Behauptungen zur Windkraft - SF6 (Schwefelhexafluorid)

SF₆ (Schwefelhexafluorid) ist ein „ungiftiges, inertes Isolier- und Löschgas von hoher dielektrischer Durchschlagsfestigkeit und thermischer Stabilität.“ (1) Was bedeutet das?

ungiftig: „Reines SF₆ ist physiologisch völlig harmlos für Mensch und Tier. Es wird sogar in der medizinischen Diagnostik verwendet“. Es ist schwerer als Luft, kann sich daher am Boden ansammeln. (2)
inert: chemisch reaktionsträge, d.h. es reagiert kaum oder gar nicht mit anderen Stoffen. Zu dieser Kategorie gehören auch Edelgase. Dies ist auch der Grund für die Ungiftigkeit.
Isolier- und Löschgas: Aufgrund dessen, dass es nicht mit anderen Stoffen reagiert, d.h. unbrennbar ist, kann es andere Stoffe (u.a. Luft) verdrängen und damit deren chemische Reaktion verhindern
hohe dielektrische Durchschlagsfestigkeit: Je größer die elektrische Spannung zwischen zwei elektrischen Leitern sein muss, damit sich diese in einem Blitz oder Lichtbogen entlädt, desto höher ist die Durchschlagsfestigkeit. Je höher die Durchschlagsfestigkeit, desto besser eignet sich das Material als elektrische Isolierung. Die Durchschlagsfestigkeit von Luft beträgt 3000 Volt pro Milimeter, die von SF₆ über 8000 Volt pro Milimeter. Noch höhere Werte werden nur von Feststoffen erreicht. (3)
thermische Stabilität: Es übersteht hohe Temperaturen, ohne sich zu zersetzen (4)

Diese Eigenschaften haben aber zwei Nachteile:

Dadurch, dass SF₆ unbeschadet hohe Temperaturen absorbieren kann, ist es ein sehr starkes Treibhausgas, d.h. es nimmt Wärmestrahlung auf, die andernfalls ins All entweichen würde, und gibt sie wieder ab, teilweise in Richtung der Erdoberfläche (5). Das Treibhauspotential von SF₆ wird auf 23.500 CO₂-Äquivalente geschätzt, d.h. eine Tonne SF₆ entspricht der Klimawirkung von 23.500 Tonnen CO₂. (6) Zum Vergleich, Methan hat ein Treibhausgaspotential von 28 CO₂-Äquivalenten (7)
Wegen seiner chemischen Stabilität baut sich das Gas in der Atmosphäre nur sehr langsam ab – es verbleibt ca. 3200 Jahre in der Atmosphäre. (6) Zum Vergleich, die Verweildauer von CO₂ beträgt 120 Jahre, die von Methan 5-9 Jahre. (7)

Wo wird SF₆ eingesetzt?

In Schallschutzfenstern
In Fahrzeugreifen
Für den Magnesiumguss in der Automobilindustrie
Als Isolier- und Lichtbogenlöschmittel in elektrischen Anlagen
Für die Herstellung von Halbleitern
In Tandem-Teilchenbeschleunigern
In Elektronenmikroskopen
Als Prüfgas im Bergbau
Bei Röntgenmaterial-Untersuchungsgeräten
In Sportschuhen
Medizinische Untersuchungen,
In militärischen Flugzeugradarsystemen und anderen militärischen Anwendungen. (2)

SF₆ in Windkraftanlagen

Windkraftanlagen sind elektrische Anlagen (Punkt 4 in obiger Liste), enthalten daher ebenfalls SF₆. Dies wurde zum Anlass genommen, Windkraftanlagen als „Klimakiller“ und „toxisch“ zu verunglimpfen. (8,9,10). Dass das Gas nicht toxisch (also giftig) ist, wurde oben bereits erwähnt.

Eine Windkraftanlage enthält ca. 3kg SF₆ (11) in gasisolierten Schaltanlagen (d.h. in geschlossenen Behältern, in denen sich elektrische Bauteile befinden, die durch das Gas elektrisch isoliert werden), rechnerisch können daraus ca. 3 Gramm pro Jahr entweichen. (2) Dies bedeutet, dass beim Betrieb eines Windrades ca. 0,0705 Tonnen CO₂-Äquivalente pro Jahr entweichen können. Es spart jedoch im Gegenzug pro Jahr ca. 4000 Tonnen CO₂ ein (durch nicht verbrannte Kohle)! (13) Selbst wenn das gesamte enthaltene SF₆ (z.B. durch einen Unfall oder durch mangelhaftes Recycling der Schaltanlage) entweichen würde, wären dies nur 70,5 Tonnen CO₂-Äquivalente. Bei einer angenommenen Lebensdauer der Windkraftanlage von 20 Jahren hat sie im Gegenzug 80.000 Tonnen CO₂ eingespart!

Klimawirkung Windrad CO2-Einsparung / SF6 im Vergleich

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Ersatz für SF₆ in Schaltanlagen

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, SF₆-Gas zu ersetzen: Andere Gase, insbesondere (gereinigte) Luft und Vakuum. Das Problem bei Luft als Isolator ist, dass der Abstand zwischen den elektrischen Leitern 2,6 mal größer sein muss (da die Durchschlagsfestigkeit 2,6 mal geringer ist), und somit die Schaltanlagen sehr viel größer sein müssen, zu groß um sie im Fuß einer Windkraftanlage unterzubringen, zumal bei den modernen immer leistungsstärkeren Anlagen.

Vakuum hat den Nachteil, dass es sehr schwierig zu erreichen und aufrechtzuerhalten ist, da die umgebende Außenluft anders als beim Einsatz von Isolationsgas mit einem Bar Druck auf die Bauteile wirkt, die daher sehr stabil und damit schwer und sehr dicht sein müssen. Vakuum wird daher nur bei sehr kleinen Bauteilen eingesetzt.

Herkunft des SF₆ in der Atmosphäre

Hierzu gibt es folgende Grafik des Umweltbundesamts (12):

Der Löwenanteil der deutschen SF₆-Emissionen stammt also offenbar aus Schallschutzscheiben, während elektrische Betriebsmittel (von denen Windkraftanlagen wiederum nur ein kleiner Teil sind) nur ca. 15% ausmachen! Die Emissionen von SF₆ durch Kernkraftwerke sind übrigens höher als jene durch Windkraftanlagen: „Im September 2021 erreichte die kumulierte Jahresmenge an SF6-Gasemissionen 100,37 kg [= 0,10037 Tonnen] in Flammanville.“ (14)

Insgesamt beträgt der Anteil von SF₆ am menschgemachten Klimawandel ungefähr 0,2%. (6)

Fazit

Die Behauptungen, SF₆ in Windkraftanlagen würden zum Klimawandel beitragen, sind vollkommen haltlos. Sie folgen dem üblichen Muster, problematische Stoffe beim Einsatz für erneuerbare Energien als katastrophal hinzustellen, die übrigen (meist viel bedeutenderen) Einsatzzwecke jener Stoffe aber zu verschweigen und darüber hinaus das Problem nicht ins Verhältnis zu setzen zu jenen Problemen, die durch die erneuerbaren Energien vermieden werden. (17)