Offshore Windenergie Anlagen

Windenergie Offshore-Anlagen auch offshore Windkraftanlagen

Mit den schon existierenden küstennahen Offshore-Windkraftanlagen wie in Dänemark, Schweden und den Niederlanden – sie sind teileweise in der Länderübersicht aufgeführt – sind die neuen, riesigen Windkraftwerke kaum mehr zu vergleichen. Auch in Wassertiefen von mehr als 5 m wurden bisher noch keine Windräder verankert – die Fundamente der neuen Megaturbinen sollen dagegen weit von der Küste entfernt in bis zu 40 m Wassertiefe gelegt werden. Über die hierfür am besten geeignete technische Fundamentlösung für die Windkraftanlagen und vor allem auch für die notwendigen Umspannwerke sind die Experten noch uneins, wie eine Windenergie-Fachtagung im Juni 2002 in Hamburg verdeutlicht. Dies ist kaum verwunderlich wenn man die Anforderungen bedenkt, die an diese Anlagen auf hoher See gestellt werden. Denn auch den stärksten Stürmen und den so genannten Jahrhundertwellen, die hoch wie ein achtstöckiges Haus werden können, sollen die rotierenden Giganten wie ein Fels in der Brandung widerstehen. Außerdem müssen die Rotoren etwa 25 Jahre lang auch Strom liefern, um sich zu amortisieren.

Die Bauphase der großen Offshore-Windparks wird zu erheblichen Belastungen für das jeweilige Ökosystem führen. Beim Legen der Fundamente wird das Sediment des Meeresboden stark aufgewirbelt – und die bodennahen Ökosysteme mit großer Wahrscheinlichkeit nachhaltig gestört. Gleichzeitig sehen Meeresbiologen Gefahren durch die niederfrequenten Vibrationen, die von den Rotoren auf den Meeresboden und ins Meerwasser übertragen werden. Forscher konnten bereits nachweisen, daß solche Töne von Meeressäugern wie den Schweinswalen wahrnehmbar sind – und eine Studie des Umweltbundesamtes kommt zu dem Schluß, daß die Windanlagen den Lebensraum der Tiere massiv beschneiden würden: Die Meeressäuger würden Gebiete um die Windparks großräumig meiden.

Trotz dieser Befürchtungen wird international bereits an mehreren Großprojekten gearbeitet.

Am schnellen vorwärts kam dabei bislang die Firma Prokon Nord aus Ostfriesland: Ihr Antrag auf ein Offshore-Modellanlage wurde Mitte 2002 vom zuständigen Hamburger Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrographie als erster genehmigt. Die Ostfriesen wollen 45 km nördlich der Insel Borkum bis 2007 einen riesigen Windpark aus 208 Windrädern errichten. Hier würden dann fast 1.000 MW Windstrom produziert werden – nahezu soviel wie von zwei kleineren Atomkraftwerken.

2003 wird die Forschungsplattform FINO 1 des Bundesumweltministeriums in Betrieb genommen, die der Erkundung der Umgebungsbedingungen, Verhältnisse und Beanspruchungen auf See dienen soll. Ihr Standort liegt ebenfalls etwa 45 km nördlich der Insel Borkum in der Nähe geplanter Offshore-Windparks, und sie liefert die weltweit vollständigste Offshore-Windmessung bis zu einer Höhe von 100 m. Eines der ersten Ergebnisse war der Nachweis, daß die Temperaturdifferenz zwischen Wasser und Luft das vertikale Windprofil entscheidend beeinflussen.

Im April 2005 wird dann im Rahmen eines Forschungsprojektes des Bundes und des Landes Mecklenburg Vorpommern die Inros Lackner AG vom Schifffahrtsinstitut Warnemünde e.V. mit der Planung zur Errichtung der Offshore-Meßplattform FINO 2 beauftragt. Standort ist die Ostsee im Seegebiet „Kriegers Flak“, ca. 40 km nördlich von Rügen. Die FINO 2 soll wichtige Daten zur Windqualität, Schiffsicherheit und zu den Auswirkungen auf die Umwelt liefern, die letztlich über die Errichtung und den Betrieb von Offshore-Windparks im Gebiet der Ostsee entscheiden. Die Realisierung erfolgt in den Jahren 2006 und 2007.

