Warum Wind und Sonne die „Energiewende“ nicht tragen können

Dr. Peter F. Mayer, tkp.at

Die grüne Transformation scheitert nicht an zu wenig Idealismus, sondern an den Naturgesetzen. Ein nüchterner Blick auf die strukturellen Grenzen von Wind- und Solarenergie.

In der derzeitigen öffentlichen Debatte werden Windräder und Solarpaneele gerne als schlichte Ersatzlösung für Kohle, Öl und Gas präsentiert. Doch wer sich die physikalischen Grundlagen ansieht, erkennt schnell: Diese Erzählung hält einer sachlichen Prüfung nicht stand. Die Grenzen von Wind und Sonne sind keine politischen oder wirtschaftlichen Fragen — sie ergeben sich zwingend aus der Natur der Energiequellen selbst und aus der Physik der Elektrizität, wie die Analyse „The Core Issues With Renewables“ von S. Andrews klar darlegt.

Windkraft und das Kubikgesetz: Harte Mathematik statt grüner Hoffnung

Die Leistung, die dem Wind entnommen werden kann, ist proportional zur dritten Potenz der Windgeschwindigkeit — dem sogenannten Würfel- oder Kubikgesetz. Wer die Physik versteht, weiß: Diese extreme Empfindlichkeit bedeutet, dass die Windstromerzeugung selbst auf Stundenbasis stark schwankt.

Regionen, die im Jahresmittel „windig“ erscheinen, erleben immer wieder lange Phasen mit geringer oder gar keiner Leistung. Die tatsächliche Auslastung (Kapazitätsfaktor) von Onshore-Windkraftanlagen liegt in vielen gemäßigten Klimazonen nur zwischen 25 und 35 Prozent — Offshore-Standorte schneiden zwar besser ab, bleiben aber demselben kubischen Zusammenhang unterworfen. Ein einziger ruhiger Tag kann einen Großteil der erwarteten Leistung einfach auslöschen.

Solarstrom: Täglich und saisonal gegen die Nachfrage

Die Sonneneinstrahlung folgt der Erdrotation und dem Erdumlauf. Nachts ist der Ertrag Null. Selbst tagsüber reduzieren Bewölkung, atmosphärische Bedingungen und der Einfallswinkel die gesammelte Energie. Der saisonale Effekt ist gewaltig: In mittleren und hohen Breiten kann die Wintereinstrahlung nur ein Drittel bis ein Fünftel der Sommerwerte betragen.

Eine Solaranlage, die auf den sommerlichen Spitzenbedarf ausgelegt ist, liefert im Winter — ausgerechnet dann, wenn in vielen Ländern der Heizbedarf am höchsten ist — nur einen Bruchteil ihrer Leistung. Das Ergebnis ist ein Erzeugungsprofil, das zwar vorhersehbar, aber stur gegen die Nachfrage verschoben ist. Noch so viele zusätzliche Paneele ändern nichts daran, dass die Ressource selbst auf Tag- und Jahreszyklen unterbrochen ist.

Das Dilemma der Energiedichte: Elektrizität ist nicht alles

Elektrizität ist eine hochwertige, aber praktisch nicht energiedichte Energieform. Fossile Brennstoffe speichern große Mengen chemischer Energie in kompakter, stabiler und leicht transportierbarer Form: Ein Liter Diesel enthält etwa 35–38 MJ, ein Liter Benzin rund 32–34 MJ. Die besten kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien schaffen dagegen nur etwa 0,9–1,0 MJ pro Liter — und auf Massenbasis weit weniger, sobald Verpackung und Wärmemanagement berücksichtigt werden.

Diese Diskrepanz hat direkte Konsequenzen für Landwirtschaft und Verkehr: Traktoren, Mähdrescher, schwere Lkw, Schiffe und Flugzeuge benötigen hohe Leistungsdichten und große Reichweiten.

Ersetzt man Diesel durch Batterien, vervielfacht sich die zu tragende Masse, die Nutzlast sinkt, und häufige, lange Ladezeiten werden nötig.

Für viele landwirtschaftliche Arbeiten und Langstreckenfracht bleibt die Energiedichte-Lücke entscheidend. Elektrifizierung funktioniert gut bei leichten Fahrzeugen und kurzen Strecken — für hochenergetische Anwendungen, die heute auf flüssige Brennstoffe angewiesen sind, ist sie weit schwieriger.

Speicherung: Das fehlende Glied in der Kette

Kohlenwasserstoffe kommen bereits gespeichert daher: Kohle, Öl und Gas lassen sich mit bescheidener Infrastruktur monatelang oder jahrelang bevorraten. Elektrizität hingegen muss nahezu zeitgleich erzeugt und verbraucht — oder in eine andere Form umgewandelt und gespeichert werden.

