt sich eine Gesamthöhe von 44,5 Metern. In Deutschland gilt die Gesamthöhe von 50 Metern als entscheidendes Kriterium: Dann ist die Nutzung als Kleinwindkraftanlage für die dezentrale Objektversorgung möglich. Die Windanlage kann auf dem Betriebsgelände installiert werden. Grundlage für das Genehmigungsverfahren ist die Bauordnung des jeweiligen Bundeslandes.
WTN bietet auch einen neu entwickelten 35-Meter-Mast an. Mit einer Gesamthöhe von 49,5 Metern reizt diese Variante die 50-Meter-Grenze aus – und erschließt bei gleichem Genehmigungsaufwand ein höheres Windpotenzial.
Mindeststrombedarf
WTN empfiehlt einen jährlichen Strombedarf von mindestens 300.000 kWh beim Betreiber. Klärwerke liegen häufig bei 500.000 bis über 1.000.000 kWh – größere Städte noch darüber. Ein ausreichend hoher Grundverbrauch ist die Voraussetzung für eine wirtschaftlich sinnvolle Eigenverbrauchsquote.
Standortanalyse und Windpotenzial
Das Windpotenzial in Rotorhöhe ist der zentrale Erfolgsfaktor für jedes Kleinwindprojekt. WTN empfiehlt eine mittlere Windgeschwindigkeit von mindestens 5,5 m/s in Nabenhöhe. Am Standort Böklund liegen die Werte bei rund 6,0 m/s – ein sehr guter Wert, der eine Ertragsprognose von etwa 450.000 kWh pro Jahr ermöglicht.
Windprognose statt Windmessung
In Norddeutschland mit seiner flachen Landschaft sind Windmessungen oft nicht erforderlich. Es gibt genügend bestehende Windkraftanlagen und Messstationen als Referenzdaten. Software-Tools liefern hier ausreichend genaue Ergebnisse – mögliche Abweichungen sind nicht kritisch für die Wirtschaftlichkeit.
Anders sieht es in Süddeutschland oder an komplexen Standorten aus, etwa in Hang- oder Tallagen. Klärwerke liegen dort häufig an Flüssen in ungünstiger Topografie. In solchen Fällen sind detailliertere Analysen notwendig, beispielsweise in Form einer mehrmonatigen Windmessung.
Anforderungen an den Standort
Eine freie Anströmung aus der Hauptwindrichtung ist entscheidend. Hindernisse wie Wald in 100 Metern Entfernung mit 20 Meter hohen Bäumen wirken sich negativ aus: Die entstehenden Turbulenzen senken den Ertrag. WTN führt für jeden Standort eine individuelle Bewertung durch und gibt Empfehlungen zur Standortoptimierung. In einem Fall wurde ein Klärwerk abgelehnt, das von drei Seiten von 20 Meter hohem Wald umgeben war.
Wirtschaftlichkeit
Projektkosten
Die 250-kW-Anlage kostet 600.000 bis 650.000 € inklusive Anlieferung, Installation und Inbetriebnahme.
Ein wesentlicher Kostenpunkt ist das Fundament: Bei Standardbedingungen wie in Böklund betragen die Kosten rund 50.000 €, bei schwierigem Untergrund wie sandigem Boden können sie deutlich steigen.
Weitere Kostenfaktoren sind der Netzanschluss und gegebenenfalls der Austausch der Trafostation. Die Zuwegung ist bei Klärwerken in der Regel bereits vorhanden.
Für die Finanzierung stehen zinsgünstige KfW-Darlehen mit Laufzeiten von 15 bis 20 Jahren zur Verfügung.
Stromgestehungskosten und Einspeisetarif
Die Stromgestehungskosten liegen bei dem in Norddeutschland typischen Windpotenzial bei 9 bis 12 ct/kWh. Dem steht ein Bezugspreis von über 0,20 €/kWh gegenüber – die Differenz bildet die Grundlage der Wirtschaftlichkeit.
Überschüssiger Strom kann mit einem Tarif von 7,4 ct/kWh eingespeist werden. Dieser Betrag allein trägt den Betrieb der Kleinwindanlage nicht – entscheidend ist die Einsparung durch den Eigenverbrauch.
Wartungskosten
WTN bietet einen Vollwartungsvertrag mit 24/7-Überwachung, Ferndiagnose und 95 % Verfügbarkeitsgarantie an. Die Kosten liegen bei 9.000 bis 12.000 € pro Jahr. Alternativ gibt es eine Basisvariante mit zweimal jährlicher Wartung vor Ort.
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Netzanschluss
Gesetzliche und regulatorische Änderungen
Mit dem Solarpaket 2 (2024) wurde die sogenannte NELEV-Verordnung (Nachweis für elektrotechnische Eigenschaften) angepasst. Zuvor war ab 135 kW Erzeugungsleistung ein Mittelspannungsanschluss erforderlich. Seit der Änderung greift die Mittelspannungsverordnung erst ab 270 kW – und bis 500 kW ist ein Anschluss nach Niederspannungsverordnung möglich, sofern nicht mehr als 270 kW ins Netz eingespeist werden. Für eine 250-kW-Anlage mit hoher Eigenverbrauchsquote bedeutet das eine Vereinfachung des Netzanschlusses.