Die Planungen für den Seanergy-Offshore-Windpark in Belgien, 15 km vor der Küste, werden 2003 gestoppt. Weiter bearbeitet werden dagegen 2 Projekte auf Thornton-Sandbank, etwa 25 km von der Küste entfernt. Das erste Projekt soll mit 60 Anlagen 216 MW erwirtschaften, das zweite mit 100 Anlagen 330 MW, in Betrieben gehen sollen die Offshore-Windparks spätestens 2010.

Nach einer rund zweijährigen gemeinsamen Entwicklungs- und Planungszeit, an der neben dem Windkraftanlagenhersteller VESTAS und dem Projektentwickler GHF/VENTOTEC auch die Consultingfirma ARCADIS beteiligt waren, wird 2004 mit der Errichtung einer Offshore-Versuchsanlage mit ‚schwimmendem Fundament’ begonnen. Die 2 MW starke Windenergie-Anlage wird in einer Wassertiefe von 26 m nordöstlich der Insel Rügen in der Ostsee stehen, und soll nach Erprobung in den geplanten Offshore-Windpark ‚Ventotec Ost 2’ integriert werden, der mit einer Gesamtkapazität von 600 MW ab 2005/2006 gebaut werden soll. Dieser 35 km nordöstlich von Rügen geplante Windpark wird weltweit erstmals auf schwimmenden Fundamenten ruhen. Das Werk für die Herstellung der schwimmenden Windkraftwerke entsteht ab Mai 2005 mit einem Investitionsvolumen von ca. 28 Mio. € im Überseehafen der Hansestadt Rostock. Die Vorteile des neuartigen Fundaments liegen in den wesentlich geringeren Bau- und Instandhaltungskosten, da sowohl die komplette Vorproduktion wie auch notwendige Reparaturen in wesentlich kürzerer Zeit im Hafen erfolgen können.

Im Herbst 2004 errichtet der Auricher Hersteller Enercon in der Ems bei Emden eine Anlage mit 4,5 MW Leistung – 40 m vom Deichfuß entfernt, weshalb Enercon selbst von einem ‚Nearshore’-Projekt spricht.

Nach einem Bericht vom Juni 2004 gibt es im weltgrößten Offshore-Windpark Horns Rev vor der dänischen Nordseeküste erhebliche technische Probleme: wegen starker Korrosionsschäden müssen alle 80 Windräder abgebaut und an Land repariert werden. Auch in anderen Offshore-Windparks gibt es immer wieder völlig unerwartete technische Komplikationen. Diese unvorhersehbaren Schwierigkeiten hzaben mittlerweile zu großer Zurückhaltung bei potentiellen Investoren für die Windparks geführt.

Gleichwohl werden bis 2005 in Deutschland vier Offshore-Windparks außerhalb der 12 Seemeilen-Grenze genehmigt, und zwei davon sollen innerhalb der folgenden zwei Jahre fertiggestellt werden.

Außerdem werden 5 Projekte in der Ostsee, und 9 in der Nordsee untersucht. Standorte der Ostsee sind die Pommersche Bucht, der Fehmanbelt, die Kadetrinne, die westliche Rönnebank, der Adlergrund und die Oderbank – während als Standorte der Ostsee die östliche Deutsche Bucht, die Doggerbank, das Sylter Außenriff und der Borkumer Riffgrund in Frage kommen. Für die Ostsee liegen bereits 6, und für die Nordsee sogar 23 Anträge vor.

Ich möchte etwas mehr über den 34 km westlich der Nordseeinsel Sylt gelegene Windpark Butendiek mit seinen geplanten 80 Stück 3 MW Anlagen berichten, da es sich hierbei um ein besonderes Projekt handelt – gegen das sich auf Sylt allerdings auch Widerstand regte.

An dem Projekt der Offshore-Bürger-Windpark Butendiek GmbH & Co. KG haben sich 2001 insgesamt 8.412 Personen beteiligt, wobei 20.000 Anteile zu jeweils 250 € verkauft wurden. Mit diesen 5 Mio. € Kommanditkapital wurde die Planungs- und Projektierungsphase bis zur Baugenehmigung finanziert. Interessant sind dabei die statistischen Angaben des Unternehmens:

Ca. 55 % der Gesellschafter stammen aus Nordfriesland, weitere 25% aus dem übrigen Schleswig-Holstein. Die übrigen 20% kommen aus ganz Deutschland, 47 Gesellschafter haben Ihren Wohnsitz im Ausland. 23% der Butendieker sind minderjährig, d. h. daß fast jeder 3. Erwachsene seine Kinder auf diesem Wege an regenerative Energien heranführt.

