Sachstand Offshore. Offshore Netzanbindungen und Technologie

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1 Sachstand Offshore Offshore Netzanbindungen und Technologie Christoph Schulze Wischeler, Mitglied der Geschäftsführung der TenneT Offshore GmbH CIGRE-Informationsveranstaltung in Leipzig am

2 TenneT das Unternehmen Zwei ÜNB Ein Unternehmen Versorgung von rund 36 Mio. Endverbrauchern mit Strom Betrieb, Instandhaltung und Weiterentwicklung des Höchstspannungsnetzes in Teilen Deutschlands und in den Niederlanden Gesetzlicher Auftrag zum Netzausbau auf See TenneT ca km Gesamtnetzlänge 440 Umspannwerke ca Beschäftigte 2,243 Mrd. Umsatz im Netzgeschäft TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 2

3 Netzausbau auf See als gesetzlicher Auftrag Entwicklung des rechtlichen Rahmens 2006 Gesetzliche Verpflichtung zum rechtzeitigen Netzanschluss des OWP ab 2006 in Verbindung mit dem Positionspapier der BNetzA ab Systemwechsel zu einem planerischen Ansatz, bestehend aus BFO und O-NEP in Verbindung mit einem Kapazitätsregelungsverfahren durch die BNetzA Deckelung der Ausbauziele und Ankündigung der zukünftigen Ermittlung der Förderhöhe für Erneuerbare Energien durch ein Ausschreibungsverfahren ab Bis zum Systemwechsel Ende 2012 waren unrealistisch kurze Planungs- und Bauzeiten vorgegeben. Jetzt erfolgt ein geordneter Ausbau anhand realistischer Zielvorgaben, der Trassenverfügbarkeit und technischer Standards. TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 3

4 Ausbauziele Offshore Status quo Offshore Windparks und Ausbauziele In der deutschen Nordsee sind heute ca. 568 MW Erzeugungskapazität in Betrieb: BARD Offshore 1 (400 MW) Riffgat (108 MW) alpha ventus (60 MW) Das EEG formuliert für Offshore-Wind folgende Ziele: bis 2020: MW bis 2030: MW TenneT wird diese Ziele erreichen! TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 4

5 Netzanbindungen in der deutschen Nordsee Projekt In Betrieb Leistung (MW) Inbetriebnahme alpha ventus BorWin Riffgat In Bau BorWin BorWin DolWin DolWin DolWin HelWin HelWin SylWin Nordergründe Ʃ gebaut / beauftragt Gemäß O-NEP 2014 bis 2024 zu errichten. TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 5

6 Netzanbindungskonzept HGÜ Auswahlkriterien Große Entfernung und Leistung Wenige verfügbare Kabelkorridore Standardisierte Schnittstelle OWP Herausforderungen Größe und Betrieb Umrichterplattform Begrenzter Lieferantenmarkt Geringer Grad der Standardisierung OWP TenneT TenneT plant Cluster-Anbindungen für kleinere Entfernungen und Leistungen in AC-Technologie, z.b. für alpha ventus, Riffgat, und OWP in den Niederlanden. TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 6

7 Netztechnik Herausforderungen HVDC VSC, sowie schwache AC-Netze Offshore OWF TenneT Wind Turbines OWF Platforms - Transformers - Shunt Reactors AC Cables Conv. Platform - Switchgear - Transformers - Converter DC Cables - Offshore ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ = ~ 12-sm-zone - Onshore dikes Conv. Station - Converter - Transformers - Switchgear Onshore AC Grid OWF 1 OWF 2 = ~ Auswahlkriterien: Große Entfernung und Leistung Inselnetzfähigkeit, stellt U und f bereit Wirk- u. Blindleistung unabhängig regelbar Geringe Erzeugung von Oberschwingungen Herausforderungen: Keine Überlastfähigkeit Bisher kein Parallelbetrieb Spannungsstützung im Fehlerfall Geringe Kurzschlussleistung Kaum Erfahrungen mit von Leistungselektronik dominierten HVAC-Netzen Keine direkte Kopplung der Wirkleistung-Frequenz Keine rotierende Masse im Netz Schnell regelnde Leistungselektronik Möglichkeit von Schwingungen zwischen Reglern TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 7

