Herausforderungen bei Installation & Betrieb von Offshore Windparks

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1 Herausforderungen bei Installation & Betrieb von Offshore Windparks BWO - Bundesverband der Windparkbetreiber Offshore auf den Offshore Spreewindtagen am März 2019 BWO, ehemals AGOW // Paula Segelken, Referentin Technik

2 Wer wir sind Der BWO ist der Bundesverband von Unternehmen, welche Offshore-Windparks in deutschen Gewässern entwickeln, bauen und betreiben. Der BWO hat sich ehemals als AGOW Ende 2014 gegründet und heißt seit Herbst 2018 BWO

3 Unser Vorstand Vorsitzende des Vorstandes Catrin Jung Head Of Market Development Stellvertretender Vorsitz Sven Utermöhlen COO E.ON Climate&Renewables GmbH Stellvertretender Vorsitz Detlef Schmeer Techn. Geschäftsführer Global Tech I Offshore Wind GmbH Finanzvorstand Prof. Dr. Martin Skiba Northland Power Inc

4 Organisation der Geschäftsstelle Verband Mitgliederversammlung Vorstand Beirat Gremien Geschäftsstelle Pauline Georgieva Studentische Assistenz Tim Bruns Referent Politik AG Energiepolitik & Kommunikation Uwe Knickrehm Geschäftsführer Johanna Kardel Referentin Politik AG Umweltschutz AG Recht AG Engineering Paula Segelken Referentin Technik AG Betrieb Unter-AG HSE Innerhalb der Arbeitsgruppen werden weitere themenbezogene Arbeitskreise, Workshops und Studien organisiert und durch die Geschäftsstelle betreut Übersicht möglicherweise noch unvollständig, = Beitritt möglicherweise kostenpflichtig, da ein externer Auftrag vergeben wurde

5 Unsere Ziele Die Energiewende in Deutschland und Europa soll gelingen. Das ist unser oberstes Ziel. Deswegen arbeiten wir gemeinsam für den sicheren und kosteneffizienten Ausbau der Offshore-Windenergie. - Voranbringen der politischen, regulatorischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen - kontinuierlicher Erfahrungsaustausch mit politischen Akteuren auf Landes- und Bundesebene - Für einen starken Auftritt nach außen sind auch die Vertreter der Medien ein wichtiger Ansprechpartner für den BWO und unsere Mitglieder

6 Offshore-Wind ist gut im Wettbewerb Stromgestehungskosten von Neuanlagen in Deutschland (in ct/kwh) bei erneuerbarer und konventioneller Stromerzeugung. Quelle: KfW, *Offshore-Wind: Ausschreibungsergebnisse für Inbetriebnahme ab 2020 Stromgestehungskosten von Wind auf See heute auf Niveau neuer fossiler/atomarer Anlagen Inklusive externer Kosten (wie CO2) ist Offshore-Wind-Strom bereits deutlich günstiger

7 Power für die Wirtschaft Arbeitsplätze Offshore 2015 nach Beschäftigungsfeld (Quelle: BMWi 2016) und Vollzeitstellen in der Offshore-Branche. Quelle: GWS Zahl der Arbeitsplätze hat sich binnen fünf Jahren verfünffacht, Stand 2017: Über Beschäftigte Über 28% der Stellen in Service und Wartung. Tendenz: steigend Deutsche Hersteller sind weltweit gefragt. Konsequenter Ausbau im Heimatmarkt unterstützt den Export 40% der Arbeitsplätze für Offshore-Wind liegen jenseits der Küsten vor allem in NRW, Bayern und Baden-Württemberg

8 Pluspunkt: Akzeptanz für Wind auf See hoch Wie beurteilen Sie den Ausbau von Windenergie auf See, also Windanlagen in Nord- und Ostsee? Stimme dem Ausbau überhaupt nicht zu 8% Stimme dem Ausbau eher nicht zu 8% Weiß nicht / keine Angabe 16% Nur 16 % der Befragten haben eine ablehnende Haltung zum Ausbau von Windenergie auf See Stimme dem Ausbau weder zu noch nicht zu 17% Stimme dem Ausbau voll und ganz zu 23% Stimme dem Ausbau eher zu 29% Mehr als die Hälfte stimmt dem Ausbau zu Quelle: YouGov, November 2017, Basis (2099) Wie beurteilen Sie den Ausbau von Windenergie auf See, also Windanlagen in Nord- und Ostsee? (Skala 1-5)

