Chancen der Energiegewinnung aus Offshore-Anlagen sowie deren Bau

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1 September 2009 Chancen der Energiegewinnung aus Offshore-Anlagen sowie deren Bau Tag der Straßenbau- und Verkehrsingenieure, NordBau Neumünster, 15. September 2009

2 Was erwartet Sie in dieser Präsentation Planungen der OWP Konzepte von transpower Rahmenbedingungen und Hindernisse Netzanbindungsprojekte ganz praktisch Herausforderungen und erste Erfahrungen offshore im Überblick Seite 2

3 Profil transpower transpower ist für den Betrieb, die Instandhaltung und die weitere Entwicklung des Stromübertragungsnetzes der Spannungsebenen 220 kv und 380 kv in großen Teilen Deutschlands verantwortlich. Wir stehen für einen ebenso sicheren wie fairen Zugang aller Marktteilnehmer zum Höchstspannungsnetz. Seite 3

4 Trennung E.ON Netz / Verkauf der Höchstspannung Februar 2008: Angebot E.ON an EU-Kommission 110 kv / E.ON-Konzern 220/380 kv / Verkauf an Investor ( Stromerzeuger, Stromhändler) : Zustimmung EU-Kommission Frühjahr 2009: Trennung in zwei Gesellschaften Anschließend: Verkauf Übertragungsnetz Seite 4

5 Kennzahlen 2009 Kunden Größe des Netzgebietes Leitungslänge (380/220 kv) Umspannwerke (380/220 kv) Installierte elektrische Leistung Netzlast (Verbrauch) Umsatz (incl. EEG/KWK-G)* Mitarbeiter 48 Netzkunden, ca. 300 Händler ca km 2 ca km MVA min: MW, max: MW 6,2 Mrd. Euro ca. 650 * 2008 Seite 5

6 Projektgesellschaft für unsere Offshore-Aktivitäten Seit Dezember 2006 sind wir gesetzlich verpflichtet, Netzanschlüsse für Offshore- Windparks zu errichten und zu betreiben. Diese Aufgabe wird von unserer Tochtergesellschaft der transpower offshore gmbh wahrgenommen. Diese übernimmt im Auftrag der transpower stromübertragungs gmbh die Planung und den Bau von Anschlussleitungen auf See bis zum Netzanschlusspunkt an Land. Seite 6

7 Inhalt Planungen der OWP Konzepte von transpower Rahmenbedingungen und Hindernisse Netzanbindungsprojekte ganz praktisch Herausforderungen und erste Erfahrungen offshore im Überblick Seite 7

8 Von welcher Leistung wird ausgegangen? Bundesverband Windenergie MW bis 2015 Umweltministerium MW bis 2020 Zurzeit genehmigte OWP: Nordsee: Ostsee: 21 in AWZ 2 in 12-SmZ 3 in AWZ 4 in 12-SmZ AWZ= Ausschließliche Wirtschaftszone SmZ = Seemeilenzone Seite 8

9 So sieht s aus: Übersicht Nordsee Windparkcluster Sylt Windparkcluster Borkum 2 BorWin alpha Windparkcluster Helgoland Windparkcluster Borkum 1 Seite 9

10 Windparkcluster Sylt Windparkcluster Borkum 2 Konkret geplante Windleistung (ohne Einzelanb.) Borkum 2 9 Offshore-Windparks Borkum 1 11 Offshore-Windparks Helgoland 4 Offshore-Windparks Sylt 5 Offshore-Windparks = 29 OWP MW MW MW MW MW Windparkcluster Borkum 1 Windparkcluster Helgoland Stand: August 2009 Seite 10

11 Leistung der beim BSH beantragten OWP (08/2009) Leistung [MW] Σ MW MW MW MW MW Inbetriebnahmetermin BorWin DolWin HelWin SylWin Seite 11

12 Unsere Aufgabe von der Theorie in die Praxis Pflicht zur Netzanbindung wie setzen wir das praktisch um? küstennah: Anbindung mit Drehstromkabel transpower Seite 12

13 Unsere Aufgabe von der Theorie in die Praxis bei weiteren Entfernungen kommt die Gleichstrom-Technik zum Einsatz: transpower transpower Seite 13

15 Rechtliches Spannungsfeld beim Netzausbau offshore Rechtzeitigkeitsgebot, Schadensersatz EnWG 17 2a Effizienzgebot, Investitionskriterien Regulierungsrecht Küsten-ÜNB Umwelt- und Genehmigungsrecht Minimierungsgebot, Bauzeitenfenster Vergaberecht Ausschreibungsreife Seite 15

