North Sea Wind Power Hub-Konsortium präsentiert Antworten zur rechtzeitigen Erreichung der Klimaziele

• Großangelegter Ausbau der Offshore-Windenergie als Schlüsselfaktor einer europäischen Energiewende
• Konsortium entwickelt Verteilkreuz-Konzept, um den Ausbau der Offshore-Windenergie zu erleichtern
• Erste Studien und vorläufige Testergebnisse bestätigen die technische und wirtschaftliche Machbarkeit des vorgeschlagenen Projekts
• Einladungen an die Regierungen Dänemarks, Deutschlands und der Niederlande sowie an die Europäische Kommission zur Aufnahme von internationalen Konsultationen

(WK-intern) – Die internationalen Konsortialpartner des North Sea Wind Power Hub (NSWPH) haben heute die Ergebnisse der Bewertungsphase des Projekts vorgestellt.

In den vergangenen Monaten hat das Konsortium die Möglichkeiten und Bedingungen für den Bau eines oder mehrerer Windenergie-Verteilkreuze in der Nordsee analysiert.

Das Konsortium führte eine Vielzahl von Studien durch, untersuchte verschiedene Szenarien und führte intensive Gespräche mit politischen Entscheidungsträgern, führenden Offshore-Windparkentwicklern und Nichtregierungsorganisationen (NRO).

Ziel des Konsortiums ist es, im Rahmen der Energiewende hin zu einem kohlenstoffarmen Energiesystem, den groß angelegten Ausbau und die Integration von Offshore-Windenergie in küstenfernen Nordseegebieten im großen Maßstab zu geringstmöglichen Kosten für die Gesellschaft und fortgesetzt hoher Versorgungssicherheit zu ermöglichen. Die Vision basiert auf einem international koordinierten Ausbau von Windenergie-Verteilkreuzprojekten, bei denen die Anbindung der Windenergie, Kopplung der Energiemärkte durch Interkonnektoren sowie eine intelligente Integration in das Energienetz an Land, einschließlich Strom-in-Gas-Umwandlung (Power-to-Gas), kombiniert werden. Ein solcher Ansatz birgt sowohl wirtschaftlich als auch umweltpolitisch große Vorteile.
Die Untersuchungen des Konsortiums dienen dazu, die Klimaziele des Pariser Abkommens rechtzeitig zu erreichen und auf aktuelle Energie- und Klimavereinbarungen z.B. in den Niederlanden und Dänemark sowie auf den deutschen Ausstieg aus Kernenergie und Kohle zu reagieren.

Zusammenfassung der wichtigsten Untersuchungsergebnisse

• Das Windenergie-Verteilkreuzkonzept ist technisch umsetzbar.
• Ein schrittweiser Ausbau von Verteilkreuzen von 10 bis 15 Gigawatt ist der nächste logische Schritt in Richtung eines großen Ausbaus der Offshore-Windenergie.
• Das erste Windenergie-Verteilkreuzprojekt wird voraussichtlich rein elektrisch mit dem landseitigen Netz verbunden und zusätzlich landseitig um eine Strom-in-Gas-Umwandlung (Power-to-Gas) ergänzt werden, um die Flexibilität des Energiesystems zu gewährleisten. Das Projekt könnte in den 2030er Jahre in Betrieb gehen.
• Es erscheint möglich, ein erstes Windenergie-Verteilkreuzprojekt innerhalb des aktuellen rechtlichen Rahmens und Marktdesigns, d. h. der aktuellen Gesetzgebung auf nationaler Ebene und EU-Ebene aufzubauen. Jedoch sind erhebliche Anpassungen der nationalen Verfahrensweisen, Ansätze, Planungs- und anderer Richtlinien erforderlich, um international integrierte Infrastrukturprojekte zu ermöglichen wie das modulare Verteilkreuz-Konzept als Teil einer langfristigen Energiewende für Europa.
• Allen internationalen Studien und Szenarien zufolge reicht die aktuelle Ausbaurate in Europa von Offshore-Wind nicht aus, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen. Ein beschleunigter und großangelegter Ausbau ist notwendig.
• Da die Nordsee ein großes Potenzial für Offshore-Windenergie birgt, kann die Umsetzung von 180 Gigawatt Offshore-Wind bis 2045 durch den Ansatz des Konsortiums erreicht werden.
• Ein international koordinierter Ansatz könnte Anschluss und Integration groß angelegter Offshore-Windenergie effektiver und mit erheblich geringeren Kosten umsetzen als bei einer fortgesetzt individuellen nationalen Planung.
• Eine langfristige Marktsicherheit für alle Interessensträger (Stakeholder) ist notwendig, um in die erforderlichen Lieferketten zu investieren und diese aufzubauen.
• Dringende Vereinbarungen zur Entwicklung nachhaltiger Energie aus Offshore-Windenergie für den Zeitraum nach 2030 sind nötig.
• Das Konsortium hat Gespräche und Diskussionen mit Regierungen, Nichtregierungsorganisationen (NRO), politischen Entscheidungsträgern und der Industrie aufgenommen: Enge Zusammenarbeit und Unterstützung sind ebenso erforderlich, wie Konsultationsprozesse und internationale Vereinbarungen.
• Appell an politische Entscheidungsträger, Raum- und Entwicklungsplaner zur Findung ausgewogener Entscheidungen, bei denen Umweltbeeinträchtigungen des Offshore-Windenergieausbaus gegen dessen technisch-ökonomische Auswirkungen und die Dringlichkeit der Erreichung der langfristigen Klimaziele abgewogen werden.
• Die Nutzung der Strom-in-Gas-Umwandlung und -Übertragung in Kombination mit der Kopplung mit anderen Sektoren wird vorteilhaft für das Gesamtenergiesystem sein.

