Offshore Windenergie. Nicola Bethmann, Ina Quass, Karol Niznik. Sommersemester 2010

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1 Offshore Windenergie Nicola Bethmann, Ina Quass, Karol Niznik Energiewirtschaft Sommersemester 2010 Prof. Dr. Friedel Bolle Lehrstuhl für Volkswirtschaftslehre, insb. Wirtschaftstheorie

2 Gliederung Offshore Windkraft: Was ist das? Warum Offshore Windkraft? Was hemmt die Entwicklung in Deutschland? Stellt staatliche Förderung ein Motor für die träge Entwicklung dar? Fazit Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 2

3 Offshore Windkraft: Was ist das? Der Prozess Wo werden sie errichtet? aktueller Stand in Deutschland Alpha ventus Geplante Offshore Projekte Herausforderungen an die Technologie Umweltbedingungen Technische Anforderungen Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 3

4 Offshore Windkraft: Was ist das? Der Prozess: Offshore Windenergie bezeichnet die Nutzung der Windenergie im Meer: Bei der Offshore Windenergie wird die kinetische Energie der bewegten Luftmassen in die elektrische Energie umgewandelt und an Land transportiert. Die Lokalisierung der Windanlagen auf See sichert ein im Vergleich zum Festland stärkeres und gleichmäßigeres Windangebot und damit höhere Energieerträge Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 4

5 Wo werden sie errichtet? Offshore Windkraft: Was ist das? Die in Deutschland geplanten Offshore Windparks werden in der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) errichtet im Gegensatz zu anderen europäischen Offshore Windenergieanlagen weit vor der Küste in bis 40 Meter Wassertiefe errichtet. Gründe: Schutz des Nationalparks Wattenmeer Tourismus Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 5

6 Offshore Windenergie: Was ist das? aktueller Stand in Deutschland: geplante Projekte Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 6

7 Offshore Windenergie: Was ist das? Aktueller Stand in Deutschland: Testfeld alpha ventus 27.April 2010 Testfeld alpha ventus geht als erster deutscher Offshore Windpark ans Netz Wo? 45km vor der Küste Borkums Technische Details: 12 Windanlagen, mit insgesamt 60 MW Nennleistung Ziele von alpha ventus: Erfahrungen sammeln für weitere Offshore Projekte Versorgung von Haushalten mit Strom Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 7

8 alpha ventus Jede Windanlage ist so hoch wie der Kölner Dom (155m) Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 8

9 Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

10 Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

11 Herausforderungen an die Technologie Schwierige Umweltbedingungen Windlasten Wasserlasten Entfernung von der Küste Wassertiefe Risiko des Blitzeinschlages Korrosion Instabilität des Seebodens Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 11

12 Herausforderungen an die Technologie Technische Anforderungen Lösungen zur Minimierung und Erleichterung des menschlichen Einsatzes Schmieranlage eingebauter Kran der Korossionschutz Verstärkung der Turm hochwertige Baustoffe Plattform Kühlungssystem Vorwärmungssystem Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 12

13 Herausforderung an die Technologie Technische Anforderungen Turbine Streben nach höchstmöglicher Nennleistung In letzten 10 Jahren ist die Leistung um mehr als 50 % gestiegen Kosten der Turbine per m² ihrer Fläche sinken mit steigender Leistung Je höher zugängliche Leistung der Turbine desto höher Anzahl der jährlich installierten Kapazität Netzanbindung Entwicklung der HGÜ Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 13

14 Technische Anforderungen Fundamente Herausforderungen an die Technologie Entwicklung des schwimmenden Fundaments, um Vorteile des stärkeren Windangebots auf See in Wassertiefen von mehr als 50 Meter zu nutzen Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 14

15 Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

16 Warum Offshore Windkraft? Klimaschutz Ehrgeizige Ziele zur CO2-Reduzierung treiben die Förderung erneuerbarer Energien an. Nach dem Kyoto-Protokoll soll CO2- Ausstoß um durchschnittlich 5,2% im Zeitraum im Vergleich zu 1990 zu verringern Die Regelung innerhalb Europäischen Union Zweistufiges Erneuerbare-Energie-Gesetz in Deutschland unterstellt: bis 2010 der Anteil erneuerbarer Energie 12,5% des Energieverbrauchs deckt, bis % Unabhängigkeit von konventionellen Energiequellen Ablösung des heutigen fossilen Energiesystems Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 16

