Die Offshore-Windkraft – ein Baustein zur Energieunabhängigkeit

Inhaltsverzeichnis

(This article is also available in English)

In Deutschland und Europa geht angesichts fortwährender Diskussionen um Energie-Engpässe infolge des Angriffskriegs Russlands auf die Ukraine die Sorge vor einem Blackout um. Die Energiewende in Deutschland gilt, je nach Betrachtungsweise, als verzögert oder auch gescheitert. Vielerorts werden Schreckensszenarien skizziert.

Wir haben beschlossen, nach vorne zu blicken und uns genauer anzusehen, was als einer der großen Faktoren für das Gelingen der Energiewende gilt: die Offshore-Windkraft. Um einen genaueren Einblick zu erhalten, was tatsächlich Offshore passiert, installiert und gepflegt wird, haben wir die WindMW GmbH besucht, die sowohl auf Helgoland, als auch in Bremerhaven und Zossen tätig ist.

Diese Artikelserie umfasst mehrere Teile, die wir von Dienstag bis Freitag dieser Woche veröffentlichen.

Bisher erschienen:

• Die Offshore-Windkraft – ein Baustein zur Energieunabhängigkeit
• Interview zur Offshore-Windkraft: "Das ist eine gewaltige Herausforderung"
• Windkraftjobs: Der Offshore-Service-Techniker – der Weg ist der Umweg
• Welchen Einfluss hat die Offshore-Windkraft auf Ökosysteme und das Klima
• Der Klimawandel in der Nordsee – Erwärmung, Versauerung, neue Tierarten
• Helgoland, die Offshore-Industrie und der grüne Wasserstoff
• Offshore-Windkraft: Inseln sollen als Energie-Verteilstationen dienen
• c't 3003: Ein Tag in einem Offshore-Windpark

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Willkommen auf Helgoland

Strahlender Sonnenschein, bunte Buden und diese leicht salzig schmeckende Luft, die die Nordsee umgibt. Die Wimpel, die die Fußgängerzone bunter machen sollen, wehen beständig im Wind. Die sogenannte Hochseeinsel Helgoland zeigt sich meinem Foto- und Videokollegen Johannes Börnsen und mir zur Begrüßung von ihrer besten Seite. Helgoland soll allerdings nicht nur Touristen erfreuen, Helgoland soll auch einen wichtigen Beitrag leisten, die Energieunabhängigkeit Deutschlands durch die Windenergie zu sichern.

Um einen genaueren Einblick zu erhalten, was tatsächlich Offshore passiert, besuchten wir die Firma WindMW. Zur WindMW gehört der Windpark Meerwind Süd | Ost. Der Park ist einer der ersten deutschen projektfinanzierten Offshore-Windparks, der komplett durch private Investoren finanziert und zugleich auch einer der ersten "Hochsee"-Windparks, die nach einigen Near-Shore-Anlagen genehmigt und gebaut wurden.

Versuchsfelder in der Deutschen Bucht

Die Offshore-Windkraft zeigt sich im Vergleich zur Onshore-Windkraft in Deutschland als wesentlich jüngere Industrie, auch wenn sich einige Firmen schon um die Jahrtausendwende zunehmend auf den Offshore-Ausbau und -Betrieb konzentrierten.

Onshore ist man mittlerweile schon mit dem Repowering von alten Anlagen beschäftigt, die etwa eine Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren haben. Für Offshore-Repowering sind die Anlagen aber in der Regel noch zu jung. Die ersten Near-Shore-Anlagen wurden ab 2004 realisiert. Zwischen verschiedenen Projekten lagen teils mehrere Jahre. Laut einer Informationsseite der Offshore-Windindustrie folgte der erste "Hochsee"-Park 2010 mit dem Offshore-Testfeld alpha-ventus. Erst seit dieser Zeit kam der Aufbau der Offshore-Windkraft – auch mit größeren Leistungen – in der deutschen Bucht langsam in Fahrt.

Ampel-Schaltung für die Offshore-Windkraft

Die Offshore-Windkraft soll möglichst effizient Strom aus einer Quelle holen, die nicht versiegt, und deren Gewinnung vergleichsweise kaum Emissionen mit sich bringt – also vergleichsweise mit konventionellen Kraftwerken, die ebenso errichtet, gewartet und repariert werden, für deren Betrieb aber auch stetig Rohstoffe abgebaut oder erschlossen, transportiert und dann in der Regel verbrannt werden. Die Emissionslast ist hier also dauerhaft höher.

