Kunststoffe und Windkraft – Materialien für die Energie der Zukunft

Am 15. Juni ist Global Wind Day – ein internationaler Aktionstag, der das Potenzial der Windenergie ins Bewusstsein rückt. Und das mit gutem Grund: 2023 wurde weltweit erstmals die Marke von 1 Terawatt installierter Windleistung überschritten. In Europa konnten durch Windenergie 139 Millionen Tonnen CO₂-Emissionen vermieden werden. Weniger bekannt ist: Ohne Kunststoffe wäre dieser Erfolg nicht möglich.

Windkraft zählt heute zu den günstigsten Formen der Stromerzeugung. In der EU deckt sie bereits 20% des Strombedarfs – bis 2050 sollen es mehr als 50% sein. Neben Klimaschutz bringt die Technologie auch wirtschaftlichen Aufschwung: Rund 370.000 Menschen arbeiten im europäischen Windsektor, der über 57 Milliarden Euro zur Wertschöpfung beiträgt.

Ob Rotorblätter, Gondelverkleidungen oder Kabelisolierungen – Kunststoffe sind in Windkraftanlagen unverzichtbar. Besonders faserverstärkte Kunststoffe (FVK) leisten einen zentralen Beitrag zur Leistungsfähigkeit: Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) ist Standard, zunehmend kommt auch Carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) zum Einsatz – leichter und zugleich stabiler.

Längere Rotorblätter bedeuten mehr Energieertrag, müssen aber gleichzeitig leicht und belastbar sein. Hier punktet die Leichtbauweise auf Polymerbasis. Sie ermöglicht aerodynamische Formen und reduziert mechanische Belastungen.

Darüber hinaus haben Kunststoffe entscheidende Eigenschaften für den Dauerbetrieb unter freiem Himmel. Sie sind:

• korrosionsbeständig
• wetterfest
• vielseitig formbar

Windkraftanlagen sind extremen Bedingungen ausgesetzt – ob auf dem Acker oder mitten im Meer. Entsprechend vielseitig müssen Materialien einsetzbar sein.

Onshore-Projekte, etwa im bayerischen Chemiedreieck bei Burghausen, verlangen robuste und wartungsfreundliche Systeme. Kunststoffdichtungen schützen dabei sensible Komponenten vor Schmutz und Feuchtigkeit.

Offshore-Anlagen, wie die geplanten Windparks Nordlicht 1 und 2 von BASF und Vattenfall in der Nordsee, müssen Wind, Salz und UV-Strahlung langfristig standhalten. CFK- und GFK-Komponenten erweisen sich hier als leicht, langlebig und logistisch vorteilhaft.

Auch dezentrale Kleinanlagen gewinnen an Bedeutung – etwa Mini-Windturbinen bei BASF oder E.ON. Ihre Kunststoffkomponenten erlauben flexible Designs und einfache Integration in bestehende Infrastrukturen.

Während rund 80-90% einer Windkraftanlage recycelt werden können, bleiben Rotorblätter problematisch. Sie bestehen aus komplexen Verbundmaterialien – Harze, Fasern, Füllstoffe, Leitungen –, deren Trennung technisch und wirtschaftlich aufwendig ist.

Eine Befragung des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie (ICT) zeigt: Aktuell ist das Rückbauvolumen gering – viele Altanlagen werden repariert oder weiterverkauft. Doch mit wachsendem Anlagenalter und verstärktem Repowering steigt der Entsorgungsbedarf.

Einige Hersteller wie Vestas und Siemens Gamesa entwickeln bereits vollständig recycelbare Rotorblätter. Ziel ist eine abfallfreie Windkraft – ein Meilenstein auf dem Weg zur echten Circular Economy.

Die Weiterentwicklung der Windenergie geht Hand in Hand mit Fortschritten in der Kunststofftechnik. Der Fokus liegt auf thermoplastischen Verbundmaterialien, die leichter recycelt werden können, sowie auf bio-basierten Harzen und neuen Faserlösungen.

Digitale Technologien wie KI-gestützte Simulation und Digital Twins helfen, Konstruktionen zu optimieren und Materialeinsatz zu minimieren. Gleichzeitig verbessert die Additive Fertigung die Prototypenerstellung und erlaubt komplexe, funktionale Designs – insbesondere bei kleineren Anwendungen.

So entstehen Werkstofflösungen, die Leistung, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit vereinen.

Die Windkraft zeigt exemplarisch, wie entscheidend Kunststoffe für die Energiewende sind. Sie ermöglichen robuste, effiziente und zukunftsfähige Energiesysteme – vom Megawattpark bis zur Mikroturbine.

Zugleich steht die Branche vor der Aufgabe, echte Rückführungskonzepte für Verbundmaterialien zu etablieren. "Design for Recycling" und funktionierende Kreisläufe sind der Schlüssel. Die Kunststoffindustrie hat dabei die Chance, sich als Wegbereiter nachhaltiger Technologien zu positionieren.

Mit Blick auf den Global Wind Day wird deutlich: Windkraft ist nicht nur ein Symbol für erneuerbare Energie – sondern auch ein Testfeld für nachhaltige Werkstoffanwendungen. Und Kunststoffe spielen dabei eine Schlüsselrolle.