Forschungs- und Entwicklungsbedarf im Bereich der Offshore-Windenergie in Deutschland Ergebnisse einer Expertenumfrage

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1 Forschungs- und Entwicklungsbedarf im Bereich der Offshore-Windenergie in Deutschland Ergebnisse einer Expertenumfrage DURCHGEFÜHRT IM RAHMEN DES VORHABENS OFFSHORE TESTFELD-FORSCHUNG (OFT) (FKZ ) DURCH DAS FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR WINDENERGIE UND ENERGIESYSTEMTECHNIK IWES IN KASSEL Autoren: Eva Otto*, Mario Glavasevic*, Annelie Fischer*, Bernhard Lange +, Dennis Kruse *, Königstor 59, Kassel +, Am Seedeich 45, Bremerhaven Stiftung Offshore-Windenergie, Oldenburger Str. 65, Varel PARTNER: FÖRDERER:

2 Inhalt Abbildungsverzeichnis 4 Tabellenverzeichnis 4 Abkürzungsverzeichnis 5 I. Einleitung und Methodik 1. Einleitung Hintergrund: Offshore-Testfeld-Forschung Methodik und Vorgehensweise in Kürze Fragebogenstruktur Grenzen der Befragung 4 II. Auswertung Teil A 2. Übergeordnete Ziele von Forschung und Entwicklung für die Offshore-Windenergie Die Meinung der Forschung Die Meinung der Industrie Zusammenfassung 8 III. Auswertung Teil B 3. Die Top 10 der Forschungsbedarfe Die Meinung der Forschung Die Meinung der Industrie Gegenüberstellung der Top10 der Forschung und der Industrie Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage Meinung und Expertise der Forschung zum Thema Lasten zum Thema Umgebung zum Thema Turm, Tragstruktur, Gründung zum Thema Rotor zum Thema Triebstrang und Maschinenhaus Meinung und Expertise der Industrie zum Thema Lasten zum Thema Umgebung zum Thema Turm, Tragstruktur, Gründungen zum Thema Rotor zum Thema Triebstrang, Maschinenhaus Zusammenfassung Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Meinung und Expertise der Forschung Meinung und Expertise der Industrie Zusammenfassung Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Meinung und Expertise der Forschung Meinung und Expertise der Industrie Zusammenfassung 39

3 7. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks Meinung und Expertise der Forschung Meinung und Expertise der Industrie Zusammenfassung Voraussetzungen für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore-Windenergie 45 IV. Zusammenfassung 9. Zusammenfassung Literaturverzeichnis 50 V. Anhang

4 Abbildungsverzeichnis Abb. 01. Aufschlüsselung der Teilnehmer nach Art der Einrichtung Forschungseinrichtungen... 3 Abb. 02. Aufschlüsselung der Teilnehmer nach Art der Einrichtung Unternehmen. 3 Abb. 03. Übergeordnete Ziele der Offshore-Forschung Forschung... 7 Abb. 04. Übergeordnete Ziele der Offshore-Forschung Unternehmen... 8 Abb. 05. Die wichtigsten Themenfelder (sortiert nach rität 1) aus Teil B gesamt Forschung Abb. 06. Die wichtigsten Themenfelder (sortiert nach rität 1) aus Teil B gesamt Industrie Abb. 07. Zwischenkategorie Lasten Forschung Abb. 08. Zwischenkategorie Umgebung Forschung Abb. 09. Zwischenkategorie Turm, Tragstrukturen, Gründungen Forschung Abb. 10. Zwischenkategorie Rotor Forschung Abb. 11. Zwischenkategorie Triebstrang, Maschinenhaus Forschung Abb. 12. Zwischenkategorie Lasten Industrie Abb. 13. Zwischenkategorie Umgebung Industrie Abb. 14. Zwischenkategorie Turm, Tragstruktur, Gründungen Industrie Abb. 15. Zwischenkategorie Rotor Industrie Abb. 16. Zwischenkategorie Triebstrang, Maschinenhaus Industrie Abb. 17. Gruppenweise Analyse der Forschungs- und Entwicklungsbedarfe Forschung Abb. 18. Gruppenweise Analyse der Forschungs- und Entwicklungsbedarfe Unternehmen Abb. 19. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Forschung.. 31 Abb. 20. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Industrie Abb. 21. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Forschung Abb. 22. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Industrie Abb. 23. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore- Abb. 24. Windparks Forschung Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore- Windpark Industrie Abb. 25. Voraussetzung Forschung Abb. 26. Voraussetzung Industrie Tabellenverzeichnis Tab. 1: Personenkreis und Rücklaufquote... 2 Tab. 2: Vergleich der Top 10 der F&E Themengebiete von Forschung und Industrie. 13 Tab. 3: Verteilung der Top 10 F&E Themen auf die übergeordneten Ziele... 49

5 Abkürzungsverzeichnis Abs. BMU CMS CPT db EWEA F&E FINO FKZ HSE HVDC IEA Inst. k.a. KF LF LVFRT MW OFT OWEA RAVE TN Absolut Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (heute BMUB) Condition Monitoring System Cone Penetration Test Dezibel European Wind Energy Association Forschung, Entwicklung und Demonstration Forschungsplattformen in Nord- und Ostsee Forschungskennzeichen Health, Safety and Environment High-Voltage Direct Current International Energy Agency Institution Keine Angabe Kurzfristig Langfristig Low Voltage Fault Ride Through Megawatt Offshore-Testfeld-Forschung Offshore-Windenergieanlage rität Research at alpha ventus Teilnehmer

6 I. Einleitung und Methodik 1. Einleitung 1.1 Hintergrund: Offshore-Testfeld-Forschung Der erste deutsche Offshore-Windpark und Testfeld alpha ventus war ein riesiger Erfolg für die deutsche Offshore-Wind-Industrie und -Forschung. Die Funktionstüchtigkeit und Zuverlässigkeit der 5-MW- Turbinenklasse wurde erstmalig unter extremen Offshore-Bedingungen demonstriert. Zudem wurden und werden zahlreiche begleitende Forschungsprojekte aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen im Testfeld und unter Anwendung von Daten aus der Installationsphase und Betriebsphase von alpha ventus durchgeführt. Die Forschungsinitiative RAVE (Research at alpha ventus die diese Projekte unter einem Dach vereint, hat dadurch unzählige Forschungsergebnisse produziert, eine breite Forschungskapazität auf internationalem Niveau für die Offshore-Windenergie geschaffen und außerdem zur Verfestigung der Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie beigetragen. Mit dem Vorhaben Gesamtkonzept und Initiierung von zeitlich und örtlich differenzierter Offshore Testfeld-Forschung (OFT) ( soll einerseits ein Gesamtkonzept zur weiteren Forschung, Entwicklung und Demonstration (F&E) in Offshore-Testfeldern in Deutschland erstellt werden, andererseits sollen Testfelder an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeitpunkten nach Bedarf initiiert werden. Voraussetzung für die Initiierung von Testfeldaktivitäten sind dabei auch die Identifikation aktueller Forschungs- und Demonstrationsbedarfe, die Identifikation der deutschlandweit vorhandenen Offshore-Wind-Expertise sowie die Zusammenführung von potentiellen Forschungspartnern. Offshore-Testfelder werden auch weltweit geplant: Zu den bekanntesten, bereits realisierten Projekten außerhalb Deutschlands gehören Demonstrationsprojekte wie Hywind in Norwegen, Windfloat in Portugal, Beatrice in Großbritannien, VolturnUS in den USA sowie das Fukushima Projekt in Japan. Zahlreiche weitere Testfelder (Einzelanlagen oder ganze Pilotwindparks) werden zurzeit von Herstellern, Betreibern oder Großkonsortien insbesondere in den USA und Großbritannien, aber auch in Frankreich, Spanien und Japan geplant. Neben diesen zum größten Teil privat finanzierten und initiierten Testfeldern, gibt es aber auch von Innovations- und Forschungseinrichtungen initiierte, herstellerübergreifende Testfelder, die darauf ausgerichtet sind, die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie zu fördern, indem Forscher Zugang zum Testfeld und zu den Daten erhalten. Hierzu gehören insbesondere das Testfeld Blyth Offshore Wind Demonstration Site in Großbritannien, das sich in der Umsetzungsphase befindet, sowie Leeghwater in den Niederlanden, welches sich in der Konzeptphase befindet. Alle internationalen Testfeld- und Forschungsaktivitäten haben ein Ziel gemeinsam: Zügige Kostenreduktion durch Innovation und damit Wettbewerbsfähigkeit gegenüber den konventionellen Energien. Um diese Kostenreduktion zu erreichen, werden in internationalen Gremien und Verbänden regelmäßig strategische und prioritär zu verfolgende F&E-Ziele formuliert (vgl. IEA Wind 2013, EWEA 2013). Die in beiden Strategiepapieren übereinstimmenden Forschungsbedarfe sind: Entwicklung alternativer Gründungs- und Tragstrukturen einschließlich schwimmender Plattformen für Offshore-Windenergieanlagen. Untersuchung und Minimierung der ökologischen Auswirkungen von Offshore- Windenergieanlagen. Dies betrifft insbesondere den bei der Installation entstehenden Rammschall. Optimierung der Ertragsprognosen. Weiterentwicklung des Offshore-Netzübertragungssystems. Es sind jedoch auch Unterschiede in den Ausrichtungen der beiden Gremien zu sehen: Die IEA Wind legt einen Schwerpunkt auf länderübergreifende Aktivitäten mit Synergiepotential wie z.b. die Entwicklung transnationaler Netze sowie die Analyse kumulativer Auswirkungen auf die Umwelt. Die EWEA betont den Bedarf an Multimegawatt-Anlagen (10-20MW) sowie die Entwicklung bzw. notwendige Bereitstellung der damit einhergehenden Infrastruktur, Logistik und Produktionsverfahren und zielt damit auf Kostenreduktion durch Skaleneffekte ab. Was die Weiterentwicklung der Anlage angeht, so steht bei der EWEA 1. Einleitung. 1 73

7 insbesondere die Lebensdaueroptimierung durch Zuverlässigkeitsoptimierung und innovative Instandhaltungskonzepte im Vordergrund, also die Anlage und ihre Umgebung als System. Welche Ziele aber stehen in Deutschland im Vordergrund und welche Demonstrations- und Forschungsbedarfe ergeben sich daraus? Um dies herauszufinden, führten das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES und die Stiftung Offshore-Windenergie im August und September 2013 eine Umfrage bei Forschungsinstitutionen und Industrieunternehmen durch, die im Bereich der Offshore-Windenergie tätig sind. Mittels eines Fragebogens wurden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer 1 gefragt, welche Forschungsund Demonstrationsbedarfe sie für die Offshore-Windenergienutzung derzeit sehen und über welche Expertise ihre Institution verfügt. Die Ergebnisse der Umfrage werden in diesem Bericht dargestellt und sind zudem in ausführlicher, tabellarischer Form im Anhang dokumentiert. Diese Umfrage wurde im Rahmen des Projektes Offshore Testfeld-Forschung (OFT; FKZ ) durchgeführt. Das Vorhaben OFT wird vom BMU unter finanzieller Beteiligung von Unternehmen der Offshore-Windenergie-Branche gefördert. 1.2 Methodik und Vorgehensweise in Kürze Die Umfrage wurde im August und September 2013 über einen Zeitraum von ca. 4 Wochen durchgeführt. Es wurden Experten aus Forschungsinstitutionen und aus der Offshore-Windindustrie per Mail angeschrieben und um ihre Mitarbeit gebeten. Befragt wurden sie mit Hilfe eines Fragebogens im Word- Format, den sie am Computer ausfüllten und per Mail wieder an das Vorhaben zurücksendeten. Der Fragebogen ist im Anhang dieses Berichts enthalten. Informationen zur Umfrage sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Abbildung 1 zeigt den institutionellen Hintergrund der Befragungsteilnehmer aus den Forschungseinrichtungen. Abbildung 2 den thematischen Hintergrund der Befragungsteilnehmer aus der Industrie. Tabelle 1: Personenkreis und Rücklaufquote Forschungseinrichtungen Industrie Anzahl der angeschriebenen Personen Rücklaufquote in % und absolut / 58 18% / 38 Durchschnittlich beantwortete Fragen pro Fragebogen 84% 78% Geschlechterverteilung (Frauen / Männer) 12% / 88% / 9 1 Für die bessere Lesbarkeit wird im Folgenden nur die männliche Form verwendet. 1. Einleitung. 2 73

8 2% 2% Universität (Fachbereich, Institut o.ä.) An-Institut einer Universität 33% 50% Außeruniversitäre öffentliche Forschungseinrichtung Öffentliche Behörde Stiftung 8% Andere Abbildung 1: Aufschlüsselung der Teilnehmer nach Art der Einrichtung Forschungseinrichtungen 11% 11% 3% Zertifizierung Betreiber Windenergieanlagen Gründungsstrukturen Logistik Messtechnik 39% Dienstleister Projektentwickler Stahlbau Abbildung 2: Aufschlüsselung der Teilnehmer nach Art der Einrichtung Unternehmen Je eine Liste der befragten Forschungseinrichtungen und Unternehmen finden Sie im Anhang. Dort finden sie außerdem eine Überblickstabelle über die von den befragten Personen angegebene Expertise der jeweiligen Institution. 1. Einleitung. 3 73

