Einführung Offshore-Windenergie

KLIMASCHUTZ

Die Welt ist im Wandel. Zunehmend mehr Entwicklungsländer überschreiten die Schwelle zu Industriestaaten und die weltweite Wirtschaft sowie Bevölkerung wächst stetig. Um die Bedürfnisse der Bevölkerung zu stillen und das Wachstum der Industrie zu sichern, wird immer mehr Energie benötigt. Diese Energie wird von einer großen Sammlung an Energieträgern bereitgestellt. Von fossilen Energieträgern wie Öl, Kohle und Gas, von Kernenergie und von erneuerbaren Energiequellen.

In Zukunft wird es immer wichtiger, weltweit erneuerbare Energien einzusetzen, da die Nutzung anderer Energiequellen schwerwiegende Folgen für unsere Umwelt hat. Im Zuge der Industrialisierung und der damit verbundenen vermehrten Nutzung von fossilen Energieträgern ist der CO2-Gehalt der Atmosphäre von 1750 bis heute auf etwa 140 %
des vorindustriellen Niveaus gestiegen. Die Folge ist eine drastische Erwärmung des Klimas mit weitreichenden Folgen für natürliche und menschliche Systeme auf allen Kontinenten und in den Ozeanen (IPCC Weltklimabericht 2013).

Um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, wurde in über 190 Staaten (Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen) politisch das Ziel gesetzt, eine globale Erwärmung von mehr als 2° C gegenüber vorindustrieller Zeit zu verhindern. Damit dies möglich ist, muss die erneuerbare Energie allerdings genauso zuverlässig und marktfähig werden wie die herkömmliche Energieversorgung.

Einführung Offshore-Windenergie

ERNEUERBARE ENERGIEN

Als erneuerbare Energien werden Energieträger bezeichnet, die im Rahmen des menschlichen Zeithorizonts praktisch unerschöpflich zur Verfügung stehen oder sich verhältnismäßig schnell erneuern. Damit grenzen sie sich von fossilen Energiequellen wie z.B. Kohle, Öl oder Gas ab, die sich erst über den Zeitraum von Millionen Jahren regenerieren. Erneuerbare Energiequellen gelten neben höherer Energieeffizienz als wichtigste Säule einer nachhaltigen Energiepolitik. Zu ihnen zählen Bioenergie, Erdwärme, Wasserkraft, Meeresenergie, Sonnenenergie und Windenergie an Land sowie auf See.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien wird in vielen Staaten weltweit vorangetrieben. In Deutschland lieferten erneuerbare Energien im Jahr 2014 27,8 % der Bruttostromproduktion, 9,9 % des Endenergieverbrauchs für Wärme und 5,4 Prozent der Kraftstoffe für den Verkehrsbereich (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie).

Vergleich der Energiesysteme im Jahr 2011 und im Jahr 2050: Energiebedarf (oben) und Strombedarf (unten)

© IWES (2013). Kurt Rohrig, Stefan Bofinger e.a.: Energiewirtschaftliche Bedeutung der Offshore-Windenergie für die Energiewende, Fraunhofer IWES

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Kraftwerke und Haushalte

Mit dem stetigen Wachstum der erneuerbaren Energien verändern sich die Ansprüche an das Stromversorgungssystem. Durch den Zubau an erneuerbaren Energieanlagen steigt die Zahl kleinerer Produzenten, die dezentral Strom aus erneuerbaren Quellen in die Netze einspeisen. Wegen der schwankenden Erzeugung von Wind- und Solarstrom besteht innerhalb des Stromnetzes Koordinierungsbedarf. Die verschiedenen erneuerbaren Energieträger wie Wind, Sonne und Biomasse können sich jedoch ergänzen. Bei Windflaute oder schwacher Solarstrahlung kann zum Beispiel die Bioenergie einspringen. In Zukunft werden Speichertechnologien für die Versorgungssicherheit an Bedeutung gewinnen.

Energiemix in Deutschland


Grundlast ist der Bedarf an Strom, der durchgehend vorhanden ist. Kraftwerke müssen nicht schnell reagieren können, nur ausdauernd und konstant viel (mehr als die Hälfte des Gesamtbedarfs) Energie produzieren.

