Under the Sea: Eine Roadmap für erneuerbare Energien

© Fokke / Adobe Stock

Dank der zunehmenden Verschuldung von Klimaschutzprojekten ist die Windenergie zu einer der am schnellsten wachsenden grünen Industrien geworden. Jessica Williams, Infrastructure Analyst bei S & P Global Ratings, betrachtet die U-Boot-Technologien, die diesen Fortschritt ermöglichen.

Erneuerbare Energien leisten zunehmend einen Beitrag zum Stromnetz. Ende 2016 machten "grüne Energiequellen" laut REN21 fast ein Viertel der weltweiten Stromversorgung aus. Die Windenergie hat wesentlich zu dieser Verschiebung beigetragen und ist nach Wasserkraft an zweiter Stelle in Bezug auf erneuerbare Energien. Vor allem dank der Entkarbonisierungsbemühungen weltweit steigt die Marktdurchdringung der Windenergie; Der Global Wind Energy Council (GWEC) schätzt, dass die globale Kapazität bis 2021 817 Gigawatt (GW) erreichen wird, ein Anstieg von 68 Prozent gegenüber 2016.

Eine starke Pipeline von Technologien treibt dieses Wachstum an. Wenn sich die Technologien verbessern, werden die Kosten gesenkt und die Windenergie wird lebensfähiger. Zum Beispiel ermöglicht eine verbesserte Technologie größere Windturbinen und Fundamente, was die Produktions- und Produktionseffizienz erhöht. Unter Ausnutzung dieser Effizienzgewinne werden Unterwasserkabel damit den Herausforderungen widersprüchlicher Angebot und Nachfrage gerecht; Sie ermöglichen es, Offshore-Strom - oder an abgelegenen Orten - in die städtischen Gebiete zu leiten, die sie am meisten benötigen.

Geographie der erneuerbaren Energien
Nehmen Sie zum Beispiel den Bundesstaat New York, der vier dicht besiedelte Grafschaften hat, von denen zwei zu New York City auf Long Island gehören. Die Insel steht vor erheblichen Herausforderungen bei der Deckung ihres erheblichen Strombedarfs aufgrund von Altlasten im Zusammenhang mit Gas- und Stromübertragungszwängen sowie einem begrenzten geografischen Zugang zu erneuerbaren Alternativen (wie Sonnen- oder Windenergie). Nichtsdestotrotz hat der Bundesstaat New York die erneuerbare Energiepolitik zu einem vorrangigen politischen Ziel im Rahmen seines Clean Energy Standards gemacht, der vorsieht, dass bis 2030 50 Prozent seines Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen.

Obwohl das Ziel ehrgeizig ist, sind die CO2-Reduktionsziele des Staates New York flexibel genug, um von anderen Regionen übertragene grüne Energie zu integrieren. Dies ist besonders wichtig für Long Island, das von der Cross Sound Cable profitiert, einer Unterwasser-Übertragungsleitung, die überschüssigen sauberen Strom über den Long Island Sound von dem erneuerungsreichen New England überträgt.

Zusätzlich zu seinen enormen hydrologischen und Windressourcen verfügt New England über eine eigene Politik zur CO2-Reduktion auf staatlicher Ebene, die über ein Jahrzehnt zurückreicht. Das Cross Sound Kabel kann 330 MW an Wasser- und Windkraft von New England nach Long Island transportieren, was einer CO2-Einsparung von etwa 600 MW entspricht. Letztlich bietet dies Long Island nicht nur eine verbesserte Netzstabilität, sondern auch einen Nutzen für die überschüssige Windenergie in New England.

Übertragung in Übersee
In Europa laufen vergleichbare Projekte. Zum Beispiel wird die Western Link-Initiative - ein 1-Milliarden-Pfund-Projekt in Großbritannien - Strom, der durch Schottlands reichlich vorhandene Onshore- und Offshore-Windressourcen erzeugt wird, mit Unterwasser- und Erdkabeln nach England und Wales übertragen. Ähnlich wie Cross Sound Cable ist auch der Western Link bidirektional. Dies bedeutet, dass diese Kabel zwar dazu beitragen, dass bestimmte Gebiete von überschüssiger erneuerbarer Energie profitieren, die anderswo erzeugt wird, dass aber auch Strom in die entgegengesetzte Richtung fließen kann, je nach Bedarf an Elektrizität und Bedarf. Dies wiederum fördert die Netzstabilität an beiden Enden - und die Langlebigkeit des Kabels.