Laut einer Berechnung der Firma WindMW von 2014 zu ihrem Windpark Meerwind Süd | Ost "können durch den Betrieb des Windparks jedes Jahr eine Million Tonnen CO₂ gegenüber einer vergleichbaren Menge durch Kohlekraftwerke erzeugten Stroms eingespart werden."

Dass die Offshore-Windkraft von der Bundesregierung als Lösung der aktuellen Energieprobleme, aber auch zur Dämpfung des menschengemachten Klimawandels gesehen wird, wird auch durch die neuen Ausbauziele der Ampelregierung deutlich.

Während unter der Vorgängerregierung der Offshore-Ausbau im Jahr 2020 letztlich zum Erliegen kam – es wurden bei der Bundesnetzagentur gar keine Projektflächen mehr ausgeschrieben –, will die neue Bundesregierung bis zum Jahr 2030 mindestens 30 Gigawatt installierte Leistung mit der Offshore-Windkraft realisieren. Bis 2035 soll die Leistung dann in großen Schritten auf 40 Gigawatt anwachsen, für 2045 sollen es mindestens 70 Gigawatt sein. Dies möchte die Ampel insbesondere durch schlankere Planungs- und Genehmigungsverfahren schaffen.

Zum Vergleich: Stand August 2022 sind die bisher vorhandenen Parks mit einer Leistung von rund 7660 Megawatt im Betrieb, also knapp 7,7 Gigawatt. Laut einer Berechnung des Offshore Beratungs- und Service-Unternehmens "Deutsche Windguard" von Ende 2021 sollen bis zum Jahr 2030 bereits weitere rund 13 Gigawatt in Planung beziehungsweise Ausschreibungen für einen Großteil dieser Leistung terminiert sein – wodurch sich eine Ausbaulücke für die Ziele bis 2030 ergibt. (Genauer: für 2,2 GW gibt es bereits eine Investitionsentscheidung, für 1,9 gibt es eine Netzanbindungszusage. Im Flächenentwicklungsplan 2020 des Bundesamts für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) sind weitere Ausschreibungen über 8,7 GW terminiert).

Windguard rechnet, dass bis zum Jahr 2030 eigentlich noch 9,4 Gigawatt zusätzlich ausgeschrieben werden müssen. Fraglich ist also, wie das zukünftig gelingen mag. Wer soll investieren? Welche Flächen werden noch freigegeben – und unter welchen Voraussetzungen?

Bieterverfahren wie für Mobilfunklizenzen

Die Novellierung des Windenergie-auf-See-Gesetzes (WindSeeG) unter der Ampel-Regierung sieht nun unter anderem ein Bieterverfahren für Flächen vor – in seiner Art den Versteigerungen von Mobilfunklizenzen ähnelnd. Die "Stiftung Offshore Windenergie" goutiert das neue Verfahren nicht. Sie erklärt: "Projektierer müssen künftig – ähnlich wie bei den Versteigerungen der Mobilfunklizenzen – erst Geld auf den Tisch legen, um überhaupt ein Offshore-Windenergieprojekt zu bauen. Statt einem Zuschlag nach den niedrigsten Kosten erhält der Bieter den Zuschlag, der den höchsten Preis für die Nutzungsrechte der Fläche bezahlt."

Zum einen könne durch diese Bieterverfahren aus Sicht der Stiftung der Industriestrompreis steigen, zum anderen sei die Wertschöpfungskette Windkraft durch den zuvor ausgebremsten Ausbau geschwächt. Zulieferer und Hersteller mussten aufgrund der politischen Entscheidungen der vergangenen Jahre zum Teil dicht machen oder sich verkleinern.

Es ist also nicht alles rosig für die Windkraftbranche, auch wenn man wegen gesteigerter Ausbauziele volle Auftragsbücher vermuten würde. Die Branche wurde ausgehungert und muss sich jetzt wieder berappeln. Ein schneller Ausbau wird also auch nur dann klappen, wenn die betreffenden Firmen überhaupt da sind, sich Investitionen lohnen und auch die Lieferketten nicht zusammenbrechen.

Sicherheit für Betriebe

Zu diesem Thema haben wir Stefan Wenzel (Grüne), neuer Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) befragt. Mit Subventionen wolle man hier (noch) nicht direkt eingreifen, schaffe aber durch die schon mit dem Koalitionsvertrag erhöhten Ausbauziele mehr Sicherheit für die Branche, erklärte er.

Um der Branche einen Teil ihrer Arbeit zu erleichtern, will das BMWK auch die Flächenausweisung beim Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) beschleunigen und andere Verfahren verschlanken. Ob das BSH seine bisherige Vorgehensweise ändert, muss allerdings in der Koalition geklärt werden. Denn das BSH liegt im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) unter Führung von Volker Wissing (FDP). Das Bundeswirtschaftsministerium hat hier zumindest formal eine Zusammenarbeit eingefordert.