Mittellast ist der Bedarf an Strom, der über einen Tag nicht konstant, aber voraussehbar ist. Tagsüber geht der Stromverbrauch immer hoch, nachts immer runter. Kraftwerke können dementsprechend angepasst werden.

Spitzenlast ist der Bedarf an Strom, der plötzlich wechselt und schwer vorhersehbar ist. Hier werden Kraftwerke benötigt, die schnell reagieren. Viel Strom müssen sie meistens nicht produzieren.

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Die Rolle der Offshore-Windenergie

Eine Möglichkeit zur Energieversorgung rund um die Uhr ist die Offshore-Windenergie, denn auf dem Meer weht beinahe die ganze Zeit Wind.
Es gibt kaum Pausen - auch nachts, auch wenn an Land schon längst Flaute ist. Im Jahr 2012 wurde z.B. von den Anlagen im ersten deutschen Offshore-Windpark alpha ventus 2015 etwa 93 % der Zeit Strom in das Netz eingespeist. Zusätzlich weht viel mehr Wind auf dem Meer als an Land. Aufgrund dieser Tatsache und durch die hohe Verfügbarkeit der Anlagen werden bis zu 4.500 Volllaststunden im Jahr erreicht.
Hierbei handelt es sich um einen rechnerischen Wert der aussagt, wie hoch die Ausnutzung einer Anlage ist. Er gibt an, wie viele Stunden die Anlage gelaufen wäre, um die Jahresenergieproduktion zu erreichen, wenn sie nur unter Volllast gelaufen wäre und ansonsten stillgestanden hätte. Zum Vergleich: Photovoltaik-Anlagen erreichen typischerweise lediglich bis zu 1.100 und Windenergieanlagen an Land in der Regel bis zu 1.700 Volllaststunden.

Mit der Offshore-Windenergie ist es damit möglich, grundlastfähig Strom zu liefern. In Nord- und Ostsee vor den Küsten Deutschlands könnten nach heutigen Rahmenbedingungen Anlagen mit einer Leistung von etwa 30.000 MW installiert werden. Dies wäre so viel Strom wie 20 bis 25 Atomkraftwerke erzeugen.

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Geschichte der Offshore-Windenergie

 
1999
Erster Antrag zur Errichtung eines Offshore-Windparks
 
Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie erteilt die erste Genehmigung
2001
 
2002
Die Bundes­re­gier­ung verab­schiedet ihr Strategie­pa­pier zur Offshore-Wind­energie; Ziel 2020: 10 GW und 2030: 25 GW in­stallier­te Leistung
 
Die erste Forschungs­platt­form FINO 1 wird in der Nordsee installiert
2003
 
2004
Erste Proto­typen von Offshore-Wind­energie­anlagen mit 5 MW Nenn­leistung wer­den an Land errichtet
 
Vertre­ter der 4. Nationalen Mariti­men Konferenz spre­chen sich für den Bau eines Offshore-Test­feldes aus; Grün­dung der Stiftung Offshore-Wind­energie
2005
 
2006
Energiegipfel im Kanzler­amt: Drei Energie­ver­sorger sichern den Bau eines Offshore-Test­feldes zu
 
Baubeginn des Testfelds alpha ventus in der Nord­see; Start der Forschungs­initiative RAVE
2008
 
2010
Inbetriebnahme des ersten deut­schen Offshore-Wind­parks alpha ventus; Baube­ginn der ersten kommer­ziellen Offshore-Windparks Baltic 1 (Ostsee) und BARD 1 (Nordsee)
 
Inbetriebnahme von Baltic 1 und teil­weise von BARD 1; die Bundes­re­gierung beschließt den Aus­stieg aus der Atom­energie
2011
 
2012
Insgesamt 280 MW installierte Leis­tung in Nord- und Ostsee; Beginn der ersten Ausbau­stufe von 3.000 MW Leistung
 
Mit der EnWG-Novelle wird ein System­wechsel beim Netz­an­schluss von Offshore-Windparks einge­leitet; der Offshore-Netz­entwicklungs­plan (ONEP) und eine Haftungs­regelung zur Ab­sicherung der Netz­be­trei­ber tre­ten in Kraft
2013
 