9 1.3 Fragebogenstruktur Die Fragebögen für Forschungsinstitutionen und Industrieunternehmen gliederten sich jeweils in die folgenden drei Abschnitte: In Teil A werden übergeordnete Ziele der F&E für die Offshore-Windenergie abgefragt. In Teil B werden einzelne Themen, die zur Erreichung dieser Ziele führen können, hinsichtlich ihrer Relevanz (rität) und Dringlichkeit abgefragt. Zusätzlich konnten die Befragten angeben, ob sie bzw. ihre Institution über Expertise in dem jeweiligen Themenfeld verfügen. Für ergänzende Angaben standen freie Kommentarfelder am Ende der jeweiligen Abschnitte zur Verfügung. Anschließend wurden Voraussetzungen für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore-Windenergie abgefragt. In Teil C befinden sich Fragen zur Institution des Teilnehmers. Innerhalb von Teil A des Fragebogens wurde gefragt: Welche übergeordneten Ziele halten Sie für die Wichtigsten? Bitte priorisieren Sie diese Ziele und setzen Sie sie in einen zeitlich Rahmen, in dem diese erreicht werden sollten. Die Teilnehmer hatten die Möglichkeit eine risierung für übergeordnete Ziele (siehe hierfür: Auswertung Teil A) nach folgendem Schema anzugeben: 1 steht für Entscheidend für die erfolgreiche Entwicklung der Offshore-Windenergie. 2 steht für Wichtig für die Entwicklung der Offshore-Windenergie. 3 steht für Weniger wichtig für die Entwicklung der Offshore-Windenergie. Für den Zeitrahmen gab es folgende Auswahlmöglichkeiten: Kurzfristig (bis 5 Jahre) Längerfristig (bis 10 Jahre) Innerhalb von Teil B des Fragebogens wurde darüber hinaus gefragt: In welchen Themengebieten sehen Sie F&E-Bedarf? Wie sind diese Themengebiete zu priorisieren und wie dringlich ist der F&E-Bedarf? Dabei konnten einzelne Themenbereiche, die zur Erreichung der Ziele aus Teil A notwendig erscheinen, priorisiert werden (siehe hierfür: Auswertung Teil B): 1 steht für Entscheidend für das Erreichen des übergeordneten Ziels 2 steht für Wichtig für das Erreichen des übergeordneten Ziels 3 steht für Weniger wichtig für das Erreichen des übergeordneten Ziels Für die Dringlichkeit des Bedarfs gab es folgende Auswahlmöglichkeiten: Kurzfristig (bis 5 Jahre) Längerfristig (bis 10 Jahre) In Teil A, wie auch in Teil B, konnten die Teilnehmer dabei jeweils zwischen einer der drei (rität) bzw. einer der beiden Positionen (Dringlichkeit) entscheiden. Der Fragebogen befindet sich zur Ansicht im Anhang. 1.4 Grenzen der Befragung Die Ergebnisse sind insbesondere unter Berücksichtigung des begrenzten Personenkreises zu betrachten (siehe Kapitel 1.2). Dieser kann naturgemäß nicht repräsentativ sein. So stellte bereits die Menge der angeschriebenen Personen eine Auswahl innerhalb der Branche dar. Des Weiteren verkleinert sich die Grundgesamtheit durch die Tatsache, dass sowohl aus dem Forschungs-, als auch aus dem Industriebereich nicht alle angeschriebenen Personen an der Befragung teilgenommen haben. Die eingesendeten 1. Einleitung. 4 73

10 Fragebögen haben eine durchschnittliche Antwortquote von 84 % im Forschungs- und 72% im Industriebereich. Eine der am häufigsten genannten Erklärungen der Befragten hierfür ist, dass sie sich als nicht ausreichend kompetent einschätzten, um eine Aussage zu tätigen und die Frage daher unbeantwortet ließen. Die Ergebnisprozente beziehen sich jedoch stets auf die Grundgesamtheit (58 auf Forscherseite und 38 auf Seiten der Unternehmen) und nicht auf die Summe der getätigten Antworten pro Einzelfrage. In den Grafiken wird daher auch immer der prozentuale Anteil der fehlenden Angaben pro Thema abgebildet (k.a.- und k.a.-dringlichkeit mit k.a. = keine Angabe). Parallel hierzu ist zu berücksichtigen, dass Fachkenntnis mit ritätensetzung korrelieren kann, d.h. Expertise in einem Bereich kann dazu führen, dass der eigene Themenbereich im Vergleich zu anderen möglicherweise priorisiert wird. Zu guter Letzt sind unglücklicherweise Schwierigkeiten bei der Verwendung des Fragebogens vorgekommen, was zum Beispiel zu Mehrfachantworten geführt hat, was nicht vorgesehen war. Diese Antworten konnten leider nicht gewertet werden. Zur Auswertung ist abschließend zu sagen, dass eine Gewichtung der risierung durch die Befragten nach rität 1-3 in Betracht gezogen wurde. Allerdings waren die Unterschiede, verglichen zu einer ausschließlichen Betrachtung der rität 1 als ausschlaggebenden Faktor für die Platzvergabe des Themas, so marginal, dass dies verworfen wurde. 1. Einleitung. 5 73

11 II. Auswertung Teil A 2. Übergeordnete Ziele von Forschung und Entwicklung für die Offshore-Windenergie Vier übergeordnete Ziele dienten zur Strukturierung des Fragebogens. Die Frage Welche übergeordneten Ziele halten Sie für die Wichtigsten? Bitte priorisieren Sie diese Ziele und setzen Sie sie in einen zeitlich Rahmen, in dem diese erreicht werden sollten. bot folgende Antwortmöglichkeiten: 1. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage 2. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 3. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 4. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks Im Folgenden werden die Antworten der Teilnehmer dargestellt. Dabei wird zunächst auf die Antworten der Forschungseinrichtungen und danach auf die der Unternehmen eingegangen. Die Reihenfolge orientiert sich an der risierung der Ziele durch die jeweilige Teilnehmergruppe. 2.1 Die Meinung der Forschung Die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung wird von der Mehrheit der Teilnehmer (71%) nicht nur mit rität 1 versehen, also als entscheidend für die erfolgreiche Entwicklung der Offshore-Windenergie bewertet, sondern auch als besonders dringlich. 79% sind der Meinung, das Ziel sollte kurzfristig, innerhalb der nächsten fünf Jahre, erreicht werden. Die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage wird ebenfalls als sehr wichtig angesehen. Für 53% der Teilnehmer ist die Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage rität 1. Etwa 40% bewerten dieses Ziel mit rität 2 d.h. sie sehen es als wichtig, aber nicht entscheidend für die Entwicklung der Offshore-Windenergie an, die Anlagentechnik selbst weiterzuentwickeln. Dieses Ziel sollte v.a. langfristig weiterverfolgt werden: 59% waren der Ansicht, die Anlagentechnik sollte über einen längeren Zeitraum hinweg, innerhalb der nächsten zehn Jahre, weiterentwickelt werden. Immer noch knapp 40% der Befragten finden, dass zügigere Schritte erforderlich sind. Die Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks wird von etwas mehr als der Hälfte der Teilnehmer (52%) als entscheidend für die erfolgreiche Entwicklung der Offshore-Windenergie angesehen. 41% finden dieses Ziel wichtig. Etwa die Hälfte der Teilnehmer (5) sagen, die netz- und systemtechnische Integration von Anlagen und Windparks sollte kurzfristig optimiert werden, etwas weniger (43%) sind jedoch der Meinung, dass der Erreichung dieses Ziels mehr Zeit eingeräumt werden sollte. Der Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks wird eine vergleichsweise kleinere Rolle für die erfolgreiche Entwicklung der Offshore-Windenergie zugeteilt. der Befragten halten das Ziel für entscheidend, 38% halten es für wichtig und halten es für weniger wichtig. Relativ eindeutig ist die Meinung vertreten, dass es sich bei der Umweltverträglichkeit und der Akzeptanz von Offshore-Windenergie aktuell nicht um zeitlich dringende Themen handelt. 2. Übergeordnete Ziele von Forschung und Entwicklung für die Offshore- Windenergie 6 73

12 Abbildung 3 stellt die Meinung der Forschung prozentual dar. 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 53% 40% 40% 59% 71% 79% 52% 41% 5 43% 38% 64% 20% 17% 10% 0% 7% 2% Ziel 1 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch Weiterentwicklung d. Offshore-Windenergieanlage 3% 2% 3% 2% Ziel 2 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb u. Instandhaltung 2% Ziel 3 - Optimierung netz- /systemtechn. Integration von Anlagen und Windparks k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit 3% 7% Ziel 4 - Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore- Windparks Abbildung 3: übergeordnete Ziele der Offshore-Forschung Forschung 2.2 Die Meinung der Industrie Die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung wird von der Mehrheit der Unternehmen (63%) nicht nur mit rität 1 versehen, sondern mit 74% auch als besonders dringlich bewertet. Die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage halten die Unternehmen für sehr wichtig, aber nicht prioritär. Über die Hälfte (53%) der Teilnehmer bewerten dieses Ziel mit rität 2. Für 42% der Teilnehmer hat die Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage allerdings rität 1. Was die Dringlichkeit dieses Forschungsbereiches angeht, so lässt sich keine klare Aussage treffen. Die Teilnehmer kreuzten je etwa zur Hälfte kurz- und langfristig an. Die Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks hingegen bekommt eine höhere rität zugewiesen als die Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage. 4 bewerten mit 1, 39% vergeben 2. Die Mehrheit der Teilnehmer (61%) hält Forschung für die netz- und systemtechnische Integration von Anlagen und Windparks für dringlich. Eine weniger wichtige Rolle nimmt auch hier die Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks für die erfolgreiche Entwicklung der Offshore-Windenergie ein. Nur der Befragten halten das Ziel für entscheidend, aber immerhin 4 halten es für wichtig und halten es für weniger wichtig. Bei der Dringlichkeit lässt sich kein eindeutiges Votum feststellen. Abbildung 4 stellt die Antworten der Unternehmen dar. 2. Übergeordnete Ziele von Forschung und Entwicklung für die Offshore- Windenergie 7 73

13 80% 74% 70% 60% 50% 40% 42% 53% 42% 4 63% 4 39% 61% % 20% 10% 13% 13% 13% 13% 11% 8% 8% 11% 8% 0% Ziel 1 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch Weiterentwicklung d. Offshore-Windenergieanlage Ziel 2 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb u. Instandhaltung Ziel 3 - Optimierung netz- /systemtechn. Integration von Anlagen und Windparks Ziel 4 - Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore- Windparks k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 4: übergeordnete Ziele der Offshore-Forschung Unternehmen 2.3 Zusammenfassung Die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung wird von Industrie und Forschung als entscheidendes Instrument für die erfolgreiche Entwicklung der Offshore-Windenergie angesehen. Eine große Mehrheit der Befragten gibt an, dass eine Umsetzung des Ziels in den nächsten 5 Jahren erfolgen muss. Die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage und die Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks wird von den Teilnehmern beider Seiten als wichtig bis entscheidend bewertet. Jedoch wird letzterem eine höhere Dringlichkeit zugeordnet. Der Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks wird im Vergleich zu den anderen Kategorien eine weniger entscheidende Rolle für die erfolgreiche Entwicklung der Offshore-Windenergie zugesprochen. Dies ändert aber nichts daran, dass immerhin 2/3 der Unternehmer und Forscher dieses Thema für wichtig oder entscheidend halten. Die Antworten der beiden Gruppen aus Forschungseinrichtungen und Unternehmen ergeben fast die gleiche Reihenfolge in Wichtigkeit und Dringlichkeit der Ziele. 2. Übergeordnete Ziele von Forschung und Entwicklung für die Offshore- Windenergie 8 73

14 III. Auswertung Teil B In Teil B wurden die Teilnehmer gebeten, insgesamt 80 Themengebiete für Forschung und Entwicklung zu priorisieren und zeitlich einzuordnen. Im Folgenden (Kapitel 3) werden zunächst die Top 10 der Forschungsbedarfe getrennt nach Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus dem gesamten Teil B vorgestellt. In den Kapitel 4-7 folgen die Einzelauswertungen der Themengebiete. 3. Die Top 10 der Forschungsbedarfe 3.1 Die Meinung der Forschung Die Betrachtung der risierung der individuellen Forschungsthemen über alle übergeordneten Ziele hinweg, gemessen an der Anzahl der rität-1-nennungen ergibt folgende Reihenfolge: 1. Lastmonitoring und -analyse 2. Lastprognose und -optimierung 3. Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 4. Speichertechnologien 5. Lebensdaueranalysen, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc. 6. Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 7. Messung der Offshore Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. 8. Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 9. Neue, Innovative Konzepte 10. Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) Der größte Forschungsbedarf wird insgesamt im Bereich der Lasten gesehen: Alle drei Kategorien aus der Zwischenkategorie Lasten finden sich in diesen Top 10 wieder. Lastmonitoring und -analyse sowie Lastprognose und -optimierung stellen die Spitze der Top 10 dar. Anschließend folgen die Fehlerfrüherkennung, dann die Speichertechnologien. Auch noch oberhalb der 50%-Marke (d.h. jeder Zweite hat hier rität 1 angekreuzt) finden sich die Lebensdaueranalyse, die Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Betriebsdaten und -erfahrungen sowie die Messung der Offshore-Windverhältnisse. Fast jeder zweite Befragte vergab rität 1 an Lastberechnung und -verifizierung, innovative Konzepte für Gründungen und Tragstrukturen sowie die Entwicklung alternativer Installationsmethoden. Fast alle genannten Aspekte liegen weit oberhalb der 50%-Marke hinsichtlich der Dringlichkeit. Lediglich die Speichertechnologien und neue innovative Konzepte für Gründungen und Tragstrukturen werden von den Befragten in einen längerfristigen Zeitrahmen von 5-10 Jahren eingeordnet. Die Top 10 der Forschungsbedarfe nach Meinung der Forschung sind in Abbildung 5 dargestellt. 3. Die Top 10 der Forschungsbedarfe 9 73

15 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Lastmonitoring und -analyse 2% 10% 67% 69% Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) 19% 17% 66% 67% Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 2% 22% 19% 60% 60% Speichertechnologien 3% 17% 22% 33% 4 5 Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 2% 53% 59% Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 3% 22% 52% 57% Messung der Offshore-Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. 10% 14% 17% 50% 69% Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 2% 17% 19% 33% 48% 66% Neue, innovative Konzepte 10% 10% 33% 31% 48% Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 10% 7% 9% 33% 36% 59% k. A. - KF LF k.a. - Dinglichkeit Abbildung 5: Die wichtigsten Themenfelder (sortiert nach rität 1) aus Teil B gesamt Forschung 3. Die Top 10 der Forschungsbedarfe 10 73

16 3.1 Die Meinung der Industrie Bei den Unternehmen ergibt die Betrachtung der risierung der individuellen Forschungsthemen über alle übergeordneten Ziele hinweg, gemessen an der Anzahl der rität-1-nennungen folgende Reihenfolge: 1. Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 2. Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 3. Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte 4. Logistik- und Servicekonzepte 5. Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripods, etc.) 6. Neue, Innovative Konzepte 7. Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien 8. Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc. 9. Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 10. Verringerung der Beeinträchtigung bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere Ganz oben in der Bewertung nach rität 1 liegen vor allem Schallminderungsmaßnahmen bei der Errichtung von Anlagen und alternative Installationsmethoden beide Themen wurden von 63% der Teilnehmer mit rität 1 bewertet. Mindestens jeder Zweite weist den Themengebieten automatisierte Produktionsverfahren, Logistik- und Servicekonzepte sowie aufgelöste Tragstrukturen rität 1 zu. Alle nachfolgenden Themen der Top 10 wurden von mindestens 40% der Befragten ebenfalls als entscheidend für die Zielerreichung bewertet. Die Themen alternative Installationsmethoden, Schallminderungsmaßnahmen bei der Errichtung von Anlagen und aufgelöste Tragstrukturen sind auch mit besonderer Dringlichkeit versehen jeweils mindestens 65 % haben hier kurzfristigen Handlungsbedarf angegeben. Abbildung 6 zeigt die Top 10 der Forschungsbedarfe laut Industrie. 3. Die Top 10 der Forschungsbedarfe 11 73

