Læs højt. Store havvindmølleparker i Nord- og Østersøen forventes snart at bringe betydeligt mere vindkraft ind i det tyske net. Men faciliteterne til søs er kontroversielle.

Hvis du rejser med tog fra Hamborg mod nord til øen Sylt, kan du ikke kun nyde de idylliske myrer i Slesvig-Holsten, når du kigger ud af vinduet. Iøjnefaldende er også de mange vindmøller, der stikker ud af det flade landskab. Med omkring 2.500 vindmøller er landet mellem Nord- og Østersøen den landsdækkende førende inden for brug af vindenergi med hensyn til dets område. Planterne kan dække omkring 25 procent af Schleswig-Holsteins strømbehov. Men også andre steder i Tyskland har vindenergiindustrien været blomstrende som ingen anden i årevis: i hele Tyskland er den installerede kapacitet i vindkraftværker steget seks gange i de sidste fem år. Mens de kraftigste vindkraftværker producerede maksimalt 150 kilowatt i begyndelsen af ​​firserne, opstilles i dag rotorer med en kapacitet på 1, 5 til 2, 5 megawatt og en vingediameter på 70 til 80 meter - giganter, der er mere end 100 meter høje højt over landskabet. En enkelt 1, 5 megawatt rotor genererer nok energi til at forsyne omkring tusind fire-personers husstande med elektricitet på et gennemsnitligt vindrigt sted. I alt er der i øjeblikket omkring 12.000 vindmøller fra forskellige performanceklasser i Tyskland. Tendens: stærkt stigende. Alene i 2001 blev der bygget mere end 2600 vindmøller. Med en installeret kapacitet på mere end 9.000 megawatt - svarende til omkring syv atomkraftværker - bidrager de med omkring tre procent til at dække energibehov. Tyskland er således verdensmester i brugen af ​​vindenergi - langt foran lande som USA, Spanien og Danmark. I 2001 blev 37 procent af verdens installerede kapacitet på ca. 25.000 megawatt genereret af vindmøller i Tyskland. Hvert andet nybyggede anlæg blev installeret i Tyskland. Den stormfulde opsving i brugen af ​​vindenergi i de senere år er først og fremmest en konsekvens af den tilførselslov, der er gældende siden 1991. Dette forpligter energiselskaberne til at føre den elektricitet, der er produceret fra vindenergi, ind i deres forsyningsnet og betale et minimumsgebyr på i øjeblikket 17, 8 pfennigs pr. Kilowattime. Mange andre lande - såsom Frankrig, Grækenland og Brasilien - har nu stort set kopieret denne lovgivning. På trods af den generøse økonomiske støtte står planlæggere og operatører af vindkraftanlæg i stigende grad over for modvind. Ifølge en undersøgelse foretaget af markedsundersøgelsesinstituttet ipos, ønsker 83 procent af tyskerne større brug af vindenergi. Men når der planlægges nye vindmølleparker i nærheden af ​​boliger, er der ofte modstand i befolkningen - på grund af en formodet blæse på det lokale og landskabsbillede eller på grund af en frygtet støjforurening fra de cirkulerende vindmøller. Ifølge eksperter er svirring eller hvirvling af rotorerne ikke længere et problem: moderne vindmøller er bedre isoleret, kører langsommere - og dermed meget mere støjsvage - end ældre modeller. Endnu mere end den ofte manglende accept plages industrien af ​​det lave antal tilstrækkeligt blæsende steder, hvor driften af ​​nye rotorer lønner sig. "Om tre til fire år vil stederne på land i Tyskland være knappe, " siger prof. Fritz Vahrenholt, tidligere bestyrelsesmedlem i Shell AG, ex-medlem af Hamborgs senatet og nu leder af vindmølleproducenten Repower Systems i Hamborg. Derfor trækker planteingeniører ud på havet. Kæmpe såkaldte havvindmølleparker skal bygges i de kommende årtier ud for bredden af ​​Nordsøen og Østersøen - og de vil fortsat øge andelen