2014
Zum 31. Dezember 2014 speisen in der deut­schen Nord- und Ostsee ins­gesamt 258 Offshore-Wind­energie­anlagen mit einer Gesamt­leistung von rund 1.050 MW Strom ins Netz ein; mit der EEG-No­velle werden die Aus­bau­ziele der Off­shore-Wind­energie angepasst: Ziel 2020: 6,5 GW und 2030: 15 GW installierte Leistung
 
Zum 31.12.2015 speisten 792 Anlagen auf See mit einer Gesamt­kapa­zi­tät von rund 3.300 MW Strom in das Netz ein; bis zum Ende des Jahres 2015 wird mit bis zu 3.300 MW installierter Wind­energie­leistung ge­rechnet; dies ent­spricht der Hälfte des für 2020 ge­plan­ten Aus­bau­ziels von 6.500 MW
2015
 
2016
Mit der EEG Novelle 2016 wird ein Systemwechsel eingeführt: Für alle Anlagen (außer Prototypen), die ab 2021 in Betrieb genommen werden, werden Ausschreibungen eingeführt. Dies wird im "Windenergie-auf-See-Gesetz" als Teil der EEG-Novelle 2016 geregelt.
 

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Politische Rahmenbedingungen

Energiewende, Atomausstieg und Klimaschutz - diese Begriffe begannen schon Anfang der 2000er Jahre in den Fokus von Politik und Öffentlichkeit zu gelangen. Der Atomausstieg wurde erstmals im Jahr 2000 beschlossen, allerdings gab es von Seiten der Konservativen Widerstand gegen eine überhastete Energiewende.

2010 beschloss die damalige Bundesregierung zunächst sogar eine Laufzeitverlängerung der AKWs. Nach der Katastrophe von Fukushima hat die Bundesregierung dann im Jahr 2011 den schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen und die Energiewende begründet. Unter anderem soll bis 2050 der Ausstoß von klimaschädlichen Emissionen um 80 bis 95 % im Vergleich zu 1990 reduziert werden.

Der Ausbau erneuerbarer Energien und die Substitution von fossilen Energieträgern tragen erheblich zur Minderung von Treibhausgasemissionen bei und die Bundesregierung strebt bis Mitte des Jahrhunderts an, mindestens 60 % des gesamten Bruttoenergieverbrauchs aus erneuerbaren Energien zu decken. Zusätzlich dazu ist im Koalitionsvertrag festgeschrieben, den Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung auf 40 bis 45 % im Jahr 2025 und 55 bis 60 % im Jahr 2035 anzuheben (BMUB).

Im Klimaschutz hat sich Deutschland also ambitionierte Ziele gesetzt. Diese können nur durch geführte Energiepolitik erreicht werden. Daher wurde unter anderem das Erneuerbare-Energien-Gesetz geschaffen.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz

(Novelle am 1. August 2014 in Kraft getreten)

Das EEG sichert dem Strom aus erneuerbaren Quellen eine bevorzugte Einspeisung ins Stromnetz sowie einen festen Vergütungssatz zu.

  • Bei Offshore-Windenergie gibt es eine Anfangsvergütung von 15,4 ct/kWh über einen Zeitraum von mindestens 12 Jahren (oder optionales Stauchungsmodell: 19,4 ct/kWh für insgesamt 8 Jahre).
  • Der Zeitraum verlängert sich um 0,5 Monate für jede über zwölf Seemeilen hinausgehende volle Seemeile, die die Anlage von der Küste entfernt ist, und für jeden über 20 m Wassertiefe hinausgehenden vollen Meter Wassertiefe um 1,7 Monate.
  • In der Verlängerung wird in jedem Fall nur die Vergütung von 15,4 ct/kWh bezahlt.
  • Nach Ablauf der ersten 12 Jahre (oder 8 Jahre) und der möglichen Verlängerung liegt die Grundvergütung pauschal bei 3,9 ct/kWh.

Für Anlagen, die nach dem 1. Januar 2018 in Betrieb gehen, setzt eine Degression ein, also eine prozentuale Senkung der Höhe der Förderung.
Zum 1. Januar 2018 sinkt die Vergütung im Stauchungsmodell um
1 ct/kWh und bleibt dann bis Ende 2019 konstant. Im Basismodell reduziert sich die Förderung zum 1. Januar 2018 um 0,5 ct/kWh, zum 1. Januar 2020 wiederum um 1 ct/kWh und ab dem Jahr 2021 jährlich um weitere 0,5 ct/kWh.