17 0% 20% 40% 60% 80% Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 8% 8% 13% 13% 63% 74% Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 18% 11% 8% 13% 13% 63% 74% Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte 18% % Logistik- und Servicekonzepte 37% 58% Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 3% 50% 66% Neue, innovative Konzepte 39% Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien 8% 11% 5 Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 4 Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 8% 42% 63% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere 8% 42% 53% k. A. - KF LF k.a. - Dinglichkeit Abbildung 6: Die wichtigsten Themenfelder (sortiert nach rität 1) aus Teil B gesamt Industrie 3. Die Top 10 der Forschungsbedarfe 12 73

18 3.3 Gegenüberstellung der Top10 der Forschung und der Industrie Knapp die Hälfte der 10 entscheidendsten F&E-Bedarfe auf Forschungs- und Unternehmensseite stammen aus dem Bereich Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen. Allerdings unterscheiden sich die Top 10 der Forschungsbedarfe der Industrie von denen der Forschung fast vollständig (s. Tabelle 2). Tabelle 2: Vergleich der Top 10 der F&E Themengebiete von Forschung und Industrie rität bei der Forschung rität bei der Industrie Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen * 1 Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne 10 2 Rammung) Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, * 3 Innovative Fertigungskonzepte Logistik- und Servicekonzepte * 4 Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripods, etc.) * 5 Neue, Innovative Konzepte 9 6 Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien * 7 Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, 5 8 eingesetztem Material, Korrosion etc. Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen 3 9 etc. Verringerung der Beeinträchtigung bzw. Untersuchung der * 10 Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere Lastmonitoring und -analyse 1 * Lastprognose und -optimierung 2 * Speichertechnologien 4 * Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und 6 * Erfahrungen aus dem Betrieb Messung der Offshore Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating 7 * LiDAR, Anemometer etc. Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 8 * * nicht unter den Top 10 Auffällig ist, dass das Thema Lasten drei Mal auf Forschungsseite auftaucht, darunter auf Platz 1 und 2, aber gar nicht bei der Industrie. Umgekehrt ist es ähnlich: Die beiden Top-Themen der Industrie, die sich beide mit der Installation der Anlagen beschäftigen, sind bei der Forschung von untergeordneter Bedeutung (nur eines auf Platz 10). Weitere Themen, die nur bei der Forschung in den Top 10 liegen, sind Speichertechnologien, die Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb sowie die Messung der Offshore Windverhältnisse. Bei der Industrie sind die Themen automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte sowie Logistik- und Servicekonzepte und Aufgelöste Tragstrukturen hoch platziert und bei der Forschung nicht unter den Top 10. Ebenfalls nur von der Industrie in die Top 10 gewählt sind Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien und Verringerung der Beeinträchtigung bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere. Eine relativ gute Übereinstimmung in der risierung durch Forschung und Industrie haben die Themen Lebensdaueranalyse und Fehlerfrüherkennung. Auch wird von beiden Gruppen die Entwicklung von neuen, innovativen Konzepten als wichtig angesehen. 3. Die Top 10 der Forschungsbedarfe 13 73

19 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage Nachdem auf die Top 10 eingegangen wurde, werden nun die vier einzelnen Bereiche detaillierter betrachtet. Der erste Bereich stellt die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanalage dar. Die F&E-Themenfelder wurden hier in fünf Zwischenkategorien unterteilt, was jedoch keine Auswirkungen auf die Bewertung der einzelnen Themen hat. Diese Zwischenkategorien sind: Lasten Umgebung Turm, Tragstruktur u. Gründungen Rotor Triebstrang, Maschinenhaus 4.1 Meinung und Expertise der Forschung zum Thema Lasten Den beiden Themengebieten Lastmonitoring und -analyse sowie Lastprognose u. Lastoptimierung wird mit deutlicher Mehrheit die größte rität zugewiesen. Damit einher geht auch die Meinung der Befragten, dass diese Forschungsthemen baldmöglichst bearbeitet werden sollten. Der Lastberechnung und -verifizierung wird im Vergleich dazu eine weniger entscheidende Rolle zugeordnet (wenngleich immer noch die Hälfte der Befragten das Thema mit rität 1 bewertet). Dieses Themenfeld sollte ebenfalls in den nächsten fünf Jahren beforscht werden. Auffällig ist, dass keines der drei Themen von mehr als einer Person als weniger wichtig (rität 3) bezeichnet wurde. Durchgängig haben über 80% der Teilnehmer eine Meinung zum Thema Lasten abgegeben, was weit über dem Durchschnitt liegt. Expertise im Bereich Lasten Durchschnittlich geben ein Drittel der Befragten an, über Expertise im Bereich der Lasten zu verfügen. Am besten ist das Thema Lastberechnung und -verifizierung (39%) unter allen Teilnehmern vertreten. Dies umfasst 14 der befragten 31 Institutionen. Das Thema findet sich auch hinsichtlich der Häufigkeit der Expertise unter den Top 10 der 80 individuellen Themenfelder wieder. Abbildung 7 stellt die Ergebnisse zum Themenbereich Lasten dar. 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 14 73

20 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Lastmonitoring und -analyse 2% 10% 67% 69% Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) 19% 17% 66% 67% Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 2% 17% 19% 33% 48% 66% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 7: Zwischenkategorie Lasten Forschung zum Thema Umgebung Innerhalb dieser Zwischenkategorie wurde insbesondere die dem Bereich Wind zuzuordnenden Themengebieten Messung der Offshore-Windverhältnisse (50%), Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle (4) und Wakemodellierung (43%) entscheidende Bedeutungen für die Reduktion der Stromgestehungskosten und technischen Risiken zugemessen. Wie zuvor beobachtet, geht auch hier die hohe rität mit der Dringlichkeit einher: 69% sagen, dass die Messung der Offshore-Windverhältnisse bspw. mit Lidargeräten kurzfristig vorangetrieben werden muss. Auch das Thema Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle sollte in den kommenden 5 Jahren stärker bearbeitet werden. Auch hier haben überdurchschnittlich viele Teilnehmer eine Meinung abgegeben. Designbedingungen, die zu etwa gleichen Anteilen mit entscheidend und wichtig bewertet wurden (33% bzw. 38%), sollten möglichst bald erfasst und optimiert werden: 52% sind der Meinung, die weitere Forschung auf diesem Gebiet sollte kurzfristig erfolgen. Als eher wichtig, aber nicht entscheidend, werden die Unterwasser- und Boden-Umgebungsbedingungen eingeschätzt, worunter die Forschungsthemen Messmethoden für Wellen- und Strömungsmessungen, Baugrunduntersuchung (Seismik, CPT, Bohrungen etc.) und Morphologie und Sedimentdynamik fallen. Während die beiden erstgenannten Forschungsthemen eher zügig bearbeitet werden sollten, sehen 5 der Befragten für das Thema Morphologie und Sedimentdynamik eher langfristig Forschungsbedarf. Expertise im Bereich Umgebung Dieses sehr weit gefasste Forschungsbereich ist mit durchschnittlich ca. 8 Institutionen vertreten. 11 Institutionen geben an, über Expertise im Bereich der Designbedingungen zu verfügen. An diesem Beispiel lässt sich erkennen, dass eine hohe risierung nicht unbedingt auf vorhandene Expertise zurückzuführen ist: Wie oben genannt, haben sich mehr Teilnehmer bei diesem Themenfeld für rität 2 entschieden als für rität 1 und immerhin für rität 3. Abbildung 8 zeigt die Ergebnisse im Detail. 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 15 73

21 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Messung der Offshore- Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. 10% 14% 17% 50% 69% Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle 7% 12% 17% 36% 4 59% Wakemodellierung (sehr große Windparks, Stabilitätseinfluss etc.) 10% 10% 14% 36% 43% 41% 4 Designbedingungen 14% 19% 33% 38% 52% Messmethoden für Wellen- und Strömungsmessungen 17% 19% 38% 36% 43% Baugrunduntersuchung (Seismik, CPT, Bohrungen etc.) 14% 17% 43% 41% 38% Morphologie und Sedimentdynamik 17% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 8: Zwischenkategorie Umgebung Forschung 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 16 73

22 4.1.3 zum Thema Turm, Tragstruktur, Gründung Die für die Reduktion von Stromgestehungskosten und technischen Risiken entscheidenden Forschungsthemen dieses Themas sind laut Meinung der Befragten vor allem neue, innovative Konzepte () und automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte (4). Außerdem werden die Themen Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien (40%), aufgelöste Tragstrukturen (38%) und Kolk () als entscheidend angesehen. Auffällig ist, dass die drei letztgenannten in der Dringlichkeit deutlich höher eingestuft werden als die beiden erstgenannten. Bei ihnen handelt es sich um dringende Bedarfe, vermerken durchschnittlich ca. 2/3 der Befragten. Die beiden Themen Kolk und aufgelöste Tragstrukturen finden sich auch in den Top 10 der Dringlichkeit aller 80 Themen wieder. Der Bereich Materialien und Verbundwerkstoffe wird von 43% als wichtig für die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken eingestuft. Es wird davon ausgegangen, dass hier stetig (kurz- und langfristig) Forschungsbedarf besteht. Dem Monopile wird kurzfristig (5) und dem schwimmenden Fundament vor allem in der Zukunft (57%) Bedeutung zugemessen. Expertise im Bereich Turm, Tragstruktur, Gründung Zum Thema aufgelöste Tragstrukturen können 11 Institutionen Expertise beisteuern. Die anderen Forschungsgebiete finden sich im Durchschnitt in etwa acht Instituten wieder. Fünf Forschungseinrichtungen beschäftigen sich mit Grout-Strukturen. Abbildung 9 zeigt die Resultate zur Zwischenkategorie Turm, Tragstruktur, Gründung. 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 17 73

23 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Neue, innovative Konzepte 10% 10% 33% 31% 48% Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte 9% 17% 28% 4 Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien 9% 19% 17% 33% 40% 59% Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 9% 17% 17% 22% 38% 36% 60% Kolk (Monitoring, Modellierung etc.) 12% 12% 19% 62% Monopile 17% 33% 5 Grout-Strukturen 14% 22% 4 Kolkschutzsysteme 12% 28% 28% 40% 52% Schwerkraftfundament 36% 38% 43% Schwimmendes Fundament 22% 22% 17% 22% 38% 57% Materialien und Verbundwerkstoffe 10% 14% 22% 40% 38% 43% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 9: Zwischenkategorie Turm, Tragstrukturen, Gründungen Forschung 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 18 73

24 4.1.4 zum Thema Rotor Innerhalb der Kategorie Rotor wird den beiden Themen Produktionsverfahren und innovative Regelungsverfahren die höchste rität und Dringlichkeit eingeräumt. Innovative Regelungsverfahren werden von 62% der Befragten als in den nächsten fünf Jahren zu bearbeitendes Forschungsthema angesehen. Den geringsten Forschungsbedarf sehen die Teilnehmer für alternative Designs wie z.b. 1-Blatt, 2-Blatt. Expertise im Bereich Rotor Expertise im Bereich Materialien und Verbundwerkstoffe des Rotors ist am häufigsten angegeben worden (10 Institutionen). Fünf Forschungseinrichtungen sind auf dem Gebiet der alternativen Designs tätig. Abbildung 10 veranschaulicht die Ergebnisse. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Produktionsverfahren 19% 28% 38% 50% Innovative Regelungsverfahren 7% 17% 22% 36% 40% 62% Materialien und Verbundwerkstoffe 10% 14% 22% 33% 40% 38% 43% Aerodynamik der Rotorblätter 19% 17% 33% 41% 48% Alternative Designs wie z.b. 1-Blatt, 2-Blatt 9% 19% 31% 5 60% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 10: Zwischenkategorie Rotor Forschung zum Thema Triebstrang und Maschinenhaus Das Getriebe wird von 36% der Befragten in dieser Zwischenkategorie als entscheidend und vor allem dringlich für die Reduktion von Stromgestehungskosten und technischen Risiken angesehen. Die Themenfelder in dieser Kategorie wurden jedoch vergleichsweise weniger häufig mit besonders hoher rität bewertet. Der spezifische Bereich Bremse wurde kein Mal mit rität 1 versehen und am häufigsten als weniger wichtig bezeichnet. In dieser Zwischenkategorie ist gleichzeitig aber auch die höchste Quote an fehlenden Angaben zu verzeichnen (außer bei Materialien und Verbundwerkstoffe). Die lässt sich ggf. auf die weniger verbreitete 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 19 73

25 Expertise in diesem Themenfeld zurückführen (siehe unten). Für die Interpretation der Ergebnisse ist an dieser Stelle zu beachten, dass die risierung durch diejenigen, die ihre Meinung zu diesem spezifischen Thema überhaupt abgegeben haben, relativ hoch war. Mit anderen Worten: Eine hohe Anzahl fehlender Angaben kann die risierung schmälern, wobei es natürlich trotzdem unklar bleibt, aus welchem Grund die Teilnehmer auf einen gewissen Themenbereich nicht eingegangen sind (siehe Kapitel 1.3). Expertise im Bereich Triebstrang und Maschinenhaus Im Vergleich zu den bisher betrachteten Themenfeldern ist Expertise in diesem Bereich von insgesamt deutlich weniger Personen angegeben worden. Eine Person hat sich als Experten für die Bremse bezeichnet, und drei für Kühl- und Lüftungssysteme. Abbildung 11 zeigt die Meinung der Forschung zum Thema Triebstrang und Maschinenhaus. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Getriebe 9% 19% 22% 36% 33% 52% Triebstrangkonzepte, Bauform (z.b. aufgelöst, integriert, direkt) 9% 38% 41% Generator 10% 22% 31% 38% 38% Umrichter 12% 22% 22% 31% 40% 43% Rotorlager & -welle 19% 17% 22% 36% 33% 31% 41% Materialien und Verbundwerkstoffe 14% 10% 14% 22% 40% 38% 43% Kühl- und Lüftungssysteme 12% 36% 28% 36% 31% 33% Bremse 33% 43% 41% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 11: Zwischenkategorie Triebstrang, Maschinenhaus Forschung 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 20 73

