OFFSHORE WINDENERGIE Jean-Louis Bisangwa Christian Serowy Jonathan Beideler Sebastian Kahl
AUFBAU Technische Grundlagen Politische Rahmenbedingungen Kosten Ökologische Konsequenzen Ausblick
FUNDAMENT TYPEN UND TECHNIK -U N T E R S C H I E D L I C H E T Y P E N U N D A N W E N D U N G S B E R E I C H E.
MONOPHILE Zylindrisch hohler Pfahl. Tiefen bis 20 Meter. Wirtschaftlich bis 15 Meter Tiefe. Quelle: http://www.offshorewind.de/page/index.php?i d=10236
JACKET Fachwerkkonstruktion Aus Ölindustrie 40 50 % Stahleinsparungen Geringe Kollisionssicherheit Quelle: http://www.offshorewind.de/page/index.php?id=10 236
TRIPOD Tiefen > 20 Meter. Sicherung gegen Auskolkung. Nicht bei Steinböden einsetzbar. Quelle: http://www.offshorewind.de/page/index.php?i d=10236
TRIPLE Hauptpfahl über Wasser Relativ kostengünstig Tiefen 25 50 Meter Quelle: http://www.offshorewind.de/page/index.php?id= 10236
SCHWERKRAFTFUNDAMENT Besteht aus großem Betonblock. Tiefen < 10 Meter. Quelle: http://www.offshorewind.de/page/index.php?id =10236
BUCKET- FUNDAMENT Verwendung bei sandigen Untergrund Saugt sich Fest Braucht gleichmäßige Ausrichtung umweltschonend Quelle: http://www.offshorewind.de/page/index.php?id =10236
SCHWIMMENDES FUNDAMENT OWEA wird mit Seil am Fundament befestigt. Noch in der Erforschung bzw. Erprobung. Tiefen > 50 Meter. Sehr wirtschaftlich. Quelle: http://www.offshorewind.de/page/index.php?id= 10236
Ausspülung der Fundamente. Halteverlust DAS KOLKPHÄNOMEN Schutz: Sandbänke; Steinhaufen; weitere Vertiefungen des Fundamentes Quelle: http://www.planetwissen.de/laender_leute/berg_und _tal/schluchten/wasserfaelle.jsp
TECHNISCHE DATEN Technische Daten REpower 5M Rotordurchmesser: 126 m Nabenhöhe: ca. 92 m Nennleistung: 5 MW Gondelmasse ohne Rotor und Nabe: ca. 290 t Gondelmasse mit Rotor und Nabe: ca. 410 t Gewicht Gründung: ca. 500 t; Turm: ca. 210 t Drehzahl: Rotor: 6,9-12,1 U/min; Generator: 670-1170 U/min Einschaltwindgeschwindigkeit: 3,5 m/s (=Windstärke 3) Nennwindgeschwindigkeit: 13 m/s (=Windstärke 6) Ausschaltwindgeschwindigkeit: 30 m/s (=Windstärke 11) Blattspitzengeschwindigkeit: 80 m/s bei Rotordrehzahl 12,1 U/min (=ca. 288 km/h) Quelle: http://www.alphaventus.de/index.php?id=43 Quelle: http://www.alpha-ventus.de/index.php?id=43
MULTIBRID M5000 Rotordurchmesser: 116 m Nabenhöhe: 90 m Nennleistung: 5 MW Drehzahl: 5,9-14,8 U/min Wirkungsgrad: 95 % Einschaltwindgeschwindigkeit: 3,5 m/s (= Windstärke 3) Nennwindgeschwindigkeit: 12,5 m/s (= Windstärke 6) Ausschaltwindgeschwindigkeit: 25 m/s (= Windstärke 10) Blattspitzengeschwindigkeit: ca. 90 m/s (= ca. 320 km/h) Lebensdauer: 20 Jahre Gondelmasse ohne Rotor und Nabe: 200 t Gondelmasse mit Rotor und Nabe: 309 t Stahlmasse Tripod, Turm, Gondel: 1000 t Quelle: http://www.alphaventus.de/index.php?id=43 Quelle: http://www.alphaventus.de/index.php?id=43
UMSPANNWERK Technische Daten Umspannwerk 30 m: Höhe Helikopterdeck 25 m: Hauptdeck mit Leittechnik/Schaltanlage/Sternpunktb ildner, Feuerlöschanlage/GS- und NS- Anlage, MVAr-Drossel/GIS Schaltanlage, Kran 21 m: Kabeldeck mit Werkstatt, Geräteraum, Aufenthaltsraum, Dieseltanks, Notstromaggregat, Kabeltisch, Ölauffangwanne, Rettungsinsel Kabel und Hauptdeck: 110/30 KV Transformator 75 MVA (AREVA) Stahlmasse Gittermast: ca. 700 t Gründungspfähle: Länge 35 m, Durchmesser 2,7 m, Gewicht 100 t Position: N 54 00', E 6 37.40'. Quelle: http://www.alpha-ventus.de/index.php?id=43 Quelle: http://www.alphaventus.de/index.php?id=43
RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN Hohe See ( >200 Seemeilen (sm) vom Festland) - keine nationalen Beschränkungen. - Vorerst nicht nutzbar. Ausschließliche Wirtschaftszone (12 200 sm) - Genehmigungspflicht beim Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie in Hamburg. 12-sm-Zone - Genehmigungspflicht bei den Landes- bzw. Bezirksregierungen der Küstenländer.
ERSTE FÖRDERUNG DER WINDENERGIE 1991 Stromeinspeisegesetz für erneuerbare Energien (StreG) Initialzündung für Windernergie in Deutschland Windenergie an Land nun stark genutzt
ERNEUERBARE ENERGIENGESETZ Ablösung des StreG durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) im Jahr 2000 Novelle des EEG in 2004: EU-Richtlinie bezüglich erneuerbarer Energien umgesetzt Ziel: Effizientere Einspeisung und Übertragung
KONDITIONEN FÜR OFFSHORE- TECHNIK EEG-Novelle 2009: bis 2020 30 % der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien Spezielle Vergütungssätze für Offshore-Windanlagen Windparks sollen möglichst schnell gebaut werden
ZIELSETZUNG So sollen bis 2030 Windanlagen mit einer Leistung von insgesamt knapp 25.000 MW errichtet werden Dies entspricht einem Investitionsvolumen von 45 Milliarden nur in Offshore-Windenergie
NUTZUNG DER OFFSHORE-ANLAGEN Offshore-Technik wird auch z.b. bei Ölbohrungen auf See genutzt Dadurch könnten Engpässe bei der Nutzung entstehen Jedoch könnte das auch eine große Chance für deutsche Werften sein
KONJUNKTURPAKET Konjukturpaket II: Programm Erneuerbare Energien für Offshore-Projekte Projekte können von KfW-Bankengruppe mit bis zu 200 Millionen gefördert werden Befristet bis 31. Dezember 2010 Verlängerung nicht geplant
GRÜNDE FÜR SPEZIELLE VERGÜTUNG Windenergie auf dem Wasser teurer als an Land Transport der Materialien auf Hohe See; Einsatz der Offshore Technik, die auch für Ölbohrungen verwendet wird Förderung durch entsprechende Vergütung
ANFANGSVERGÜTUNG Stromerzeugung nach EEG 09 auf 0,15 /kwh für die ersten 12 Jahre des Betriebs erhöht Sprinterbonus: falls Anlage vor 31.12.2016 in Betrieb 0,02 /kwh zusätzliche Unterstützung
ERGÄNZENDE VERGÜTUNG Entfernung von der Küste Verlängerung der Anfangsvergütung unter bestimmten Bedingungen Mehr als 12-Seemeilen von Küste entfernt: 0,5 Monate mehr pro Seemeile Basiswassertiefe von 20 m überschritten: 1,7 Monate mehr pro Meter Quelle: www.offshore-wind.de
SPÄTERE VERGÜTUNG Anfangsvergütungssatz sinkt ab 2016 jedes Jahr um 5 % Nach den 12 Jahren der Anfangsvergütung sinkt der Satz auf 0,035 /kwh
WINDENERGIE IN DEUTSCHLAND Bei identischen Investitionskosten und Tarifen in der EU sind die Bedingungen in Bezug auf Subventionen, Steuervorteile und Kosten in Belgien und Deutschland am besten. (source:international Journal of Environment and Sustainable Development, 2002, v. 1, iss. 4, pp. 337-45)
SINKENDE KOSTEN DER WINDENERGIE In Deutschland waren die Kosten von WindenergieanlagenKilowatt Leistung im Jahr 2004 fast um die Hälfte niedriger als noch in 1990. (nach Angaben des Bundesverbandes Windenergie e.v.) Die Gestehungskosten betragen von modernen Windkraftanlagen an guten Windstandorten 4,4 cent/kwh. (nach Angaben des Europäischen Windenergie-Verbandes EWEA) Bis zum Jahr 2010 sind an solchen Standorten 3,1 cent/kwh erreichbar.
