Mit großen Schritten zur Kostenparität: Offshore-Anbindung von Windstrom neu gedacht

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1 Erhöhte Kosteneffizienz bei der Windstromübertragung Mit großen Schritten zur Kostenparität: Offshore-Anbindung von Windstrom neu gedacht Dr. Alexander Rentschler siemens.com/grid-access-solutions

2 führend bei Offshore-Netzanbindungen Bisher von Siemens in Betrieb gesetzt: 13 Offshore-Netzanbindungen mit einer Gesamtübertragungsleistung von 6 Gigawatt (GW) Weitere 1.5 Gigawatt 2 Offshore-Netzanbindungen für beinahe wurden bestellt Seite 2

3 Kostenreduktion ist der Schlüssel, um die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit von Offshore-Windkraftwerken zu sichern Entlang der gesamten Wertschöpfungskette müssen die Kosten reduziert werden Turbinen (27%) BoP /Fundamente (17%) Netzanbindung (32%) Betrieb und Wartung (24%) Reduzierte Teilkosten Höhere elektrische Ausbeute Industrialisierung Standarddesign Industrielle Fertigung Größenordnung der Produktion Reduzierte Komplexität Kleinere Plattformen Innovationen Langlebige Teile Geringerer Wartungsaufwand Höhere Verfügbarkeit Ziel: Senkung auf <10 ct/kwh bis 2020 (FID*) Seite 3 * Final Investment Decision

4 Neue AC Netzanbindung für küstennahe Wind-Farmen HVAC HVAC Offshore Schaltanlagen HVAC link HVAC link Offshore Transformatoren Module Derzeitige Lösung 500 MW 2x250 MW Neue Lösung Seite 4

5 Neue Siemens AC Netzanbindungslösung durch Offshore Transformer Module (SGA-OTM) Vorteil OTM Dezentralisierte Übertragung in schrittweise erweiterbaren 250 MW Modulen Einsatz von lebenszyklus optimierten Komponenten ( lessons learned ) Kompaktes und robustes Design Anbindung beliebiger Windturbinen Anbieter möglich Umweltfreundlich Geringe Instandhaltungsarbeiten Seite 5

6 Vorteil der neuen AC Netzanbindung SGA-OTM: Materialeinsparungen beim Fundament Erhöhte Wettbewerbsfähigkeit bei Transport und Installation (T&I) Erhöhte Verfügbarkeit von Transport- und Installations-equipment finanzielles Risiko für T&I geringer 30% niedrigeres Gewicht Oberdeck 40% niedrigere Offshore Kosten Seite 6

7 Neue DC Netzanbindungs-Technologie für küstenferne Wind-Farmen HVDC OSS OSS OSS Große zentrale DC Plattform Verteilte kleine DC Plattformen HVAC link HVAC link Derzeitige Lösung 900 MW 1,200 MW Neue Lösung Seite 7

8 Die wichtigsten Hebel zur Kostenreduktion in der DC-Technik Vollständig gekapselte Hochspannungs- 1 geräte Verringerung des Platzbedarfs Vereinfachte Hilfssysteme Passive und robuste 2 Leistungselektronik Keine komplexe Regelung Hohe Lebensdauer, niedrige Instandhaltungskosten 1200 MW Leistung Niedrige Verluste 3 Modulare Dioden- Gleichrichtereinheit Flexible Möglichkeiten zur Offshore-Installation z.b. zentral oder verteilt Seite 8

9 Die Siemens Netzanbindungslösung basiert auf der Diodengleichrichtereinheit (DRU) Schlüsselmerkmale der modularen Dioden- Gleichrichtereinheit (Diode Rectifier Unit: DRU) Gekapselte, robuste Geräte Biologisch abbaubare und schwer entflammbare Isolierflüssigkeit Einfache und robuste Leistungselektronik Kleine Plattformen: einfacher Transport und Installation Hohe Zuverlässigkeit, minimaler Wartungsaufwand Flexible Möglichkeit der Offshore-Installation aufgrund des modularen Gleichrichterkonzepts. Transformator DC Glättungsdrosseln Gleichrichter Kühlung Seite 9

10 Größen- und Gewichtsreduktion bedeutet: größere Flexibilität bei der Installation der Offshore- Plattformen (zentrale oder dezentrale Aufstellung möglich) geringere Umweltbelastung durch weniger und kleinere Offshore- Aufbauten lokale Wertschöpfung möglich: Geschäftsfeld für lokale Hersteller, z.b. Werften 80% geringeres Topside-Volumen 65% geringeres Topside-Gewicht Seite 10

11 Höhere Übertragungskapazität und reduzierte Verluste bieten: geringere Kosten pro kwh für die Energiegewinnung geringere Umweltbelastung durch weniger Kabelkorridore zukünftig auch höhere Übertragungskapazitäten > 1200 MW (ausbaufähig) 30% höhere Übertragungskapazität 20% geringere Übertragungsverluste Seite 11

12 Eine kürzere Installationszeit bietet: größere Flexibilität bei der Umsetzung schnellere Amortisation der Investitionen 20% kürzere Installationszeit Seite 12

13 Vorteile der neuen Netzanbindung SGA-DRU: 80% geringeres Topside-Volumen 65% geringeres Topside-Gewicht 30% 20% geringere Übertragungsverluste 20% kürzere Installationszeit 30% geringere Kosten höhere Übertragungskapazität Seite 13

14 Ausblick: Wir laden alle Windturbinenhersteller dazu ein, mitzuwirken Das neue Konzept erfordert eine Anpassentwicklung der Steuerungssoftware der Windturbine Doch der Diodengleichrichter ist ein berechenbares passives Element für den Windturbinenhersteller Hardware-Änderungen für die Windturbine selbst sind nicht zu erwarten Seite 14

15 Ausblick: Die Unterstützung der Stakeholder ist erforderlich, um den gesamten Nutzen auszuschöpfen Die Schnittstelle zwischen dem Übertragungssystem und dem Offshore-Windpark ist zu überdenken. Eine höhere Übertragungskapazität pro Link sollte ermöglicht werden. Es sollte die Möglichkeit geschaffen werden, neue Übertragungstechniken wie diese zu pilotieren. Wir brauchen klare Signale und den entsprechenden Pioniergeist, damit sich diese neue Technologie im Markt etabliert. Seite 15

16 Wenn die Frage lautet Können wir die Kosten senken? Ja! Windenergieanlage (27%) Netz (32%) Fundament (17%) OPEX (24%) AEP (Jahresenergieertrag) 14,5 ct/kwh <10 ct/kwh Seite 16

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Intern Siemens AG 20XX siemens.com

18 Governments ambitions and definitions for Offshore LCOE: Key markets highly influenced by DONG 2020 Ambitions in the UK Eur/mWh UK Gov. 2012: 100 (130 )/MWh 2013: DONG announced 100 /MWh in UK 2014: Vattenfall emulated 100 /MWh in UK 2014: UK, DK and DE in Pan-european collaboration on reaching 100 /MWh the recent OWCR* Task Force identified the potential for the levelised cost of offshore wind to reach 100 per MWh by 2020 (p. 7) *Offshore Wind Cost Reduction Definition of LCOE UK 2012 Roadmap refers to Crown Estate report: Offshore Wind Cost Reduction: Pathway Study (Definition to the right) DK Energinet technology catalogue makes no mention of LCOE DE not located at current time Seite 18

19 Offshore wind is a critical element to meet climate and energy targets but is not sustainable Unit cost/mwh 30-40% reduction PV Solar Offshore Biomass Nuclear Onshore CCGT Coal Offshore wind competitive with CCGT Seite 19