Forschende der ETH Zürich erstellten erstmals eine europaweite Karte der Landschaftsqualität und zeigen, wo Windenergie und Landschaftsschutz kollidieren.

(WK-intern) – Im europäischen Durchschnitt würden die Produktionskosten für Windenergie stabil bleiben, wenn in besonders schönen Landschaften keine Windräder aufgestellt würden.

Auf lokaler Ebene entstünden Zielkonflikte, etwa in den Alpen, wo die Kosten deutlich steigen würden, da sich windreiche und besonders schöne Standorte überlappen.

Windturbinen liefern im Winter besonders viel Strom – genau dann, wenn der Bedarf hoch ist. Trotzdem stockt der Ausbau in vielen Regionen Europas. Ein zentraler Grund: Windturbinen verändern das Landschaftsbild und stossen darum lokal auf Widerstand.

Forschende der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts PSI haben diesen Konflikt auf europäischer Ebene systematisch untersucht. Unter der Leitung von Russell McKenna, Professor für Energiesystemanalyse an der ETH Zürich und Gruppenleiter am PSI, überprüften sie, wie Menschen die Schönheit von Landschaften wahrnehmen, und wie sich dieser Aspekt in die Planung von Windenergie einbeziehen lässt.

«Unser Ziel war es, den Konflikt zwischen Energieausbau und gesellschaftlicher Akzeptanz besser zu verstehen», sagt Ruihong Chen, Doktorand in McKennas Gruppe und Erstautor der kürzlich in der Fachzeitschrift «Energy and AI» publizierten Studie.

Wie sich Landschaftsschönheit messen lässt

«Schönheit ist selbstverständlich ein sehr subjektiver Begriff», sagt Chen. Deshalb trainierten die Forschenden ein Machine-Learning-Modell mit Crowdsourcing-Daten aus Grossbritannien. Der Datensatz umfasst über 200’000 Landschaftsbilder, die Nutzerinnen und Nutzer auf einer Skala von 1 bis 10 bewertet haben.

Das Modell zeigte den Forschenden, welche Landschaftsmerkmale besonders stark mit wahrgenommener Schönheit zusammenhängen. Entscheidend sind etwa die Art der Landnutzung – so werden Gletscher- und Felslandschaften als besonders schön bewertet, während landwirtschaftlich genutzte Flächen und Siedlungsgebiete am schlechtesten abschneiden –, die Natürlichkeit der Landschaft, die Nähe zu Gewässern sowie die Sonneneinstrahlung.

In einem nächsten Schritt übertrugen die Forschenden das Modell auf ganz Europa. «Bisher wurden Analysen dieser Art nur für einzelne Länder durchgeführt», betont Chen. Nun entstand erstmals eine mithilfe von Machine Learning erstellte Karte, die zeigt, welche Regionen in Europa als besonders schön gelten.

Weniger Windenergie – aber kaum höhere Kosten

Die Forschenden verknüpften ihre Analyse der Landschaftsqualität mit einem Windenergiemodell. So konnten sie erstmals untersuchen, wie sich der Schutz besonders schöner Landschaften im grossen Massstab auf die Windenergie auswirkt.

Das Ergebnis: Wenn europaweit besonders schöne Landschaften ausgeschlossen werden, sinkt das Potenzial für Windenergie deutlich. Dennoch bleiben die Kosten pro erzeugter Strommenge im europäischen Durchschnitt nahezu unverändert.

Der Grund: Gute Standorte mit starken und konstanten Winden, die gut erschlossen sind, zum Beispiel durch bestehende Infrastruktur oder die Nähe zum Stromnetz, liegen oft ausserhalb der als besonders schön bewerteten Gebiete. Dort könnte ein grösserer Teil der Stromproduktion stattfinden.

Der Konflikt zeigt sich vor Ort

Diese gesamteuropäische Betrachtungsweise verdeckt jedoch Konflikte auf regionaler Ebene. Dort zeigen sich grosse Unterschiede, erklärt Chen: «Besonders in Hotspots wie dem Alpenraum oder in Norwegen würde der Ausschluss schöner Landschaften das Windpotenzial stark reduzieren.»

Wo gute Standorte wegfallen, steigen die Kosten der Stromerzeugung deutlich, denn die verbleibenden Standorte sind meist weniger effizient. «Auf regionaler Ebene ist es leider so, dass gute Windverhältnisse mit schönen Landschaften zusammenfallen können», sagt Chen. Die Schweiz und die Alpen sind typische Beispiele für diesen Zielkonflikt: Trotz guter Windressourcen wird das Potenzial aus Gründen des Landschaftsschutzes bisher nur begrenzt genutzt.

«Bei der Planung von Windkraft greift eine gesamteuropäische oder auch eine nationale Betrachtung zu kurz», sagt Chen. «Dank unserer Analyse konnten wir zeigen, dass die Planung von Windkraft räumlich sehr konkret sein muss.» Nur so lassen sich lokale Konflikte berücksichtigen.

Wie sich Spannungen entschärfen lassen

Es gibt verschiedene Ansätze, um Konflikte zu entschärfen. Einer davon ist das sogenannte Micro-Siting: Dabei wird die Platzierung einzelner Windturbinen präzise geplant. Schöne Gebiete müssen also nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden.

«Windturbinen können zum Beispiel hinter einer Geländekante stehen oder näher bei bestehender Infrastruktur wie Stromleitungen», sagt Chen. So lassen sich optische Eingriffe ins Landschaftsbild deutlich reduzieren.

Auch eine angepasste Gestaltung könnte dazu beitragen, dass Windturbinen weniger auffallen und sich besser ins Landschaftsbild einfügen. «Die Bündelung mit bestehender Infrastruktur ist vermutlich der sozial verträglichste Weg», sagt Chen.

Erster Ansatz mit Einschränkungen

Die Studie ist ein erster Versuch, die wahrgenommene Landschaftsqualität europaweit mit hoher räumlicher Auflösung vorherzusagen, und entsprechend mit gewissen Einschränkungen verbunden. Da die Trainingsdaten vor allem auf Landnutzungsformen in Grossbritannien basieren, sind nicht alle Landschaftstypen Europas gleich gut abgebildet.

Künftige Verbesserungen könnten darauf abzielen, die Datenbasis um Standorte aus anderen europäischen Ländern zu erweitern. «Wir könnten zum Beispiel Social-Media-Daten einbeziehen, um das Modell noch genauer und robuster zu machen», sagt Chen.

Schon jetzt lassen sich die Erkenntnisse anderweitig praktisch nutzen, zum Beispiel bei der Planung alpiner Solaranlagen, beim Netzausbau oder bei anderen Infrastrukturprojekten. Auf jeden Fall liefert die Studie einen Ansatz, wie sich die Energiewende vorantreiben lässt, ohne die Landschaft aus dem Blick zu verlieren.

An dieser Studie waren auch Forschende des Forschungszentrums Jülich in Deutschland beteiligt.

PM: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Windenergie und schöne Landschaften in Einklang bringen / Foto: HB