17 Offshore Windkraft Potenzial: Warum Offshore Windkraft? Windenergie an Land nicht unbegrenzt ausbaubar große Flächen auf dem offenen Meer vorhanden Stärkeres und konstanteres Windangebot als auf dem Festland Dadurch um 40 % höhere Windenergieausbeute im Vergleich zu onshore Anlagen Hohe Energieleistung mit niedrigerem Anstieg der Windgeschwindigkeit Die produzierte Energie ist proportional zu dritter Potenz der Windgeschwindigkeit Anstieg von 14 mph auf 16 mph führt zur Verdoppelung der produzierten Energie Ziel: ca MW produzieren und damit 15% des ges. deutschen Stromverbrauchs bis 2030 leisten (Basisjahr 1998) Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 17

18 Stand der Offshore- Windenergienutzung in Europa (2008) Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 18

19 Offshore-Windpark Planungen in Europa bis Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 19

20 Stromerzeugung aus Offshore Windanlagen soll in Deutschland stark ausgebaut werden und den größten Beitrag der erneuerbaren Energien auf lange Sicht leisten Offshore Windkraft Prognosen Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 20

21 Warum Offshore Windkraft? Enormes Wachstumspotenzial für die Wirtschaft: in Küstengebieten werden Produktionsstätten erbaut, um Transportkosten gering zu halten Fachleute werden gesucht, Zuliefererunternehmen profitieren Schaffung von Arbeitsplätzen ( Arbeitsplätze sollen allein in den kommenden Jahren durch Offshore- Windparks in Nord- und Ostsee entstehen) Windkraftbranche gibt anderen Industrien wirtschaftliche Anreize (z.b. Stahlindustrie) Entwicklungspotenziale für Häfen als Logistikstandpunkte Energieimportunabhängigkeit Durch Erfahrungen mit alpha ventus Technologietransfers möglich Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 21 Marktführung im Bereich der Technologie, Exportchancen

22 Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 22

23 Arbeitsplätze in der Offshore-Branche Forschung, Vermessung, Stahlproduktion, Fertigung, Logistik, Montage, Fernwartung Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 23

24 Keine vergleichbaren Erfahrungen Was hemmt die Entwicklung in Deutschland? mit Offshore- Projekten in so großer Tiefe und Entfernung zum Festland wie sie es in Deutschland erforderlich ist Mit alpha ventus werden nun langsam Erfahrungen gesammelt Neuartige und komplizierte Errichtung neue Spezialschiffe und Geräte sowie geschultes Personal für die Verankerung und Montage nötig, aufgrund Meerestiefe und Entfernung zur Küste Erschwerte Baubedingungen auf dem offenen Meer (starker Seegang, Wind und Kälte) verzögern den Bau Risiko für Wartungsarbeiten und Einsetze bei Störfällen unter schlechten Wetterbedingungen Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 24

25 Finanzierungsproblem Was hemmt die Entwicklung in Deutschland? hohe Investitionskosten und keine klare Risikoabgrenzung zwischen den Beteiligten Für mittelständische Windpark-Unternehmen ist es schwierig eine Kreditfinanzierung zu bekommen (viele Banken nicht bereit große Kredite für solche risikobehafteten Projekte zu geben; rund 30% Eigenkapitalbeteiligung erwartet) während die Netzbetreiber die Netzanbindungszusage vom Finanzierungsnachweis für das Projekt abhängig machen, benötigen die Projektierer zur Finanzierung eine Netzanbindungszusage Henne-Ei-Problem Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 25

26 Langwierige Genehmigungsverfahren Was hemmt die Entwicklung in Deutschland? (12 Behörden müssen Einverständnis geben, ca.10 Jahre) Netzanbindung eine große Herausforderung Windkraft ist ein unzuverlässiger Stromlieferant (weht zu wenig Wind sind bislang Ersatzkraftwerke nötig, die bei Engpässen zugeschaltet werden; bei Sturm jedoch müssen die Windräder abgeschaltet werden, um Überlastung zu vermeiden) Prognosesysteme und Lösung der Speicherung erforderlich Konflikte zwischen Netz- und Parkbetreibern keine ausreichenden Netzkapazitäten vorhanden Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 26

27 Stellt staatl. Förderung einen Motor für die träge Entwicklung dar? Wie wird Offshore Windkraft in Deutschland gefördert? direkte Förderung für alpha ventus im Rahmen des Konjunkturprogramms II : 50 Millionen Euro erhöhte Vergütungssätze im Rahmen des EEG: für alle Windparks die mehr als 3 Seemeilen von der Küste entfernt liegen: 0,13 /kwh für 12 Jahre Errichtung vor : zusätzliche Erhöhung um 0,02 /kwh verlängerte Vergütung für entsprechende Küstenentfernung und Meerestiefe, die Basiswerte überschreiten Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