Zunächst drohte das Projekt zu scheitern, da man Schwierigkeiten hat, einen Generalunternehmer für die Durchführung zu finden. Ende 2006 gewinnt Butendiek aber das irische Windkraftunternehmen Airtricity. Man rechnet nun mit einem Baubeginn Anfang 2008 und einer Fertigstellung bis 2010.

Der amerikanische Arzt Thomas L. Lee aus Boston stellt im Jahr 2005 eine weitere Form von Offshore-Anlagen vor, über die er 12 Jahre lang nachgedacht hatte. Neu ist hier, daß die Windturbinen auf einer Plattform errichtet werden, die gleichzeitig einen schwimmenden Wasserstoffbehälter darstellt. Dieser speichert das mit dem Windstrom gespaltene Wasser, und wird regelmäßig von Wasserstoff-Frachtern geleert. Gegenüber den fest verankerten haben die schwimmenden offshore-Anlagen den Vorteil der Mobilität, sie können vor starken Stürmen in küstennähere Gewässer geschleppt werden und lassen sich auch leichter warten.

Im Sommer 2005 wird die Deutsche Offshore-Stiftung gegründet, die u.a. das Ziel hat, in unmittelbarer Nachbarschaft zur Forschungsplattform FINO 1 (s.o.) ein Testfeld für Offshore-Windkraftanlagen zu errichten. Beteiligt sind neben den Herstellern von Anlagen der 5 MW Klasse auch Stromkonzerne, Baugesellschaften, Banken, Versicherungen und die maritime Wirtschaft. Als mittelfristiges Ziel nennt das Bundesumweltministerium, bis zum Jahr 2010 eine Gesamtleistung von 3.000 MW, und bis 2030 sogar 20.000 bis 25.000 MW Offshore-Leistung erreichen zu wollen, was etwa 15 % des gegenwärtigen Stromverbrauchs entspricht.

Im Februar 2006 installiert die Nordex AG eine erste Windenergieanlage in der Ostsee, rund 500 m vor der Kaimauer des Rostocker Überseehafens. Bereits im Herbst 2005 wurde die Spundwand für das Fundament der 125 m hohen Anlage in einer Wassertiefe von rund 2 m gegründet (weshalb man auch hier noch kaum von ‚offshore’ reden kann). Die Nordex N90-Maschine hat eine Nennleistung von 2,5 MW. Die Windrotoren drehen sich mit einem Durchmesser von 90 m, womit die N90 sogar die Spannweite des neuen Superjets Airbus A380 um rund 10 m übertrifft. Dieses Projekt gilt als Testfall für weitere bereits geplante Windparks in der Ostsee. Beispiel: Die Projektentwicklungsgesellschaft Wind-Projekt projektiert den Offshore-Park ‚Baltic 1’ vor der Halbinsel Darss (s.u.). Dieser Windpark soll teilweise aus Nordex-Turbinen bestehen.

Klaus Meier, Vorstand der Bremer WPD, gibt im März 2006 bekannt, daß sein Unternehmen bis 2010 insgesamt 2,5 Milliarden in den Ausbau der Offshore-Windenergie fließen lassen will.

Ebenfalls im März 2006 geht GE eine mit 37 Mio. $ versüßte Partnerschaft mit dem U.S. Department of Energy ein, um bis 2009 Windturbinen mit Leistungen von 5 bis 7 MW zu entwickeln. Derzeit stellt GE als größtes 3,6 MW Anlagen her.

Im Sommer 2006 genehmigt die schwedische Regierung den Offshore Windpark Kriegers Flak II. Das Projekt besteht aus 128 Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 640 MW. Es liegt 35 km südlich von Trelleborg in der schwedischen Außenwirtschaftszone (AWZ) in unmittelbarer Nachbarschaft zum deutschen Projekt Kriegers Flak I, das seine Baugenehmigung bereits im April 2005 erhalten hatte.

