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Die europäische Offshore-Windindustrie nimmt Fahrt auf

Die europäische Offshore-Windindustrie nimmt Fahrt auf
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Von Copernicus
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Die Nutzung von Windkraft auf dem Meer ist zu einem festen Bestandteil der Energiezukunft des Kontinents geworden

Öffnen Sie eine Satellitenkarte von Europa und begeben Sie sich auf eine Reise entlang der Küsten mit etwas Abstand zum Ufer. Fahren Sie entlang der Nordseegrenzen, nach Osten in die Ostsee oder nach Süden in britische und französische Gewässer. An einem wolkenlosen Tag kann man sie deutlich erkennen. Dutzende, ja Hunderte von ihnen, in präzisen Geometrien. Weiße Punkte, die das Meer durchstoßen und Staubfahnen aufwirbeln, die sich auf den Wellen winden. Dabei handelt es sich um Offshore-Windanlagen, die den Wind einfangen, um Energie aus bloßer Luft zu erzeugen.

Im Jahr 2020 werden erneuerbare Energien zum ersten Mal fossile Brennstoffe als wichtigste Energiequelle ablösen und 38% des Strombedarfs der Europäer decken. Obwohl sie noch im Schatten der Windparks an Land steht, nimmt die Offshore-Windenergie Fahrt auf. Im Jahr 2020 hat Europa seine Offshore-Kapazität um 2,9 GW erhöht und verfügt heute mit über 5.000 Offshore-Turbinen über eine installierte Gesamtleistung von 25 GW in zwölf Ländern. Dies liegt jedoch noch weit hinter den Ambitionen der EU, bis 2030 auf mindestens 60 GW Offshore-Kapazität zu setzen und bis 2050 eine Leistung von 300 GW zu erzielen. Die Europäische Kommission wünscht darüber hinaus einen Ausbau des heutigen Offshore-Anteils von 3% am Strommarkt auf 15% im Jahr 2030 und 30% bis Mitte des Jahrhunderts.

„Die Offshore-Windkraft hat das Potenzial, selbst die höchsten Erwartungen der EU zu erfüllen“, so Ivan Pineda, Direktor für Marktforschung bei WindEurope, einer Organisation, die die Windindustrie vertritt. „Heute schaffen wir etwa 6-7 GW pro Jahr, aber in drei Jahren müssen wir auf 11 GW pro Jahr kommen, wenn wir das Vierfache der Offshore-Windkapazität schaffen wollen, die wir in den letzten 15 Jahren gebaut haben“, sagt Pineda. Aber wie kann es den 27 Ländern gelingen, ihre Offshore-Bemühungen in nur neun Jahren so enorm zu beschleunigen?

Mehr Platz schaffen oder ins Ausland abwandern

Der Wunsch der Branche zu expandieren ist vorhanden. Ein gutes Beispiel hierfür ist Belgien, wo der Windparkentwickler und -betreiber Parkwind in den letzten zehn Jahren vier Offshore-Windparks konstruierte, die heute nahezu 10% des Energiebedarfs des Landes decken und dem kleinen Land geholfen haben, weltweit zu einem der fünf führenden Ländern in Bezug auf Offshore-Windprojekte zu avancieren. Und Parkwind stellt nur ein Drittel der gesamten installierten Offshore-Kapazität Belgiens. „Jährlich produzieren wir genug Strom, um etwa 750-800.000 Haushalte zu versorgen“, so Vedran Horvat, seines Zeichens Kommunikationschef bei Parkwind. „Das Wachstumspotenzial ist groß, und wenn alle Verpflichtungen wie geplant erfüllt werden, können wir unser Tempo halten. Aber der Weg dorthin wird nicht einfach sein.“

Obwohl im Jahr 2020 die Offshore-Windkraft in Europa die Rekordsumme von 26 Milliarden Euro an Investitionen verzeichnete und Investoren zunehmend Spanien, Portugal und andere windreiche Gebiete im Mittelmeer erkunden, wird sich die Geografie der Offshore-Windkraft laut WindEurope nicht groß verändern. „Die Gewässer in Nordeuropa, die flacher sind, werden wahrscheinlich weiterhin 85% der Offshore-Windprojekte des Kontinents beherbergen und eine größere Dichte an Windparks sehen“, führt Pineda aus.