af ​​vindenergi i den tyske energimix. Den rødgrønne føderale regering støtter disse planer. Den ser den stærke udvidelse af vindenergiforbruget som en mulighed for drastisk at reducere kuldioxidemissioner i de næste par år og årtier. Derudover skal andelen af ​​vedvarende energi i elproduktionen fordobles inden 2010 sammenlignet med 2000 til 12, 5 procent. I henhold til et positionsdokument, der blev offentliggjort af det føderale miljøministerium i maj 2001, skulle ca. 15.000 megawatt vindkraft installeres i Tyskland inden 2010, inklusive 3.000 megawatt til søs. Vindenergi kan derefter give mere end 30 milliarder kilowattimer elektricitet om året - dække seks procent af elforbruget landsdækkende. Ifølge en undersøgelse foretaget af det tyske vindkraftinstitut (DEWI) i Wilhelmshaven, kunne mellem 36.000 og 42.000 megawatt vindkraft installeres i Tyskland i 2030, hvoraf 20.000 til 25.000 megawatt ville være offshoreinstallationer i Nordsøen og Østersøen. Tilsammen ville disse besætte et område på op til 2.500 kvadratkilometer - omtrent som Saarlandets størrelse - og kunne generere op til 110 milliarder kilowattimmar elektricitet om året. De skøn, der hidtil er modtaget af Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH), går endda langt ud over disse skøn. Tilsynsmyndigheden er ansvarlig for godkendelsen af ​​havvindmølleparker uden for 12-milezonen - den såkaldte eksklusive økonomiske zone. Planer for i alt 29 havvindmølleparker i Nordsøen og Østersøen med en potentiel samlet produktion på omkring 60.000 megawatt er blevet forelagt Hamburgs embedsmænd til revision. Årsagen til kørslen på de efterspurgte områder til søs: Kun vindmølleparker, hvor mindst nogle rotorer er i brug i slutningen af ​​2006, får den maksimale told på 17, 8 pfennigs pr. Kilowatt-timers foder i de første ni år. Tiden for projektudviklere af vindmølleparker presser derfor - for eksempel for virksomhederne Umweltkontor i Erkelenz i Rheinland, Energiekontor i Bremen, Winkra-Energie i Hannover og Geo (Society for Energy and Ecology) i Enge-Sande i Nordfriesland. Fordi kun den lovligt garanterede feed-in tariff gør offshore-projekterne økonomisk værd. I gennemsnit blæser vinden på havet stærkere, mere jævnt og med mindre turbulens end inde i landet. Jochen Twele fra den tyske vindkraftforening i Berlin taler om et 40 procent højere energiudbytte af et vindkraftværk til søs sammenlignet med et tilsvarende anlæg på landet. På den anden side er omkostningerne til opførelse, drift og vedligeholdelse af et havvindkraftværk også omkring 40 procent højere end på land. Der er næppe nogen oplevelser. I Danmark, Sverige og Holland har vindenergiparker eksisteret i havet i nogle år - for eksempel "Middelgrunden" ud for København, "Utgrunden" mellem øen Öland og det svenske fastland og to små parker i IJsselmeer nord for Amsterdam. Disse vindenergiparker ligger dog alle inden for et par kilometer fra kysten i dybder på højst fem til syv meter. Opførelsen af ​​en første stor vindmøllepark mindst 14 kilometer væk fra kysten i op til 15 meter dybt vand startede først i april ved "Horns Rev" ud for den danske vestkyst. I Tyskland er planlæggerne nødt til at håndtere langt vanskeligere forhold: På grund af Vadehavet langs Nordsøkysten, omfattende natur- og fuglereservater, intensiv brug af de tyske væbnede styrker og fiskeri og de mange travle skibsruter, er der i umiddelbar nærhed af den tyske kyst næppe egnede placeringer. Derfor skal de mest anmodede offshore vindmølleparker bygges flere dusin til mere end hundrede kilometer fra fastlandet på havdybder fra 20 til 40 meter.