Erst wenn das BSH Flächenprüfungen gemacht hat, kann die Bundesnetzagentur überhaupt Flächen für Windkraft-Parks ausschreiben. Wie das BSH das macht, wird in einem Datenportal für die Öffentlichkeit möglichst transparent dargestellt.

Zum ausführlichen Interview mit Stefan Wenzel geht es hier entlang: "Es braucht oft lange Vorlaufzeiten und das ist eine gewaltige Herausforderung"

Der Nordsee sind Grenzen egal

Blickt man über die Deutsche Bucht hinaus, wird auch klar, dass nicht ohne die Anrainer-Staaten geplant werden kann. Deutsche Interessen in der Nordsee müssen auch immer mit den umliegenden Ländern geklärt werden – Ökosysteme interessieren Landesgrenzen nicht, Schiffsverkehr soll für Im- und Export oder Touristik sowieso über Landesgrenzen möglich sein.

Die Kooperation der Anrainer-Staaten kann bisher als progressiv und Team-orientiert angesehen werden. Zuletzt legten die Nordsee-Anrainer-Staaten Mitte September in Dublin fest, was sie übergreifend in der Nordsee in Sachen Offshore schaffen wollen. Stefan Wenzel war dort als ein Vertreter Deutschlands ebenfalls zugegen.

In einer gemeinsamen Erklärung der Energieministerinnen und Energieminister mit der Europäischen Energiekommissarin wurden Ausbauziele für die Nordsee-Region von 76 Gigawatt bis 2030, 193 Gigawatt bis 2040 und 260 Gigawatt bis 2050 vereinbart. Dieses Ausbauziel entspreche zu mehr als 85 Prozent dem EU-weit erforderlichen Offshore-Ausbau bis 2050, um das EU-Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, heißt es.

Die Energieministerinnen und -minister einigten sich zudem darauf, dass künftig verstärkt hybride Offshore-Projekte angeschoben werden sollten. Parks würden damit an mehrere Länder angebunden, Stromflüsse könnten anders verteilt werden – es wird "volatiler", wenn man das so sagen mag.

"Zusammen mit einer besseren Koordinierung von Flächen- und Netzplanung soll so künftig ein eng verbundenes Offshore-Netz entstehen", erklären die Ministerinnen und Minister. Die Beschleunigung von Genehmigungsverfahren auf EU- und nationaler Ebene habe man auch beschlossen.

Mehr zu den hybriden Anbindungen und geplanten Energie-Inseln in Nord- und Ostsee lesen Sie hier: Offshore-Windkraft: Inseln sollen als Energie-Verteilstationen dienen

Meerwind Süd | Ost

Im Fall des Windparks Meerwind Süd | Ost führten die Umweltprüfungen des BSH und seinen beauftragten Stellen zu einigen Verzögerungen, eine Klage tat noch ihr Übriges. Wie WindMW die Realisierung des Projekts schaffte, zeigt aber, was schon in der Vergangenheit an Anstrengung aufgebracht werden musste, um Offshore-Windkraft überhaupt möglich zu machen.

Erste Flächenuntersuchungen

Die ersten Umweltuntersuchungen für Meerwind Süd und Meerwind Ost starteten schon im Jahr 2001. Die Umweltuntersuchungen laufen über längere Zeiträume. Flora und Fauna werden überprüft und analysiert; wann Brutzeiten von besonders geschützten Tieren sind, wo Fressgründe liegen. Um das zu eruieren, gehen Jahre ins Land.

Die Flächenbeurteilung war im Fall des Standortes für Meerwind Süd | Ost auch nicht immer ganz klar. 2004 bemühte man sich deshalb auf Seiten der Windland um eine Anhörung beim BSH. Darauf folgte im Jahr 2005 eine Neubeurteilung der Windturbinenstandorte – offenbar gab es wegen der Vogelart Seetaucher unterschiedliche Bewertungen der Lage.

Genehmigungsverfahren gab es zwei: Für Meerwind Süd und Meerwind Ost. Der Park wurde aber von den Anteilseignern stets als ein Park gedacht. Eine Genehmigung für jeweils 40 Turbinen in Süd und Ost wurde dann 2007 erteilt, darauf folgte allerdings eine Klage gegen das Projekt, die wiederum im Februar 2010 abgewiesen wurde. Auch hier sollen die Seetaucher und andere Windpark-Projekte zu Unstimmigkeiten geführt haben. Die Dokumentation ist hier allerdings eher schlecht.

