Die Welt braucht erneuerbare Energien, die sich skalieren lassen und verlässliche, wertvolle Energie zu akzeptablen Kosten produzieren.

Der Schlüssel zum Ausbau der Offshore-Windenergie liegt in der Senkung der Entwicklungs- und Betriebskosten. Dies würde die Innovation ankurbeln und den Markt für Offshore-Windenergie vergrößern, aber wie kommen wir dahin?

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Offshore-Windkraft
Offshore windfarm

Die Offshore-Windenergie muss entweder deutlich billiger werden oder die Probleme der Unterbrechung überwinden, um den Wert des erzeugten Stroms zu erhalten. Beide Optionen stellen eine große Herausforderung dar, aber es gibt auch neue Innovationen. Wie können Entwickler und Investoren also am besten mit den Risiken auf diesem Markt umgehen?

Speicherung macht erneuerbare Energien rentabel

In dem Maße, wie der Anteil der erneuerbaren Energien an den Stromnetzen zunimmt, werden Speichermöglichkeiten zu einem wesentlichen Bestandteil der Netze. Sobald ein Netz zu 30-40 % von erneuerbaren Energien abhängt, wird das Problem der Unterbrechungen zu einer Gefahr für die Versorgung.

Für die Speicherung von Offshore-Windenergie gibt es verschiedene Möglichkeiten, von denen einige kostengünstiger sind als andere. Die Speicherung könnte für jeden Windpark einzeln erfolgen, um Spitzen und Flauten bei der Erzeugung auszugleichen. Es gibt inzwischen Windturbinen mit kleinen, integrierten Speichern, die zum Beispiel bei böigem Wind die Erzeugung ausgleichen können.

Alternativ könnten Dritte in den Markt eintreten und für die Bereitstellung von Speicherkapazität als Dienstleistung bezahlt werden, um intermittierende Energiequellen - einschließlich Wind - zu verwalten und Energie nach Bedarf zu liefern. Da die Spotpreise für Windenergie zu bestimmten Tageszeiten nahe Null liegen, bietet sich die Möglichkeit, Energie zu speichern und sie zu verkaufen, wenn die Preise höher sind.

In aufstrebenden Märkten wie den USA ist es wichtig, dass Entwickler und Netzbetreiber dem Geschäftsmodell der Offshore-Windkraft gegenüber aufgeschlossen bleiben. Die Herausforderungen sind real, aber das Potenzial für kosteneffiziente erneuerbare Energie ist vorhanden und zunehmend erreichbar.

Cameron Dunn

Associate Principal, Leiter des Geschäftsbereichs Americas South, Arup

Reduzierung der Kosten

Wie können die Kosten der Offshore-Windkraft sonst noch gesenkt werden? Größere Turbinen sind eine Möglichkeit, um mit weniger Turbinen die gleiche Leistung zu erzielen und gleichzeitig die damit verbundene Infrastruktur zu reduzieren. Offshore-Turbinen haben inzwischen eine Leistung von 12 Megawatt erreicht, aber wie groß ist zu groß? Größere Turbinen sind schwieriger zu installieren, was die Kosten in die Höhe treibt, und es wird bereits über eine neue Generation von Installationsschiffen gesprochen, um die Anforderungen zu bewältigen, so dass die Branche nach anderen Möglichkeiten der Kosteneffizienz suchen sollte.

Der Schwerpunkt hat sich auf die Konstruktion der Fundamente verlagert. Monopiles haben sich bewährt, aber größere Turbinen in tieferem Wasser stoßen an die Grenzen dieser Technologie. Der europäische Markt hat Jackets - Fachwerkkonstruktionen mit Pfählen - als Lösung ins Auge gefasst, hatte aber bisher Schwierigkeiten, sie rechtzeitig und im Rahmen des Budgets zu liefern. Langfristig könnten schwimmende Turbinen die Lösung sein und die Innovation fördern, aber in der Zwischenzeit muss sich die Branche auf Jackets festlegen und ihre Herstellung verfeinern, um Kosten, Risiken und Termine zu reduzieren.

Dimensionierung von Umspannwerken

Die Kosten für Umspannwerke könnten durch neue strukturelle Ansätze gesenkt werden. Derzeit wiegen Umspannwerke in der Regel mehr als 2.000 Tonnen - mehr als ein Schiff für die Turbinenmontage heben kann - und benötigen daher spezielle Schwergutschiffe. Diese sind zwar in der Regel nicht teuer, aber auf dem US-Markt sind sie knapp. Ein intelligentes Design der Infrastruktur kann die Größe der Umspannwerke verringern und sie selbst installieren, was eine erhebliche Kostenreduzierung ermöglicht.

Und dann ist da noch die Frage, wem die Umspannwerke gehören. Auf dem reifen europäischen Markt sind es die Versorgungsunternehmen, so dass sich die Windparkentwickler auf die Turbinen konzentrieren können. Aufstrebende Märkte wie die USA, Japan oder Taiwan stehen vor der Wahl, entweder diesen Ansatz zu verfolgen oder von den Entwicklern zu verlangen, das gesamte Risiko zu übernehmen und nicht nur die Turbinen, sondern auch die Umspannwerke und andere Infrastrukturen zu bauen, die erforderlich sind, um den Strom an Land zu bringen. Ein klares Konzept für die Entwicklung von Umspannwerken von Beginn eines Programms an kann die Verteilung des erzeugten Stroms weniger komplex machen. Der Aufbau einer engen Beziehung zu den lokalen Netzbetreibern ist der Schlüssel dazu und kann Risiken und Kosten frühzeitig reduzieren.

Das Potenzial ausschöpfen

Es ist nicht unmöglich, die aktuellen Herausforderungen des Sektors zu bewältigen, aber die Entscheidungen, die zu einem früheren Zeitpunkt getroffen werden - wie die Entscheidung für Umspannwerke, die Schwergutschiffe erfordern -, werden sich letztendlich stark auf die Kosten und die Rentabilität auswirken. Indem man die technische Innovation in den Mittelpunkt einer geplanten Entwicklung stellt, können die Kosten gesenkt und das wahre kommerzielle Potenzial der Offshore-Windenergie ausgeschöpft werden.

Es ist von entscheidender Bedeutung, die Entwicklung der Offshore-Windenergie als ein Gesamtprogramm zu betrachten und nicht in Segmente aufzuteilen, wobei eine vertrauenswürdige und erfahrene Lieferkette die Entwicklung unterstützt. In einem aufstrebenden Markt können die Kosten eskalieren und die Risiken steigen, aber wenn man die richtigen Experten an Bord hat, können die Risiken und Kostenauswirkungen erfolgreich bewältigt werden.