Der skal ingeniørerne beskytte systemerne ikke kun mod angreb af havvand og salt luft for eksempel ved indkapsling af følsomme komponenter som transmission, elektronisk kontrol eller hele nacellen. For at rotorerne kan modstå storme, isflader og bølger, der undertiden stiger over 20 meter på Nordsøen, skal de forankres i havbunden ved hjælp af særlig robuste fundamenter. Reparation og vedligeholdelse af havvindkraftværker til havs er langt vanskeligere end på land For at kunne nås af reparationsteams skal vindmølleparkerne være udstyret med bådpladser og landingspladser med helikopter. For at undgå hyppige dyre vedligeholdelsesrejser til rotorerne udvikler forskere og ingeniører også systemer til fjernvedligeholdelse af turbinerne. "Da systemerne ikke altid vil være tilgængelige for serviceteamet med kort varsel, skal de være i stand til i vid udstrækning at selvdiagnostisere sig selv og om nødvendigt skifte til overflødige komponenter, " siger Claus Pescha fra vindmølleproducenten Enercon i Aurich. Ved hjælp af sensorer overvåges også rotorernes driftsforhold af et kontrolcenter på land i fremtiden. Den første og hidtil eneste "Borkum-West" vindmøllepark, godkendt af Hamburg Maritime Authority, skal bygges i Nordsøen, ca. 45 kilometer nord for øen Borkum, og vil blive verdens første havvindmøllepark Vær uden for 12-milezonen. Det er bygget af Prokon Nord Energy Systems, et firma fra East Frisian Leer. I begyndelsen af ​​pilotfasen ønsker Prokon-planlæggerne at sætte tolv rotorer i det 30 meter dybe vand. Allerede i efteråret 2003 skulle de producere den første elektricitet. Beskyttede omkostninger til pilotprojektet: 125 til 140 millioner euro. Byggeriet er planlagt påbegyndt i foråret næste år med forankring af 800 ton trebenbenstålfundamenter i havbunden og lægningen af ​​et 112 kilometer højspændings-undersøisk kabel. Det er at lede elektricitet fra vindmølleparken via øerne Norderney til fastlandet nær Hilgenriedersiehl og videre til stationen i Emden-B r um, hvor den føres ind i nettet fra energileverandøren E.ON. Tidsplanen for opførelsen af ​​havvindmølleparken er stram. Fordi de planlagte vindmøller med en kapacitet på fem megawatt endnu ikke kan levere en producent. For at tilbagebetale de høje omkostninger ved en havvindmøllepark ved produktion af elektricitet gennem den mest effektive udnyttelse af vindenergipotentialet, kræves der imidlertid sådanne ekstremt kraftige møller. Et første rotormonster med en kapacitet på 4, 5 megawatt, hvis vinger har en diameter på 113 meter og er monteret i en hubhøjde på cirka 120 meter, vil have firmaet Enercon i efteråret i år på gelen Opsæt rotorbladfabrikken i nærheden af ​​Magdeburg og test den i praksis i flere måneder. Med rotordiametre på mere end 100 meter og rotorcirkulationsområder på op til en hektar opnås dynamiske belastninger, der kan beregnes, men som der i øjeblikket ikke er nogen praktisk erfaring, ”siger Enercon-medarbejder Claus Pescha. Med en samlet højde på 170 meter, tårner vindmølle-giganten over Ulmer M nster med 8 meter. Andre vindmølleproducenter som Repower Systems i Hamborg, Pfleiderer Wind Energy i Neumarkt i Øvre Østrig og Vestas, den danske verdensmarkedsleder, arbejder også feberligt på at udvikle turbiner med output på 4, 5 til 5 megawatt. Hver gang de tolv rotorer i Borkum-West ”begynder at dreje er de bare begyndelsen. I yderligere ekspansionsstadier udvides vindmølleparken i 2010 til mere end 200 rotorer med en samlet produktion på omkring 1.000 megawatt. Embedsmænd ved Federal Maritime and Hydrographic Agency ønsker imidlertid ikke at beslutte, om dette vil ske før efter en tre-årig testkørsel af de første tolv møller. På grund af den manglende information om virkningerne af vindmøller på søtransportens og det marine miljøs sikkerhed ønsker Peter Ehlers, myndighedens præsident, oprindeligt kun at godkende pilotprojekter til de andre anmodede vindmølleparker. På applikationslisten er blandt andet projekter før Amrum ("Amrumbank", 1250 megawatt), vest for Sylt ("Dan Tysk", 1500 megawatt og "Sandbank 24", 4950 megawatt) og flere vindmølleparker i Østersøen før klager over en præstation ud af over 2000 megawatt. Miljø- og naturbeskyttelsesforeninger som den tyske naturbevaringsunion (Nabu) og den føderale regering for miljøbeskyttelse (Bund) frygter, at den marine fauna i de berørte områder kan forstyrres, selv under opførelsen af ​​vindkraftanlæg og undersøiske kabelforbindelser. Marsvin, for eksempel, der bruger lyd til at lokalisere deres bytte, orientere sig og kommunikere med hinanden, kunne blive forstyrret og kørt væk med maskiner, der graver bunker i jorden eller grave havbunden til at lægge underkabler. For havfugle ser