Anhand des Windparksprojekts "Butendiek" bei Sylt lässt sich aber ablesen, welche Konflikte aufflammen können. Dort wird immer noch gestritten, da die Habitate von Schweinswalen und auch Vogelschutzgebiete durch den Park aus Sicht des Nabu (Naturschutzbund Deutschland) stark negativ beeinflusst worden sind.

Sicherheit für das Projekt

Konkret wurde es für WindMW mit dem Windpark dann im November 2010 mit der "unbedingten Netzanschlusszusage". Finanzierungen konnten im August 2011 abschließend geklärt werden, ein Jahr später gingen die Turbinen in Produktion. Ein weiteres Jahr später, im September 2012, wurde der erste Monopile – das große Stahlrohr, auf dem weitere Konstruktionsteile sitzen – im Baufeld platziert.

Im April 2013 waren dann schon 80 Monopiles installiert. Die letzten Arbeiten an den Turbinen waren bis zum April 2014 erledigt, auch die Umspannplattform war in dieser Zeit ins Meer gepflanzt worden. Am 10. November 2014 erfolgte dann – endlich – die Einweihung. 2015 ging der Park offiziell ans Netz. Wer so ein Projekt begleitet, muss also einen langen Atem haben.

Aufgrund verschiedener Umwelt-Auflagen konnte auch während der Bauzeit nicht immer dann gearbeitet werden, wenn Teile für den Aufbau schon fertig oder verfügbar gewesen wären. Rammarbeiten durften beispielsweise von Anfang Mai bis Ende August während der Schutzzeit der dort ansässigen Schweinswale nicht vorgenommen werden. Um bestimmte Arbeiten vornehmen zu können, mussten WindMW und ausführende Sub-Unternehmen also auf etliche Freigaben warten.

Weitere Untersuchungen

Dass die Offshore-Anlagen nicht einfach so ins Meer gestellt wurden und Umweltfolgen auch nach der Errichtung nicht egal sind, zeigen indessen nicht nur die langwierigen Untersuchungen noch vor dem Bau, sondern auch die weiteren Forschungsmaßnahmen, die noch heute auch die Arbeit der Technikerinnen und Techniker begleiten.

Für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von WindMW ist es also ziemlich normal, dass Forscherinnen und Forscher vom Alfred-Wegener-Institut, dem Helmholtz- und dem Thünen-Institut oder auch von Fraunhofer bei ihnen vorbeischauen. Das Alfred-Wegener-Institut hat auf Helgoland ohnehin eine eigene Station. Mit Dr. Holger Huhn hat WindMW auch einen Wissenschaftler in Festanstellung an Bord. Er ist Leiter Forschung und Entwicklung der WindMW Service GmbH.

80 Anlagen, die Anteilseigner und Finanzierungshelfer

So herausfordernd das Projekt an sich anmutet, so progressiv erscheint auch die Geschichte der Firma WindMW. Die Firma ging nach eigenen Angaben aus der 1990 gegründeten Windland Energieerzeugungs GmbH hervor. Seit 2008 gibt es sie als Joined Venture von Windland und Blackstone, 2016 hat CTG die Anteile von Blackstone übernommen.

Die Windland Energieerzeugungs GmbH kümmert sich seit dem Jahr 2000 ausschließlich um die Entwicklung und Anbindung von Offshore-Parks. WindMW mit seinen Vorreitern war also auch insgesamt eher früher als später dabei.

Die Finanzierung des Windparks lag bei bei 1,2 Milliarden Euro. Beteiligt an Planung und Bau waren neben der Windland Energieerzeugungs GmbH und der US-amerikanischen Blackstone Group auch auch ein Bankenkonsortium, das entweder Geld oder Sicherheiten bereitstellte.

Die Gesellschaft hat insgesamt 80 Windkraftanlagen mit einer Leistung von jeweils 3,6 Megawatt (MW) in den mittlerweile zu einem Park zusammengefassten Flächen von Meerwind Süd und Meerwind Ost stehen. Der nun "Meerwind Süd | Ost" genannte Park kann eine Gesamtleistung von bis zu 288 MW erbringen – laut WindMW lassen sich damit pro Jahr 360.000 Haushalte mit Strom versorgen.

Bis zum Jahr 2019 hat der Park nach Angaben von Siemens bereits über 6 Terawattstunden (TWh) Windstrom produziert. Die erste Einspeisung von einem Teil der Anlagen erfolgte bereits 2014.

Zwischen den Windkraftanlagen befindet sich zudem noch eine eigene Umspannstation (OSS), die den Strom an einen Konverter des Netzbetreibers Tennet weiterleitet. Tennet landet den Strom dann in Brunsbüttel an.

Die WindMW Service GmbH

Nach dem Aufbau des Windparks kümmert sich nun die 100 prozentige Tochter von WindMW, die WindMW Service GmbH, (hier weiterhin nur kurz WindMW) um den Betrieb des Windparks – im engen Zusammenspiel mit dem Windkraftanlagen-Hersteller Siemens, heute Siemens Gamesa Renewables Energy (SGRE).

In der Verantwortung der Service GmbH steht die Instandhaltung der Anlagen und der reibungslose Durchfluss des Stroms zum Netzbetreiber und Energieversorger Tennet. Siemens koordiniert in eigens dafür eingerichteten Büros im WindMW-Gebäude etwa die Bestellung von größeren Ersatzteilen. Die WindMW hat aber den Vollwartungsvertrag mit der SGRE, kümmert sich um die Wartung der Anlagen, der Gründungsstrukturen, der Kabel und um die Umspannstation.

Die Strom-Lunge

Blickt man im Büro von WindMW auf schematische Karten des Windparks, welche die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für ihre Arbeitsorganisation angefertigt haben, formen sich die Umrisse wie zwei Lungenflügel oder ein etwas vom Sommer angefressener Schmetterling. Sie stehen auch tatsächlich nicht wie in einigen anderen Parks in der Nähe schnurstracks in Reih und Glied; ihre Verteilung wirkt chaotischer. Dies liege an den Böden, erklären einige der Vorgesetzten. Gerade Reihen waren hier ebenso vorgesehen, aber während des Aufbaus zeigten sich Probleme.

Die Windräder scheinen trotz allem auf ihrem zugewiesenen Feld genügend Leistung zu erbringen. Die leistungsstärkste Anlage ist allerdings Elena.

Nr.1, Elena

Elena ist im Windpark die Nr.1. Zahl und Name stehen auf der "Turbine", wie einige Mitarbeiter eine Windkraftanlage auch kurz nennen. Die Räder des Parks haben zum einen zugewiesene Nummern, zum anderen auch Vornamen. Die Namensvergabe ging von der Geschäftsleitung aus. Es wurden die Namen von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, Technikern und Ingenieuren gewählt, die die Windkraftanlagen in die Nordsee stellten. Sie gaben den Anlagen neben der Nummer auch die Vornamen ihrer eigenen Kinder und von den Kindern der Beschäftigten.

Dass der Park ein internationales Projekt war und von Menschen aus vielen Ländern gebaut wurde, sieht man daran, dass etwa auch eine Grace oder ein Tagart vertreten sind.

Elena steht, blickt man auf die Karte des Parks, etwas weiter vorgerückt als die anderen Anlagen. Dadurch bekommt sie messbar mehr Wind ab, trägt aber auch messbar mehr Schäden davon.

Die Dauerbaustelle auf See

Windkraftanlagen auf See müssen viel aushalten. Sie müssen stabil stehen, den Tiden, dem Salzwasser, der Sonneneinstrahlung, den Stürmen standhalten. Blickt man auf die Aufgabenliste der Technikerinnen und Techniker von WindMW kommt es einem so vor, als wäre der Windpark eine Dauerbaustelle und jede Windkraftanlage hat schon mehrere Transplantationen hinter sich.

Die Anlagen sind großen Kräften ausgesetzt. Die Rotorblätter, die sich zum Teil seit dem Jahr 2013 in den Wind stellen, wurden bereits einmal komplett abmontiert und in Dänemark wieder aufgearbeitet. Die Abnutzungen an den Blättern hätten ausgesehen, als würden Sandstrahler immer wieder in großen Wuchten über die Blätter geführt. Die Rotorblätter wurden deshalb auch schon modifiziert, um der "Regenerosion" besser standhalten zu können.

Eine nicht zu unterschätzende Naturgewalt sind überdies Blitze. Dr. Huhn erklärte, dass diese äußerst häufig in die Windräder einschlagen. Auch hier können Schäden entstehen, die begutachtet und behoben werden wollen.

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Die Windräder, die dort stehen, werden also ständig kontrolliert und verbessert. Das dient vor allem der allgemeinen Sicherheit und auch der Sicherheit im Ökosystem Nordsee.

Die lange Anna und ein paar Windparks bestaunen

Der Park steht nun auf einer Gesamtfläche von etwa 43 km². Diese Fläche ergibt sich auch durch die großen Abstände zwischen den Anlagen, damit Wind möglichst ungebremst auf die einzelnen Anlagen treffen kann. Die verschiedenen, leicht ungeraden Reihen des Parks sind ungefähr 1150 Meter voneinander entfernt, in den Reihen haben die Anlagen zu einander jeweils 500 bis 600 Meter Abstand. (In Fußballfelder oder Saarlandanteile wollen wir das hier aber nicht umrechnen.)

