Offshore-Windparks und ihr Beitrag zur Energiewende

Eine Analyse der ökonomischen und ökologischen Faktoren der Offshore-Windkraftwerke


Facharbeit (Schule), 2013
23 Seiten, Note: 15 Punkte (0,67)

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 | EINFÜHRUNG

2 | GRUNDLAGEN
2.1 Offshore-Windenergie in Deutschland und Europa
2.2 Ziele und Maßnahmen der Bundesregierung für den Ausbau von Offshore-Windparks

3 | WIRTSCHAFTLICHE ASPEKTE
3.1 Vor- und Nachteile von Offshore-Windkraftanlagen gegenüber Onshore-Anlagen
3.2 Förderung in Deutschland
3.3 Aufteilung und Entwicklung der Kosten
3.4 Offshore-Energie als Wachstumsmotor

4 | Ökologische Aspekte
4.1 Bedeutung der Windenergie für den Klimaschutz
4.2 Auswirkungen auf die Meeresumwelt

5 | HINDERNISSE
5.1 Ausbau der Stromnetze
5.2 Unsicherheit bei der EEG-Förderung

6 | PRAXISBEISPIEL: OFFSHORE-WINDPARK ALPHA VENTUS
6.1 Allgemeines
6.2 Ertrag
6.3 Ökobilanz

7 | FAZIT

8 | LITERATURVERZEICHNIS
8.1 Printmedien
8.2 Zeitungsartikel
8.3 Internetquellen

9 | ANHANG
9.1 Abbildungen

1 | EINFÜHRUNG

Ein Weiter-So gibt es nicht. Der Klimaschutz ist die größte Herausforderung des 21. Jahrhunderts ", so Bundeskanzlerin Angela Merkel bei einem Treffen mit den deutschen Energiekonzernen im Juli 2007.[1] Schon heute sind die schwerwiegenden Folgen des Klimawandels, zu denen eine Erhöhung des Meeresspiegels, gravierende Schäden an Ökosystemen und die Zunahme von Extremwetterereignissen gehören, spürbar.[2] Um in Zukunft weitreichendere Folgen des anthropogenen Klimawandel zu verhindern, ist eine Reduktion des Kohlenstoffdioxid-Ausstoßes dringend notwendig. Da die bisherige Energieproduktion, überwiegend basierend auf fossilen Energieträgern, für einen Großteil der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich ist, nimmt die Bedeutung erneuerbarer Energien stetig zu.[3]

In dieser Seminararbeit geht es um die Frage, welchen Beitrag Offshore-Windparks zur Energieversorgung in Deutschland in Zukunft leisten können. Dazu werden zunächst die Ziele und Maßnahmen der Bundesregierung dargestellt, anschließend ökonomische und ökologische Aspekte beleuchtet und danach Hindernisse benannt. Anschließend wird die tatsächliche Umsetzung des ersten deutschen Windparks in der Nordsee, alpha ventus, betrachtet. Ziel dieser Arbeit ist es, herauszufinden, in welchem Maße Offshore-Windparks eine wirtschaftliche und zugleich nachhaltige Energieversorgung in Zukunft in Deutschland gewährleisten könnten.

Diese Fragestellung ist vor allem aus zwei Gründen von großer Bedeutung. Erstens könnten, sollten sich Offshore-Windparks als effizient und umweltschonend herausstellen, diese einen Beitrag zum Gelingen einer zeitnahen Energiewende leisten. Auf diese Weise könnte die Offshore-Technologie Deutschland zum Vorreiter bezogen auf eine nachhaltige Energieversorgung und im Kampf gegen den Klimawandel machen. Zweitens ist zu prüfen, ob die Offshore-Industrie, unter anderem durch die Schaffung zusätzlicher Arbeitsplätze und durch den Export, die Wirtschaft stärken könnte.

2 | GRUNDLAGEN

2.1 Offshore-Windenergie in Deutschland und Europa

Als Offshore-Windparks werden Ansammlungen von Windenergieanlagen bezeichnet, deren Fundamente in der See stehen. Bisher werden sie nicht auf "hoher See" errichtet, sondern ausschließlich in der Schelfregion, die in Abbildung 1 dargestellt ist. Diese zeichnet sich durch eine geringe Entfernung zum Festland und relativ flachen Grund aus.[4]

Obwohl es die ersten Ideen für Offshore-Windparks bereits in den 1970er-Jahren gab, wurden die ersten kleineren europäischen Demonstrationsmodelle erst in den 1990er-Jahren gebaut. Die ersten kommerziellen Windparks mit einer Leistung von bis zu 160 MW Leistung entstanden ab dem Jahr 2000.[5] Heute drehen sich in der Nord- und Ostsee schon 1571 Windräder, die über 4800 MW Leistung erbringen, was der Leistung von dreieinhalb Kernkraftwerken entspricht.[6],[7]

