Sustainable land use trough wind power - a conflict between climate protection and nature conservation ; [kumulative Dissertation]

Abstract

Windenergie (WE) ist eine tragende Säule der Energiewende in Deutschland. Sie ist eine kosteneffiziente erneuerbare Energie und trägt zur Reduzierung energiebedingter Treibhausgasemissionen und der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern bei. WE kann auch negative Auswirkungen haben. Dazu gehören Schlagschatten oder Schallemissionen, sowie die Erhöhung der Mortalität für bestimmte Spezies durch Kollision mit den Anlagen. Die Dissertation analysiert Ausbaupotenziale der WE für zwei Regionen (Westsachsen, Nordhessen) mit Augenmerk auf dem Konflikt zwischen WE und einer sensitiven Vogelart mittels GIS-basierten Methoden, Ökologisch-ökonomischer- sowie Agenten-Basierter-Modellierung. Das Hauptergebnis der Arbeit umfasst die Quantifizierung von Trade-offs, Identifizierung pareto-effizienter Standorte sowie Ableitung eines funktionalen Zusammenhangs zwischen WE-Anlagen-Horst-Abstand und dem Kollisionsrisiko. Die entwickelten Methoden und Indikatoren stehen Wissenschaftlern und Planern offen. Sie sind zumeist einfach zu verwendenden, und können die Planung von WE Standorten für Betreiber sowie für den Naturschutz effizienter gestalten.

Wind Power (WP) is one of the main pillars of the energy transition in Germany. It is a cost-efficient renewable energy source with a high avoidance factor of greenhouse gas emissions and contributes to reducing the dependence on finite fossil fuels. However, WP production could also have negative effects on humans and nature such as shadow or sound emission as well as increasing mortality of certain species through collision. This dissertation analyzed WP extension potentials for two study regions (West Saxony and North Hesse) under given sets of constraints concerning the conflict between WP production and a sensitive bird species using GIS analysis, ecological- economic modeling and Agent Based Modeling. The main results of the thesis included quantification of trade-offs, identification of pareto-efficient sites and deduction of a functional relationship between wind turbine - aerie distances and collision risk. The developed methods and indicators are open to scientists and planners. These easy to use tools shall make planning of WE sites more efficient both for plant operators as well as for objectives of nature conservation.