Stetige Winde, geringe Wassertiefen und geographisch günstig gelegen – die Nordsee ist prädestiniert für die Errichtung von Offshore-Windkraftparks. Aktuell sind 30 Gigawatt installiert, die meisten Anlagen befinden sich in Küstennähe. Um die Ausbaupläne zu realisieren, müssen die Windräder jedoch weiter raus aufs Meer wandern. Doch wie kommt der Strom zu den Menschen an Land? Torben Glar Nielsen, ehemaliger CTO von Energinet, und Wilfried Breuer, Geschäftsführer bei MR, hatten die Idee, für die Verteilung künstliche Inseln zu errichten. Gemeinsam mit anderen Unternehmen haben sie daher 2017 das North-Sea-Wind-Power-Hub Programm in Leben gerufen.
Die Nordsee als grünes Kraftwerk Europas
300 Gigawatt Strom sollen Offshore-Windkraftanlagen bis 2050 in der Nordsee produzieren. Das North Sea Wind Power Hub Programm, hat dafür den Weg bereitet. Und MR bietet die passenden Technologien für den maritimen Betrieb.
Die Nordsee als grünes Kraftwerk Europas
300 Gigawatt Strom sollen Offshore-Windkraftanlagen bis 2050 in der Nordsee produzieren. Das North Sea Wind Power Hub Programm, hat dafür den Weg bereitet. Und MR bietet die passenden Technologien für den maritimen Betrieb.
Die Vision: ein Netz aus künstlichen Inseln
Entstanden ist die Idee zu den künstlichen Inseln bei einem Treffen zwischen Torben Glar Nielsen, zu dieser Zeit noch CTO bei Energinet, und Wilfried Breuer, damals noch bei TenneT tätig und inzwischen Geschäftsführer bei MR. Ihre Vision: Ein Netz aus künstlichen Inseln, die die Elektrizität als Teil eines länderübergreifenden Stromnetzes aus umliegenden Windparks einsammeln und weiterverteilen. Um diese Vision in die Realität umzusetzen, initiierten sie das North Sea Wind Power Hub Programme (NSWPH). Das Konsortium soll technische und wirtschaftliche Machbarkeitsstudien erstellen, um die Nordsee zum Energiehub Europas auszubauen.
Bislang wird der Offshore-Windstrom auf Stahlplattformen, sogenannten Jackets, eingesammelt, wie sie auch die Öl- und Gasindustrie für die Förderung nutzt. Auf ihnen befinden sich die Gleichrichterstationen, die den Windstrom für den Weitertransport an Land in Gleichstrom umwandeln. Das Prinzip ist bewährt, doch die Möglichkeiten für einen Ausbau sind begrenzt. Momentan schafft es die Jacket-Lösung, maximal zwei Gigawatt (GW) Leistung zu bewältigen. Mit den Energieinseln wären in einer ersten Ausbaustufe etwa zehn Gigawatt und später bis zu 30 Gigawatt je Insel möglich. „Bis zu einer Leistung von zwei Gigawatt sind die konventionellen Jackets sicherlich die günstigere Lösung. Doch bei den angedachten Leistungen sind unsere Energieinseln im Vorteil“, sagt Nielsen.
„Die Energieinseln könnten den Strom von mehreren Offshore-Windanlagen einsammeln und über Seekabel gleich an mehrere Anrainerstaaten verteilen.“
Was passiert auf den künstlichen Energieinseln?
Was passiert auf den künstlichen Energieinseln?
Da die Nordsee teilweise nur 13 Meter tief ist, könnten künstliche Inseln relativ einfach aufgeschüttet werden. Je nach Konzeption wären etwa acht Energieinseln notwendig, um das Vorhaben in der Nordsee zu realisieren. Die Pläne sind mittlerweile konkreter: Der belgische Übertragungsnetzbetreiber möchte 2024 mit dem Bau der Prinzessin Elisabeth-Insel, 45 Kilometer vor der Küste Belgiens starten. Es wäre die erste Energieinsel der Welt. Auch Dänemark hat bereits Pläne für eine Energieinsel vor der Nordseeküste von Thorsminde.
Auf den Inseln wären die Konverterstationen untergebracht, die den Wechselstrom für die verlustarme Übertragung via Seekabel in Gleichstrom wandeln. Zudem ist Platz für die Lagerung von Ersatzteilen und Unterkünfte für das Wartungspersonal. Und es gäbe noch weitere Nutzungsmöglichkeiten: Elektrolyseanlagen können direkt vor Ort überschüssigen Strom in Wasserstoff wandeln. Denkbar wäre auch der Betrieb von Rechenzentren.