KONKURENZFÄHIGKEIT WINDENERGIES Durchschnittliche Stromgestehungskosten in der EU 4 cent/kwh In 2005 errichtete GuD-Kraftwerke 3,6 cent/kwh Braunkohlekraftwerke 3,1 cent/kwh Kohlekraftwerke 2,8 cent/kwh Zusätzliche externe Kosten für Kohle- und Braunkohlekraftwerke in Deutschland 3-6 cent/kwh Quelle: ExternE/ IER
FINANZIERUNG VON OFFSHORE- WINDENERGIE Investment costs by component Onshore (%) Large offshore (%) Foundations 5,5 16 Turbines 71 51 Internal electrical grid 6,5 5 Electrical system 0 2 Grid connection 7,5 18 O&M facilities 0 2 Engineering and administration 2,5 4 Miscellaneous 7 2 Total 100 100 250 million- Alpha Ventus
FINANZIERUNG VON OFFSHORE- WINDENERGIE Extra Kosten: Grundsteinlegung Aufrechterhaltungskosten Versorgungsnetz verbindung Kosten des Kapitales sind 30 zu 70 % höher als Onshore Kann durch höherem Erzeugung ausgegliechen werden (bis 30 %)
ALPHA VENTUS 250 millionen anstatt von 190 millionen für 60 MW (reicht für 50000 Haushalten) Die Bundesregierung bezahlt 15 eurocents KWh (Subvention) Durchschnittliche Stromgestehungskosten in der EU sind 4 cent/kwh Stromgestehungskosten für offshore windenergie liegen zwischen 6 und 8 Eurocents/KWh
ÖKOLOGISCHE BEGLEITFORSCHUNG
FORSCHUNGSPROJEKTE RAVE MINOS,MINOS+ FINO
WAHRSCHEINLICHE UND MÖGLICHE KONSEQUENZEN Für Vögel: - Verlust von Lebensraum (Barrierewirkung) - Änderung von Zuglinien - Kollisionen ( 10000 40000 Vögel pro Jahr)
Für marine Säugetiere: - Verlust von Lebensräumen - Störung der Kommunikation - Schwierigkeiten bei der Nahrungssuche - Stress Quellen: http://www.creative-edesign.com/nordseeinsel_pellworm/pellworm_bilder/tiere/schweinswal_1.gif http://www.meeresnaturschutz.de/images/seehund.jpg
Für Fische: - Orientierung wird erschwert - Behinderung bei der Nahrungssuche - Verkleinerung des Lebensraums
HTTP://WWW.OFFSHORE- WIND.DE/PAGE/FILEADMIN/OFFSHORE/DOCUMENTS/POLITIK_UND _WIND/TOURISMUS/CUXHAVEN/2A_NEHLS.PDF
FAZIT Die Untersuchungen haben schon wichtige Ergebnisse geliefert und Verbesserungen initiiert, sind aber noch lange nicht ausreichend, um ein abschließendes Fazit zuzulassen.
ZUKUNFT DER OFFSHORE- WINDENERGIE Ausblick
QUELLEN: Technische Eingriffe in marine Lebensräume (Merck/ v.nordheim 2000) www.fino-offshore.de www.wattenmeer-nationalpark.de www.offshore-wind.de www.energieinfo.de http://www.iwr.de/wind/offshore/info.html http://www.alpha-ventus.de/ 17/05/2010, 21:00
VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT