Aus welcher Richtung weht der Wind? Aktuelle Trends und zukünftige Strategien für Offshore-Wind

Fliegende Drachen, schwimmende Turbinen, Bubble Screens, Vogelerkennungsradare... Viele Innovationen verändern die Offshore-Windindustrie. In den letzten Jahren haben Kostensenkungen zu einem Durchbruch der Offshore-Windkraft geführt. Diese Energiequelle, die einst als riskant, unzuverlässig und kostspielig galt, hat große Aufmerksamkeit und Unterstützung von Investoren, Energieversorgern, Behörden und der Gesellschaft insgesamt erhalten. Könnte der Wind vor unseren Küsten eine Lösung für unseren wachsenden Strombedarf sein? Werden Offshore-Windparks die Welt aus ihrer Abhängigkeit von fossilen Energien befreien? Maarten de Vries hat einige aufregende Neuigkeiten für die Zukunft der Branche...

Bevor Sie einen Blick auf die Zukunft der Offshore-Windenergie werfen, können Sie uns erzählen, wie die Branche begann?

Seit der Errichtung des ersten Offshore-Windparks 1991 an der dänischen Küste wurde die Offshore-Windkraft immer als eine potenzielle Quelle für erneuerbare Energie in Betracht gezogen, aber die Menschen hatten viele Zweifel. Die größte Sorge war, dass die Kosten viel zu hoch waren. Im Jahr 2010 lagen die Kosten für Offshore-Windenergie bei etwa 200 €/MWh (Strom aus fossilen Brennstoffen lag bei etwa 40 €/MWh).

Der Grund für solch hohe Kosten war, dass eine ganz neue Industrie aufgebaut werden musste. Um den Offshore-Windsektor zu entwickeln, mussten zwei Industrien zusammenarbeiten: auf der einen Seite die Onshore-Windindustrie und auf der anderen Seite die Offshore-Öl- und Gasindustrie. Am Anfang war diese neue Zusammenarbeit sehr mühsam und es wurden viele Fehler gemacht. Zum Beispiel begannen die Getriebe durch das Salz zu rosten, und es gab Probleme mit den Fundamenten. Aufgrund dieser Herausforderungen sahen die Menschen die Offshore-Windkraft als sehr riskant an und deshalb verlangten die Investoren sehr hohe Renditen. Das war der Hauptgrund, warum diese Energiequelle so teuer war.

Was ist in den letzten Jahren passiert, damit sich die Offshore-Windenergie so schnell entwickeln konnte?

Seitdem sind die Kosten für Offshore-Windenergie dramatisch gesunken. Der erste Hinweis auf diesen Kostenrückgang kam vor zwei Jahren, im Jahr 2016: Der Basispreis für den Windpark Borssele I + II lag bei 73 €/MWh. Dies war ein enormer Durchbruch. Es gab zwei Gründe für einen solchen Rückgang: 1) Erfahrung und 2) Technologie. Erstens sank die Erfahrung in der Branche und damit die Risikowahrnehmung und die Finanzierungskosten. Zweitens wurde die Technologie entwickelt und hatte einen enormen Einfluss auf die Kostensenkung: Die Turbinen sind viel größer, und die Installationsschiffe sind jetzt maßgeschneidert und nicht mehr aus der Öl- und Gasindustrie übernommen.

Diese massive Kostensenkung hat die Offshore-Windenergie im Vergleich zu fossil betriebenen Kraftwerken inzwischen fast wettbewerbsfähig gemacht und wird zu einer raschen Weiterentwicklung der Branche führen.

In welchen Ländern hat sich die Offshore-Windkraft hauptsächlich entwickelt und was sind deren zukünftige Ambitionen?

In Europa haben vor allem Großbritannien, Deutschland, die Niederlande und Dänemark in die Offshore-Windenergie investiert. Alle diese Länder haben große Ambitionen und werden ihre Offshore-Windkapazitäten in den kommenden Jahren ausbauen. Die Niederlande zum Beispiel haben sich verpflichtet, bis 2030 11,5 GW Offshore-Windkraft zu installieren.

