Forschungsprojekt auf einem Baggersee bei Bremerhaven: Das Modell namens „Nezzy“ wird derzeit getestet. 
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Forschungsprojekt auf einem Baggersee bei Bremerhaven: Das Modell namens „Nezzy“ wird derzeit getestet. 

Windkraft

Riesen auf See

  • vonVerena Kern
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Bislang ist der Einsatz von Offshore-Windrädern begrenzt. Schwimmende Anlagen könnten das ändern und so zum „Game Changer“ werden.

Seit zehn Jahren boomt die Windenergie auf See, mit jährlichen Wachstumsraten um die 30 Prozent. Eine Auswertung der Internationalen Energieagentur IEA zählte im vergangenen Jahr weltweit 150 neue Projekte. Dennoch ist Offshore-Windkraft nach wie vor ein Zwerg. Nicht einmal ein halbes Prozent der globalen Stromerzeugung steuert sie bislang bei.

„Dabei ist das Potenzial gigantisch“, sagt IEA-Chef Fatih Birol. Nach Schätzungen seiner Organisation könnten Windräder im Meer mehr als 420 000 Terawattstunden jährlich liefern, umgerechnet 420 Billionen Kilowattstunden. Das ist 18-mal mehr als der heutige globale Stromverbrauch. So, wie derzeit Öl- und Gasplattformen fossile Energien aus dem Meeresboden pumpen, könnten in Zukunft Meereswindparks für sauberen Strom sorgen. Theoretisch wäre damit das Energieproblem der Menschheit gelöst.

Allerdings sind diesem Szenario bislang enge Grenzen gesetzt. Denn die heutige Offshore-Technologie funktioniert nur in relativ flachen Gewässern. Die Wassertiefe darf höchstens 50 bis 60 Meter betragen, damit man die Windkraftanlagen mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand im Meeresboden verankern kann. Allein dadurch ist die Anzahl geeigneter Meeresflächen limitiert – und damit die Strom-Ausbeute.

Wie groß der Unterschied ist, zeigt eine Berechnung der Internationalen Organisation für erneuerbare Energien (Irena) für das Beispiel China. Bis 20 Meter Wassertiefe liegt das Potenzial für Offshore-Windenergie dort bei 500 Gigawatt, bei einer Tiefe zwischen 20 und 50 Metern bei 1100 Gigawatt, doch zwischen 50 und 100 Metern sind es bereits 2200 Gigawatt.

Eine Lösung wären schwimmende Windparks. Ihr Fundament muss nicht aufwendig im Meeresboden eingelassen werden. Es schwimmt an der Wasseroberfläche und braucht lediglich eine Verankerung am Boden, mit der es durch Leinen verbunden ist. Damit kommen auch tiefere Gewässer in Frage.

Von einem Einsatz im großen Stil ist die Technik aber noch weit entfernt. Erst 2017 entstand vor der Küste Schottlands eine erste Anlage. Weitere Projekte in überschaubarer Zahl folgten in Japan, Europa, Asien und den USA. Immerhin haben schon etliche Regierungen Ausbauziele beschlossen.

„Wir stehen noch ganz am Anfang einer neuen Technologie“, sagt Ramona Sallein, eine Sprecherin des Energiekonzerns EnBW der Frankfurter Rundschau. Das Unternehmen hat gerade ein Forschungsprojekt gestartet, um die neue Technik mit einem Modell namens „Nezzy“ zu erproben. „Unser Ziel ist es, schwimmende Windkraftanlagen kommerziell wirtschaftlich betreiben zu können.“

Das norddeutsche Ingenieurunternehmen Aerodyn Engineering, mit dem EnBW kooperiert, hat ein Vorgängerkonzept bereits vor zwei Jahren im Meer vor Japan erprobt.

„Nezzy“ besteht aus zwei Windturbinen, das Fundament hat die Form eines liegenden Y. Ein Modell im Maßstab 1:36 wurde bereits in einem künstlichen Wellenkanal getestet.

Nun folgt ein Test mit einem Maßstab von 1:10, zunächst in einem Baggersee bei Bremerhaven und ab dem Sommer für zweieinhalb Monate in der Ostsee, wo sich das 18 Meter hohe Modell bei Wind und Wellen beweisen soll.

Ab Ende 2021 will EnBW schließlich ein Modell im Maßstab 1:1 vor der Küste Chinas ein Jahr lang erproben. „Erst wenn dieser Test erfolgreich abgeschlossen ist, wird sich zeigen, ob unser Modell den Anforderungen gewachsen ist“, sagt die EnBW-Sprecherin. „Dann können wir uns gut vorstellen, diese Systeme auch für eigene Windparks in Zukunft einzusetzen.“

Auch der dänische Offshore-Pionier und Weltmarktführer Ørsted verfolgt die Entwicklung mit Interesse. „Wir sind grundsätzlich offen für Innovationen und verfolgen deshalb auch immer die Entwicklung neuester Technologien“, sagt Deutschland-Chef Volker Malmen gegenüber der FR. „Sollten sich im Bereich schwimmender Windkraftanlagen Potenziale bieten, werden wir sie prüfen und in unsere Projektentwicklung einbeziehen.“

„Alle Küstenbereiche ab 35 Metern Tiefe kämen theoretisch für den Einsatz von Nezzy infrage“, betont die EnBW-Sprecherin. Damit wäre das Potenzial tatsächlich gewaltig – wenn das Konzept es bis zur Serienreife bringt. Besonders interessant wäre es für Länder wie Japan und die USA, wo sich tiefe Gewässer in der Nähe dicht besiedelter Küsten befinden. Die Anlagen auf dem Meer, wo der Wind besonders kräftig und stetig weht, könnten dann Millionen Menschen mit sauberem Strom versorgen.

Aus Sicht der Agentur Irena hat die schwimmende Windenergie das Zeug, zum „Game Changer“ zu werden. Längerfristig könnte sie zu einer preisgünstigen Alternative zu der bisherigen Technologie werden. Auch für die Umwelt hätte das Vorteile, weil bei der Installation weniger stark in den Meeresboden eingegriffen werden muss.

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