26 4.2 Meinung und Expertise der Industrie zum Thema Lasten Analog zu den Forschungseinrichtungen wird der größte Forschungsbedarf im Bereich Lastmonitoring und -analyse gesehen. Allerdings gaben etwa ein Drittel der Teilnehmer keine Angabe ab. Die zeigt sich auch bei den Bereichen Lastberechnung und -verifizierung sowie Lastprognose und Lastoptimierung. Auffallend ist, dass jeweils über die Hälfte der Befragten die einzelnen Teilbereiche für äußerst dringend zu bearbeitende Themen halten. Expertise im Bereich Lasten Besonders interessant sind die Ergebnisse der risierung vor dem Hintergrund der angegeben Expertise. So wird bei gleichzeitig relativ niedriger risierung (unter 50%) konsistent für alle Bereiche ein hohes Maß an Fachkenntnis angegeben. Insbesondere im Bereich Lastmonitoring und -analyse sowie Lastberechnung und -verifizierung benennen sich je fast die Hälfte der befragten Personen aus der Industrie als Experten. Abbildung 12 zeigt die Meinung der Industrie zum Thema Lasten. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Lastmonitoring und -analyse 11% 37% 58% Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 8% 53% Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) 13% 39% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 12: Zwischenkategorie Lasten Industrie zum Thema Umgebung Wie bereits die Kategorie Lasten, so zeigt sich auch in dieser Untersuchung erkennbare Unterschiede. Die Messung der Offshore-Windverhältnisse wird zwar am höchsten mit 1 belegt, jedoch zeigt sich für diese, wie auch die weiteren Bereiche gleichzeitig ein hoher Anteil an Nicht-risierung. Auch rückt die Baugrunduntersuchung in den Vordergrund und wird vergleichsweise mit einer kurzfristigen Bedeutung belegt. Auffallend im Vergleich der Kategorien zeigt sich, dass durchweg keine Höchst-risierung, aber ein hoher Anteil an 2 vorhanden ist. Insbesondere die Morphologie und Sedimentdynamik wird passend hierzu mit einer hohen 2 und einer eher kurzfristigen Bedeutung eingeschätzt. Aber auch 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 21 73

27 die anderen Kategorien zeigen einen erkennbaren Trend in diese Richtung, wobei auch erwähnenswert erscheint, dass ein großer Teil der befragten keine Dringlichkeitseinschätzung vornahmen. Expertise im Bereich Umgebung Hingegen zeigt die Expertise ein eher heterogenes Bild. So existiert viel Expertenwissen in den Bereichen Messung der Offshore-Windverhältnisse, Designbedingungen und Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle, in denen jeweils rund 20% der Befragten sich als Experten einschätzen. Vor dem Hintergrund der risierung zeigt sich für den Bereich Morphologie und Sedimentdynamik hingegen eine schwache Ausprägung der Fachkenntnis. Abbildung 13 zeigt die Meinung der Unternehmen zum Thema Umgebung. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Messung der Offshore- Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. 13% 42% 42% Baugrunduntersuchung (Seismik, CPT, Bohrungen etc.) 8% 11% 39% 39% 50% Designbedingungen 18% 37% 42% 4 Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle 13% 18% 37% 4 Wakemodellierung (sehr große Windparks, Stabilitätseinfluss etc.) 18% 4 Messmethoden für Wellen- und Strömungsmessungen 11% 13% 37% 39% 42% Morphologie und Sedimentdynamik 13% 42% 50% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 13: Zwischenkategorie Umgebung Industrie 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 22 73

28 4.2.3 zum Thema Turm, Tragstruktur, Gründungen Höchste risierung erfahren in diesem Bereich die automatisierten Produktionsverfahren, Massenfertigung und innovative Fertigungskonzepte, deren Dringlichkeit gleichzeitig eher kurzfristig eingeschätzt wird. Ebenfalls hochpriorisiert werden aufgelöste Tragstrukturen sowie neue, innovative Konzepte und Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien, wobei insbesondere die Tragstrukturen und Korrosionsthemen mit einer kurzfristigen Wichtigkeit belegt sind. Auffallend zeigen sich auch die Themen Kolk sowie Kolkschutzsysteme die eine hohe 2 und vergleichsweise hohe kurzfristige Bedeutung erfahren. Expertise im Bereich Turm, Tragstruktur, Gründungen Die Expertise zeigt sich durch fast alle Bereiche hindurch stark ausgeprägt. Am meisten Fachkenntnisse () werden im Bereich der aufgelösten Tragstrukturen angegeben. Deutlich abfallend in der Fachkenntnis stellt sich der Bereich Materialien und Verbundwerkstoffe dar. Hier geben nur aller Teilnehmer an, Fachkenntnis zu besitzen. Abbildung 14 stellt die Meinung der Unternehmen zum Thema Turm, Tragstruktur und Gründungen dar. 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 23 73

29 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte 18% 5 5 Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 0% 3% 50% 66% Neue, innovative Konzepte 39% Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien 8% 11% 5 Monopile 11% 13% 39% Materialien und Verbundwerkstoffe 11% 37% 39% 39% Grout-Strukturen 11% 18% 37% Kolk (Monitoring, Modellierung etc.) 8% 11% 37% 39% 53% Schwimmendes Fundament 42% Kolkschutzsysteme 8% 8% 18% 58% Schwerkraftfundament 11% 37% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 14: Zwischenkategorie Turm, Tragstruktur, Gründungen Industrie 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 24 73

30 4.2.4 zum Thema Rotor Im Bereich des Rotors werden ebenfalls Produktionsverfahren am häufigsten mit 1 belegt. Gleichzeitig erfährt diese Kategorie kurzfristige Bedeutung. Die übrigen Kategorien zeigen einen relativ niedrigen Wert für 1, besitzen jedoch hohe Anteile von 2. Eine Ausnahme in diesem Bereich stellen Alternative Designs dar. Hier ist nur eine geringe risierung erkennbar, die mit langfristiger Bedeutung kongruent einhergeht. Expertise im Bereich Rotor Fachkenntnisse sind im Thema Rotor vergleichsweise schwach vorhanden. So zeigen sich ausschließlich im Bereich der Innovativen Regelungsverfahren ausgeprägte Expertisen in den Unternehmen. Abbildung 15 zeigt hier die Einschätzungen der Industrie zum Thema Rotor. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Produktionsverfahren 8% 8% 39% 53% Materialien und Verbundwerkstoffe 11% 18% 37% 39% 39% Aerodynamik der Rotorblätter 11% 18% 37% 42% Innovative Regelungsverfahren 11% 8% 13% 37% 4 42% 4 Alternative Designs wie z.b. 1-Blatt, 2-Blatt 8% 13% 37% 42% 4 50% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 15: Zwischenkategorie Rotor Industrie zum Thema Triebstrang, Maschinenhaus Nahezu alle Themenfelder in diesem Bereich erhalten eine sehr niedrige 1 -Bewertung, sind nach Meinung der Befragten also nicht entscheidend für die Kostenreduktion. Dass sie trotzdem wichtig sind, zeigen die hohen rität-2-bewertungen insbesondere bei den Themen Getriebe (42%), Materialien und Verbundwerkstoffe (39%) sowie Umrichter und Rotorlager und -welle (je 37%). Allerdings haben im Bereich Triebstrang, Maschinenhaus auch auffällig viele Teilnehmer beider Gruppen keine Angaben hinsichtlich der rität und Dringlichkeit gemacht. 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 25 73

31 Expertise im Bereich Triebstrang, Maschinenhaus Analog zu der hohen Anzahl fehlender Angaben, zeigt sich durch alle Kategorien hindurch eine niedrige Einschätzung der Fachkenntnis. An dieser Stelle spiegelt sich der fachliche Hintergrund der befragten Unternehmen, der in Kapitel 1.2 dargestellt ist, deutlich wieder. Abbildung 16 veranschaulicht die Meinung der Unternehmen zum Thema Triebstrang und Maschinenhaus. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Materialien und Verbundwerkstoffe 11% 13% 37% 39% 39% Generator 11% 13% 50% 5 Getriebe 3% 11% 11% 42% 4 5 Kühl- und Lüftungssysteme 11% 11% 5 Umrichter 11% 18% 37% 53% Triebstrangkonzepte, Bauform (z.b. aufgelöst, integriert, direkt) 8% 18% 18% 5 Rotorlager & -welle 11% 18% 37% 5 Bremse 0% 18% 50% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 16: Zwischenkategorie Triebstrang, Maschinenhaus Industrie 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 26 73

32 4.3 Zusammenfassung Die deutliche Mehrheit der Forscher weist dem Themengebiet Lasten die entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore- Windenergieanlage zu. Die Forschungsgebiete Umgebung und Turm, Tragstruktur u. Gründung werden von jeweils etwa einem Drittel der Forscher als entscheidend bzw. wichtig erachtet. Die Unternehmen sehen dies etwas anders und sprechen die höchste rität und Dringlichkeit dem Bereich Turm, Tragstruktur u. Gründung zu. Das Thema Lasten folgt auf Platz 2. Im Gegensatz zu den Forschern erachten sie das Forschungsgebiet Umgebung nicht als entscheidend. Als vergleichsweise weniger wichtig werden die beiden Themengebiete Rotor und Triebstrang, Maschinenhaus angesehen. Hier stimmen die Befragten aus Forschung und Industrie überein. Allerdings hat durchschnittlich zwischen einem Drittel und der Hälfte der Unternehmen keine Angaben zu den F&E-Bedarfen im Bereich der Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage gemacht. Abbildung 17 (Forschung) und Abbildung 18 (Industrie) stellen die kumulierten Ergebnisse der Zwischenkategorien gegenüber. Man sieht deutlich, wie das Thema Lasten bei den Forschern hervorsticht. Ebenfalls deutlich zeigt sich der hohe Anteil an fehlenden Angaben bei der Industrie. 70% 67% 60% 60% 50% 46% 40% 30% 20% 22% 39% 39% 36% 36% 36% 33% 2 19% 18% 18% 17% 14% 14% 13% 14% 39% 36% 31% 23% 20% 18% 10% 1% 0% Lasten Umgebung Turm, Tragstruktur und Gründung Rotor Triebstrang, Maschinenhaus Ø 1 Ø 2 Ø 3 Ø k. A. - Ø KF Ø LF Ø k. A. - Dringlichkeit Abbildung 17: gruppenweise Analyse der Forschungs- und Entwicklungsbedarfe Forschung 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 27 73

33 60% % 48% 42% 42% 40% 30% 3 33% 30% 27% 37% 33% 38% 3 20% 10% 13% 19% 6% 13% 19% 11% 20% 17% 9% 12% 19% 0% Turm, Tragstruktur und Gründung Lasten Umgebung Rotor Triebstrang, Maschinenhaus Ø 1 Ø 2 Ø 3 Ø k. A. - Ø KF Ø LF Ø k. A. - Dringlichkeit Abbildung 18: gruppenweise Analyse der Forschungs- und Entwicklungsbedarfe Unternehmen 4. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlagen 28 73

34 5. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 5.1 Meinung und Expertise der Forschung Über die Hälfte der Befragten vergibt die höchste rität an die Forschungsthemen Fehlerfrüherkennung, Lebensdaueranalyse und Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb. Diese sollen außerdem möglichst kurzfristig bearbeitet werden. Ebenfalls für sehr wichtig werden Logistik- und Servicekonzepte, Innovative CMS-Systeme und die Integration verschiedener Monitoring-Tools angesehen. Fragestellungen in diesen Bereichen sind ebenfalls zügig zu beantworten. Kaum eine Rolle für die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken spielen Service-Roboter und Kombinationen mit Aquakultur nach Meinung der Befragten. Besonders wenige Teilnehmer haben eine Meinung zum Thema Zugangssysteme abgegeben. Expertise In den Bereichen, die höchste rität erfahren, finden sich gleichzeitig viele Experten wieder. So melden knapp 30% aller Teilnehmer Expertise in den Bereichen Früherkennung, Lebensdaueranalyse und Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb. Dies entspricht jeweils über 10 Institutionen, in denen Expertenwissen vorhanden ist. Vergleichsweise wenig Expertise ist in den Bereichen Schiffe, Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben, sowie Service- Roboter vorhanden. Auffällig ist die vergleichsweise hohe Anzahl an rität-1-bewertungen im Vergleich zur kaum vorhandenen Expertise im Bereich der Kabelverlegung. Nur eine Person gibt an, in diesem Bereich über Fachwissen zu verfügen. Abbildung 19 zeigt diese Ergebnisse (Grafik auf zwei Seiten). 5. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 29 73

35 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 2% 22% 19% 60% 60% Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 2% 53% 59% Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 3% 22% 52% 57% Logistik- und Servicekonzepte 3% 14% 17% 22% 36% 43% 64% Innovative CMS-Systeme 3% 14% 22% 40% 43% 53% Integration verschiedener Monitoring-Tools 10% 22% 31% 48% 53% Modularisierung / modulare Technik 17% 31% 48% 4 Zugangssysteme 12% 17% 33% 36% Kabelverlegung 14% 22% 31% 43% Optimierung von Energieertragsprognosen 28% 36% 38% 31% 31% Ferngesteuerte Wartung 2% 33% 28% 40% 52% 5. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 30 73

36 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Standardisierung von Komponenten, Schnittstellen Schiffe 19% 14% 19% 36% 40% 38% 41% Standardisierung von Bezeichnungen, Fehlermeldungen etc. 19% 33% 28% 38% 36% Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben 36% 48% Schutz vor Schiffskollisionen und Reduzierung ihrer Auswirkungen 17% 38% 33% 41% Kombinationen mit anderen Meerestechnologien (z.b. Strömungsturbinen) 12% 48% 67% Service-Roboter 10% 19% 14% 4 62% Kombinationen mit Aquakultur 9% 17% 22% 53% 69% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 19: Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Forschung 5.2 Meinung und Expertise der Industrie Die Industrie sieht den dringendsten Forschungsbedarf im Bereich der Logistik- und Servicekonzepte. Die Hälfte der Teilnehmer hält dies für ein entscheidendes Thema zur Reduktion der Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung. Lebensdaueranalyse und Fehlerfrüherkennung sind mit je 4 und 42% der Stimmen ebenfalls entscheidende Forschungsbereiche. Als besonders dringlich wird die Beantwortung von Fragen im Bereich der Fehlerfrüherkennung angesehen. 5. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 31 73

37 Die nachfolgenden Themen sind von durchschnittlich nur etwa 1/3 der Teilnehmer bewertet worden. Expertise Ausreichend Fachkenntnisse sind in den oben genannten höchstpriorisierten Bereichen vorhanden. So geben 37% der Teilnehmer, die zum Thema Logistik- und Servicekonzepte eine Meinung abgegeben haben, gleichzeitig an, über Expertise zu verfügen. Auch in den Bereichen der Lebensdaueranalyse, der Fehlerfrüherkennung und v.a. auf den Gebieten der Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben, sowie bei der Optimierung von Energieertragsprognosen finden sich bemerkenswert viele Fachkenntnisse, die insbesondere in den beiden letztgenannten Kategorien interessant sind, da diese über eine mittlere bzw. geringe risierung verfügen. Wenig Expertise ist beim Thema Ferngesteuerte Wartung genannt worden: Immerhin erachten die Hälfte der Teilnehmer das Thema als entscheidend oder wichtig, aber nur ein Teilnehmer verfügt über Know-How auf diesem Gebiet. Abbildung 20, wiederum auf zwei Seiten verteilt, stellt die Ergebnisse grafisch dar. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Logistik- und Servicekonzepte 0% 37% 53% 58% Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 4 Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 8% 42% 63% Standardisierung von Komponenten, Schnittstellen 37% 37% Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 13% 37% 37% Modularisierung / modulare Technik 8% 37% Schiffe 8% 39% 39% Integration verschiedener Monitoring-Tools 8% 37% 39% Zugangssysteme 13% 37% 39% 5. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 32 73