Die meisten aktiven Offshore-Windparks gehören zu Großbritannien (18), Dänemark (12), den Niederlanden (4) und Schweden (4). Zu Deutschland gehören bisher nur drei aktive Windparks, "alpha ventus" mit 12 Windkraftanlagen und einer Leistung von 60 MW, "Baltic 1" mit 21 Windkraftanlagen und einer Leistung von 48,3 MW und "BARD Offshore 1" mit 80 Windkraftanlagen und einer Leistung von 400 MW. Allerdings befinden sich 29 weitere Windparks in der Nordsee und vier in der Ostsee in der Bau- oder Planungsphase.[8]

Da die Windgeschwindigkeiten auf See im Vergleich zu Standorten an Land deutlich höher sind, können Offshore-Windparks etwa 40 % mehr Strom erzeugen als vergleichbare Onshore-Projekte. Jedoch muss mit höheren Kosten bei der Errichtung, z. B. für spezielle Gründungstechniken und die Seeverkabelung, und technischen Schwierigkeiten, wie beispielsweise Meerestiefen von bis zu 40 Metern oder einem hohen Salzgehalt der Luft, gerechnet werden. Deshalb ist die optimale Auslegung eines Offshore-Windparks größer als für einen Windpark an Land. Zudem muss die Zuverlässigkeit der Anlagen auf See besonders hoch sein, da längere Stillstandszeiten zu großen Verlusten führen können.[9]

2.2 Ziele und Maßnahmen der Bundesregierung für den Ausbau von Offshore-Windparks

Im Energiekonzept von 2011 legte die Bundesregierung ihre energie- und klimapolitischen Ziele fest. Zentrale Punkte des Konzeptes sind die Reduzierung der Treibhausgasemissionen bis 2050 um mindestens 80 % gegenüber 1990, die Erhöhung der Energieeffizienz und die Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energien an der Bruttostromerzeugung bis zum Jahr 2050 auf 80 % (siehe Abbildung 2). Des Weiteren sollen ein schrittweiser Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022 und eine Beschleunigung des Netzausbaues umgesetzt werden.[10] Bis 2020 möchte die Bunderegierung 10.000 MW Offshore-Kapazitäten ans Netz bringen, was einem Strombedarf von 11.400.000 Haushalten entspricht; zehn Jahre später sollen 25.000 MW durch Offshore-Windparks am Netz sein.[11] Der jährliche Stromertrag würde in diesem Fall etwa 85 bis 100 TWh betragen und entspräche rund 15 % des heutigen Stromverbrauchs in Deutschland.[12]

Diesen Ausbau unterstützt die Bundesregierung mit unterschiedlichen Mitteln. So garantiert das neue Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) den Besitzern von Offshore-Windparks festgesetzte Einspeisevergütungen, zu denen die Anlagenbesitzer die Energie unabhängig von der Stromnachfrage ins Netz einspeisen können (siehe 3.2, Förderung in Deutschland). Auch wurde die Anbindung der Offshore-Windparks erleichtert: Seit 2012 bietet der so genannte Offshore-Netzentwicklungsplan die Grundlage für den Bau und eine erleichterte Anbindung neuer Anlagen. Durch neue Haftungsregeln sollen Investitionen in den Neubau von Offshore-Windparks zudem attraktiver gemacht werden.[13]

Die Ausbauziele werden von Hermann Albers, dem stellvertretenden Präsident des Bundesverband WindEnergie e.V., jedoch als unrealistisch angesehen. Er rechnet mit 6500 bis 7000 MW bis 2020.[14] Auch der Netzbetreiber Tennet weist darauf hin, dass erst Windparks mit einer Leistung von 2900 MW bisher über eine Finanzierung verfügen würden.[15]

Auch auf europäischer Ebene wird durch die Erneuerbare-Energie-Richtlinie von 2009 festgelegt, welcher Anteil des Endenergieverbrauchs aus erneuerbaren Energien stammen soll. Für Deutschland ist bis 2020 das Ziel vorgesehen, dass 18% des Stroms aus erneuerbaren Energiequellen stammen.[16] Die Stromerzeugung aus Offshore-Kapazitäten soll in Europa insgesamt 140 TWh bis 2020 betragen. Nach einer Analyse der Europäischen Kommission könnte sie aufgrund zu geringer Anstrengungen der Länder und aufgrund von unerwartet auftretenden Problemen bei dem Ausbau der Stromnetze jedoch bei nur 43 TWh liegen (siehe Abb. 3).[17]