8 Seekabel Herausforderungen Projekt Leistung Spannung Kabellänge in MW in KV alpha ventus 60 AC km BorWin1 400 DC km BorWin2 800 DC km BorWin3 900 DC km DolWin1 800 DC km DolWin2 900 DC km HelWin1 576 DC km HelWin2 690 DC km SylWin1 864 DC km DolWin3 900 DC km Riffgat 108 AC km Nordergründe 111 AC km HGÜ <-> OWP < 200 AC 155 ca. 400 km Seekabel 320kV DC XLPE mm² Cu, 40 kg/m, Ø 122 mm Keine Langzeiterfahrungen für diese HVDC XLPE Kabel Nicht ausreichende internationale Normen Große Herausforderungen bei Qualitätssicherung und überwachung Hohe Anforderungen der Behörden an Verlegetechnik und geräte TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 8

9 Plattform Herausforderungen Bis zur EnWG Novelle 2012 faktisch nur funktionale Anforderungen realisierbar Unterschiedliche Bauart und T&I der Plattformen Unterschiedliche Ausstattung und Grundrisse Qualitative Unterschiede in der Bauausführung Dies hat Auswirkungen auf Kosten, Verfügbarkeit und Lebenszeit Betriebs- und Instandhaltungskonzepte TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 9

10 Plattform verschiedener Bauarten (1) Jacket / Heavy Lift DolWin alpha Abmessungen (LxWxH): 62x43,3x36 m Topside Installationsgewicht: t Topside Betriebsgewicht: t Gewicht inkl. Gründung: t Self floating / Jack up BorWin beta Abmessungen (LxWxH): 72,5x51x25 m Topside Installationsgewicht: t Topside Betriebsgewicht: t Gewicht inkl. Gründung: t TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 10

11 Plattform verschiedener Bauarten (2) Gravity Based Structure (GBS) DolWin beta Abmessungen (LxWxH): 99x74x70 m Topside Betriebsgewicht : t Gewicht inkl. Gründung: t Float Over / Jack-up DolWin gamma Abmessungen (LxWxH): 85x54x32,25 m Topside Installationsgewicht: t Topside Betriebsgewicht: t Gewicht inkl. Gründung: t TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 11

12 Betrieb Herausforderungen Schwerpunkt der Instandhaltungsaktivitäten ist Offshore Offshore Plattform See-/ Wattkabel Landkabel Landstation HGÜ Instandhaltung Kabeltiefenlageprüfung Kabelreparatur HGÜ Instandhaltung Instandhaltung der Plattform-Nebensysteme Kabelnachspülung oder Steinschüttung 365/24/7 Operation & Marine Control Center Korrosionsschutz Strukturelle Integrität der Gewerke Kabelreparatur Ersatzteile und Ersatzkabel Helikopter- und Schiffslogistik TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 12

13 Verfügbarkeit Herausforderungen Offshore u. N-0 erfordern vorbeugende Schadensminderungskonzepte Schadenklassifizierung: Beispiel Seekabel (1) Minderung der Verfügbarkeitsrisiken Damage = Duration High Medium Low 1 Planung und Bau: Technische Spezifikationen Qualitätssicherung Vorbeugende Maßnahmen: Monitoring Vorbeugende Instandhaltung Reaktive Maßnahmen Ersatzteil- und Lagerkonzept Reparaturkonzept und Prozeduren Probability Low Medium High TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 13

14 Netzausbau Offshore ist eine Herkulesaufgabe TenneT leistet Pionierarbeit TenneT nimmt beim Netzausbau auf See eine Vorreiterrolle ein, durch innovative Ansätze und enorme Investitionen. Des Weiteren zielt TenneT auf: Realistische Ausbauziele und Zeiten für Offshore-Windenergie, um qualitätsgesicherte Planung und Bau der Netzanbindungen zu ermöglichen. Betriebserfahrung zur Optimierung der Kosten, Verfügbarkeit und Lebensdauer. Kooperation zwischen ÜNB und OWP, um die großen Herausforderungen bei Sicherheit, Betrieb und Instandhaltung auf See gemeinsam bewältigen zu können. TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 14

15 TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land Sachstand Offshore Netzanbindungen und Technologie Christoph Schulze Wischeler TenneT ist der erste grenzüberschreitende Übertragungsnetzbetreiber für Strom in Europa. Mit ungefähr Kilometern an Hoch- und Höchstspannungsleitungen, 36 Millionen Endverbrauchern in den Niederlanden und in Deutschland gehören wir zu den Top 5 der Netzbetreiber in Europa. Unser Fokus richtet sich auf die Entwicklung eines nordwesteuropäischen Energiemarktes und auf die Integration erneuerbarer Energie. Taking power further TenneT Offshore Wir bringen Energie von See an Land 15