38 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben 13% 5 Ferngesteuerte Wartung 8% 39% Innovative CMS-Systeme 37% Standardisierung von Bezeichnungen, Fehlermeldungen etc. 13% 18% 37% 37% 4 Kabelverlegung 8% 18% 13% 39% 42% 4 Service-Roboter 42% 37% Optimierung von Energieertragsprognosen 13% 39% 39% 39% Kombinationen mit anderen Meerestechnologien (z.b. Strömungsturbinen) 13% 42% 37% 39% Kombinationen mit Aquakultur 8% 18% 42% Schutz vor Schiffskollisionen und Reduzierung ihrer Auswirkungen 42% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 20: Reduzierung von Stromgestehungskosten und technische Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Industrie 5. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 33 73

39 5.3 Zusammenfassung Industrie und Forschung sind sich einig, dass die Fehlerfrüherkennung, Lebensdaueranalyse, Logistik- und Servicekonzepte sowie Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb die wichtigsten Themen sind und entscheidend zur Reduktion der Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung beitragen können. Diesen Forschungsthemen sollten in den nächsten fünf Jahren größere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Den Themengebieten Schutz vor Schiffskollisionen, Kombinationen mit Aquakultur und Kombinationen mit anderen Meerestechnologien wird von beiden Gruppen eher eine untergeordnete Bedeutung beigemessen. 5. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 34 73

40 6. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 6.1 Meinung und Expertise der Forschung Langfristig haben Speichertechnologien den größten Forschungsbedarf (5 kreuzten hier rität 1 an, rität 2, nur 3% rität 3; 17% machten keine Angabe). Mit je etwa einem Drittel der Stimmen in den Kategorien entscheidend und wichtig für die Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks folgen die Themen Optimierung Windleistungsprognose, Windpark-Regelungen, Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung und Netzanbindung. Die Mehrheit der Teilnehmer ist der Meinung, dem Forschungsbedarf dieser Themen ist kurzfristig nachzukommen. Allerdings wurde zu vielen Themenfeldern keine Meinung abgegeben. Expertise In allen Forschungsgebieten der netz- und systemtechnischen Integration ist vergleichsweise wenig Expertise bei den teilnehmenden Forschungseinrichtungen vorhanden. Im Einklang mit der geringen rität für neue Technologien zum Stromtransport ist dort auch keinerlei Fachwissen vorhanden. Auch im Bereich der HVDC-Technologie, die zumindest als wichtig bewertet wird, ist kaum Expertise vorhanden (lediglich eine Person hat dieses Thema angekreuzt). Abbildung 21 zeigt die Antworten und Meinungen der Forscher zu diesem Thema (aufgeteilt auf 2 Grafiken). 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Speichertechnologien 3% 17% 22% 33% 4 5 Optimierung Windleistungsprognose (Istwertmodelle, Prognosemodelle etc.) 31% 38% 36% 43% Windpark-Regelungen 38% 33% 41% Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung 36% 33% 33% 6. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 35 73

41 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Netzanbindung (LVFRT, Blackstart etc.) 7% 40% 31% Charakterisierung der Netzeigenschaften von Offshore-Wind (Einspeisefluktuationen etc.) 12% 22% 36% 50% Optimierung Netztopologie und Netzplanung 22% 31% 28% 43% 41% Regel- / Reserveleistung durch Offshore-Windparks 9% 28% 22% 31% 41% 40% HVDC-Technologie 14% 22% 40% Management von Erzeugungsclustern 14% 31% 28% 40% 41% (Virtuelle) Kombikraftwerke 22% 28% 36% 52% Warnsysteme für Sonderwetterlagen, Extremwetterereignisse 19% 12% 17% 41% 52% Spannungssteuerung 9% 12% 28% 31% 41% 50% Neue Technologien zum Stromtransport (Supraleitung etc.) 3% 33% 31% 40% 64% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 21: Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Forschung 6. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 36 73

42 6.2 Meinung und Expertise der Industrie Auch die Unternehmen sehen bei den Speichertechnologien den größten Forschungsbedarf: 36% kreuzten hier rität 1 an, 10% rität 2, jedoch halten immerhin 18% das Thema für weniger wichtig für die netz- und systemtechnische Integration von Anlagen und Windparks. Das Thema ist vor allem langfristig zu bearbeiten. Ein Drittel der Teilnehmer hält zudem kurzfristige Forschungsaktivitäten im Bereich der Netzanbindung für entscheidend. Für die weiteren Themen sind keine klaren Mehrheiten zu verzeichnen. Insgesamt hat im Themenbereich Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks fast jeder zweite Industrieteilnehmer keine Angaben gemacht (außer bei Speichertechnologien). Expertise Fachkenntnisse sind analog zu der vergleichsweise hohen Anzahl fehlender Angaben durch die Teilnehmer kaum vorhanden. Am meisten Fachkompetenz wurde in den Bereichen Optimierung Windleistungsprognose und Windpark-Regelung angegeben, wohingegen Fachkenntnisse in den Themen Neue Technologien zum Stromtransport und HVDC-Technologien in der Umfrage nicht existent sind. Abbildung 22 zeigt die Meinung der Industrie zu diesem Thema. 6. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 37 73

43 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Speichertechnologien 11% 18% 37% 37% 39% Netzanbindung (LVFRT, Blackstart etc.) 42% 50% HVDC-Technologie 8% 53% Regel- / Reserveleistung durch Offshore-Windparks 11% 37% 4 Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung 11% 18% 42% Optimierung Windleistungsprognose (Istwertmodelle, Prognosemodelle etc.) 13% 39% 4 Warnsysteme für Sonderwetterlagen, Extremwetterereignisse 18% 42% 6. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 38 73

44 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Windpark-Regelungen 8% 4 50% Optimierung Netztopologie und Netzplanung 8% 4 4 Neue Technologien zum Stromtransport (Supraleitung etc.) 13% 13% 39% 42% 4 Management von Erzeugungsclustern 11% 37% 42% Charakterisierung der Netzeigenschaften von Offshore-Wind (Einspeisefluktuationen etc.) 3% 13% 37% 4 50% Spannungssteuerung 11% 5 (Virtuelle) Kombikraftwerke 8% 13% 53% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 22: Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Industrie 6.3 Zusammenfassung Dem Themengebiet Speichertechnologien wird sowohl von den Befragten aus der Forschung als auch aus der Industrie mit Abstand der größte Forschungsbedarf und damit die größte Bedeutung für die Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks zugeordnet. Die Forscher halten außerdem die Themen Optimierung Windleistungsprognose, Windpark-Regelungen sowie Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung für entscheidend. Beide Teilnehmergruppen sehen auch Forschungsbedarfe im Bereich der Netzanbindung. 6. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 39 73

45 Insgesamt hat im Themenbereich Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks allerdings fast jeder Dritte (Forschung) bzw. jeder Zweite (Industrie) keine Angaben gemacht. 6. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 40 73

46 7. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks 7.1 Meinung und Expertise der Forschung Fast jeder Zweite hat angegeben, die Entwicklung alternativer Installationsmethoden werde entscheidend zur Optimierung der Umweltverträglichkeit von Offshore-Anlagen beitragen. Etwa 2/3 sagen, Maßnahmen sollten zügig, in den nächsten fünf Jahren, in Angriff genommen werden. Außerdem sollen schnellstmöglich (kurzfristig: 64%) Schallminderungsmaßnahmen für die Errichtung der Anlagen weiterentwickelt werden. Dass fast jeder Teilnehmer zu diesen Themen eine Meinung abgegeben hat, verdeutlicht zusätzlich die Bedeutung des Themas Rammschall. Als entscheidend für die Akzeptanz von Offshore-Windparks wird mit 3 das Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse gewertet. Die Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäuger halten die Befragten für deutlich wichtiger als die Verringerung der Beeinträchtigung von Vögeln, Fischen oder Benthos. Die Forscher sprechen sich außerdem für weitere Untersuchungen der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. Korrosionsschutzbeschichtungen aus. Als zweitrangig sehen die Befragten das Thema Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks an. Expertise Insbesondere für die hoch- und mittel-priorisierten Themen wird Expertise unter den Forschungseinrichtungen angegeben. Insgesamt 10 Institute weisen sich als Experten im Bereich des Betriebsschalls/Unterwasserschalls aus. Diese Thematik zeigt in Kombination mit Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen die höchste Fachkenntnis. Wenig vorhanden ist Expertise im Bereich Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse und Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks. Hier wurde das Häkchen nur dreimal bzw. einmal gesetzt. Abbildung 23 stellt die Ergebnisse der Forschung in einer auf zwei Seiten verteilten Grafik dar. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 10% 7% 9% 33% 36% 59% Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 17% 10% 33% 40% 64% Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse 14% 22% 31% 33% 4 Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. Korrosionsschutzbeschichtungen 12% 17% 22% 41% 48% 7. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks 41 73

47 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere 12% 28% 38% 41% 4 Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes 9% 17% 28% 28% 52% Kumulative Wirkungen von Offshore-Windparks z.b. auf Meeresökosystem, Mikroklima, Vogelzug etc. 14% 17% 28% 43% 59% Sicherheit der Schifffahrt (neue Methoden, Optimierung bestehender Methoden ) 14% 22% 40% 38% 41% Betriebsschall / Unterwasserschall 19% 19% 10% 38% 52% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Zug- und Rastvögel 12% 12% 22% 17% 52% 60% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Fische 10% 14% 19% 28% 50% 53% Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks 7% 9% 17% 28% 52% 64% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Benthos 28% 17% 22% 22% 50% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 23: Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks Forschung 7. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks 42 73

48 7.2 Meinung und Expertise der Industrie Wie für die Forscher haben die Entwicklung alternativer Installationsmethoden und Schallminderungsmaßnahmen für die Errichtung der Anlagen auch für die Unternehmen Top-rität (63%). Zudem halten über 2/3 (je 74%) den Forschungsbedarf für dringlich. Entscheidende Bedeutung für die Umweltverträglichkeit wird auch der Forschung im Bereich Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere eingeräumt. Für weiterhin wichtig halten die Unternehmen die Themen Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes, Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. Korrosionsschutzbeschichtungen sowie Sicherheit der Schifffahrt. Auch unter den Industrieteilnehmern hat fast jeder eine Meinung rund um das Thema Rammschall abgegeben. Die Themen Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks werden auch von den Unternehmen für wenig wichtig für die gesellschaftliche Akzeptanz der Offshore-Windenergienutzung gehalten. Expertise Herausragend zeigen sich Fachkenntnisse in Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen und Entwicklung alternativer Installationsmethoden. Deutlich abfallend im Vergleich zu den anderen Kategorien findet sich unter den Befragten Expertise zur Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen und Sicherheit der Schifffahrt bei gleichzeitiger relativ hoher risierung. Wenig Expertise hingegen ist auch beim Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse und Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks, allerdings findet sich hier auch eine geringe risierung. Für Themen rund um den Korrosionsschutz ist eine klare Diskrepanz zwischen der Bedeutung, die dem Thema zugemessen wird, und der vorhandenen Expertise festzustellen. Abbildung 24 zeigt die Bedarfe nach Meinung der Industrie. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 8% 8% 13% 13% 63% 74% Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 18% 11% 8% 13% 13% 63% 74% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere 8% 42% 53% Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes 13% 18% 37% 42% Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. Korrosionsschutzbeschichtungen 39% 7. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks 43 73

49 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Sicherheit der Schifffahrt (neue Methoden, Optimierung bestehender Methoden ) 18% 37% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Zug- und Rastvögel 4 42% Kumulative Wirkungen von Offshore-Windparks z.b. auf Meeresökosystem, Mikroklima, Vogelzug etc. 58% Betriebsschall / Unterwasserschall 37% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Fische 37% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Benthos 18% Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse 18% 37% Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks 13% 42% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Abbildung 24: Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windpark Industrie 7.3 Zusammenfassung Sehr großer Handlungsbedarf wird sowohl von den Befragten aus der Industrie als auch der Forschung hinsichtlich der Entwicklung alternativer Installationsmethoden und Schallminderungsmaßnahmen gesehen. Untergeordnete Bedeutung haben bei beiden Gruppen die Themengebiete Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte sowie Verringerung der Beeinträchtigung bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Benthos und Fische. 7. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks 44 73

50 8. Voraussetzungen für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore-Windenergie Dieser Teil des Fragebogens hatte zum Ziel, herauszufinden, welche Aspekte für die Ausführung von Offshore-Wind-F&E-Aktivitäten der Befragten im Allgemeinen von Bedeutung sind. Das Ergebnis ist eindeutig: Für Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen hat es fast gleich hohe rität mit Industrieunternehmen zu kooperieren. Über 80% beider Parteien meinen, mit der Industrie zusammenzuarbeiten, sei von entscheidender Bedeutung für die Durchführung von Offshore-Wind-F&E- Aktivitäten. Ebenfalls ganz klar hervor sticht der Bedarf an Daten. Die Industrie benötigt dabei in erster Linie Daten der Offshore-Umgebungsbedingungen, jedoch auch Daten von Anlagen, Gründungen und Forschungsplattformen. Forscher benötigen vor allem Daten von Anlagen, aber auch solche von Offshore-Plattformen und -Umgebungsbedingungen. Etwa 2/3 der Forscher (64%) und die Hälfte der Industrieunternehmen (50%) sehen Kooperationen mit anderen Forschungseinrichtungen als entscheidend an. Interessant ist, dass die befragten Unternehmen Messdaten priorisieren im Vergleich zu Möglichkeiten, Prototypen und Verfahren zu testen. Der Test von Prototypen und Verfahren wird von Forschern prozentual etwas höher bewertet wird als von Unternehmen. Die Aspekte Zugang zu Anlagen an Land, Zugang zu Testständen an Land sowie Zugang zu Laboratorien sind insbesondere für die Industrie von geringer Bedeutung. Diese reihen sich auch unter die vier vergleichsweise weniger wichtigen Aspekte für Forscher hinsichtlich der Ausführung der Offshore-Wind- F&E-Aktivitäten, werden aber immer noch von durchschnittlich 1/3 der Stimmen als relevant bezeichnet. Fast alle Teilnehmer haben die Voraussetzungen für ihre F&E-Aktivitäten genannt, was die Ergebnisse besonders aussagekräftig macht. Abbildung 25 (Forschung) und Abbildung 26 (Industrie) stellen die Aussagen der Teilnehmer im Detail dar. 8. Voraussetzung für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore-Windenergie