Beide Projekte wurden seit 2002 von der Sweden Offshore Wind AB aus Stockholm, einem Tochterunternehmen der Bremer WPD Offshore GmbH und der Wind-Projekt GmbH aus Börgerende, entwickelt. Im Mai 2005 wurde Sweden Offshore Wind AB und das Projekt Kriegers Flak II allerdings an den Energieversorger Vattenfall veräußert. Seitdem ist die WPD Scandinavia AB als Berater für Vattenfall mit der weiteren Entwicklung des Projektes betraut. Nach den Plänen ist der Baubeginn des Projektes für frühestens 2009 vorgesehen.

Im August 2006 gibt das Umweltministerium von Mecklenburg-Vorpommern grünes Licht für die Betriebserlaubnis zur Einrichtung des Windparks ‚Baltic 1’ in der Ostsee, der mit 21 Windrädern 54 MW Leistung erbringen soll. Mit den Bauarbeiten dieses ersten richtigen Offshore-Windparks in Deutschland soll Anfang 2007 begonnen werden, die Gesamtinvestitionen werden auf rund 100 Mio. € geschätzt.

Fast zeitgleich meldet die Firma RePower die Installation ihrer ersten offshore 5 MW Anlage in der schottischen Nordsee bei Moray Firth, etwa 25 km weit draußen. Die Anlage hat einen Rotordurchmesser von 126 m und ist auf dem Meeresboden in 44 m Tiefe verankert. Zusammen mit einer zweiten, baugleichen Anlage wird sie dort die Beatrice Pilot-Windfarm der Firma Talisman Energy darstellen. Ihren Strom werden die zwei Windkraftwerke dann über den Anschluß der Ölplattform Beatrice Alpha ins Netz einspeisen.

Am MIT arbeitet man zwischenzeitlich an der Entwicklung schwimmender Plattformen für die Großrotoren. Zylindrische, hohle Postamente sollen beispielweise mit Beton beschwert und am Meeresboden verankert werden. Damit wären Offshore-Windfarmen werden ähnlich wie Ölbohrinseln auch in Gebieten mit Wassertiefen von 200 m bis 300 m möglich. Auch soll die Herstellung und Installation der schwimmenden Windenergieanlagen nur etwa ein Drittel des Geldes kosten, das für Konstruktion der heute für die offene See geplanten, fest gebauten Windturbinen nötig wäre. Zudem können sie so weit draußen installiert werden, daß sie von den Küsten aus nicht mehr zu sehen sind. Ein weiterer Vorteil der schwimmenden Windräder ist, daß sie je nach Bedarf an einen anderen Ort geschleppt werden können. Und da weit draußen im Meer die Windgeschwindigkeit höher ist, liefern Offshore-Windturbinen auch sehr viel höhere Energieerträge als Windräder an Land.

Im Oktober 2006 meldet die Presse, daß bis spätestens 2008 rund 45 km vor der ostfriesischen Insel Borkum ein Testfeld mit zwölf Anlagen der 5 MW Leistungsklasse der Energieunternehmen EWE, E.on und Vattenfall für Offshore-Windenergie errichtet wird, das die Auswirkungen der Anlagen auf Umwelt, Schifffahrt, Fischerei und Tourismus prüfen soll. Weitere Projektpartner sind die Windanlagenhersteller Repower und Multibird sowie das Bundesumweltministerium. Das Investitionsvolumen beträgt rund 175 Mio. €, und die Forschungsergebnisse sollen allen Offshore-Akteuren zur Verfügung gestellt werden. Die federführende Offshore-Stiftung und die Planer von weiteren sieben Parks verständigten sich darauf, die Kabelanbindungen in einer Kabeltrasse über die Insel Norderney zu bündeln. Damit sollen die Auswirkungen auf den Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer reduziert werden.

Im Mai 2007 meldet die Presse, daß inzwischen zwar immer mehr Offshore-Parks genehmigt werden – nur bebauen tut sie keiner. Die hoch geschraubten Erwartungen sind einer Ernüchterung gewichen. Als Grund wird wieder einmal die mangelnde staatliche Hilfe angeprangert.

Mitte 2007 ändert die Bundesregierung dann ihre Förderpolitik: Solarenergie gilt nun als zu stark gefördert, und die Vergütung für Strom aus neuen Dachanlagen soll künftig jährlich um 7 % statt wie bisher um 5 % sinken. Im Gegenzug wird der Ökostrom durch eine massive Ausweitung der Förderung für Windanlagen auf hoher See gefördert. Die Vergütung für Energie aus diesen Anlagen soll nun um ein Drittel angehoben werden.