16 Hindernisse im Netzausbau offshore aus Sicht des ÜNB Das rechtliche Spannungsfeld zwischen Rechtzeitigkeit, Effizienz, Genehmigungen und Naturschutz ist nicht gelöst. Um stranded investments zu vermeiden, erfolgt der Netzausbau offshore einzelfallbezogen. Das Risiko der Vorfinanzierung und der Kostenanerkennung durch die BNetzA muss allein durch die Küsten-ÜNB getragen werden. Die Finanzierung der Offshore-Netzanbindungen ist aufgrund des großen Investitionsvolumens schwierig. Für die sehr risikobehafteten Großprojekte stehen nur ca. 3 Jahre zur Verfügung, obwohl normalerweise 5 bis 10 Jahre angesetzt werden müssten (Vorplanungen, Planungen, Genehmigungen und Realisierung). Die Beschleunigung des vorgelagerten Netzausbaus an Land ist weiterhin notwendig. Seite 16

18 Netzanbindungsprojekte in der Ausführungsphase Erste Netzanbindung eines Offshore-Windparks in Deutschland: alpha ventus: Eigentümer: Deutsche Testfeld Infrastrukturgesellschaft (DOTI) Investoren: Vattenfall, EWE und E.ON Installierte Leistung 60 MW (12 5 MW), Anschluss an 110-kV-Netz Übertragungslänge 66 km (Offshore 60 km, Onshore 6 km) Geplante Inbetriebnahme des Windparks 3. Quartal 2009 Erste Gleichstrom-Netzanbindung (HGÜ)* zwischen einem OWP und dem deutschen Höchstspannungsnetz: BARD Offshore 1 (Projekt BorWin1) Installierte Leistung 400 MW (80 5 MW), Anschluss an 400-kV-Netz Übertragungslänge 200 km (Offshore 125 km, Onshore 75 km) Geplante Inbetriebnahme 4. Quartal 2009 *) HGÜ = Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung Seite 18

19 September 2009 Erste Netzanbindung eines Offshore-Windparks in Deutschland: Projekt alpha ventus

20 BorWin alpha alpha ventus Seite 20

21 Der Weg des Stroms vom Windpark an Land Eine Trasse für mehrere Kabel über Norderney: Hierfür wurden auf der Insel Meter Leerrohre unterirdisch verlegt. Übertragungsleistung: ca MW Seite 21

22 Leerrohrverlegung auf Norderney (Frühjahr 2008) Seite 22

23 Umspannwerk Hagermarsch (Juni / August 2008) Seite 23

24 Etwa 60 Kilometer Kabel für die Seekabelverlegung bei Prysmian in Neapel (Ende Juli 2008) Seite 24

25 Offshore-Seekabel / Drehstrom 110 kv (exemplarisch) Dreileiter-VPE-Kabel mit Lichtwellenleiter für die Steuerung und Überwachung der Windenergieanlagen des Offshore- Umspannwerks 110 kv, 3 x 240mm² Cu Gewicht ca. 53 kg/m Außendurchmesser ca. 18 cm Seite 25

26 Ocean Trencher 01, Kabelfräse für die Verlegung im Rückseitenwatt auf der Arbeitsplattform Seite 26

27 Arbeiten des Combifloat Einfräsen im Watt Seite 27

28 Oceanjet 200 für die Offshore-Kabelverlegung im Tiefwasserbereich, ab der 10-Meter-Tiefenlinie / Team Oman Seite 28

29 Seekabelverlegung auf See: Team Oman / Spülschlitten Seite 29

30 Seekabelverlegung auf See: Anlandung der Installer Seite 30

31 September 2009 Blick über den Zaun: Offshore-Windpark alpha ventus

32 Montage Umspannwerks-Plattform: alpha ventus Foto: alpha ventus Seite 32

33 Umspannwerk auf See: alpha ventus Foto: alpha ventus Seite 33

34 Gründungsstrukturen für Windenergieanlagen Foto: DOTI Foto: DOTI Seite 34

35 Transport und Montage einer offshore-windenergieanlage Fotos: DOTI 2009 Seite 35

36 Die erste Offshore-Windenergieanlage in Deutschland Foto: DOTI 2009 Seite 36

37 September 2009 Erste Gleichstrom-Netzanbindung zwischen einem OWP und dem deutschen Höchstspannungsnetz: Projekt BorWin1

38 BorWin1: Netzanbindung des OWP BARD Offshore 1 Auftragnehmer: ABB AG Lieferumfang: GU-Vertrag Lieferzeit: 24 Monate Technologie: HVDC-VSC *) BARD Offshore 1 Onshore: 380-kV AC-Netzanschlussanlage DC-AC-Konvertersystem 75 km DC-Landkabel Offshore: 125 km DC-Seekabel Seeplattform inkl. Fundamente AC-DC-Konvertersystem BorWin alpha *) HVDC = high voltage direct current VSC = voltagesourceconverter Seite 38

39 Zeitplan und wesentliche Meilensteine / BorWin1 September 2007 Juni 2008 August 2008 Oktober 2008 Januar 2009 Mai 2009 Juni 2009 Juli/August 2009 August/September 2009 anschließend Vertragsabschluss mit ABB Start der Landkabelverlegung Vorbereitung der Ausbauarbeiten im UW Diele Montagebeginn für die Offshore Plattform Beginn des Ausbaus im UW Diele Transport Plattform und Jacket auf See Installation BorWin alpha auf See Verlegung des Seekabels im Watt Verlegung des Seekabels offshore Anschluss des Seekabels an die Plattform Übertragungstest und Probelauf Abnahme der Netzanbindung Seite 39