3 | WIRTSCHAFTLICHE ASPEKTE

3.1 Vor- und Nachteile von Offshore-Windkraftanlagen gegenüber Onshore-Anlagen

Offshore-Windkraftwerke besitzen tendenziell aus drei Gründen das Potential, wirtschaftlicher zu sein als vergleichbare Onshore-Anlagen. Erstens bläst der Wind auf dem Festlandsockel in der Regel stärker und kontinuierlicher als an Land. Da die Leistung mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit steigt, eine doppelte Windgeschwindigkeit also die achtfache Leistung zur Folge hat, fällt dieser Standortvorteil stark ins Gewicht. Zweitens können Offshore-Anlagen häufig mit größeren Rotorblättern ausgestattet werden, da weder der Schattenwurf noch die Lautstärke eine Mehrbelastung von Anwohnern zur Folge haben. Dieses ist aufgrund der Tatsache von großer Bedeutung, dass die Leistung einer Anlage mit dem Quadrat des Rotordurchmessers steigt. Ein doppelter Durchmesser führt also zur vierfachen Leistung eines Windkraftwerkes. Drittens kann durch eine größere Nabenhöhe ein positiver Effekt erzielt werden, da störende Bodeneffekte abnehmen.[18] Insgesamt lässt sich durch diese Standortvorteile ein Mehrertrag von 40 bis 50 % gegenüber guten Küstenregionen erzielen. Hinzu kommt, dass auf dem Festlandsockel in der Regel größere zusammenhängende Flächen als an Land zur Verfügung stehen.[19]

[...]


[1] Vgl. Gmünder, Simon: Klimawandel. Ursachen, Folgen und Handlungsmöglichkeiten. Zürich: 2012. S. 2.

[2] Vgl. http://www.oekosystem-erde.de/html/klimawandel-02.html.

[3] Vgl. Schrader, Christopher: Klimabilanz der Kraftwerke. In: Süddeutsche Zeitung, 17.05.2010.

[4] Vgl. Böttcher, Jörg: Handbuch Offshore-Windenergie. Rechtliche, technische und wirtschaftliche Aspekte. München: 2013. S. 530-546.

[5] Vgl. Bührke, Thomas; Wengenmayr, Roland: Erneuerbare Energie. Alternative Energiekonzepte für die Zukunft. Weinheim: 2007. S. 15.

[6] Vgl. http://www.offshore-windenergie.net/windparks.

[7] Vgl. http://www.bfs.de/kerntechnik/ereignisse/standorte/karte_kw.html.

[8] Vgl. http://www.offshore-windenergie.net/windparks.

[9] Vgl. Dr. Dürrschmidt, Wolfhart; Hammer, Elke: Erneuerbare Energien. Innovationen für eine nachhaltige Energiezukunft. Berlin: 2009. S. 68 - 70.

[10] Vgl. http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiewende/energiekonzept,did=490752.html.

[11] Vgl. DPA: Windparks. Regierung verfehlt Offshore-Ziele klar. In: Der Spiegel, 11.07.2013.

[12] Vgl. Dr. Dürrschmidt: Erneuerbare Energien. S. 69.

[13] Vgl. http://www.bundesregierung.de/Content/DE/Artikel/2012/08/2012-08-29-neuregelungen-offshore-anbindung.html.

[14] Vgl. Uken, Marlies: Offshore-Ziele kaum noch zu schaffen. In: Die Zeit, 11.01.2012.

[15] Vgl. Lorenzen, Meike: Tennet muss Stromnetz täglich vor Zusammenbruch retten. In: Wirtschaftswoche, 03.09.2013.

[16] Vgl. http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiepolitik/europaeische-energiepolitik,did=281904.html.

[17] Vgl. Europäische Kommission: Bericht der Kommission an das Europäische Parlament, den Rat, den europäischen Wirtschafts- und Sozialausschuss und den Ausschuss der Regionen. Fortschrittsbericht "Erneuerbare Energien". Brüssel: 2013. S. 5-6.

[18] Vgl. Watter, Holger: Nachhaltige Energiesysteme. Grundlagen, Systemtechnik und Anwendungsbeispiele aus der Praxis. Wiesbaden: 2009. S. 44-52.

[19] Vgl. Bührke: Erneuerbare Energie. S. 15-18.

Ende der Leseprobe aus 23 Seiten

Details

Titel
Offshore-Windparks und ihr Beitrag zur Energiewende
Untertitel
Eine Analyse der ökonomischen und ökologischen Faktoren der Offshore-Windkraftwerke
Note
15 Punkte (0,67)
Autor
Jahr
2013
Seiten
23
Katalognummer
V275189
ISBN (eBook)
9783656684282
ISBN (Buch)
9783656684275
Dateigröße
3311 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
offshore-windparks, beitrag, energiewende, eine, analyse, faktoren, offshore-windkraftwerke
Arbeit zitieren
Alexander Kolloge (Autor), 2013, Offshore-Windparks und ihr Beitrag zur Energiewende, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/275189

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