Emissionen und Immissionen

Emission bedeutet Aussendung, Austrag oder Abgabe in die Umwelt, ausgehend von einer Quelle. Beispiele sind die Schadstoffemissionen aus dem Auspuff von Kraftfahrzeugen, die Lärmemissionen des Straßenverkehrs oder die Funkwellen einer Sendeanlage. Die aussendende Quelle wird auch als Emittent bezeichnet. In diesem Sinne sind WEA Emittenten, denn während ihres Betriebs emittieren sie Schall und Schatten in ihre Umgebung.

Immissionen im Sinne des Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) sind auf Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphäre sowie Kultur- und sonstige Sachgüter einwirkende Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen, Licht, Wärme, Strahlen und ähnliche Umwelteinwirkungen. Jede Immission kann folglich auf einen oder mehrere Emittenten zurückgeführt werden.

Der Ausbau erneuerbarer Energien trägt wesentlich zur Einsparung von CO₂ bei. Indem fossile Energieträger wie Braunkohle durch erneuerbare ersetzt werden, sinken die Treibhausgasemissionen bei der Energieerzeugung für unseren Strom. Insgesamt konnten im Jahr 2022 in Deutschland rund 232 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente eingespart werden – davon entfallen rund 95 Millionen Tonnen (entspricht 41 Prozent) und damit der größte Teil auf die Windkraft. Heruntergebrochen auf eine moderne Windenergieanlage, lässt sich sagen, dass sie etwa 10.000 Tonnen CO₂-Äquivalente im Jahr vermeidet. Das entspricht dem individuellen, jährlichen CO₂-Verbrauch von 1.000 Personen oder neun Langstreckenflügen hin- und zurück. So viel CO₂ können sonst nur 800.000 Bäume kompensieren. Zudem amortisiert sich eine Windenergieanlage energetisch bereits im ersten Jahr ihres Betriebs. Dies bedeutet, sie spart in diesem Zeitraum mehr CO₂ ein, als für ihre Fertigung, den Bau und Betrieb der Anlage anfällt. 

Von Windenergieanlagen gehen Betriebsgeräusche aus. Abhängig von der Windstärke erzeugen vor allem Luftverwirbelungen an den Rotorblättern, aber auch Getriebe und Generator der Anlage Geräusche. Jede Windenergieanlage muss erst nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz genehmigt werden. Bei einer Überschreitung der vorgegebenen Immissionsrichtwerte ist die Anlage nicht genehmigungsfähig. Die prognostizierten Lärmimmissionen sind dabei nach der "Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm" (TA Lärm) zu beurteilen. So weist die TA Lärm nachts beispielsweise einen Immissionsrichtwert in allgemeinen Wohngebieten von 40 dB(A) aus. Unter der Annahme eines Schallleistungspegels der Windenergieanlage von 107 dB(A) – dies entspricht der Lautstärke eines Baggers – sind in 1.000 m Entfernung noch ca. 38 dB(A) zu hören, was der Lautstärke bei Regen entspricht. Damit ist der Geräuschpegel in mehreren hundert Metern Entfernung bei Wind nicht mehr von den natürlichen Hintergrundgeräuschen, wie z. B. Blätterrauschen, zu unterscheiden. Meist bieten moderne Anlagen zudem schallreduzierte Betriebsmodi an. Damit können die Schallemissionen – unter gewissen Ertragseinbußen – beispielsweise nachts reduziert werden. Es ist aber nicht auszuschließen, dass trotz der Einhaltung der TA Lärm-Richtwerte Windenergieanlagen zu hören sind.

Die Beurteilung einer möglichen (erheblichen) Belästigung durch Schall im Einwirkungsbereich einer Anlage erfolgt grundsätzlich am Immissionsort, d. h. an dem Ort bzw. den Orten, an dem bzw. denen der Schall eine Belästigung darstellen könnte (z. B. angrenzende Siedlung). Diese Orte werden durch eine Ortsbegehung des Gutachters und in Abstimmung mit den Genehmigungsbehörden ausgewählt. Im Hinblick auf die vorgegebenen Immissionsrichtwerte (TA Lärm) werden auch unterschiedliche Gebietsfestsetzungen (u. a. Industrie-, Gewerbe-, Misch-, allgemeines Wohn-, reines Wohn- und Kurgebiet) sowie mögliche Vorbelastungen berücksichtigt.

Infraschall ist tieffrequenter, nicht hörbarer Schall, der für den Menschen nur bei sehr hohen Schalldruckpegeln überhaupt wahrnehmbar ist. Infraschallquellen können natürlicher oder technischer Natur sein, z. B. Meeresbrandung, Klimaanlagen, Autos, Heizung, Waschmaschine, windumströmte Bäume oder Häuser. Infraschall entsteht bei Windenergieanlagen durch Vibrationen in den Rotoren und im Turm. Schädliche Umwelteinwirkungen durch Infraschall von Windenergieanlagen konnten bisher nicht durch wissenschaftliche Untersuchungen belegt werden. Bei Messungen im Abstand von 250 m zu Windenergieanlagen wurden keine erheblichen Belästigungen im Infraschallbereich festgestellt.  
https://www.energieatlas.bayern.de/sites/default/files/infraschall_stmgp.pdf 

Das Thema Schattenwurf wird im Rahmen des Genehmigungsverfahrens einer Windenergieanlage umfassend seitens unabhängiger Gutachter geprüft. Die sogenannten bewegten Schatten, die durch sich drehende Rotorblätter entstehen, fallen unter den Begriff der Immissionen des § 3 Absatz 2 BImSchG. Ein Gutachter erstellt Schattenwurfprognosen für die nächstgelegenen Wohnhäuser und berücksichtigt dabei z. B. Topografie, Bebauung und Baumhöhen. Sobald die gesetzlichen Vorgaben für Schlagschatten überschritten werden, kann der Anlagenbetreiber eine Abschaltautomatik der Windenergieanlage einsetzen, sodass die tatsächliche Beschattungsdauer begrenzt wird. Gesetzlich gilt, dass kein Anwohner mehr als 30 Minuten täglich und 30 Stunden jährlich einem periodischen Schattenwurf ausgesetzt sein darf.