9 Offshore Windenergie Ziele anpassen! Die Situation im Jahr Erneuerbaren-Ziel der Bundesregierung bis 2030 Fördersatz Offshore-Wind 50% der Stromerzeugung 65% der Stromerzeugung 19,4 Cent / kwh nach Ausschreibungen 0,0 Cent / kwh für große Projekte Arbeitsplätze Offshore Beschäftigte Beschäftigte Offshore-Wind Ausbauziel 15 GW bis zum Jahr GW bis zum Jahr

10 Geplanter Ausbau 3,0 GW 2,5 GW 2,0 GW Beschlossene Entwicklung im Ausschreibungssystem Prognose bis 2020 Bisheriger Zubau 1,5 GW 1,0 GW 0,5 GW 0,0 GW Altes Förderregime [7,7 GW] Übergangssystem [3,1 GW] Zentrales System [4,2 GW] in Summe 15 GW bis

11 Geplanter Ausbau Deckel anheben! 3,0 GW 2,5 GW 2,0 GW Ergänzungsvorschlag Beschlossene Entwicklung im Ausschreibungssystem Prognose bis 2020 Bisheriger Zubau 1,5 GW 1,0 GW 0,5 GW 0,0 GW Altes Förderregime [7,7 GW] Übergangssystem [3,1 GW] Zentrales System [4,2 GW] in Summe 20 GW bis

12 Technische Herausforderungen Elektrisches Verhalten Verhalten im Betrieb Gleichstrom-Übertragung Logistik Wartungskonzepte Bewohnte Plattform? Korrosionsschutz Hoher Salzgehalt feuchte Umgebung Herausforderungen - Schutz der Umwelt - Kostendruck / Wettbewerb - Extreme Wetter-/Randbedingungen - Regulatorische Rahmenbedingungen - Harmonie mit Schiffs- und Flugverkehr Fundamente Kostendruck Stahlpreis Schallemissionsminderung während Installation

13 Technische Herausforderungen Beispiele Elektrisches Verhalten Verhalten im Betrieb Gleichstrom-Übertragung Logistik Wartungskonzepte Bewohnte Plattform? Korrosionsschutz Hoher Salzgehalt feuchte Umgebung Herausforderungen - Schutz der Umwelt - Kostendruck / Wettbewerb - Extreme Wetter-/Randbedingungen - Regulatorische Rahmenbedingungen - Harmonie mit Schiffs- und Flugverkehr Fundamente Kostendruck Stahlpreis Schallemissionsminderung während Installation

14 Korrosionsschutz Ursachen für Beschädigung von Beschichtungssystemen Uzureichende Beschichtung 24% Mechanische Beschädigung 30% Schweißen / Brennen 11% Fehlerhafte Auslegung/Design 30% Umweltbelastungen 5% Quelle: Momber, A. (2016). Quantitative performance assessment of corrosion protection systems for offshore wind power transmission platforms. Renewable Energy, 94, // Figure 3: Summary of 750 inspection results on OWEA platforms in the North Sea and the Baltic Sea according to the causes of damage

15 Schutz von Anfang an mitdenken Kostendruck vs. Qualitätssicherung Innovationen Thermal-Spray-Aluminiumverfahren (TSA) von E.ON und Ramboll im Windpark Arkona Bild: Pressemitteilung E.ON E.ON setzt erstmals innovative Korrosionsschutztechnologie für Windpark-Fundamente in der Ostsee ein link Definition von Mindestanforderungen Standard von BAW und VGB erarbeitet Gemeinsamer Termin mit BWO und WAB