Meerwind Süd | Ost liegt circa 23-25 Kilometer nördlich von Helgoland und ist auch noch von den Klippen in der Nähe der Langen Anna bei gutem Wetter klein am Horizont sichtbar. Steht man sehr früh auf, um eine Runde auf dem Oberland von Helgoland zu drehen, kann man die Techniker-Schiffe beobachten, wie sie – an der Düne von Helgoland vorbei – zum Meerwind-Park oder den danebenliegenden Parks rausfahren. Denn zu Meerwind Süd | Ost gesellen sich zwei weitere zur etwa gleichen Zeit hochgezogene Windparks. Der Park Amrumbank West" und "Nordsee Ost".

Um diese Parks zu bauen wurden die großen Energieversorger RWE und E.on tätig. Im Gegensatz zu E.on gehören RWE auch heute noch die Windparks und RWE hat auch noch eine eigene Station auf Helgoland. Zudem wird bei Meerwind Süd | Ost , Amrumbank West und Nordsee Ost derzeit noch ein weiterer Park mit dem blümeranten Namen "Kaskasi" errichtet – erneut von RWE. Mit ihm werden bald insgesamt 246 Anlagen bei Helgoland im Meer stehen.

Dass E.on nicht mehr Amrumbank West besitzt und betreibt, liegt laut Menschen auf der Insel an einem "Kuhhandel", den die beiden großen Versorger geschlossen haben. RWE übernahm hierbei auch gleich die E.on-Station, die wie die anderen Stationen passend zu den Parks auf Helgoland gebaut wurden. Offiziell wurde die Übernahme 2019. Die Entscheidung soll auch mit der Pleite des Windkraft-Pioniors Senvion im Jahr 2019 zusammenhängen.

RWE investiert fortlaufend in Offshore-Windkraft. Zuletzt bekam der Energieversorger einen Zuschlag für einen Park mit 980 Megawatt, der 2027 in Betrieb gehen soll.

Siemens SWT 3,6 120

Fahren die Technikerinnen und Techniker in die Parks, werden sie dort vor allem Windräder von Siemens sehen. Nur in "Nordsee Ost" stehen Anlagen von Senvion. Die Techniker von WindMW kümmern sich in Meerwind Süd | Ost um Windräder des Typs Siemens SWT 3,6 120 mit jeweils 3,6 Megawatt Leistung.

In einer früheren Planungsphase sollten Turbinen der 5-Megawatt-Klasse auf das Baufeld. Allerdings hatten die SWT 3,6 einen besseren Track Record und konnten serienmäßig im dänischen Brande gefertigt werden. Hätten die 5-Megawatt-Anlagen sich durchgesetzt, würde der Park heute 400 Megawatt statt die bis zu 288 Megawatt liefern.

Vielleicht bekommt der Park aber noch einmal eine neue Chance auf mehr Leistung – er ist nun schließlich schon bald 10 Jahre in Betrieb. Da können Eigentümer schon über ein Repowering nachdenken, da die Planungs- und Genehmigungsphasen recht lange dauern können. Damit ein Repowering überhaupt möglich wäre, müsste dies am Standort allerdings auch von Seiten der Netzagentur wieder genehmigt werden, was auch wieder mit Entscheidungen des Bundeswirtschaftsministeriums zu tun hätte.

Stefan Wenzel antwortete auf eine Frage zum Repowering etwas ausweichend. Onshore sei Repowering schon Realität, für die Offshore-Windkraft sehe er auch Möglichkeiten, aber die Parks seien momentan noch zu jung. Hört man sich ein bisschen um, ist aber klar, dass zumindest Siemens Gamesa jetzt schon 14 Megawatt-Windkrafträder bauen kann, Konkurrent Vestas Anlagen mit 15 Megawatt.

Monopile, Gondel, Rotorstern

Die Siemens SWT 3,6, die Anfang der 2010er auf den Markt gebracht wurden, sind bis zur Rotorblattspitze 149 Meter hoch. Die Naben befinden sich in 89 Meter Höhe, die Rotorsterne haben einen Durchmesser von 120 Metern und überstreichen mit jeder Drehung 11.300 Quadratmeter. Ein Rotorblatt ist 58,5 Meter lang.