51 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Kooperationen mit der Industrie 2% 3% 10% 84% Reale Messdaten von Offshore- Windenergieanlagen 2% 3% 17% 78% Kooperationen mit Forschungseinrichtungen 2% 64% Reale Messdaten von Offshore- Plattformen (wie FINO1,2,3 ) 10% 9% 17% 64% Reale Messdaten der Offshore- Umgebungsbedingungen 9% 7% 28% 57% Test von entwickelten Prototypen/Verfahren 10% 10% 22% 57% Internationale Zusammenarbeit 36% 53% Reale Messdaten von Offshore- Gründungen Zugang zu Laboratorien 12% 22% 36% Zugang zu Testständen an Land 7% 33% 31% Zugang zu Anlagen offshore 17% 31% Zugang zu Anlagen an Land 7% 31% 36% k.a. - Abbildung 25: Voraussetzung Forschung 8. Voraussetzung für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore-Windenergie

52 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Kooperationen mit der Industrie 11% 3% 82% Reale Messdaten der Offshore-Umgebungsbedingungen 11% 13% 13% 63% Reale Messdaten von Offshore-Windenergieanlagen 11% 11% 18% 61% Reale Messdaten von Offshore-Gründungen 3% 18% 18% 61% Reale Messdaten von Offshore-Plattformen (wie FINO1,2,3 ) 8% 61% Kooperationen mit Forschungseinrichtungen 3% 42% 50% Test von entwickelten Prototypen/Verfahren 11% 11% Internationale Zusammenarbeit 11% 11% 37% 42% Zugang zu Anlagen offshore 18% Zugang zu Anlagen an Land 13% 4 Zugang zu Testständen an Land 13% 39% Zugang zu Laboratorien 13% k.a. - Abbildung 26: Voraussetzung Industrie 8. Voraussetzung für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore-Windenergie

53 IV. Zusammenfassung 9. Zusammenfassung und Fazit Die Offshore-Windenergienutzung steht am Anfang ihrer technologischen Entwicklung und hat noch große Herausforderungen zu bewältigen. Innovation ist dabei ein Schlüssel für eine erfolgreiche Entwicklung. Dafür ist zum einen eine Verbesserung des technologisch-wissenschaftlichen Know-Hows in zielgerichteten Forschungsprojekten notwendig. Zum anderen müssen Innovationen in die Anwendung, d.h. in den Markt überführt werden. Demonstrationsprojekte leisten hierfür einen wesentlichen Beitrag. Welche Ziele aber sollten in Deutschland im Vordergrund stehen und welcher Forschungs- und Demonstrationsbedarf ergibt sich daraus? Diese Fragen aus Sicht von Forschungseinrichtungen und Unternehmen zu beleuchten, war Ziel dieser Expertenumfrage. Dabei wurde gefragt, welches die wichtigsten übergeordneten Ziele sind, in welchen Themengebieten F&E-Bedarf besteht und wie wichtig und dringlich dieser ist. Außerdem sollte die Bedeutung verschiedener Aspekte für Offshore-Wind-F&E- Aktivitäten im Allgemeinen priorisiert werden. Bei den übergeordneten Zielen der F&E für die Offshore-Windenergie sind sich Forschungsinstitute und Unternehmen einig: Die Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken ist das entscheidende Ziel. Dieses Ziel durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung zu erreichen wird als das wichtiger und dringlicher angesehen als das Erreichen des Ziels durch die Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage. An Platz drei und vier folgen die Ziele Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration und Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz. Auch in dieser Einschätzung gibt es keine wesentlichen Unterschiede zwischen den befragten Forschern und Industrievertretern. Obwohl die beiden Parteien hinsichtlich der übergeordneten Ziele übereinstimmen, unterscheiden sie stark bei der Bewertung, welche F&E-Themen für die Erreichung der Ziele wichtig und dringlich sind. Die 10 Themen, die von den beiden Teilnehmergruppen am häufigsten mit der höchsten rität versehen wurden (Top 10), unterscheiden sich fast vollständig voneinander. In den Top 10 der Forscher ist das Thema Lasten gleich mehrfach vertreten (Platz 1, 2 und 8), während es bei der Industrie gar nicht unter den Top 10 vorkommt. Das für die Industrie wichtigste Themengebiet der Installation (Platz 1 und 2) ist wiederum bei der Forschung nur ein Mal auf Platz 10 vertreten. Drei Themen stimmen hinsichtlich ihrer risierung durch Forschung und Industrie weitestgehend überein: Lebensdaueranalyse, Fehlerfrüherkennung und neue, innovative Konzepte für Turm, Tragstruktur und Gründung. Alle anderen Themen sind entweder nur von der Industrie oder nur von der Forschungsseite in die Top 10 gewählt worden. Bei der Forschung sind dies: Speichertechnologien, Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb sowie Messung der Offshore Windverhältnisse. Bei der Industrie sind die Themen automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte, Logistik- und Servicekonzepte, aufgelöste Tragstrukturen, Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien sowie Verringerung der Beeinträchtigung bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere in den Top 10 platziert. Betrachtet man die Verteilung der Top 10 F&E-Themen auf die übergeordneten Ziele (s. Tabelle 3), so fällt auf, dass zu dem wichtigsten übergeordneten Ziel der Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung nur je drei F&E- Themen bei Forschung und Industrie zum Erreichen dieses Ziels in den Top 10 sind, während für das zweitwichtigste Ziel der Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage 5 bzw. 4 F&E-Themen bei Forschung und Industrie in den Top 10 sind. Allerdings ist anzumerken, dass für dieses Ziel deutlich mehr F&E-Themen in der Abfrage vorhanden waren. Ebenfalls auffällig ist, dass für das am wenigsten wichtige übergeordnete Ziel der Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks bei der Industrie 3 F&E- Themen in den Top 10 platziert sind darunter Platz 1 und 2. Das sind ebenso viele wie für das wichtigste übergeordnete Ziel. 9. Zusammenfassung und Fazit

54 Tabelle 3: Verteilung der Top 10 F&E-Themen auf die übergeordneten Ziele Übergeordnetes Ziel (Reihenfolge entsprechend der risierung) Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore- Windenergieanlage Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks Platzierung der zugehörigen F&E-Themen in den Top 10 der Forschung 3, 5, 6 4, 8, 9 1, 2, 7, 8, 9 3, 5, 6, , 2, 10 Platzierung der zugehörigen F&E-Themen in den Top 10 der Industrie Es ist zu vermuten, dass auf der Seite der Industrie Anforderungen dominieren, mit denen die Industrie sich aktuell konfrontiert sieht und die auf Kostendruck und genehmigungsrechtliche Grenzwerte zurückzuführen sein dürften. Hier geht es v.a. um die Entwicklung neuer Installationsmethoden und Gründungskonzepte, die den Rammschall reduzieren oder obsolet machen (allein drei Themen aus dem Umweltschutzbereich liegen in den Top 10!), aber auch die Kosten senken können. Zudem stehen automatisierte Produktionsverfahren und Logistikkonzepte im Fokus. Im Anschluss folgen F&E-Bedarfe rund um das Thema O&M: Korrosionsschutz, Fehlerfrüherkennung und Lebensdaueranalyse liegen ebenfalls in den Top 10. Die Forscher dagegen priorisieren eher grundsätzliche Themen rund um Design, Regelung und Optimierung der Anlage (insbesondere das Thema Lasten) sowie Fehlerfrüherkennung und Lebensdaueranalyse. Möglicherweise führt dies zu der unterschiedlichen risierung der F&E-Themen durch die beiden Teilnehmergruppen, trotz des Konsenses, der hinsichtlich der mit den F&E-Aktivitäten verfolgten, übergeordneten Ziele vorhanden ist. Diese unterschiedlichen ritäten könnten sich auf die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie negativ auswirken bzw. die häufig beklagten Schwierigkeiten in der Zusammenarbeit teilweise erklären. 9. Zusammenfassung und Fazit

55 10. Literaturverzeichnis EWEA (2013): The European Wind Initiative. Wind Power Research and Development to 2020, abrufbar unter: IEA Wind (2013): Long-Term Research and Development Needs for Wind Energy for the Time Frame 2012 to 2030, abrufbar unter: % pdf. 10. Literaturverzeichnis

56 V. Anhang Verzeichnis 1. Teilnehmende Forschungseinrichtungen 2. Teilnehmende Unternehmen 3. Expertise Forschungseinrichtungen 4. Expertise Unternehmen 5. Einzelergebnisse in Tabellen 5.1 Übergeordnete Ziele der Forschung und Entwicklung für die Offshore-Windenergie 5.2 Voraussetzungen für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore- Windenergie 6. Forschungs- und Entwicklungsbedarf in den einzelnen Themenfeldern 6.1 Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage 6.2 Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung 6.3 Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks 6.4 Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks 7. Gegenüberstellung rität und Expertise 8. Fragebogen Anhang

57 1. Teilnehmende Forschungseinrichtungen 1. Bremer Institut für Produktion und Logistik 2. Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie 3. Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung 4. Carl von Ossietzky Universität Oldenburg ForWind 5. Christian-Albrechts-Universität zu Kiel 6. Deutscher Wetterdienst 7. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. 8. DHI-WASY 9. Fachhochschule Flensburg 10. Fachhochschule Kiel 11. fk-wind - Institut für Windenergie 12. Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen 13. Fraunhofer IFF Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 16. Hochschule Bremen 17. Institut für Marine Ressourcen GmbH 18. Institut für Technologietransfer an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes gemeinnützige GmbH 19. Karlsruher Institut für Technologie 20. Laser Zentrum Hannover e. V. 21. Leibniz Universität Hannover 22. Max-Planck-Institut für Biogeochemie 23. Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen 24. Technische Universität Braunschweig 25. Technische Universität Clausthal 26. Technische Universität Dortmund 27. Technische Universität Hamburg-Harburg 28. Technische Universität München 29. Universität Bremen 30. Universität Hamburg 31. Universität Stuttgart Anhang

58 2. Teilnehmende Unternehmen 1. Anemos 2. Avitec Research GbR Katrin & Reinhold Hill 3. Bard-Offshore 4. Bauer AG 5. Bilfinger Construction GmbH 6. BioConsult SH GmbH & Co. KG 7. BTC AG 8. Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH 9. Deutsches Windenergie Institut 10. Deutsche Wind Guard GmbH 11. Dr. Möller GmbH / IMS Nord 12. Eew 13. ENOVA Energieanlagen GmbH 14. Eon Climate & Renewables Central Europe GmbH, Offshore Wind 15. ep4 offshore 16. fos4x GmbH 17. Gamesa 18. Gicon 19. GL Garad Hassan 20. Hochtief Solutions AG 21. HTM-Offshore Emden 22. IMPaC Offshore Engineering 23. IMS Ingenieurgesellschaft mbh 24. Innovent GmbH 25. Institut für Angewandte Ökosystemforschung GmbH (IfAÖ) - GICON 26. IZP Dresden 27. KISTERS AG 28. Offshore Wind Technologie GmbH 29. Rhenus Logistics 30. RS DIVING CONTRACTOR GmbH 31. Salzgitter AG 32. Siem Offshore Constractors GmbH 33. Stadtwerke München 34. Vattenfall Europe Windkraft GmbH 35. Vallourec & Mannesmann 36. WeserWind GmbH Offshore Construction 37. WEPROG GmbH Wetter & Energie PROGnosen Anhang

59 3. Expertise Forschungseinrichtungen Bremer Institut für Produktion und Logistik Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Bundesanstalt für Materialforschung und - prüfung Carl von Ossietzky Universität Oldenburg - ForWind 5Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Deutscher Wetterdienst Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. 1. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage Alternative Designs wie z.b. 1-Blatt, 2-Blatt x x x x x Materialien und Verbundwerkstoffe x x x x x x x x x x Innovative Regelungsverfahren x x x x x x x x Aerodynamik der Rotorblätter x x x x x x x x x Produktionsverfahren x x x x x x x x x Rotor Triebstrang, Maschinenhaus Turm, Tragstruktur und Gründung Lasten Umgebung Triebstrangkonzepte, Bauform (z.b. aufgelöst, integriert, direkt) x x x x x x x Materialien und Verbundwerkstoffe x x x x x Rotorlager & -welle x x x x x x Bremse x Getriebe x x x x x Generator x x x x Kühl- und Lüftungssysteme x x x Umrichter x x x x Schwimmendes Fundament x x x x x x x x x Schwerkraftfundament x x x x x x x Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) x x x x x x x x x x x Monopile x x x x x x x x x Neue, innovative Konzepte x x x x x x x x x x Materialien und Verbundwerkstoffe x x x x x Grout-Strukturen x x x x x Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien x x x x x x Kolk (Monitoring, Modellierung etc.) x x x x x x x x x Kolkschutzsysteme x x x x x x Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte x x x x x x x Lastmonitoring und -analyse x x x x x x x x x x x x x x x Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) x x x x x x x x x x x Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) x x x x x x x x x x x x x x Designbedingungen x x x x x x x x x x x Messung der Offshore-Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. x x x x x x x x x Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle x x x x x x x x Wakemodellierung (sehr große Windparks, Stabilitätseinfluss etc.) x x x x x x Fraunhofer Messmethoden IWES für Wellen- und Strömungsmessungen x Anhang x x x x x x x Morphologie und Sedimentdynamik x x x x x x x Baugrunduntersuchung (Seismik, CPT, Bohrungen etc.) x x x x x x DHI-WASY GmbH Fachhochschule Flensburg Fachhochschule Kiel fk-wind - Institut für Windenergie Rauer, Robert - Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen Fraunhofer IFF Friedrich-Alexander-Universität Erlangen- Nürnberg Hochschule Bremen Institut für Marine Ressourcen GmbH Institut für Technologietransfer an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes gemeinnützige GmbH Karlsruher Institut für Technologie Laser Zentrum Hannover e.v. Leibniz Universität Hannover - Forwind Max-Planck-Institut für Biogeochemie Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen n Technische Universität Braunschweig Technische Universität Clausthal Technische Universität Dortmund Technische Universität Hamburg Harburg Technische Universität München Universität Bremen Universität Hamburg Universität Stuttgart