• Netzspeicher-Batterien können kurzfristige Ausgleiche (Minuten bis wenige Stunden) leisten.
• Längerdauernde Speicherung — Tage, Wochen oder saisonal — bleibt teuer und technisch begrenzt.
• Pumpspeicher sind geografisch beschränkt.
• Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe verursachen große Umwandlungsverluste.
• Druckluft– und andere mechanische Systeme haben ihre eigenen Effizienz- und Standortgrenzen.

Weil Wind- und Solarertrag über Tage oder Wochen niedrig bleiben können (das in Europa gut dokumentierte Dunkelflaute-Phänomen), ist der Speicherbedarf nicht marginal, sondern systemisch. Bis bezahlbare, langfristige Speicherung in kontinentalem Maßstab existiert, muss die Unterbrechbarkeit von Wind und Sonne durch Backup-Erzeugung abgefedert werden — in der Praxis meist Erdgas, teils auch Kohle oder Atomkraft, stets zu erheblichen Zusatzkosten.

Netzstabilität: Der schmale Grat zwischen Blackout und Überproduktion

Ein Stromnetz muss Erzeugung und Verbrauch in engen Grenzen ausbalancieren. Die Variabilität und Unvorhersehbarkeit von Wind- und Solarstrom machen diese Balance äußerst schwierig — nicht nur, wenn die Leistung sinkt, sondern auch, wenn sie plötzlich ansteigt, was die Gefahr von Blackouts erhöht, wie wir in Spanien gesehen haben.

Elektrizität ist zwar nur ein untergeordneter Bestandteil (18,3 Prozent) des gesamten Energieverbrauchs einer modernen Volkswirtschaft — doch praktisch jeder Bereich der Gesellschaft hängt von ihr ab. Die Folgen eines instabilen Netzes sind daher weitreichend, selbst wenn der „Stromanteil“ klein erscheint.

Physik als erste Ordnungsgröße

Die Würfelgesetz-Empfindlichkeit des Windes, das tägliche und saisonale Fehlen der Sonne, die geringe praktische Energiedichte von Elektrizität gegenüber flüssigen oder festen Brennstoffen und die schwierige Speicherbarkeit im großen Maßstab sind keine vorübergehenden Schwächen. Sie sind Konsequenzen der Physik, wie S. Andrews in seiner Analyse zu Recht betont.

Jede ernsthafte Energiestrategie muss diese physikalischen Realitäten als Erstordnungs-Einschränkungen behandeln — und nicht als nebensächliche Details, die man allein durch schiere Größenordnung überwinden könne. Wer das ignoriert, baut auf Sand. Oder, im wörtlichsten Sinne: auf Wind und Wetter.

Kann man Energie überhaupt „erneuern“?

Der Begriff „erneuerbare Energien“ ist eines der erfolgreichsten Marketing-Konstrukte der letzten Jahrzehnte. Er suggeristiert, dass Wind, Sonne und Wasser eine unerschöpfliche Quelle seien – als ob die Energie einfach „da“ wäre und nur geerntet werden müsste. Doch die Physik und die Ökonomie erzählen eine andere Geschichte. Wer genauer hinsieht, erkennt: Der Begriff „erneuerbar“ ist eine semantische Täuschung. Der Begriff „erneuerbare Energien“ verschleiert den entscheidenden Punkt: Energie ist nicht erneuerbar – sie ist nur in ihrer Form wandelbar. Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik sagt: Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet werden, nur umgewandelt. Der Zweite Hauptsatz sagt: Bei jeder Umwandlung geht ein Teil als Wärme verloren – Entropie nimmt zu.

Auch die Anlagen, die diese Quellen nutzen, sind alles andere als erneuerbar: Sie bestehen aus Stahl, Beton, Kupfer, Seltenerdmetallen, Kunststoffen – allesamt endlich und mit erheblichem Energieaufwand hergestellt. Die zentrale Frage ist deshalb nicht „Ist die Energie erneuerbar?“, sondern: „Wie viel Energie muss ich investieren, um die Energie zu gewinnen?“ – das ist die Frage nach dem EROI (Energy Return on Investment), auf Deutsch auch als Erntefaktor bezeichnet.

Mehr über Probleme und Gesundheitsgefährdung durch Windkraft:

Die Windkraft-Lüge. Was Windräder in Wahrheit anrichten Dr. Peter F. Mayer, Torsten Engelbrecht. TKP Verlag, 1. Auflage 2026. Paperback ISBN 978-3-9506363-0-7.

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Dieser Beitrag erschien zuerst auf tkp.at — mit freundlicher Genehmigung von Dr. Peter F. Mayer.
Titelbild: seagul / Pixabay