Durch sich drehende Rotorblätter entstehende periodische Lichtreflexionen sind bekannt als Disco-Effekt. Der Disco-Effekt stellt heutzutage aufgrund der matten Beschichtung der Anlagen kein Problem mehr dar und bedarf keiner weiteren Prüfung.

Das Luftverkehrsrecht in Deutschland schreibt eine Beleuchtung der Anlagen, eine sogenannte Nachtkennzeichnung, vor, damit es in der Dunkelheit nicht zu Kollisionen mit Luftfahrzeugen kommt. Ab dem 1. Januar 2025 sind Anlagenbetreiber gesetzlich verpflichtet, beim Bau neuer Anlagen eine "bedarfsgerechte Nachtkennzeichnung" zu implementieren. Dies bedeutet, dass die Anlagen nicht mehr durchgängig nachts blinken, sondern nur dann, wenn sich ein Flugobjekt nähert. Für Anlagen im Bestand, die ab Januar 2006 ans Netz gingen, gilt, dass jene ebenfalls dahingehend nachgerüstet werden müssen. In Ausnahmefällen, z. B. in der Nähe von Fluglandeplätzen, kann jedoch davon abgesehen werden. Geregelt ist die "bedarfsgerechte Nachtkennzeichnung" von Windenergieanlagen im Erneuerbare-Energien-Gesetz 2023 (EEG 2023).

Im immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren wird sichergestellt, dass Windenergieanlagen so errichtet und betrieben werden, dass Menschen nicht von Eiswurf oder Eisfall gefährdet werden. Konkret ist beispielsweise geregelt, welche Abstände zu Verkehrswegen und Gebäuden eingehalten werden müssen. Außerdem führen spezialisierte Unternehmen sogenannte Eisfall- und Risikoanalysen durch und erstellen gutachterliche Stellungnahmen.

In den Schaltanlagen von Windenergieanlagen, die bereits in Betrieb sind, kann das Treibhausgas Schwefelhexafluorid (SF6) enthalten sein. Aufgrund seiner Kompaktheit stellt es ein sehr geeignetes Isoliermittel für Schaltanlagen wie solche in Windenergieanlagen dar. Es befindet sich in einem abgeschlossenen System, dennoch können geringe Mengen – bei einer Mittelspannungsanlage pro Jahr rund 0,1 % der verwendeten SF6-Menge – in die Atmosphäre gelangen. SF6 steckt nicht nur in den Schaltanlagen sich in Betrieb befindlicher Windenergieanlagen, sondern in vielen anderen installierten Mittelspannungsschaltanlagen – im Prinzip überall dort, wo Strom verteilt wird. Mittlerweile bieten Hersteller für alle Spannungsbereiche, auch für Windenergie, SF6-freie Anlagen an. Für öffentliche Bauten in Deutschland schreibt die Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Beschaffung klimafreundlicher Leistungen (AVV Klima) bei Ausschreibungen öffentlicher Aufträge bereits jetzt die bevorzugte Beschaffung SF6-freier Mittelspannungsschaltanlagen vor. Die EU-Verordnung 2024/573 über fluorierte Treibhausgase verbietet (mit wenigen Ausnahmen) zudem ab dem Jahr 2035 die Verwendung von SF6 für die Instandhaltung oder Wartung elektrischer Schaltanlagen. Die Verordnung ist am 11. März 2024 in Kraft getreten. Beim Rückbau von WEA darf die Rückgewinnung des in den Schaltanlagen von Windenergieanlagen enthaltenen Schwefelhexafluorid ausschließlich durch zertifiziertes Personal erfolgen, um sicherzustellen, dass es nach den geltenden Vorschriften fachgerecht abgesaugt und recycelt oder entsorgt wird.       

Windenergieanlagen sind vielen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Insbesondere auf die Rotoren, deren Spitzen sich mit bis zu 300 Kilometern in der Stunde drehen, wirken diese Umwelteinflüsse und können Materialerosionen hervorrufen. Die Vorstellung, dass Wind oder Regen zu schwerwiegender Erosion mit gesundheitlichen Folgenschäden führen, ist jedoch falsch. Von Erosion betroffen ist die äußerste Schicht der Rotorblätter. Die Oberfläche der Rotorblätter ist zum Schutz vor Umwelteinflüssen mit Lacken oder Gelcoats auf der Basis von Polyurethan, Polyester- oder Epoxidharz überzogen. Sind diese Kunstharze einmal vollständig ausgehärtet, haben sie keine gesundheitsschädlichen Eigenschaften. Zur Menge an möglichem Abrieb der Rotorblätter gibt es noch keine systematischen Untersuchungen. Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik schätzt den möglichen Materialabtrag als "äußerst gering" ein. Denn auch Betreiber von Windenergieanlagen haben selbst ein hohes Interesse daran, mögliche Erosionsschäden an ihren Anlagen zu minimieren: Schon kleine Schäden an der Oberfläche der Rotorblätter können deren Leistung mindern und die Lebensdauer der Anlagen beeinträchtigen.

Weitere Informationen zum Abrieb der Rotorblätter finden Sie hier.