60 2. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Optimierung von Energieertragsprognosen x x x x Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss v. Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) x x x x x x x x x x x x x x Modularisierung / modulare Technik x x x x x x x x Schiffe x x x Zugangssysteme x x x x Logistik- und Servicekonzepte x x x x x x x Service-Roboter x x x Kabelverlegung x Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben x x Standardisierung von Bezeichnungen, Fehlermeldungen etc. x x x x Standardisierung von Komponenten, Schnittstellen x x x x Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb x x x x x x x x x x x x Schutz vor Schiffskollisionen und Reduzierung ihrer Auswirkungen x x x Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. x x x x x x x x x x x Innovative CMS-Systeme x x x x x x x x x x x Ferngesteuerte Wartung x x x x x Integration verschiedener Monitoring-Tools x x x x x x x x x x Kombinationen mit anderen Meerestechnologien (z.b. Strömungsturbinen) x x x x x x x Kombinationen mit Aquakultur x x x x x x 3. Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Optimierung Windleistungsprognose (Istwertmodelle, Prognosemodelle etc.) x x x x x Warnsysteme für Sonderwetterlagen, Extremwetterereignisse x x x x x x x Regel- / Reserveleistung durch Offshore-Windparks x x x x Spannungssteuerung x x x x Management von Erzeugungsclustern x x x Windpark-Regelungen x x x x Charakterisierung der Netzeigenschaften von Offshore-Wind (Einspeisefluktuationen etc.) x x x Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung x x x x x Netzanbindung (LVFRT, Blackstart etc.) x x x x x (Virtuelle) Kombikraftwerke x x x x Speichertechnologien x x x x x Optimierung Netztopologie und Netzplanung x x x HVDC-Technologie x Neue Technologien zum Stromtransport (Supraleitung etc.) 4. Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen x x x x x x x x x Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) x x x x x x Betriebsschall / Unterwasserschall x x x x x x x x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Zug- und Rastvögel x x x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Fische x x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Benthos x x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere x x x x x x x Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. Korrosionsschutzbeschichtungen x x x x x Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes x x x x x Kumulative Wirkungen von Offshore-Windparks z.b. auf Meeresökosystem, Mikroklima, Vogelzug etc. x x x x x Sicherheit der Schifffahrt (neue Methoden, Optimierung bestehender Methoden ) x x x x x x Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks x Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse x x x Anhang 55 73

61 4. Expertise Unternehmen Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage Rotor Triebstrang, Maschinenhaus Turm, Tragstruktur und Gründung Lasten Umgebung fos4x GmbH BTC AG ENOVA Energieanlagen GmbH ep4 offshore Bauer AG Bilfinger Construction GmbH eew Eon Climate & Renewables Central Europe GmbH Gamesa Gicon Alternative Designs wie z.b. 1-Blatt, 2-Blatt x x x Materialien und Verbundwerkstoffe x x Innovative Regelungsverfahren x x x x x x x Aerodynamik der Rotorblätter x x x x Produktionsverfahren x x x Triebstrangkonzepte, Bauform (z.b. aufgelöst, integriert, direkt) x x x Materialien und Verbundwerkstoffe x Rotorlager & -welle x x Bremse x Getriebe x Generator x Kühl- und Lüftungssysteme x x Umrichter x Schwimmendes Fundament x x x x x x x Schwerkraftfundament x x x x x x Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) x x x x x x x x x x x x x Monopile x x x x x x x x x Neue, innovative Konzepte x x x x x x x x x x Materialien und Verbundwerkstoffe x x x x Grout-Strukturen x x x x x x x x Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien x x x x x x Kolk (Monitoring, Modellierung etc.) x x x x x x Kolkschutzsysteme x x x x x x Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte x x x x x x x x Lastmonitoring und -analyse x x x x x x x x x x Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) x x x x x x x x x Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) x x x x x x x x x x x Designbedingungen x x x x x x x x Messung der Offshore-Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. x x x x x x x x Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle x x x x x x x Wakemodellierung (sehr große Windparks, Stabilitätseinfluss etc.) x x x x x Messmethoden für Wellen- und Strömungsmessungen x x x Morphologie und Sedimentdynamik x x Baugrunduntersuchung (Seismik, CPT, Bohrungen etc.) x x x GL Gard Hassan HOCHTIEF Solutions AG HTM-Offshore Emden IMPaC Offshore Engineering Innovent GmbH KISTERS AG Dr. Möller GmbH / IMS Nord Offshore Wind Technologie GmbH Rhenus Logistics RS DIVING CONTRACTOR GmbH Salzgitter AG Siem Offshore Constractors GmbH Stadtwerke München Vattenfall Europe Windkraft GmbH Vallourec & Mannesmann WeserWind GmbH Offshore Construction BioConsult SH GmbH & Co. KG IZP Dresden WEPROG GmbH IMS Ingenieurgesellschaft mbh anemos Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH Institut für Angewandte Ökosystemforschung GmbH - GICON Deutsche Wind Guard GmbH Deutsches Windenergie Institut Bard-Offshore Avitec Research GbR Katrin & Reinhold Hill Anhang 56 73

62 2. Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Optimierung von Energieertragsprognosen x x x x x x x x Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) x x x x x x x x x x Modularisierung / modulare Technik x x x Schiffe x x x x Zugangssysteme x x x Logistik- und Servicekonzepte x x x x x x x x x x x x x x Service-Roboter x x x Kabelverlegung x x Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben x x x x x x x x x x Standardisierung von Bezeichnungen, Fehlermeldungen etc. x x x x x Standardisierung von Komponenten, Schnittstellen x x x Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb x x x x x Schutz vor Schiffskollisionen und Reduzierung ihrer Auswirkungen x Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. x x x x x x x x Innovative CMS-Systeme x x x x Ferngesteuerte Wartung x Integration verschiedener Monitoring-Tools x x x x x x x Kombinationen mit anderen Meerestechnologien (z.b. Strömungsturbinen) x x Kombinationen mit Aquakultur x x Optimierung Windleistungsprognose (Istwertmodelle, Prognosemodelle etc.) x x x x x Warnsysteme für Sonderwetterlagen, Extremwetterereignisse x Regel- / Reserveleistung durch Offshore-Windparks x x x Spannungssteuerung x x Management von Erzeugungsclustern x x x Windpark-Regelungen x x x x Charakterisierung der Netzeigenschaften von Offshore-Wind (Einspeisefluktuationen etc.) x x x x Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung x Netzanbindung (LVFRT, Blackstart etc.) x x x (Virtuelle) Kombikraftwerke x x Speichertechnologien x x x Optimierung Netztopologie und Netzplanung x HVDC-Technologie Neue Technologien zum Stromtransport (Supraleitung etc.) Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen x x x x x x x x x Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) x x x x x x x x x Betriebsschall / Unterwasserschall x x x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Zug- und Rastvögel x x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Fische x x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Benthos x x x Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere x x x x Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. Korrosionsschutzbeschichtungen x Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes x x x Kumulative Wirkungen von Offshore-Windparks z.b. auf Meeresökosystem, Mikroklima, Vogelzug etc. x x x x Sicherheit der Schifffahrt (neue Methoden, Optimierung bestehender Methoden ) x x Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks x x Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse x x Anhang 57 73

63 5. Einzelergebnisse in Tabellen 5.1 Übergeordnete Ziele der Forschung und Entwicklung für die Offshore- Windenergie Forschung Ziel 1 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch Weiterentwicklung d. Offshore- Windenergieanlage Ziel 2 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb u. Instandhaltung Ziel 3 - Optimierung netz-/systemtechn. Integration von Anlagen und Windparks Ziel 4 - Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks Industrie Ziel 1 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch Weiterentwicklung d. Offshore- Windenergieanlage Ziel 2 - Reduzierung Stromgestehungskosten + techn. Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb u. Instandhaltung Ziel 3 - Optimierung netz-/systemtechn. Integration von Anlagen und Windparks Ziel 4 - Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore-Windparks k.a. - KF LF k.a. Dringlichkeit 53% 40% 7% 0% 40% 59% 2% 71% 3% 2% 79% 17% 3% 52% 41% 2% 5 43% 1% 38% 3 3% 30% 64% 7% k.a. - KF LF k.a. - Dringlichk eit 42% 53% 0% 42% 4 13% 63% 8% 8% 74% 13% 13% 4 39% 11% 61% 13% 4 11% 4 8% 5.2 Voraussetzungen für Forschung, Entwicklung und Demonstration rund um die Offshore-Windenergie Forschung Rangliste nach k.a. - Kooperationen mit der Industrie 84, 10,3% 1,7% 3,4% Reale Messdaten von Offshore-Windenergieanlagen 77,6% 17,2% 1,7% 3,4% Kooperationen mit Forschungseinrichtungen 63,8% 29,3% 1,7% 5,2% Reale Messdaten von Offshore-Plattformen (wie FINO1,2,3 ) 63,8% 17,2% 10,3% 8,6% Reale Messdaten der Offshore-Umgebungsbedingungen 56,9% 27,6% 8,6% 6,9% Test von entwickelten Prototypen/Verfahren 56,9% 22,4% 10,3% 10,3% Internationale Zusammenarbeit 53,4% 36,2% 5,2% 5,2% Reale Messdaten von Offshore-Gründungen 46,6% 24,1% 24,1% 5,2% Zugang zu Laboratorien 36,2% 29,3% 22,4% 12,1% Zugang zu Testständen an Land 32,8% 31,0% 29,3% 6,9% Zugang zu Anlagen offshore 31,0% 46,6% 17,2% 5,2% Zugang zu Anlagen an Land 31,0% 25,9% 36,2% 6,9% Anhang

64 Industrie Rangliste nach k.a. - Kooperationen mit der Industrie 82% 11% 3% Reale Messdaten der Offshore-Umgebungsbedingungen 63% 11% 13% 13% Reale Messdaten von Offshore-Windenergieanlagen 61% 18% 11% 11% Reale Messdaten von Offshore-Gründungen 61% 18% 3% 18% Reale Messdaten von Offshore-Plattformen (wie FINO1,2,3 ) 61% 8% Kooperationen mit Forschungseinrichtungen 50% 42% 3% Test von entwickelten Prototypen/Verfahren 11% 11% Internationale Zusammenarbeit 37% 42% 11% 11% Zugang zu Anlagen offshore 18% Zugang zu Anlagen an Land 13% 4 Zugang zu Testständen an Land 13% 39% Zugang zu Laboratorien 13% 6. Forschungs- und Entwicklungsbedarf in den einzelnen Themenfeldern 6.1 Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch Weiterentwicklung der Offshore-Windenergieanlage Kumulierte Betrachtung - Forschung Rangliste nach rität Ø 1 Ø 2 Ø 3 Ø k. A. - Ø KF Ø LF Ø k. A. - Dringlichkeit Ø Expertise (alle TN) Ø Expertise (abs. nach Inst.) Lasten 60% 22% 1% 67% 14% 19% 13 Umgebung 39% 13% 14% 18% 8 Turm, Tragstruktur und Gründung 33% 36% 14% 18% 46% 2 17% 8 Rotor 36% 17% 39% 36% 8 Triebstrang, Maschinenhaus 20% 39% 18% 23% 36% 31% 8% 4 Kumulierte Betrachtung - Industrie Rangliste nach rität Ø 1 Ø 2 Ø 3 Ø k. A. - Ø KF Ø LF Ø k. A. - Dringlichkeit Ø Expertise (alle TN) Turm, Tragstruktur und Gründung 33% 30% 13% 19% 3 20% Lasten 6% 27% 5 13% Umgebung 19% 37% 11% 33% 38% 20% 42% 14% Rotor 17% 3 42% 10% Triebstrang, Maschinenhaus 9% 12% 48% 19% 5 4% Ø Expertise (abs. nach Inst.) Einzelfallbetrachtung Rotor - Forschung Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkei t Expertise (alle TN) Expertise (abs. nach Inst.) Produktionsverfahren 38% 28% 19% 50% 19% 9 Innovative Regelungsverfahren 36% 40% 7% 17% 62% 22% 8 Materialien und Verbundwerkstoffe 33% 43% 10% 14% 40% 38% 22% 19% 10 Aerodynamik der Rotorblätter 19% 48% 17% 33% 41% 28% 9 Alternative Designs wie z.b. 1-Blatt, 2-Blatt 5 19% 9% 60% 31% 14% 5 Anhang

65 Einzelfallbetrachtung Rotor - Industrie Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Expertise (alle TN) Produktionsverfahren 8% 53% 8% 39% 8% Materialien und Verbundwerkstoffe 18% 39% 11% 37% 39% Aerodynamik der Rotorblätter 18% 11% 37% 42% 11% Innovative Regelungsverfahren 11% 4 8% 37% 42% 13% 4 18% Alternative Designs wie z.b. 1-Blatt, 2-Blatt 8% 13% 42% 37% 50% 4 8% Expertise (abs. nach Inst.) Einzelfallbetrachtung Triebstrang und Maschinenhaus Forschung Rangliste nach rität k.a. - k.a. - Expertise Expertise KF LF Dringlichkeit (alle TN) (abs. nach Inst.) Getriebe 36% 33% 9% 22% 52% 19% 9% 5 Triebstrangkonzepte, Bauform (z.b. aufgelöst, integriert, 38% 9% 41% 14% 7 direkt) Generator 38% 10% 22% 38% 31% 31% 7% 4 Umrichter 22% 43% 12% 22% 40% 31% 9% 4 Rotorlager & -welle 19% 41% 17% 22% 36% 33% 31% 12% 6 Materialien und Verbundwerkstoffe 14% 43% 10% 14% 40% 38% 22% 19% 10 Kühl- und Lüftungssysteme 12% 36% 28% 36% 31% 33% 3 Bremse 0% 33% 43% 41% 2% 1 Einzelfallbetrachtung Triebstrang und Maschinenhaus - Industrie Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkei t Expertise (alle TN) Materialien und Verbundwerkstoffe 13% 39% 11% 37% 39% Generator 13% 11% 50% 5 3% Getriebe 11% 42% 3% 4 11% 5 3% Kühl- und Lüftungssysteme 11% 11% 5 Umrichter 11% 37% 18% 53% 3% Triebstrangkonzepte, Bauform (z.b. aufgelöst, integriert, direkt) 8% 18% 18% 5 8% Rotorlager & -welle 37% 11% 18% 5 Bremse 0% 50% 18% 5 3% Expertise (abs. nach Inst.) Einzelfallbetrachtung Turm, Tragstruktur, Gründung - Forschung Rangliste nach rität k.a. - k.a. - Expertise KF LF Dringlichkeit (alle TN) Neue, innovative Konzepte 33% 10% 10% 31% 48% 10 Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte Expertise (abs. nach Inst.) 4 9% 17% 28% 12% 7 Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder - 40% 33% 9% 19% 59% 17% 10% 6 materialien Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 38% 36% 9% 17% 60% 17% 22% 28% 11 Kolk (Monitoring, Modellierung etc.) 12% 19% 62% 12% 17% 9 Monopile 33% 17% 5 22% 9 Grout-Strukturen 14% 22% 4 10% 5 Kolkschutzsysteme 28% 40% 12% 52% 28% 12% 6 Schwerkraftfundament 38% 43% 36% 7 Schwimmendes Fundament 22% 38% 22% 17% 22% 57% 22% 9 Materialien und Verbundwerkstoffe 43% 10% 14% 40% 38% 22% 19% 10 Anhang