Technische Umsetzung
Die Anlage wird über einen EZA-Regler an das Netz angebunden, der den Netzverknüpfungspunkt überwacht. Eine Kommunikationsschnittstelle stellt die Verbindung zu Netzbetreiber und Direktvermarkter her. Bei Überschreitung der zulässigen Einspeiseleistung erfolgt eine automatische Abregelung.
In der Praxis ist diese Abregelung selten notwendig – auch bei einer Kombination aus Wind und PV. Strahlender Sonnenschein und starker Wind treten fast nie gleichzeitig auf. In einem Spezialprojekt von WTN wird eine 250-kW-Anlage sogar an einem 160-kVA-Netzanschluss betrieben, weil der Eigenverbrauch entsprechend hoch ist.
Die Verkabelung zwischen Anlage und Einspeisepunkt betrug in Böklund rund 80 Meter. Typisch sind 100 bis 200 Meter, bis zu 500 Meter sind technisch machbar.
Baugenehmigung
Die Dauer des Genehmigungsverfahrens hängt stark vom zuständigen Bauamt ab. Im besten Fall dauert es rund drei Monate, im schlechtesten weit über ein Jahr. Teilweise kommt es zu gezielter Verzögerung durch Behörden.
Kläranlagen liegen in der Regel abseits von Wohngebieten – ein Vorteil im Genehmigungsverfahren, da Konflikte mit Anwohnern zu Schall, Schattenwurf oder Eiswurf seltener auftreten können. In Böklund gab es entsprechend keine Anwohnerbeschwerden.
Erforderliche Gutachten
Ein Schallgutachten ist nach Aussage von WTN-Geschäftsführer Tobias Wippich fast immer erforderlich. Abhängig von der Umgebung kann ein Schattenwurfgutachten hinzukommen – häufig werden beide als Kombinationsgutachten erstellt. Beim Artenschutz reicht in der Regel eine Stellungnahme, ein vollständiges Gutachten ist meist nicht notwendig. Ein Eiswurfgutachten wird in manchen Fällen ebenfalls gefordert. Falls notwendig, kann ein Eisdetektor an die Anlage angebracht werden.
Beteiligte Behörden
Am Genehmigungsverfahren sind neben dem Bauamt die Naturschutzbehörde und je nach Standort das Straßenbauamt oder die Autobahnmeisterei beteiligt. Bei einer Nähe zu Bahntrassen wird das Verfahren erheblich komplizierter – eine Trassenquerung ist nahezu ausgeschlossen. Auch Überlandleitungen und Bundeswehrverhältnisse sind zu prüfen.
Grenzabstände
Zu Gebäuden und Grundstücksgrenzen ist für die 250 kW Windkraftanlage ein Abstand von rund 30 Metern einzuhalten. Die genaue Berechnung variiert zwischen den Bundesländern. Bei eigenen Gebäuden sind Abstände und Schattenwurf im Hinblick auf den Arbeitsplatzschutz zu beachten.
Umweltschutzauflagen
Eine mögliche Auflage ist die Fledermausabschaltung – so auch in Böklund. Die Anlage wird in der Dämmerungsphase der Sommermonate bei wenig Wind abgeschaltet. Der Ertragsverlust liegt dabei meist bei nur 1 bis 2 %.
Fazit: Wann sich Kleinwindkraft für kommunale Betriebe lohnt
Klärwerke sind für Kleinwindkraft besonders geeignet: Ihr 24/7-Verbrauch sorgt für eine hohe Eigenverbrauchsquote, und die abgelegene, oft windstarke Lage bietet gute Voraussetzungen für den Betrieb einer Windkraftanlage. Für unterschiedliche Strombedarfe stehen passende Anlagenmodelle zur Verfügung.
Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist eine Eigenverbrauchsquote von über 50 %. Voraussetzung dafür ist ein Windstandort mit mindestens 5,5 m/s in Nabenhöhe. Unter diesen Bedingungen sind Stromgestehungskosten von 9 bis 12 ct/kWh erreichbar – deutlich unterhalb der Bezugspreise vieler kommunaler Betriebe.
Die größte Hürde bleibt oft die Bürokratie. Genehmigungsverfahren können zeitaufwendig und von Behörde zu Behörde unterschiedlich sein. Eine frühzeitige Abstimmung mit Behörden und Politik ist daher ratsam.
Insgesamt zeigt das Projekt Böklund: Kleinwindkraftanlagen haben großes Potenzial für die Stromversorgung von Klärwerken – technisch ausgereift, am windstarken Standort wirtschaftlich attraktiv und ein konkreter Beitrag zum kommunalen Klimaschutz. Grundlagen zu Kleinwindkraftanlagen für stromintensive Unternehmen werden im kostenfreien E-Book dargestellt, bitte unten anfordern…
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