Offshore Windenergie. Schlüsseltechnologie für die Energiewende?

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Begriffsklärung
2.1 Onshore-Windkraft
2.2 Offshore-Windkraft

3 Bisherige Entwicklung
3.1 Windenergie in Deutschland
3.2 Entwicklung Offshore-Windenergie

4 Von der Planung zur Umsetzung
4.1 Planungen der Bundesregierung und die Realität
4.2 Probleme der Umsetzung
4.3 Erfolgreiche Umsetzung – Beispiel Alpha Ventus

5 Ein Blick in die Zukunft

6 Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Entwicklung der Windenergieanlagen und deren Nennleistung in Deutschland von 1992-2011

Abb. 2: Stromerzeugung in Deutschland 2011

Abb. 3: Anteil der Offshore-Leistung an der installierten Leistung aus Windkraft 2011

Abb. 4: Szenario der Regenerativen Stromerzeugung

Abb. 5: Blick auf das Testfeld Alpha Ventus

Abb. 6: Ausbau der Offshore-Windenergie bis 2020

1 Einleitung

Nicht erst seit dem Reaktorunglück in Fukushima, wird das Thema der zukünftigen Energieversorgung in aller Welt kontrovers diskutiert. Während Industriestaaten wie Frankreich weiterhin an der Atomkraft als Energieträger festhalten, geht Deutschland einen anderen Weg. Mit dem beschlossenen Atomaustieg wurde ein klares Zeichen hin zu den erneuerbaren Energien gesetzt. Doch wie kann in Zukunft die Versorgung Deutschland mit ausreichend Strom sicher gestellt werden, ohne dabei fossile Rohstoffe zu nutzen?

Die Bundesregierung setzt hier auf die regenerativen Energien, wie Wind-, Wasser- und Sonnenkraft, um den Strombedarf auch langfristig decken zu können. Besonders die Windkraft könnte hier eine entscheidende Rolle spielen. Schon heute trägt sie den größten Teil der erneuerbaren Energien zur Stromgewinnung bei. Mit dem Neubau von Anlagen vor der Festlandsküste(Offshore), könnte die Windenergie zum wichtigsten Stromproduzenten in Deutschland werden.

Mit dieser Hausarbeit möchte ich der Frage nachgehen, in wieweit die Offshore-Windenergie eine Schlüsseltechnologie für die anstehende Energiewende sein kann. Des Weiteren soll diese Ausarbeitung es dem Leser ermöglichen, die bisherige Entwicklung im Offshore-Bereich nach zu vollziehen und mögliche Probleme der Technologie vor Augen führen.

Um den Einstieg in die Thematik zu erleichtern, werden im ersten Teil der Arbeit die Begriffe Onshore- und Offshore-Windkraft definiert und abgegrenzt, bevor dann im folgenden Teil auf die Entwicklung der Windenergie in Deutschland eingegangen wird. Hier möchte ich anfangs einen Überblick über die bisherige Entwicklung der gesamten Windenergiebranche vermitteln, um dann im Anschluss gezielt auf die Bedeutung der Offshore-Windenergie einzugehen. Darauf aufbauend werde ich die Planungen der Bundesregierung für die Offshore-Windenergie schildern und die dabei entstehenden Probleme zur Sprache bringen. Ebenso soll aber auch am Beispiel des Erprobungsfelds Alpha Ventus die gelungene Umsetzung eines Offshore-Windparks aufgezeigt werden.

Schließlich möchte ich einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung wagen und in einem letzten Schritt die Hauptpunkte der Ausarbeitung resümierend, ein Fazit ziehen.

2 Begriffsklärung

Zunächst möchte ich die beiden Begriffe Onshore und Offshore voneinander abgrenzen, um die Bedeutung der unterschiedlichen Standorte für den Windenergiesektor aufzuzeigen, bevor ich mein Augenmerk im weiteren Verlauf der Arbeit auf die Offshore-Windkraft lege.

2.1 Onshore-Windkraft

Unter dem englischen Begriff „Onshore“ versteht man im Bereich der Windenergie die Nutzung von Windenergieanlagen an Land. Diese bestehen meist aus drei Rotorblättern, die über ein Getriebe einen Generator antreiben, der dann aus mechanischer elektrische Energie erzeugt. Die größeren Windenergieanlagen weisen Rotoren mit einem Durchmesser von über 100 Metern auf und befinden sich auf Türmen mit einer Höhe von 90 Metern und mehr (Kleinemass 2007, 12).