Technische Durchführbarkeit im Hinblick auf Verteilkreuzgröße und Fundamente
Aufgrund einer Vielzahl an gewonnenen Erkenntnissen und detaillierterer Analysen hat sich das ursprüngliche Konzept eines einzelnen, sehr großen Verteilkreuzes in der Mitte der Nordsee zu einem schrittweisen Aufbau kleinerer Verteilkreuze entwickelt. Diese können jeweils am besten auf die örtlichen Gegebenheiten zugeschnitten und Umwelteinflüsse reduziert werden. Die optimale Kapazitätsgröße eines Windenergie-Verteilkreuzes wurde mit 10 bis 15 Gigawatt ermittelt, um gleichzeitig auch substanzielle Interkonnektorverbindungen zu ermöglichen. Eine größere Kapazitäts-Auslegung würde ein anderes Anschlusskonzept für Offshore-Windparks mit längeren Bauphasen, erhöhten Kosten sowie erhöhtem Planungs- und Finanzierungs-Risiko bedeuten.

Bei den Untersuchungen wurden drei verschiedene technische Design-Szenarios für die Verteilkreuze in Betracht gezogen, die auf unterschiedlichen Fundamenten für die technischen Anlagen basieren: sandgefüllte Inseln, Setzkasten-Inseln sowie im Boden verankerte Plattformfundamente aus Stahl oder Fundamente auf Schwerkraftbasis.

Unsere Beispielberechnungen haben gezeigt, dass sandgefüllte Inseln am besten für große Kapazitäten von 12 bis 36 Gigawatt geeignet sind. Derzeit wird davon ausgegangen, dass der Bau einer solchen Insel etwa 8 Jahre dauern würde.
Setzkasten-Inseln eignen sich für kleinere Verteilkreuze von rund 6 Gigawatt in Wassertiefen von weniger als 25 Metern und würden eine Bauzeit von rund 3 bis 5 Jahren erfordern. Es besteht jedoch noch eine Reihe von offenen Fragen bei Kompatibilitätsthemen in Bezug auf See- und Windbedingungen, die einer weiteren Klärung bedürfen.

Nach unserer Erfahrung benötigen Offshore-Plattformen ungefähr fünf Jahre bis zur Inbetriebnahme. Mehrere Plattformen wären erforderlich, um die Gesamtkapazität eines Windenergie-Verteilkreuzes im Bereich von 12 bis 36 Gigawatt bereitstellen zu können. Neben Plattform-Unterkonstruktionen aus Stahl werden derzeit schwerkraftbasierte Fundamente untersucht, um mögliche Kostensenkungspotenziale zu prüfen, da sie auch in tieferen Gewässern positioniert werden könnten. Bei Verwendung von Stahlfundamenten oder einer schwerkraftbasierten Struktur als Fundament würden wir die Umsetzungszeit mit rund 5 Jahre veranschlagen.

PM: TenneT

Die Windstromverteilerinsel, auf dem Hauptverteilerkreuz könnte auch eine Power-to-Gas-Technologie arbeiten. (Foto: Tennet)