Da Offshore-Windturbinen hauptsächlich in relativ flachen Gewässern installiert werden können und der Anschluss an das Stromnetz die Nähe zum Land erfordert, ist es aber entscheidend, einen küstennahen Platz mit guten Windverhältnissen zu finden. Laut Pineda ist „die Offshore-Windkraft nur die letzte der Industrien, die eine Nutzung des Meeresbodens und des Meeresraums anstrebt“, denn Schifffahrt und Fischerei waren lange Zeit die Hauptnutzer der Küstengewässer. Um diese 110 GW bis 2030 zu erreichen, müssen die Länder rechtzeitig genügend Raum für Offshore-Windparks bereitstellen, da es von der Planung eines Parks bis zu seiner vollständigen Inbetriebnahme bis zu einem Jahrzehnt dauern kann, betont WindEurope.

Eine andere Möglichkeit, Platz für Offshore-Wind zu schaffen, ist, weiter hinaus auf See zu gehen. In tieferen Gewässern - zwischen 50 und 1.000 m - könnten schwimmende Offshore-Turbinen Europa dabei unterstützen, seinen Zielen für saubere Energie näher zu kommen. Spanien, Frankreich, Norwegen, Dänemark und Deutschland sind führend beim Bau von schwimmenden Windparks, die noch nicht kommerziell genutzt werden. Nach Angaben der Europäischen Kommission sind das Mittelmeer und das Schwarze Meer besonders geeignete Kandidaten für die neue Technologie. In Spanien, das bis zu 22 GW Windenergie aus schwimmenden Offshore-Parks liefern könnte, plant der große Energieversorger Iberdrola Investitionen in Höhe von mehr als einer Milliarde Euro in einen schwimmenden 300-MW-Windpark. „Schwimmende Turbinen werden es uns bald ermöglichen, Parks dort zu bauen, wo es bisher als zu kostspielig oder technisch unmöglich galt“, so der dänische Windkraftanlagenhersteller Vestas. „Die Obergrenze wird durch die global verfügbare Windenergie und das Potenzial an erzeugbarer Energie der Turbinen definiert.“

Vorstoß zu mehr Leistung

Auch der Expansionsdrang der Hersteller ist vorhanden. In den letzten fünf Jahren sind Windturbinen immer leistungsfähiger geworden, und ihre Kapazität wächst jährlich um über 15%. Während die größten Offshore-Turbinen heute bei 9,5 MW liegen, hat Vestas gerade die Markteinführung einer 15-MW-Turbine angekündigt - die leistungsstärkste in der Branche.

Um den technologischen Fortschritt optimal zu nutzen, sind jedoch Veränderungen in der Infrastruktur erforderlich. „Mit der hochskalierten Turbinentechnologie und Turbinen mit Rotoren von über 200m Durchmesser ist der Bedarf an Infrastruktur und wasserseitigen Einrichtungen von größter Bedeutung, um Offshore-Windkraftanlagen in immer größerem Umfang installieren zu können“, so Vestas gegenüber Euronews. „Eine Vergrößerung bringt Vorteile bei der Kostensenkung für die Verbraucher, aber oft sind Hafenanlagen und andere Infrastrukturen nicht in größerem Umfang verfügbar.“

In ganz Europa widmen Häfen Platz für Offshore-Windaktivitäten - sei es als Standorte für den Transport von Turbinen zu den Baustellen, für die Herstellung und Wartung von Teilen oder als Export-Hubs für Offshore-Komponenten. Häfen in Amsterdam, Bilbao, Cherbourg, Gdynia oder Aalborg sind Teil der Offshore Wind Ports Plattform von WindEurope, die Häfen zusammenbringt, die bereits Offshore-Wind unterstützen oder daran interessiert sind, wie man die Industrie ankurbeln kann. Durch die Konzentration von Schlüsselaktivitäten an einem Ort können Häfen dazu beitragen, die Kosten zu senken und die Offshore-Windenergie wettbewerbsfähig gegenüber anderen erneuerbaren Energien zu machen. „Zukünftig sind Investitionen in Häfen sehr wichtig“, sagt Pineda, „aber sie müssen etwa 6,5 Milliarden Euro investieren, wenn wir die Ziele für 2030 erreichen wollen.“

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Nutzung von Klimadaten für Offshore-Wind-Entscheidungen

Und was ist mit dem Wind? Wie windig ein Gebiet ist, kann über Erfolg oder Misserfolg eines Projekts entscheiden, und Entwickler benötigen Klimadaten, um zu wissen, was sie erwarten können. Vortex, ein in Barcelona ansässiges Unternehmen, nutzt Daten des Copernicus Climate Change Service (C3S), um Unternehmen bei der Bewertung der Klimavariabilität potenzieller oder bestehender Windprojektstandorte zu unterstützen. „Daten über Aspekte wie Windrichtung und -geschwindigkeit in verschiedenen Höhen sind entscheidend. Eine Windgeschwindigkeit von 8 gegenüber 8,5 Metern pro Sekunde kann das Layout des Projekts, die verwendeten Turbinen und sogar die gesamte Machbarkeit verändern“, sagt Gil Lizcano, F&E-Direktor bei Vortex. „Da aber die Messung des Windverhaltens auf See eine Herausforderung sein kann, verlassen sich die meisten Projekte auf Klimamodelle“, erklärt Lizcano.

Die Bereitstellung genauer Daten ist entscheidend, insbesondere vor der Errichtung von Windparks. Vortex nutzt Klimainformationen aus den letzten 20 Jahren, um ein besseres Bild der Windverhältnisse in der Gegenwart zu gewinnen. Extremere Windbedingungen könnten den Preis für die Infrastruktur in die Höhe treiben - da stabilere Turbinen kostenintensiver sind - aber auch die Profitabilität des Parks steigern. Die Kenntnis des Windverhaltens ist auch für den täglichen Betrieb des Parks wichtig und insbesondere für das Verständnis der Menge an Energie, die ins Netz eingespeist werden kann.

Das Beratungsunternehmen Lautec unterstützt Entwickler von Offshore-Windparks und andere Akteure bei der Entscheidung über Investitionen in Offshore-Parks durch ESOX, ein Online-Tool das Vergleiche zwischen Windbedingungen an verschiedenen Standorten auf der ganzen Welt ermöglicht und den Zugang zu Klimadaten vereinfacht. Unter Verwendung von C3S-Daten rekonstruiert Lautec vergangene Klimabedingungen anhand von Daten der letzten 30-40 Jahre und analysiert dabei Windschwankungen und die Unsicherheit der Windverhältnisse. „Wenn man diese Bedingungen genauer kennt, spart man Zeit, besonders bei Bauprojekten“, sagt Henrik Iversen, Partner bei Lautec.

Hersteller wie Vestas nutzen Klimadaten, um über die zu verwendenden Anlagen zu entscheiden. „Für unsere raueren nordeuropäischen Märkte, wo kalte Winde erwartet werden, verfügen wir über Technologien zur Verhinderung von Eisbildung“, so das Unternehmen gegenüber Euronews. „Offshore-Turbinen verfügen darüber hinaus über eine Anti-Blitz-Technologie, die sicherstellt, dass sich die Flügel auch bei Stürmen weiterdrehen. Außerdem haben wir unsere Turbinen zunehmend digitalisiert, um die Rotorblätter an die jeweiligen Windverhältnisse anzupassen, damit alle Rotorblätter eines Parks gleichzeitig die maximale Windenergie einfangen können.“

Obwohl langfristige Vorhersagen zu den Windverhältnissen nach wie vor schwierig sind, haben sich einige Experten mit der Frage beschäftigt, wie der Klimawandel die Offshore-Windenergie in den kommenden Jahrzehnten beeinflussen könnte. Basierend auf C3S-Daten für Wellenhöhe und Windgeschwindigkeiten in der Vergangenheit und für die nahe und ferne Zukunft, simulierte die Britische Umweltberatung JBA Consulting die Betriebsweise eines Windparks mit 100 Turbinen in verschiedenen Gebieten in Europa. Die Modellierung kann Investoren dabei unterstützen, die Klimaresilienz von Windparks zu bewerten und die finanziellen Auswirkungen auf das Projekt abzuschätzen.

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Innovation als Branchentreiber

Obwohl Windressourcen keine Rund-um-die-Uhr-Energielieferanten sind, wird die Industrie immer besser darin, sie zu nutzen. „Bei erneuerbaren Energien wird es immer ein Problem mit Unterbrechungen geben“, so Horvat von Parkwind. „Allerdings sind die Offshore-Windressourcen in der Regel recht beständig. Wenn die Netze besser gemanagt und verbunden werden, kann der Ausgleich von Angebot und Nachfrage verbessert und der Strom dorthin geliefert werden, wo er benötigt wird.“

Der Erfolg von Offshore-Wind wird auch vom Preis abhängen. Aber die Daten sind vielversprechend. Allein in den letzten sieben Jahren ist die Technologie so viel billiger geworden, dass die Preise für Offshore-Windkraft laut WindEurope um 75% gefallen sind.

Die konstante Innovation spielt der Branche stark in die Karten. „Offshore-Windenergie hat jetzt einen sehr guten Schwung“, so Ivan Pineda. „Die Vision von großen Clustern von Windparks, großen Kraftwerken auf dem Meer, die mit vielen Ländern verbunden sind, wird nicht nur Ländern mit Küstenressourcen zugutekommen, der Strom wird auch quer über den Kontinent fließen, bis hin zu Binnenländern. Es gibt einen natürlichen Einfallsreichtum in der Branche - von der Herstellung sehr großer Komponenten bis hin zu der Art und Weise, wie wir diese Projekte umsetzen können.“