Im Juli 2007 meldet die Presse, daß der Kohle- und Atomkonzern RWE in einen zweiten Offshore-Windpark vor der walisischen Küste investieren will, man denkt an 280 Mio. €. Das Unternehmen hat bereits einen Park in North Hoyle. Der neue Rhyl Flats-Windpark mit 25 Windturbinen soll 2008 errichtet werden und 90 MW Strom erzeugen.

Ebenfalls Mitte 2007 beschließt die spanische Regierung die Zulassung von Offshore-Windkraftanlagen entlang der 4.000 Kilometer langen Küsten des Landes.

Im September 2007 startet das Bundesumweltministerium ein 50 Mio. € Programm zur Windenergieforschung in dem 45 km vor Borkum liegenden Offshore-Testfeld. Dort sollen nun 12 Windenergieanlagen der 5 MW Klasse errichtet werden. Als erstes Projekt wird ein Betrag von 1,15 Mio. € zur Koordinierung der Forschung durch das Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V. (ISET) bewilligt.
Insgesamt zielt das Forschungsprogramm darauf ab, die Offshore-Tauglichkeit der Anlagen nachzuweisen und diese weiterzuentwickeln. Dabei sollen auch die möglichen Auswirkungen auf Natur und Umwelt erfaßt werden. Die Zusammenarbeit umfaßt neben der Betreiberin des Testfeldes, der Deutschen Offshore Testfeld und Infrastruktur GmbH (DOTI), auch die Anlagenhersteller Repower und Multibrid. Mit den meßtechnischen Aufgaben hat das ISET das Deutsche Windenergie-Institut (DEWI) beauftragt.

Im November 2007 vermeldet der Norwegische Energieminister Aaslaug Haga, daß schwimmende Windkraftanlagen ein enormes Potential besitzen, als Motor für den Export sauberer Technologien und für die Diversifizierung der Energieversorgung zu dienen. Das Unternehmen StatoilHydro würde bereits in Kooperation mit der deutschen Siemens an der weltweit ersten schwimmenden Windkraftanlage arbeiten, ein Prototyp könnte 2009 in Betrieb gehen. Das Design sieht ein 200 m aufrecht stehendes Stahlrohr auf einer Basis aus Zementguß vor, wobei 80 m des Rohres aus dem Wasser ragen und die Gondeln mit den drei jeweils 60 m lange Blättern tragen. Das Ganze ist an drei Kabeln am Meeresboden verankert, bis bis zu 700 m tief sein kann.

Möglicherweise wird Norwegen jedoch von Dänemark überholt, da die 2004 dort gegründete Blue H Technologies BV bereits im Dezember 2007 den Prototypen einer schwimmenden Windkraftanlage zu Wasser läßt, den man in Italien entwickelt hatte. Das System braucht nicht verankert zu werden und ist für Wassertiefen über 50 m vorgesehen – es besitzt einen 2-Blatt-Rotor und wird vor Puglia in Süditalien in die offene See geschleppt, wo die Versuchsphase beginnt.

Das Unternehmen arbeitet gleichzeitig auch schon an der ersten kommerziellen Anlage, die vor Tricase in Apulien in Betrieb gehen soll. Anschließend sind 25 weiteren Einheiten geplant, die gemeinsam den ersten Offshore-Tiefsee-Windpark der Welt mit einer Leistung von 92 MW bilden werden, was ausreicht um 75.000 Haushalte zu versorgen.

Ebenfalls im Dezember 2007 verkündet der britische Energieminister John Hutton, daß die Britische Regierung bis zum Jahr 2020 alle Haushalte des Landes mit Strom aus Offshore-Windkraftanlagen versorgen will. Die Kapazitäten der Windenergie-Anlagen vor der Küste sollen hierfür von derzeit 8 auf 33 GW aufgestockt werden, wozu insgesamt 7.000 neue Windturbinen aufgestellt werden müßten.

Derweil wird der 120 MW Offshore-Windpark Q7 von dem Energieunternehmen ENECO und weiteren Partnern 23 km vor der niederländischen Küste errichtet. Dabei werden 60 Windturbinen in einer Wassertiefe von 19 bis 24 m aufgestellt. Der Park soll im ersten Quartal 2008 ans Netz gehen um 125.000 Haushalte mit Energie zu versorgen.