Die Stahlkonstruktion, auf der später oben die Gondel aufsitzt, nennt sich Monopile – denn im Gegensatz zu anderen Systemen, wird hier nur ein Rohr versenkt, um die Turbine zum Stehen zu bringen. Neben Monopile-Konstruktionen gibt es etwa auch Tripiles – also Konstruktionen mit drei stützenden Ständern – oder sogenannte Jackets, die vier Beine haben und sich durch ein Strebengeflecht auszeichnen. Auf einem Jacket steht unter anderem die Umspannstation des Parks. Auf Jackets stehen aber auch die Senvion-Anlagen im Park Nordsee Ost.

Wesentlich neuere Designs sehen auch schwimmende Plattformen für Offshore-Windräder vor. Es wird also keine Stahlrohr mehr in den Boden gerammt, sondern die Plattformen werden "nur" mit Stahlseilen am Boden verankert. Für größere Reparaturen oder Wartungen können die Windräder dadurch sogar bei Bedarf in einen nahegelegenen Hafen gezogen werden. International sind schon einige dieser Parks in jüngster Zeit ans Netz gegangen.

30 Meter in den Boden und dann hoch hinaus

Die Monopiles für Meerwind Süd | Ost sind bis zu 70 Meter lang und 5,5 Meter im Durchmesser und wurden ihrerseits 30 Meter in den Meeresboden gerammt. Die Meerestiefe der ausgewiesenen Fläche liegt bei 26 bis 28 Metern (Schelf-Bereich).

Erst mehrere Meter über der Wasseroberfläche sitzt die Plattform, die auch den Eingang zum Windrad ermöglicht – das Transition Piece, von den Technikern kurz TP genannt. Das Bauteil TP beginnt ungefähr 5 Meter unter der Wasseroberfläche und ist 25 Meter hoch. Das TP hält Leitern zur Plattform und auch einen Hebekran bereit.

Am TP landen die Schiffe der Betreiberfirmen an und Technikerinnen und Techniker können Werkzeuge und Ersatzteile mit dem Kran von den Schiffen heben. Dort verbringen sie beispielsweise auch ihre Pausen, wenn das Wetter gut ist und es in der Windkraftanlage gerade zu warm ist. Die Beschäftigten auf See müssen teils extreme Wetter aushalten – von Eiseskälte bis brütende Hitze und eine hohe Sonneneinstrahlung. Dafür bedarf es eines gewissen Fitnesslevels.

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Innerhalb des Windrads können Beschäftigte weit nach unten in die Monopile steigen, aber auch mit einem Aufzug hoch zur Gondel fahren. Bis zu zwei Arbeitende haben darin Platz, der Aufzug bewegt sich einen Meter pro Sekunde. Oben auf der Gondel gibt es auch noch einen Hubschrauber-Anlandeplatz. Landen kann der Hubschrauber dort zwar nicht, aber Menschen können abgeseilt und hochgezogen werden. Das ist für die Rettungskette erforderlich.

Das verbaute Material im Park erscheint gewaltig. Eine Monopile kann bis zu 700 Tonnen wiegen – ein TP wiegt circa 300 Tonnen. Blickt man auf den gesamten Park Meerwind Süd | Ost wurden über 85.000 Tonnen Stahl verbaut.

Die Offshore Sub Station – der "dicke Malte"

Neben den Windturbinen steht auch noch eine Umspannstation zwischen den vormals getrennten Parks Meerwind Süd und Meerwind Ost. Sie wird kurz OSS, oder wie es bei WindMW üblich ist, der "dicke Malte" genannt. Aufgelöst heißt OSS "Offshore Sub Station". Sie sorgt dafür, dass der Strom von den Windkraftanlagen auf See auch an Land kommt. In ihr wird der Strom transformiert und dann zu einer Konverter-Station des Energiedienstleisters Tennet weitergeleitet (eigentlich sind es zwei Stationen – Alpha und Beta, die zum Netzanbindungsprojekt "HelWin1" gehören).

Allein im Park sind ungefähr 107 Kilometer Kabel verlegt. Die Kabel bis zur Anlandung (in Büsum) in Schleswig-Holstein haben laut Tennet eine Länge von 85 Kilometern, an Land sind noch 45 Kilometer lange Erdkabel im Dienst, die den Strom bis zur Konverterstation in Brunsbüttel bringen.

Um diesen Prozess einmal genauer aufzuschlüsseln, seien hier die Arbeitsschritte einmal aufgedröselt: Die Generatoren in den Windturbinen geben 690 Volt ab. Zunächst wird der Strom dort laut WindMW in Gleichstrom (DC) umgewandelt und den jeweiligen Monopile hinuntergeschickt. Unten im Turm wird er dann wieder wechselgerichtet in AC, damit der Transformator aus 690 AC 33 kv AC macht. All diese Umwandlungsschritte macht man, um den Strom besser transportieren und auch Kabel dafür dünner machen zu können.