Im Rest der Welt ist China führend bei der Offshore-Windenergie in Asien. Auch Japan und Südkorea bewegen sich in Richtung dieser erneuerbaren Energiequelle.

In den USA, obwohl die Bundesregierung beschlossen hat, aus dem Pariser Abkommen auszusteigen, haben die Regierungen der Bundesstaaten starke Ambitionen: New York und Massachusetts zum Beispiel entwickeln derzeit Offshore-Wind.

Was denken Sie, wie wird die Offshore-Windenergie in Zukunft mit anderen erneuerbaren Energielösungen konkurrieren?

Das hängt wirklich davon ab, wo man sich auf dem Planeten befindet. Grob gesagt, werden Länder, die näher am Äquator liegen, eher auf Solarenergie als auf Windenergie angewiesen sein. Länder in Europa hingegen werden auf eine Mischung aus Sonne und Wind angewiesen sein. Tatsächlich lassen sich diese beiden Energiequellen sehr gut kombinieren, da im Sommer viel Sonne und im Winter viel Wind vorhanden ist, so dass es eine große Synergie zwischen ihnen gibt.

Nur um Ihnen eine Vorstellung zu geben: In den Niederlanden gehen die Forschungsinstitute ECN und PBL davon aus, dass im Szenario mit 95 % CO2-Reduzierung im Jahr 2050 50-80 % (35-75 GW) des gesamten Stroms in den Niederlanden mit Offshore-Wind erzeugt werden. Der Rest wird höchstwahrscheinlich aus Solarenergie, Biomasse und Onshore-Windkraft bestehen. Das macht Sinn, da Holland einen großen Teil der flachen Nordsee besitzt, wo die Winde sehr stark wehen.

Was sind die aktuellen Innovationen, die zur Entwicklung von Offshore-Wind beitragen könnten?

Eine der großen Herausforderungen ist derzeit die Entwicklung schwimmender Windkraftanlagen. Es wird viel Geld in diese Innovation investiert, da viele Länder der Welt zu tiefe Küsten haben, um Windturbinen auf dem Meeresboden zu installieren. Ich erwarte, dass diese Technologie in 10 Jahren ausgereift sein wird. Erstens wird dies dazu beitragen, dass viel mehr Länder Zugang zu Offshore-Wind haben werden. Dann könnte dies den Weg zu Offshore-Windparks mitten im Ozean öffnen, kombiniert mit FPSO-Einheiten (Floating Production Storage and Offloading, das sind riesige schwimmende Schiffe, die in der Offshore-Öl- und Gasindustrie eingesetzt werden), um den Strom in Wasserstoff umzuwandeln und den Wasserstoff an die Küste zu transportieren. Das mag wie ein Traum erscheinen, aber es ist sehr real. Viele Unternehmen arbeiten bereits daran.

Schwimmende Windturbinen könnten auch mit einer anderen Innovation kombiniert werden: Drachen. Mit ihnen können wir die noch stärkeren Winde in sehr großer Höhe, bis zu 3 km, ernten. An Land sind sie wegen des Flugverkehrs schwierig zu installieren, während sie sich offshore als brillante Lösung erweisen könnten>

Wenn wir also schwimmende Strukturen, Kites und FPSOs miteinander verbinden, könnten langfristig riesige Mengen an Energie aus dem Meer gewonnen werden.

Was sind derzeit die größten Herausforderungen für die Entwicklung der Offshore-Windkraft?

Das Hauptargument gegen die Entwicklung der Windenergie sind die Auswirkungen auf die Landschaft. Derzeit werden Offshore-Windturbinen in der Regel in flachen Gewässern in Küstennähe installiert, so dass sie von den Küsten aus sichtbar sind, was viel Widerstand hervorruft. Die Lösung für dieses Problem ist recht einfach: Man kann die Parks weiter von der Küste weg verlegen, auch wenn das längere Kabel, tiefere Meeresböden und höhere Kosten bedeutet.