66 Einzelfallbetrachtung Turm. Tragstruktur, Gründung - Industrie Rangliste nach k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Expertise (alle TN) Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative % Fertigungskonzepte Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 50% 3% 66% 0% Neue, innovative Konzepte 39% Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder - 8% 5 11% materialien Monopile 11% 13% 39% Materialien und Verbundwerkstoffe 39% 11% 37% 39% Grout-Strukturen 37% 11% 18% Kolk (Monitoring, Modellierung etc.) 39% 8% 53% 11% 37% Schwimmendes Fundament 42% 18% Kolkschutzsysteme 18% 8% 58% 8% Schwerkraftfundament 11% 37% Expertise (abs. nach Inst.) Einzelfallbetrachtung Lasten - Forschung Rangliste nach rität k.a. - k.a. - Expertise Expertise KF LF Dringlichkeit (alle TN) (abs. nach Inst.) Lastmonitoring und -analyse 67% 2% 69% 10% 15 Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des 66% 19% 0% 67% 17% 11 Betriebsverhaltens an Lasten) Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 48% 33% 2% 17% 66% 19% 40% 14 Einzelfallbetrachtung Lasten - Industrie Rangliste nach rität k.a. - k.a. - Expertise KF LF Dringlichkeit (alle TN) Lastmonitoring und -analyse 37% 58% 11% Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer 8% 53% Lastmodelle) Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des 39% 5 13% Betriebsverhaltens an Lasten) Expertise (abs. nach Inst.) Einzelfallbetrachtung Umgebung Forschung Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkei t Expertise (alle TN) Expertise (abs. nach Inst.) Messung der Offshore- Windverhältnisse, z.b. LiDAR, 50% 10% 69% 14% 17% 28% 9 floating LiDAR, Anemometer etc. Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle 4 36% 7% 12% 59% 17% 22% 8 Wakemodellierung (sehr große Windparks, Stabilitätseinfluss etc.) 43% 36% 10% 10% 41% 4 14% 19% 6 Designbedingungen 33% 38% 14% 52% 19% 11 Messmethoden für Wellen- und Strömungsmessungen 38% 17% 19% 43% 36% 8 Baugrunduntersuchung (Seismik, CPT, Bohrungen etc.) 43% 14% 17% 41% 38% 14% 6 Morphologie und Sedimentdynamik 17% 5 14% 7 Anhang

67 Einzelfallbetrachtung Umgebung - Industrie Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkei t Expertise (alle TN) Messung der Offshore- Windverhältnisse, z.b. LiDAR, 13% 42% 42% floating LiDAR, Anemometer etc. Baugrunduntersuchung (Seismik, CPT, Bohrungen etc.) 39% 8% 50% 11% 39% 8% Designbedingungen 42% 37% 18% 4 Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle 18% 37% 13% 4 18% Wakemodellierung (sehr große Windparks, Stabilitätseinfluss etc.) 18% 4 13% Messmethoden für Wellen- und Strömungsmessungen 13% 37% 11% 39% 42% 8% Morphologie und Sedimentdynamik 13% 50% 42% Expertise (abs. nach Inst.) Anhang

68 6.2 Reduzierung von Stromgestehungskosten und technischen Risiken durch verbesserte Planung, Installation, Betrieb und Instandhaltung Forschung Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Expertise (alle TN) Expertise (abs. nach Inst.) Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 60% 22% 2% 60% 19% 28% 11 Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, 53% 2% 59% 14 Korrosion etc.) Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 52% 3% 57% 22% 28% 12 Logistik- und Servicekonzepte 43% 36% 3% 17% 64% 14% 22% 14% 7 Innovative CMS-Systeme 40% 43% 3% 14% 53% 22% 11 Integration verschiedener Monitoring-Tools 31% 53% 10% 48% 22% 10 Modularisierung / modulare Technik 48% 17% 31% 4 8 Zugangssysteme 12% 33% 17% 36% 7% 4 Kabelverlegung 14% 22% 43% 31% 2% 1 Optimierung von Energieertragsprognosen 28% 36% 38% 31% 31% 12% 4 Ferngesteuerte Wartung 52% 2% 33% 40% 28% 9% 5 Standardisierung von Komponenten, Schnittstellen 36% 19% 40% 9% 4 Schiffe 14% 19% 38% 41% 3 Standardisierung von Bezeichnungen, Fehlermeldungen etc. 33% 28% 19% 38% 36% 12% 4 Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben 48% 36% 2 Schutz vor Schiffskollisionen und Reduzierung ihrer Auswirkungen 38% 17% 33% 41% 9% 3 Kombinationen mit anderen Meerestechnologien (z.b. Strömungsturbinen) 48% 12% 67% 14% 7 Service-Roboter 10% 4 19% 14% 62% 3 Kombinationen mit Aquakultur 53% 17% 9% 69% 22% 10% 6 Industrie Rangliste nach rität k.a. - k.a. - Expertise KF LF Dringlichkeit (alle TN) Logistik- und Servicekonzepte 53% 0% 58% 37% 37% Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, 4 Korrosion etc.) Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 42% 63% 8% Standardisierung von Komponenten, Schnittstellen 37% 37% 8% Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 13% 37% 37% 13% Modularisierung / modulare Technik 8% 37% 8% Schiffe 8% 39% 39% 11% Integration verschiedener Monitoring-Tools 8% 39% 37% 18% Zugangssysteme 37% 13% 39% 8% Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben 5 13% Ferngesteuerte Wartung 8% 39% 3% Innovative CMS-Systeme 37% 11% Standardisierung von Bezeichnungen, Fehlermeldungen etc. 37% 13% 4 18% 37% 13% Kabelverlegung 18% 39% 8% 42% 13% 4 Service-Roboter 42% 37% 8% Optimierung von Energieertragsprognosen 13% 39% 39% 39% Kombinationen mit anderen Meerestechnologien (z.b. Strömungsturbinen) 13% 42% 37% 39% Kombinationen mit Aquakultur 8% 42% 18% Schutz vor Schiffskollisionen und Reduzierung ihrer Auswirkungen 42% 3% Expertise (abs. nach Inst.) Anhang

69 6.3 Optimierung der netz- und systemtechnischen Integration von Anlagen und Windparks Forschung Rangliste nach k.a. - k.a. - Expertise Expertise KF LF Dringlichkeit (alle TN) (abs. nach Inst.) Speichertechnologien 5 3% 17% 33% 4 22% 9% 5 Optimierung Windleistungsprognose (Istwertmodelle, Prognosemodelle etc.) 38% 36% 43% 31% 12% 5 Windpark-Regelungen 38% 33% 41% 14% 4 Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung 36% 33% 33% 14% 5 Netzanbindung (LVFRT, Blackstart etc.) 7% 40% 31% 10% 5 Charakterisierung der Netzeigenschaften von Offshore-Wind (Einspeisefluktuationen etc.) 36% 12% 22% 50% 9% 3 Optimierung Netztopologie und Netzplanung 43% 22% 41% 31% 28% 3 Regel- / Reserveleistung durch Offshore- Windparks 28% 41% 9% 22% 31% 40% 14% 4 HVDC-Technologie 22% 40% 14% 2% 1 Management von Erzeugungsclustern 40% 14% 31% 41% 28% 7% 3 (Virtuelle) Kombikraftwerke 36% 22% 52% 28% 10% 4 Warnsysteme für Sonderwetterlagen, Extremwetterereignisse 19% 52% 12% 17% 41% 7 Spannungssteuerung 12% 50% 9% 28% 31% 41% 7% 4 Neue Technologien zum Stromtransport (Supraleitung etc.) 3% 33% 40% 64% 31% 0% 0 Industrie Rangliste nach k.a. - k.a. - Expertise KF LF Dringlichkeit (alle TN) Speichertechnologien 37% 11% 18% 37% 39% 8% Netzanbindung (LVFRT, Blackstart etc.) 42% 50% 8% HVDC-Technologie 8% 53% 0% Regel- / Reserveleistung durch Offshore- Windparks 11% 37% 4 8% Netzwechselwirkungen und Netzstabilisierung 11% 42% 18% 3% Optimierung Windleistungsprognose (Istwertmodelle, Prognosemodelle etc.) 13% 39% 4 13% Warnsysteme für Sonderwetterlagen, Extremwetterereignisse 18% 42% 3% Windpark-Regelungen 8% 4 50% 13% Optimierung Netztopologie und Netzplanung 8% 4 4 3% Neue Technologien zum Stromtransport (Supraleitung etc.) 13% 39% 13% 42% 4 0% Management von Erzeugungsclustern 11% 37% 42% 11% Charakterisierung der Netzeigenschaften von Offshore-Wind (Einspeisefluktuationen etc.) 3% 4 37% 13% 50% 11% Spannungssteuerung 11% 5 (Virtuelle) Kombikraftwerke 13% 8% 53% 8% Expertise (abs. nach Inst.) Anhang

70 6.4 Optimierung von Umweltverträglichkeit und Akzeptanz von Offshore- Windparks Forschung: Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Expertise (alle TN) Expertise (abs. nach Inst.) Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 36% 10% 7% 59% 33% 9% 12% 6 Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 40% 33% 17% 10% 64% 9 Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse 31% 14% 4 33% 22% 3 Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. 41% 12% 17% 48% 22% 10% 5 Korrosionsschutzbeschichtungen Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- 28% 4 12% 38% 41% 12% 7 Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes 28% 9% 17% 52% 28% 9% 5 Kumulative Wirkungen von Offshore-Windparks z.b. auf Meeresökosystem, Mikroklima, Vogelzug 28% 43% 14% 59% 17% 9% 5 etc. Sicherheit der Schifffahrt (neue Methoden, Optimierung bestehender Methoden ) 22% 40% 14% 38% 41% 12% 6 Betriebsschall / Unterwasserschall 19% 52% 19% 10% 38% 19% 10 Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- 12% 52% 12% 22% 60% 17% 9% 5 Windenergieanlagen auf Zug- und Rastvögel Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- 10% 50% 14% 28% 53% 19% 7% 4 Windenergieanlagen auf Fische Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks 7% 52% 17% 9% 64% 28% 2% 1 Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Benthos 50% 28% 17% 22% 5 22% 7% 4 Anhang

71 Industrie: Rangliste nach rität k.a. - KF LF k.a. - Dringlichkeit Expertise (alle TN) Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 63% 8% 8% 74% 13% 13% Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 63% 18% 11% 8% 74% 13% 13% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- 42% 8% 53% 11% Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes 37% 13% 18% 42% 8% Untersuchung der Ausbreitung von an Anlagen eingesetzten Substanzen wie z.b. 39% 3% Korrosionsschutzbeschichtungen Sicherheit der Schifffahrt (neue Methoden, Optimierung bestehender Methoden ) 18% 37% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- 4 42% 11% Windenergieanlagen auf Zug- und Rastvögel Kumulative Wirkungen von Offshore-Windparks z.b. auf Meeresökosystem, Mikroklima, Vogelzug 58% 11% etc. Betriebsschall / Unterwasserschall 37% 13% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- 37% 11% Windenergieanlagen auf Fische Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- 18% 8% Windenergieanlagen auf Benthos Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse 18% 37% Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks 13% 42% 7. Gegenüberstellung rität und Expertise Expertise (abs. nach Inst.) Forschung: Rangliste nach 1 1 Expertise (alle TN) Lastmonitoring und -analyse 67% Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) 66% Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 60% 28% Speichertechnologien 5 9% Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 53% Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 52% 28% Messung der Offshore-Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. 50% 28% Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 48% 40% Neue, innovative Konzepte Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 12% Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte 4 12% Offshore-Meteorologie, Windfeldanalyse und -modelle 4 22% Wakemodellierung (sehr große Windparks, Stabilitätseinfluss etc.) 43% 19% Logistik- und Servicekonzepte 43% 14% Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien 40% 10% Innovative CMS-Systeme 40% Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 40% Produktionsverfahren 38% 19% Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 38% 28% Optimierung Windleistungsprognose (Istwertmodelle, Prognosemodelle etc.) 38% 12% Anhang

72 Bereiche mit der HÄUFIGSTEN Expertise Anteil an d. Rückmeldungen 1 Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) 40% 48% Lastmonitoring und -analyse 67% Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) 66% Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 53% Aerodynamik der Rotorblätter 28% 19% Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 28% 38% Messung der Offshore-Windverhältnisse, z.b. LiDAR, floating LiDAR, Anemometer etc. 28% 50% Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 28% 52% Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 28% 60% Innovative Regelungsverfahren 36% Bereiche mit der GERINGSTEN Expertise Anteil an d. Rückmeldungen 1 Bremse 2% 0% Kabelverlegung 2% HVDC-Technologie 2% 22% Sichtbarkeit der Anlagen bzw. gestalterische Aspekte von Windparks 2% 7% Kühl- und Lüftungssysteme 12% Schiffe Service-Roboter 10% Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben Optimierung Netztopologie und Netzplanung Einbeziehen von Anwohnern in Planungsprozesse Unternehmen: Rangliste nach rität 1 Expertise Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 63% Entwicklung alternativer Installationsmethoden (z.b. ohne Rammung) 63% Automatisierte Produktionsverfahren, Massenfertigung, Innovative Fertigungskonzepte 5 Logistik- und Servicekonzepte 53% 37% Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 50% Neue, innovative Konzepte Korrosion, Korrosionsschutzsysteme oder -materialien Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 4 Fehlerfrüherkennung in Komponenten, Anlagen, Gründungen etc. 42% Verringerung der Beeinträchtigungen bzw. Untersuchung der Effekte von Offshore- Windenergieanlagen auf Meeressäugetiere 42% 11% Lastmonitoring und -analyse 37% Standardisierung von Komponenten, Schnittstellen 37% 8% Speichertechnologien 37% 8% Monopile Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) Erhebung, Strukturierung und Auswertung von Daten und Erfahrungen aus dem Betrieb 13% Netzanbindung (LVFRT, Blackstart etc.) 8% Umweltfreundliche Methoden des Korrosionsschutzes 8% Produktionsverfahren 8% Materialien und Verbundwerkstoffe Bereiche mit der HÄUFIGSTEN Expertise Anteil an d. Rückmeldungen 1 Logistik- und Servicekonzepte 37% 53% Aufgelöste Tragstrukturen (Jacket, Tripod etc.) 50% Lastberechnung und -verifizierung (z.b. Optimierung numerischer Lastmodelle) Neue, innovative Konzepte Lastmonitoring und -analyse 37% Lebensdaueranalyse, z.b. Einfluss von Fertigungsmängeln, eingesetztem Material, Korrosion etc.) 4 Weiterentwicklung, Optimierung und Standardisierung der HSE-Vorgaben Monopile Lastprognose und Lastoptimierung (z.b. Verfahren zur Anpassung des Betriebsverhaltens an Lasten) Schallminderungsmaßnahmen bei Errichtung der Anlagen 63% Anhang

73 Bereiche mit der GERINGSTEN Expertise Anteil an d. Rückmeldungen 1 HVDC-Technologie 0% Neue Technologien zum Stromtransport (Supraleitung etc.) 0% Materialien und Verbundwerkstoffe 3% 18% Bremse 3% 0% Getriebe 3% 11% Generator 3% 13% Umrichter 3% 11% Schutz vor Schiffskollisionen und Reduzierung ihrer Auswirkungen 3% Ferngesteuerte Wartung 3% Warnsysteme für Sonderwetterlagen, Extremwetterereignisse 3% Anhang

74 Fragebogen zur Erfassung des Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsbedarfs im Bereich der OFFSHORE-WINDENERGIE Projektleitung Gefördert vom aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages 1