naturvernere også potentielle farer fra de planlagte vindmølleparker. Fordi de tyske kystområder er vigtige som et hvile- og overvintringsområde for mange havfugle. Selvom adskillige års observationer i området med indre vindkraftværker beviser, at de fleste fugle næppe er imponeret over rotorerne, og at kun få dyr bliver offer for en kollision med vindmøllerne. Det er dog ikke sikkert, at dette let kan overføres til havvindmølleparker, som er højere og på grund af støj fra havet mindre akustisk synlige for fuglene end de tidligere installationer på land. Operatører som Prokon Nord skal ledsage pilotfasen for anvendelse af økologiske undersøgelser, der skal dokumentere vindmøllers indflydelse på det maritime miljø. Til dette formål oprettes en platform til observation af havdyr i Nordsøen i foråret med økonomisk støtte fra det føderale miljøministerium - hvor rotorerne i vindmølleparken "Borkum-West" vil dreje i fremtiden. Allerede inden startsignalet til opførelsen af ​​den første havvindmøllepark indsamler planlægningsfirmaerne så mange data som muligt for at bevise sikkerheden ved naturbeskyttelsesfaciliteterne. Således blev firmaet Umweltkontor, der ansøgte om et område i Østersøen nordøst for Rügen til opførelse af 69 vindkraftværker til vindmølleparken "Adlergrund", chartret i flere måneder det polske forskningsskib Oceanien, som miljøforholdene mellem Rügen og Bornholm udforskes skulle være. Forskere fra Institute for Applied Ecology i Greifswald måler havbunden i området ombord på Oceanien og udtager jordprøver. Til observation og tælling af trækfugle og hvilende fugle blev en radaranordning specielt installeret om bord. Temmelig lav er risikoen for, at vindmøllerne i havet i en kollision med et beskadiget skib kan føre til en miljøkatastrofe. Dette er det delvise resultat af en undersøgelse af farepotentialet for vindmølleparken "Borkum-West", som vil være placeret mellem de to vigtigste skibsruter i den tyske bugt. Christian Dahlke fra Federal Maritime and Hydrographic Agency anser den resterende risiko for at være "ansvarlig". Eksperter som Kiel-elektroteknikeren Peter Weißpferdt frygter imidlertid, at kapaciteten i elnettet i det nordlige Tyskland ikke kunne klare en for hurtig og stærk udvidelse af havvindkraftværker. "Hvis politikere, myndigheder og netværksoperatører ikke straks er bekymrede for, hvordan strømmen, der genereres til søs, skal komme i land og derefter blive afladet, har problemet 'offshore' løst sig selv, " citerede Wind Energy White Pit. Netoperatørerne har også erkendt dette: "Hidtil har E.ON Netz planlagt, udvidet og opført i alt mere end 30 transformatorstationer som en del af vindkraftprojekter og forstærket eller tilføjet flere linjekilometer, " rapporterer Martin Fuchs, administrerende direktør for E.ON Netz i Bayreuth. Fuchs ser et presserende behov for handling, især i Slesvig-Holsten, hvor E.ON planlægger at bygge i alt tre nye 110 kilovolt-linjer i Ostholstein og på vestkysten. "Fremtidige offshore-projekter vil give nye udfordringer med hensyn til netværksteknologi, " forudsiger Fuchs. Et andet problem: På grund af det faktum, at forsyningen med vindkraft svinger meget afhængigt af vejret, skal forsyningsselskaberne levere store mængder reservekraft. Det skal leveres af konventionelle kraftværker og være tilgængeligt med meget kort varsel. ”Behovet for yderligere kraftværkskapacitet kan i øjeblikket være op til 700 megawatt. På den anden side i stærk vind kan vi blive tvunget til at lukke ned en god 1000 megawatt, der ikke er planlagt på kort varsel, ”siger Fuchs. Med den yderligere udvidelse af brugen af ​​vindenergi og færdiggørelsen af ​​de første havvindmøller, kunne den krævede manøvreringsmasse af kraftværkets produktion vokse til op til 5.000 megawatt inden år 2010. "Dagens kraftværkspark opfylder ikke disse krav, " understreger Fuchs. "Denne situation kan føre til storskala forstyrrelser i det europæiske sammenkoblede net, " frygter Dr. Matthias Luther fra E.ON Netz. Mens miljø- og naturværner, energifagfolk og forsyningsselskaber krangler om fordelene, farerne og problemerne ved havvindmølleparker, er byerne langs den tyske kyst allerede klar til en anden konkurrence: løbet om at finde industrivirksomheder til montering, installation og vedligeholdelse planterne. Emden, Bremerhaven og Cuxhaven skynder sig for eksempel at udpege områder til fabrikker, lastestationer og testparker til gigantiske rotorer, som i fremtiden vil vende langt ud til havet. For antallet af job i vindenergisektoren - i øjeblikket er der ca. 35000 landsdækkende - bør fortsætte med at stige i henhold til en prognose IG Metall: Alene i 2002 var estimatet ca. 3000 nye job inden for vindindustrien.