17 Fundamente Ein Überblick Größere Anlagen bedeuten auch größere Lasten für die Fundamente Typ stark abhängig von Eigenschaften des Bodens Wassertiefe Schallemissionen bei der Installation der Fundamente

18 Fundamente - Typen Bild: Konstantinidis, E., & Botsaris, P. (2016). Wind turbines: current status, obstacles, trends and technologies. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 161, Floating als Lösung für tiefe Gewässer Global Outlook Bild: Bild: m/en/windfloat Hywind WindFloat Bild: en/what-we-do/hywind-where-the-wind-takes-us.html#why-hywind

19 Fundamente - Installation Abschirmung am Rammpfahl Vergrämung, Ramp-Up, Vermeidungsund Minderungsmaßnahmen Blasenschleier, Schallschutzmäntel, Kofferdamm, Hydroschalldämpfer Schallarme Gründungsvarianten Bild oben: Bind unten: Bild:

21 Wartung und Logistik Die Trends Digitalisierung und Automatisierung der Prüfungen und Wartungen Wartungsarme Technik einsetzen Oben: Links: Unten: BSH, Flächenentwicklungsplan 2019 (Entwurf) Bemannt oder unbemannt? Zugang über den Wasser- oder Luftweg? Standardisierung und Regelwerke

22 Digital und Automatisch Vermehrter Einsatz von Robotertechnik Prüfung und Wartung: vor allem unter Wasser und in der Luft (HSE-Risiken) Transportmittel Digitalisierung der Prozesse Synergien nutzen auch Windpark-übergreifend? Fehler und Abnutzung über Messdaten vorhersagen Bild oben: Bind links:

23 Wartungsarme Technik Größere Turbine à weniger Turbinen warten Fokus: Design optimieren, gute Qualität einbauen Wartungsintensive Teile vermeiden / optimieren Fehler vermeiden / früh erkennen Bild: Schmieder M., von Regius B., Leyendecker B. (2018) Beschaffungsmanagement. In: Qualitätsmanagement im Einkauf. Springer Gabler, Wiesbaden Systeme zur Zustandsüberwachung einsetzen

24 Zur Wartung wohnen auf der Plattform? Anfahrtszeit zur Turbine vs. Kosten für dauerhafte Bemannung Ø Wartungsarme Technik! Ø Automatisierte Wartung Quelle: Quelle: Quelle: BSH, Flächenentwicklungsplan 2019 (Entwurf)

25 Zugang über den Wasser- oder Luftweg? Helikopterlandedeck erforderlich à zusätzliche Infrastruktur Internationale Flugräume Längere, langsamere Wege Bei mehr Wetterverhältnissen einsetzbar Überstiegslösungen

27 Elektrisches Verhalten im Betrieb Schwingende Systeme Kombinationen aus Gleich-/Wechselstrom Mehrere Spannungsebenen Einzelnen Anlagen / ganzer OWPs / ganzer Cluster Ø Modellierung und Simulation elektrisches Verhalten

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Logistik Wartungskonzepte Bewohnte Plattform? Herausforderungen - Schutz der Umwelt - Kostendruck / Wettbewerb - Extreme Wetter-/Randbedingungen - Regulatorische Rahmenbedingungen - Harmonie mit Schiffs- und Flugverkehr Elektonik Viele Herausforderungen Viele Möglichkeiten neue Lösungsansätzen zu entwickeln Verhalten im Betrieb Gleichstrom-Übertragung Korrosionsschutz Hoher Salzgehalt feuchte Umgebung Fundamente Kostendruck Stahlpreis Schallemissionsminderung während Installation

29 Bundesverband der Windparkbetreiber Offshore e.v. Schiffbauerdamm Berlin Telefon: Mail:

30 Bildquellen Folgende Icons von The Noun Project wurden verwendet Helicopter by art shop from the Noun Project Dolphin by Ben Didier from the Noun Project Research Vessel by Peter van Driel from the Noun Project seagull by Daniela Baptista from the Noun Project seagull by Bakunetsu Kaito from the Noun Project Wind Turbine by Arthur Bauer from the Noun Project