2.2 Offshore-Windkraft

Auch der Begriff „Offshore“ stammt aus dem Englischen und bezeichnet „…vor der Festlandsküste auf dem das Festland umgebenden Schelf und in größeren Binnengewässern“ (Leser 2005, 636) gelegene Windenergieanlagen.

Ein Vorteil dieses Standortes ist die höhere durchschnittliche Windgeschwindigkeit, die dazu beiträgt, dass gegenüber vergleichbaren Standorten an Land 20 - 40 % mehr Energie erzeugt werden kann. Des Weiteren findet im Wasser kein Verdrängungswettbewerb statt, wie er an Land oftmals vorzufinden ist. Dort verhindern Windkraftanlagen die landwirtschaftliche Nutzung von Flächen, zerstören das Landschaftsbild und führen zu Konflikten mit Anwohnern aufgrund der Schattenwürfe der Anlage und der Lärmemissionen (Pontenagel 1995, 2).

Dem gegenüber stehen höhere Kosten für die Fundamente im Meeresgrund, die Netzanbindung an das Festland und die Abhängigkeit vom Wetter bei Montage, Wartung und Instandsetzung bei den Offshore-Anlagen (Bruns et al. 2008, 5).

3 Bisherige Entwicklung

Um der Frage nachzugehen, in wieweit die Offshore-Windenergie eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende ist, möchte ich im ersten Abschnitt die Entwicklung der Windenergie in Deutschland betrachten. Im zweiten Abschnitt rückt dann speziell die Entwicklung des Offshore-Bereiches in den Mittelpunkt des Interesses.

3.1 Windenergie in Deutschland

Die Nutzung der Windenergie kann im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien, wie z.B. der Solartechnologie, auf eine lange Tradition zurückblicken. So wurden bereits in den vierziger und fünfziger Jahren des 19. Jahrhunderts erste Versuchsanlagen gebaut, die sich aufgrund der extrem günstigen Energie aus fossilen Energieträgern nicht durchsetzen konnten. Interessant wurde die Stromerzeugung aus Windkraft erst wieder ab Mitte der siebziger Jahre, als der Ölpreisschock diese Technologie wettbewerbsfähig machte (Bruns et al. 2008, 31).

Aufgrund technischer Entwicklungen und Kosteneinsparungen bei der Produktion wurden Windkraftanlagen immer günstiger und interessanter vor dem Hintergrund der in der Konferenz von Rio de Janeiro 1992 beschlossenen Agenda 21 (Brkic 2007, 128).

Wie Abbildung eins verdeutlicht, steigt die kumulierte Nennleistung von 1992 ca. 100 Megawatt (MW) bis zum Ende des Jahrtausends auf über 5.000 MW an. Ab dem Jahr 2000 dynamisierte sich die Entwicklung.

Abb. 1: Entwicklung der Windenergieanlagen und deren Nennleistung in Deutschland von 1992-2011

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Bundesverband Windenergie (BWE) 2012

Mit jährlichen Zubauten von bis zu über 3000 MW, vervierfachte sich die installierte Leistung binnen sechs Jahren. Seit 2006 ist der Anstieg konstant mit jährlichen Zubauten von 2.000 MW, so dass am Ende des Jahres 2011 eine Leistung von 29.060 MW zu verzeichnen ist (Bundesverband WindEnergie 2011, 2).

Durch diese rasante Entwicklung konnte die Windenergie in den vergangenen Jahren zur wichtigsten erneuerbaren Energiequelle aufsteigen. Im Jahr 2011 konnte sie mit einer Jahresstromproduktion von 37,3 Mrd. kWh ca. 8 % des deutschen Stromverbrauchs decken (Bundesverband WindEnergie 2011). Abbildung zwei stellt dies auch graphisch sehr gut dar:

Abb. 2: Stromerzeugung in Deutschland 2011

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Emobility-web 2012

Im Jahr 2011 wurden 20 % des Strombedarfs durch erneuerbare Energien gedeckt. 40 % dieser Energie stammte aus der Windkraft, die noch vor der Biomasse (25%) zum wichtigsten Energielieferanten zählt. Wasserkraft und Photovoltaik spielen im Jahr 2011 eher eine untergeordnete Rolle und tragen jeweils nur 15 % zu den erneuerbaren Energien bei.

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