28 Stellt staatl. Förderung einen Motor für die träge Entwicklung dar? Gründe für eine staatliche Förderung Anschwung für wirtschaftliches Potenzial: Bei erfolgreicher Implementierung werden Wohlfahrtsgewinne die Ausgaben für staatliche Förderung überkompensieren später können Lern- und Skaleneffekte realisiert werden - > findet Berücksichtigung in der degressiven Vergütung Lösung des Finanzierungsproblems erhöhte Vergütungssätze schafft Sicherheit für die Investoren Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

29 Stellt staatl. Förderung einen Motor für die träge Entwicklung dar? Gefahr der Investorenflucht Land Aktuelle Vergütung (ct/kwh) Laufzeit Zuschüsse Netzanbindung Steuervergünstigung Dänemark 6,95 (Horns Rev II) Volllaststunden - ja ja Deutschland 13,00 12 Jahre/20 Jahre - ja beide Stufen Frankreich erst 13,0, dann 3,0-13,0 - - jeweils 10 Jahre Großbritannien 17,03 Zertifikate bis 2027 ja - ja Niederlande z.z nicht geregelt - z.z nicht geregelt z.z nicht geregelt z.z nicht geregelt Zertifikate 15 Jahre/ Schweden 6,19 ja - - Bonus bis 2009 Spanien 12,03 (max 16,4) 20 Jahre Großbritannien stellt das attraktivste Land für Investoren dar: deutsche Investoren sind bereits an englischen Offshore Parks beteiligt! Energiewirtschaft: Offshore Windenergie ja

30 Stellt staatl. Förderung einen Motor für die träge Entwicklung dar? Gründe gegen eine staatliche Förderung I strategischen Wohlfahrtsgewinne nicht klar: Investitionen in anderen Sektoren könnten die gleichen Nachfrageeffekte haben Beschäftigungsanstieg ist ceteris paribus Analyse: Substitutionseffekte werden vernachlässigt, d.h. Zurückdrängung von Wirtschaftssektoren wie Fischerei und Tourismus in den Küstenreionen möglich, ebenso wie innerhalb des Energiesektors durch Zurückdrängung von anderen Energielieferanten Energieimportunabhängigkeit? fraglich bei einem liberalisierten europäischen Energiemarkt Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

31 Stellt staatl. Förderung einen Motor für die träge Entwicklung dar? Gründe gegen eine staatliche Förderung II Fehlallokation öffentlicher monetärer Ressourcen: Wettbewerbsverzerrung: früher: Übernahmeregelung durch EEG, Nachfrage wird verringert, Kraftwerke mit hohen Grenzkosten fallen aus Bedarfsdeckung auch wenn sie effizienter sind als Windkraft ->merit-order Effekt: Nachfrageverknappung jetzt: durch neue Regelung wird Windkraft von Netzbetreibern an Spotmarkt gehandelt -> Effekt noch nicht klar bzw. zu welchem Preis sie Windkraft anbieten werden Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

32 Stellt staatl. Förderung einen Motor für die träge Entwicklung dar? Gründe gegen eine staatliche Förderung II Fehlallokation öffentlicher monetärer Ressourcen: Fehlanreize für Investoren Die großen 4 Netzbetreiber stützen bis jetzt 70 Prozent der Investitionen für die geplanten Projekte -> Intention fraglich, denn Netzausbau geht nach wie vor langsam voran und Anstrengungen Atomkraftwerke und Kohlekraftwerke vom Netz zu nehmen sind nicht zu sehen fehlende Intention der Windbetreiber zur Kostenreduktion durch feste Vergütungssätze ist für die Wirtschaftlichkeit sichergestellt Energiewirtschaft: Offshore Windenergie

33 Fazit: Handlungsempfehlungen und Zukunftsaussichten Handlungsempfehlungen: Verbesserung der Rahmenbedingungen: Beschleunigung der Genehmigungsverfahren verbesserte Netzanbindung zum Land Netzausbau an Land für den Transport antreiben Lösung des Kapazitätenproblems, Zukunftsaussichten europaweite Offshore Windparkvernetzung für einen verbesserten Kapazitätenausgleich Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 33

34 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit! Energiewirtschaft: Offshore Windenergie 34