Nach der Umwandlung in den Turbinen, wird der Strom zur OSS geleitet. Die OSS nimmt den Strom von allen 80 Windkraftanlagen auf und wandelt ihn – mit einem riesigen Transformator, der knapp vier Stockwerke hoch ist – von 33 kV AC in 155 kV AC um.

Von dort geht es dann zu den Tennet-Konverterplattformen, welche die AC-Spannung mittels IGBT-Gleichrichter in 155 kv DC gleichrichtet und so via Seekabel an Land schickt, wo das Spiel aus AC und DC sich fortsetzt, bis der Strom ins Netz eingespeist wird. Das ist zwar alles mit Verlusten behaftet, erklärt Techniker Patrick Stippel, aber diese seien im Totalen kleiner, als wenn der Strom direkt in AC ans Land geschickt würde. Es geht also um Ertragsoptimierung, aber auch darum, Umweltvorgaben einzuhalten. Die Kabel dürfen nämlich zudem nicht zu einer Erwärmung des Seebodens führen.

Loops und Strings

Der Windpark von WindMW ist für die Stromübertragung in verschiedene Strings aufgeteilt – es hängen also jeweils zehn Windräder in einem String. Genauergenommen kann jeder String aber auch als Loop bezeichnet werden. Von welcher Seite der Strom in den Loops jeweils kommt, entscheiden auch die verschiedenen Reparaturarbeiten oder Defekte im Park. Liegen beispielsweise sechs gut arbeitende Windräder beieinander, es folgen aber zwei, die abgestellt wurden, kann der Strom über den Leitungsweg von den sechs laufenden Rädern zur Umspannstation geschickt werden.

Aufgabe der Leitungsstelle ist es auch, sicherzustellen, das die Leistung in einem Loop nicht zu stark abfällt. Das können die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter unter anderem verhindern, indem noch arbeitende Windräder teilweise in ihrer Leistung jeweils auf bis zu 3,78 Megawatt gesteigert werden. Wird an einer Turbine gearbeitet, wird sie abgestellt. Dass dies so ist, versichert man sich gegenseitig immer wieder über den Tetra-Funk.

Um den Windpark in Schuss zu halten, müssen die Technikerinnen und Techniker also einiges im Blick behalten. Wie ihr Job genau aussieht, haben wir uns auch angesehen; Johannes ist sogar mit ihnen raus in den Park gefahren und hat den Einfluss von Wind und Meer rund um die Windkraftanlagen hautnah gespürt.

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Die WindMW Service GmbH auf Helgoland (20 Bilder)

Erst USA, dann China

Hier aber noch kurz zur WindMW. So wie der Wind und das Wetter nun die Instandhaltung des Parks beeinflussen und die Politik die Rahmenbedingungen setzt, so gab es für den Windpark auch auf Investoren- und Anteilseigner-Seite im Laufe der Jahre Veränderungen, die vielleicht auch als Pars pro Toto für einige wirtschaftliche Entwicklungen der vergangenen Jahre, dem globalen Zusammenspiel der Kräfte, stehen.

Die Windland Energieerzeugungs GmbH war zu anfangs noch mit der US-amerikanischen Blackstone Group Anteilseigner. Die Blackstone Group hielt 80 Prozent an den Anteilen, die Windland GmbH 20 Prozent. Im Sommer 2016 verkaufte Blackstone seine Teile allerdings an die China Three Gorges Corporation (CTG). CTG ist einer der größten Energieversorger weltweit und unter anderem auch für den drei-Schluchten-Talsperre bekannt. Der chinesische Staats-Konzern gilt auch als weltgrößter Erzeuger Erneuerbarer Energien aus Wasser-, Solar- und Windkraft.

WindMW hat sich seinerseits dazu entschieden, weiterhin mit Siemens Gamesa Renewable Energy zusammenzuarbeiten, noch mindestens 7 ½ Jahre. Der Vertrag wurde 2019 verlängert.

So arbeiten die Menschen der WindMW Service GmbH mit und in diesem Konstrukt. Im Alltagsgeschäft bekommen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von den verschiedenen Veränderungen bei den Anteilseignern gar nicht so viel mit, heißt es, eher steht die Zusammenarbeit mit den Technikern und Service-Mitarbeitern von Siemens im Vordergrund. "On Site" wird das Funktionieren des Parks gemanaged, die stete Inspektion und Pflege. Die größeren politischen Linien zeichnen sich woanders ab.

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(kbe)