Eine weitere Herausforderung sind die Auswirkungen auf das Meeresleben, sowohl über als auch unter Wasser. Die erste Gefahr besteht für Vögel, da sie gegen Turbinen stoßen können. Um dieses Problem zu vermeiden, leisten Windparks, insbesondere in Holland, Pionierarbeit mit Radarsystemen, die den Flug von Vögeln erkennen. Wenn die Vögel in die Richtung des Windparks fliegen, kann man die Turbinen vorübergehend abschalten.

Zweitens können Offshore-Windparks für Delfine und andere Meeressäuger gefährlich sein, vor allem während der Bauphase. Beim Bau eines Windparks müssen Pfähle in den Meeresboden gerammt werden, was die Meeresbewohner stören kann. Die Lösung für dieses Problem ist recht clever: Um die Rammmaschine herum wurden Blasenschirme installiert, die den Lärm dämpfen.

Eine andere Lösung, die getestet wird, um den Offshore-Windparks zu helfen, einen positiven Einfluss auf die Umwelt zu haben, besteht darin, Austernbänke um die Fundamente herum anzulegen, um zu verhindern, dass der Sand des Meeresbodens von den Strömungen weggetragen wird.

Die gesellschaftliche Unterstützung für Offshore-Windkraftanlagen wird von der Industrie sehr sorgfältig geprüft. Es ist absolut entscheidend, dass die Unterstützung stark bleibt, wenn die Regierungen ihre Ziele für erneuerbare Energien erreichen wollen. Es ist daher sehr wichtig, die lokalen Gemeinden einzubeziehen und sicherzustellen, dass sie von den Beschäftigungsmöglichkeiten profitieren. Gute Initiativen zur lokalen Unterstützung finden sich in der Normandie, Frankreich, wo eine neue Blattfabrik errichtet wird, die viele Arbeitsplätze schaffen wird.

Wenn wir uns ansehen, wie sich die Offshore-Windenergie in den letzten Jahren entwickelt hat, was können wir daraus lernen, was für die Entwicklung anderer erneuerbarer Industrien und Technologien nützlich sein könnte?

Ich glaube in der Tat, dass es hier zwei große Lektionen zu lernen gibt.

Erstens ist die Offshore-Windenergie ein fantastisches Beispiel dafür, wie Regierungen helfen können, solche Industrien zu entwickeln. Als die Kosten für Offshore-Windkraft zu hoch waren, hat sich die Investition zunächst nicht ausgezahlt, so dass der Markt zögerte, sie zu entwickeln. Die Subventionen der Regierung trugen maßgeblich dazu bei, dass die Industrie wachsen konnte. Jetzt, einige Jahre später, werden Windparks ohne jegliche Subventionen entwickelt. Die Rolle der Regierung bestand in diesem Fall nur darin, die Entwicklung anzustoßen.

Zweitens zeigt es, wie wichtig Innovation für eine Branche ist, um wettbewerbsfähig zu werden. Im Laufe der Jahre haben wir eine massive Entwicklung der Größe von Turbinen gesehen, von denen einige jetzt eine Kapazität von 9MW haben. GE entwickelt derzeit die größte Windturbine, Haliade-X. Sie hat eine Leistung von 12MW und ihre Gesamthöhe entspricht in etwa der des Eiffelturms. Durch Innovationen haben einige Unternehmen einen enormen Wissensvorsprung erlangt und es ist nun sehr schwierig für andere, diesen aufzuholen.

Maarten de Vries ist Senior Associate im Amsterdamer Büro von Roland Berger. Roland BergerMaarten berät Industrieunternehmen bei der Entwicklung von allgemeinen und F&E-Strategien. Außerdem ist er an der Entwicklung von öffentlich-privaten Kooperationen in den Bereichen technologische Innovation und erneuerbare Energien beteiligt. Maarten hat einen MSc-Abschluss in Bauingenieurwesen der Technischen Universität Delft und einen MBA-Abschluss von INSEAD, Fontainebleau.