40 Blick über den Zaun: Windpark BARD Offshore 1 September 2009

41 5-MW-Windenergieanlage der BARD Gruppe Foto: BARD Gruppe Seite 41

42 OWP BARD Offshore 1: Transformator-Plattform Foto: BARD Gruppe Seite 42

43 Kabelverlegung Onshore / Georgsheil (LK Aurich) Juni 2008 Seite 43

44 Emsunterquerung auf Metern Seite 44

45 Offshore-Seekabel / HGÜ light HGÜ = Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragung Typische Leistungswerte: ±150 kv DC, mm² Cu 400 MW Übertragungsleistung Gewicht ca. 30 kg/m je Kabel ca. 10 cm Durchmesser unbegrenzte Systemlängen Seite 45

46 HGÜ-Plattform (Layout ohne Seitenwände) Topside-Abmessungen: Topside-Gewicht: Jacket-Gewicht: Höhe des Jackets: Wassertiefe: 52x35x21 m ca t ca t 61 m ca. 40 m Seite 46

47 Plattform (Anfang Mai 2009) Seite 47

48 Plattform und Jacket auf dem Weg in die Nordsee (24. Mai) Foto: ABB Seite 48

49 Das Installationsschiff Thialf (Ende Mai 2009) Seite 49

50 Das Installationsschiff Thialf (Ende Mai 2009) Seite 50

51 Jacketinstallation auf See / Liften (29. Mai 2009) Seite 51

52 Jacket auf See (2. Juni 2009) Seite 52

53 Hochzeit auf See (6. Juni 2009 / Uhr) Foto: Jan Berghuis Seite 53

54 Jacket und Plattform auf See (6. Juni 2009) Seite 54

55 Umspannwerk Diele: Umrichterstation für BorWin1 Betriebsgebäudeabmessungen: 74 m x 38 m x 14 m Luftkühler für flüssigkeitsgekühlte Ventile 380/195-kV-Umrichtertrafo Gebäudekühlanlagen 195-kV-Drehstromfilteranlage Konverter-Drosselspulen Umrichterventil in Containerbauweise Gleichstrom-Lastwiderstand 150-kV-Gleichstromanlage Seite 55

56 Umspannwerk Diele: Aufbau der Umrichtertechnik Umrichterventil in Containern Steuerung, Regelung, Schutz Eigenbedarf und Wasserkühlung Quelle: ABB Seite 56

57 Umspannwerk Diele: Aufbau Umrichterventil-Container HF-Filter HF-Filter AC Durchführung IGBT-Module (elektronische Schalter mit Freilaufdiode) DC-Kondensatoren DC Kabelendverschluss Quelle: ABB Seite 57

58 Umspannwerk Diele: Trafotransport (Juli 2009) Seite 58

59 Umspannwerk Diele: Aus- und Umbau (August 2009) Seite 59

60 Kabellager Emden: Lagerung von Reservekabel (März 2009) Seite 60

62 Vorbereitung der Mitarbeiter für den offshore-einsatz Seite 62

63 Schlechtwettertag in der Nordsee (Beispiel) Seite 63

64 Unsere ersten Erfahrungen bei den Netzanbindungsprojekten Relativ hohe Küstenentfernung (>100km) und Wassertiefe (>30m) der deutschen OWP unsichere Planungen. Diskrepanz der Planungs- und Bauzeit des OWP und der Netzanbindung. Begrenzter Zuliefermarkt für das Konvertersystem, das Kabel, die Plattform und die Offshore Installationseinheiten (z.b. Heavy Lift ). Naturschutzfachliche Auflagen schreiben Bauzeitenfenster und Eingriffs minimierende Arbeitsverfahren vor (Wattenmeer: Antrag auf UNESCO Weltnaturerbe). Überproportionale Zeitverzüge durch Bauzeitenfenster, Schlechtwetterperioden und Verfügbarkeit der Offshore Einheiten. Jeder Tag Offshore ist sehr kostenintensiv und bedarf einer genauen Planung und Kontrolle der Arbeitsverfahren, der Schnittstellen und des eingesetzten Equipments. Seite 64

65 Chancen der Energiegewinnung aus Offshore-Anlagen Beitrag zur Umwelt durch Reduktion der CO 2 -Produktion bei der Erzeugung von elektrischem Strom. Abmildern der fluktuierenden Produktion von regenerativem Strom Beschleunigte Weiterentwicklung der erforderlichen Technologien Aufbau von Infrastrukturen für Produktion und Errichtung Neue, hochqualifizierte Arbeitsplätze in Planung und Realisierung Aufbau Infrastrukturen für offshore-betrieb und -Service Seite 65

66 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Seite 66