In Deutschland hat der Übertragungsnetzbetreiber TenneT Holding BV (TenneT) 1 Mrd. € grüne Anleihen zur Finanzierung von Übertragungsleitungen für Offshore-Windprojekte in der Nordsee in das deutsche Stromnetz aufgenommen. Tatsächlich trägt eine zunehmende Anzahl von Projekten in der Nordsee zu einem beeindruckenden Wachstum der europäischen Windkraft bei; Laut WindEurope hat die Region im Jahr 2017 ein Rekordjahr mit einem Zubau von 14 GW im Netz für erneuerbare Energien erreicht. Auch im asiatisch-pazifischen Raum läuft ein substantieller Vorschlag. Der Asian Renewable Energy Hub umfasst 7.000 Quadratkilometer Land in der Region East Pilbara in Westaustralien und wird sowohl Solar- als auch Windkraftanlagen beherbergen, um die erzeugte Energie nach Südostasien zu transportieren.

Der Asian Renewable Energy Hub umfasst den Bau von 1.200 300 m hohen Onshore-Windturbinen mit weiteren 2.400 MW aus Sonnenkollektoren - die alle über Hochspannungs-Unterwasserkabel nach Jakarta und Singapur exportiert werden. Das Projekt wird Strom für 7 Millionen Haushalte in Indonesien erzeugen und über seine Lebenszeit fast 1 Milliarde Tonnen Kohlenstoffemissionen ausgleichen.

Vorsichtiger Aufbau
Aufgrund der Geschwindigkeit der technologischen Entwicklung ist jedoch ein ständig wechselndes Technologierisiko zu berücksichtigen - ebenso wie die Umweltauswirkungen von Konstruktion und Implementierung.

Mit robusteren Seekabeln kommen zum Beispiel größere Entfernungen zu Land und härteren Seebedingungen - zwei wichtige Überlegungen, wenn es um die Bau- und Betriebsphasen von Offshore-Windprojekten geht. Diese Risiken werden akzentuiert, wenn es zwischen den in der Angebotsphase vorgeschlagenen Technologien und den tatsächlich während der Bauphase installierten Technologien zu Diskrepanzen kommt. In der Tat haben einige deutsche Energieversorger - um ihre angenommenen Kosten zu strukturieren - auf den technologischen Fortschritt bis 2021 vertraut, wenn zukünftige Offshore-Windprojekte gebaut werden. Die Reduzierung der Umweltbelastung in der Bauphase eines Windprojekts ist ebenfalls eine Priorität. Hierzu können umfassende Umweltverträglichkeitsprüfungen (UVP) und Bauweisen mit geringer Auswirkung - wie Sanftanlaufverfahren und lärmmindernde Technologien - eingesetzt werden.

Die TenneT-Projekte in Deutschland sind ein gutes Beispiel dafür. Neben der Verbesserung der Nutzbarkeit von nachhaltiger Energie zielt TenneT darauf ab, die physikalischen Auswirkungen seiner nordsee-basierten Aktivitäten zu minimieren. Zusätzlich zur Verwendung von EIAs und Technologien mit geringer Umweltbelastung müssen alle Auftragnehmerschiffe, die das TenneT Unterwasserkabel installieren, eine Zertifizierung erhalten, um nachzuweisen, dass sie kein Abwasser ins Meer leiten. Letztlich ermöglichen Seekabel die Verteilung erneuerbarer Energien in Bereiche, die davon profitieren können. Diese Projekte könnten dazu beitragen, eine globale Verschiebung des Stromnetzes voranzutreiben, die dazu führen könnte, dass immer mehr Haushalte und Unternehmen erneuerbare Energiequellen besser nutzen und dadurch ihren CO2-Fußabdruck verringern.

(Wie in der April 2018 Ausgabe von Maritime Reporter & Engineering News veröffentlicht )