Mehr lesen
Internationales Stromnetz auf der Nordsee
Die Energieinseln könnten zudem Teil eines internationalen Stromnetzes auf dem Meer werden, das mehrere Länder und Offshore-Windparks miteinander vernetzt. Bislang sind die Windparks radial wie eine Einbahnstraße an das Verbundnetz desjenigen Landes angebunden in dessen Hoheitsgewässern sie sich befinden. Das North-Sea-Wind-Hub (NSWPH-) Konsortium möchte das ändern und arbeitet daher an einem neuen Ansatz zur Anbindung von Offshore-Windkraftanlagen, dem sogenannten Hub-and-Spoke-Konzept, um den grünen Windstrom effizienter in das gesamteuropäische System zu integrieren.
„Unser neuer technischer 2‑GW-Standard wird den Netzausbau in der Nordsee beschleunigen und die europäische Energiewende weiter antreiben.“
Tennets Pläne auf dem Meer
Ein wesentlicher Treiber des Windkraftausbaus in der Nordsee ist der Übertragungsnetzbetreiber TenneT. Aktuell betreibt das Unternehmen Offshore-Netzanbindungssysteme mit einer Gesamtkapazität von rund 11,5 Gigawatt (GW), bereits 2031 sollen es 40 GW sein. Um dieses Ziel zu erreichen hat TenneT das sogenannte 2‑GW-Programm gestartet. Dabei handelt es sich um ein standardisiertes 2‑GW-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Plattformkonzept (HGÜ) und ein neues 525 kV starkes Kabelsystem. Damit soll der Netzausbau in der Nordsee beschleunigt und die europäische Energiewende weiter vorangebracht werden. Bis 2031 möchte TenneT mindestens 14 dieser 2‑GW-Offshore-Netzanschlusssysteme in der deutsch-niederländischen Nordsee bauen. Lesen Sie mehr dazu im Interview mit Tim Meyerjürgens, Chief Operating Officer bei TenneT.
Mehr LesenWasserstoff auf hoher See
Strom hat den Nachteil, dass er in jedem Sekundenbruchteil komplett abgeführt werden muss, wenn man ihn nicht abregeln möchte. Auf den Energieinseln könnten Elektrolyseanlagen, die Erzeugungsspitzen für die Wasserstoffproduktion verwenden. Breuer erklärt: „Der Wasserstoff könnte dann über Pipelines an Land gebracht werden.“ Das bietet auch den Vorteil, dass die Strominfrastruktur nicht für die Spitzen, sondern nur für die Dauerlast und damit etwa 30 Prozent kleiner ausgelegt werden müsste.
Die technischen und wirtschaftlichen Machbarkeitsstudien für die Pläne in der Nordsee hat das North Sea Wind Power Hub-Programme inzwischen vorgelegt. Jetzt müssen Politik und Wirtschaft an einem Strang ziehen und das Vorhaben in die Realität umsetzen. Wenn es funktioniert, wäre das auch ein Vorbild für andere Weltregionen.
„Wir als Reinhausen Gruppe bieten die Technik und Serviceleistungen, damit das Netz auf dem Meer genauso zuverlässig funktioniert wie an Land.“
Service auf Hoher See
Diese Anlagen spielen eine wichtige Rolle im Rahmen der Energiewende und des Ausbaus erneuerbarer Energien. Daher sind Service- und Wartungskonzepte für diese Anlagen entscheidend, um ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit sicherzustellen und Betriebsausfälle zu minimieren. Dafür benötigt es kürzeste Reaktionszeiten (24/7) ebenso wie eine maximale Verfügbarkeit von Material und für diese Einsätze qualifiziertes Servicepersonal. Zusätzlich können durch eine proaktive Überwachung und Analyse (z.B. eine bewährte TESSA® FS2D Methodik), potenzielle Probleme frühzeitig erkannt werden, bevor diese zu größeren Störungen führen.
Für ein zuverlässiges Netz auf dem Meer
Reinhausen bietet schon heute Produkte, Lösungen und Services für maritime Offshore-Anwendungen, die auch für die Energieinseln geeignet sind. Dazu zählen:
Die Automatisierungslösung ETOS® und intelligente Sensoren
GRIDCON® STATCOM-Systeme für eine stabile Spannung