kompakt

I 2030 skal offshore vindmølleparker med en samlet produktion på op til 25.000 megawatt bygges ved de tyske kyster - nok til at dække omkring 15 procent af Tysklands elbehov. Før Borkum forventes verdens første vindmøllepark uden for 12-milezonen at være i drift i efteråret 2003. Konserveringsfolk frygter, at rotorerne kunne køre væk fra havpattedyr og bogstaveligt tømte havfugle. Frisk vind i rotorskoven Modernisering er trumfkortet for operatørerne af vindkraftanlæg. I de næste par år ønsker de at erstatte mange af de vindenergianlæg, der blev bygget i firserne og halvfemserne, som er helt forældede efter nutidens standarder med mere moderne og mere effektive anlæg. Fordelen: Udbyttet på eksisterende vindmølleparker kan øges uden at skulle åbne nye områder. Ifølge den tyske vindkraftforening er der i øjeblikket omkring 2.200 vindkraftværker i Tyskland med mindre end 400 kilowatt og yderligere 4900 med op til 750 kilowatt kraft. De betragtes som de foretrukne objekter til såkaldt repowering og kunne snart give plads til nye megawatt med kapacitet. Disse er betydeligt større og giver et højere udbytte af energi pr. Område. Derudover roterer de langsommere end relikvierne fra de tidlige dage med anvendelse af vindenergi - en mulighed også for at "rydde op" i landskabet: ved at udveksle mange små med et par store planter, der også fungerer under driften også mindre hektiske. Koncentreret teknologi bag vingerne Nacellen på et vindkraftanlæg indeholder de vigtigste tekniske komponenter. Rotorbladene omdanner vindens kinetiske energi til rotationsenergi. De er forbundet til gearkassen på gearkassen via navet. Dette omsætter den langsomme rotation af rotorbladen til den hurtige rotation af en udgangsaksel, der roterer op til flere tusind gange pr. Minut, hvilket driver en generator, der genererer elektrisk strøm. En elektronisk kontrol kontrollerer konstant systemet, fører nacellen med en motor i den respektive vindretning og bremser rotorblade, f.eks. I for stormrig vind. En vand- eller luftkøling beskytter generatoren mod overophedning. At generere brint fra vindstrøm fra vindenergi på havet er en ting at få ham til det sted, hvor han har brug for det, den anden. At lægge lange ubådskabler på havbunden for at overføre vindkraft fra offshoreinstallationer til fastlandet og føre det ind i gitteret her er en tidskrævende, dyr og belastet, afhængig af ruten, beskyttede havområder. Derfor arbejder forskere på teknikker til at bruge brint som lagring til vindenergi. En undersøgelse herom kommer fra Society for Energy and Ecology (Geo) i Schleswig-Holstein Enge-Sande, som planlægger opførelsen af ​​to havvindmølleparker i Nordsøen og Østersøen. Resultaterne viser, at det principielt er muligt at anvende offshore vindkraft med rentabilitet til at hente brint elektrolytisk fra havvand. Den elektricitet, der genereres fra vindenergi, skal bruges til at opdele vandet i ilt og brint. Brintet kunne derefter transporteres til land med tankskibe og bruges som en energikilde til kraftproduktion eller som brændstof til biler med forbrændingsmotor. Det kan også bruges som brændselscelle eller som råmateriale til industrien. Ifølge undersøgelsen er den største udfordring de tekniske systemers kapacitet. Det største aktuelt drevne elektrolyseanlæg ved Aswan-dæmningen i Egypten har en kapacitet på 156 megawatt. Men for at producere brint med rentabelt brug af havvindkraft ville det kræve to til tre gange mere strøm. Det vil sandsynligvis vare yderligere 10 til 15 år, før storskala brintproduktion fra vindenergi bliver virkelighed. udstilling

Ralf Butscher

© science.de

Anbefalet Redaktørens Valg