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Klima und Energie Tel.: (49) 0681/ 302-2737; Fax /302-4676 (für größere

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Präsentation zum Thema: "Klima und Energie Tel.: (49) 0681/ 302-2737; Fax /302-4676 (für größere"—  Präsentation transkript:

1 Klima und Energie Tel.: (49) 0681/ ; Fax / (für größere Homepage: Dr. Gerhard Luther Universität des Saarlandes, FSt. Zukunftsenergie c/o Technische Physik – Bau E26 D Saarbrücken EU - Germany V_EKW3_0bUebersicht_Wind-Offshore.ppt

2 0. Klima <> Energie 1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln 1.1 Ein Entwicklungsproblem 1.2 Ein Energieproblem (Endlichkeit der Ressourcen; Lieferengpässe : Preise) 1.3 Ein Klimaproblem 2. Wo stehen wir und was ist zu erwarten 2.1 CO2 und Energieeinsparung in BRD 1990 – Trend und Trend-brechende Aktivitäten: 2.2a Zum Reizthema: Vorzeitiges Abschalten der AKW‘s 3. Einige Trendbrecher zur CO2-Einsparung 3.1 Sonnenenergie (Offshore Wind, Biomasse, direkte Umwandlung) 3.2 Energieeinsparung beim Verbrauch 3.3 Fossile Kraftwerke hoher Effizienz Strategische Reserve: demnächst: 3.4 Fossile Kraftwerke mit CO2 Sequester 3.5 Solarthermische Kraftwerke im Süden vermutlich bald: 3.6 Kernkraftwerke der „Generation IV“ (inhärent sicher, nachhaltig, Proliferations-gesichert) vielleicht: 3.7 Fusionsreaktor ( Iter, Demo, Proto, >> „Standard FuKw“) Klima und Energie Hier geht‘s weiter

3 einige Trendbrecher zur CO2-Einsparung 3.

4 3. Einige Trendbrecher zur CO2-Einsparung 3.1 Sonnenenergie (Offshore Wind, Biomasse, direkte Umwandlung) 3.2 Energieeinsparung beim Verbrauch 3.3 Fossile Kraftwerke hoher Effizienz Strategische Reserve: demnächst: 3.4 Fossile Kraftwerke mit CO2 Sequester 3.5 Solarthermische Kraftwerke im Süden vermutlich bald: 3.6 Kernkraftwerke der „Generation IV“ (inhärent sicher, nachhaltig, Proliferations-gesichert) vielleicht: 3.7 Fusionsreaktor ( Iter, Demo, Proto, >> „Standard FuKw“)

5 Offshore Wind 3.1 Sonnenenergie; Wind

6 Aktuelle Situation: Windenergie in BRD und in EU Warum Offshore – Potential Leistungswachstum von WEA : Die neue 5 MW-Klasse „Zubehör“ nicht vergessen (z.B. Trafo, Netzanbindung mit Seekabel) German Offshore: Vollgas bei angezogener Bremse Exkurs: Offshore-Windenergie und Naturschutz Offshore abroad Exkurs: Anmerkung zu den Fundamenten Offshore Ziel in BRD (aktuelle Situation 2008: alpha ventus testfeld) Energetischer Rücklauf von WEA Windstrom – Vergütung nach dem EEG Offshore Wind

7 Entwicklung der installierten Windleistung in der EU von 1990 bis 2006 BQuelle: BMU2007_Erneuerbare Energien in Zahlen_ Stand , p.42 Ab 2004 einschließlich Installationen in den Mitgliedstaaten der EU- Erweiterung vom Mai 2004 (EU-25). Marktanteil der neuen Mitgliedstaaten im Jahr 2006: 1%. Quellen: EWEA [50], [59]; BWE [16]; Eurostat [34] __ 50 GW EU 2006 AD: Strom: 80 [TWh] Installierte Leistung: 50 [GW] also: Vollaststunden: 1600 [h] = 18 %

8 aktuelle Ergänzung zur Windenergie 2007 AD: UrQuelle. BWE und VDMA (Bundesverband Windenergie und Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau) BQuelle: DGS –Newsletter vom Weltweit boomt der Markt, aber in Deutschland nicht mehr BRD : 2007 in BRD: 883 neue Anlagen mit : 1,6 7 GW 2006 waren es noch : 2,2 3 [GW] Wachstums einbuße : - 0,56 [GW] - 25 % Der Weltmarkt wuchs in 2007 AD hingegen um +30%, auf ca. 20 GW /a, : der weltweite Zubau entspricht etwa 20 GEuro/a.

9 Die Windenergie wird nun auch von den großen Stromkonzernen ernst genommen. Beispiel: RWE

10 comment: endlich - nicht kleckern sondern klotzen Ablage: RWE-ilanzPK2007_ _Innogy_OffshoreWind_27ppt.pdf Quelle::

11 Offshore Wind - ein aktuelles Thema, z.B. auf der J ahrestagung der DPG – München, Ein wichtiger Vortrag, archiviert im AKE-Archiv, und meine Hauptquelle: Herausforderung Offshore-Windenergie - Status quo und Perspektiven Dr. Martin Skiba, REpower Systems AG Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München

12  weil Standorte an Land knapp werden,  weil Offshore-Standorte höhere Energie- erträge erbringen,  weil das Offshore–Potential enorm hoch ist,  weil der technologische Fortschritt die Entwick- lung großer WEA ermöglicht,  weil die Erschließung der Meere zur Windenergie- Nutzung eine historisch einmalige, ökonomisch sinnvolle und ökologisch vertretbare Chance bietet, einen hohen Beitrag Erneuerbarer Energieträger zur Deckung des Stromverbrauchs zu leisten. Warum Offshore? Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München Potential

13 BQuelle: Prof.F.Vahrenholt: „Energiemix der Zukunft“, Vortrag , Düsseldorf ; Vahrenholt_Energiemix_derZukunft_ppt.pdf

14 Zum Vergleich : On- Offshore Wind in verschiedenen topogr. Lagen, 50m über Grund, Achtung: andere Farbskala BQuelle: DPG2005_Klima- Studie, Bild 6, p-42 Lage: 1) 2) 3) 4) 5) > 6 >7.5 >8.5 >9 > <3.5 <4.5 <5 <5.5 <7 >7.5 [m/s ] <5.5 ridge = Gebirgskamm

15 Das riesige Potential des Offshore Windes Im Prinzip: Genug Strom für ganz Europa Quelle: Berichtsband „Offshore Windenergienutzung und Umweltschutz“, (Juni 2001)Block6, A. Wagner (EWEA), p.6_17-20 zitierte Urquelle: Mathies,,H.G. et.al.Study on Offshore-Wind Energy in the EC, Final report of Joule 1 Contract Jour-0072, Brekendorf (1995) Offshore Potenziale in Europa in Abhängigkeit von Wassertiefe und Küstenentfernung.

16 Leistungswachstum von WEA Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München Technische Entwicklungl

17 Die neue Klasse der Windenergieanlagen: 5 MW Beispiel: 5M von Repower

18 Nennleistung = 5 MW ; Auslegung = 10,5 m/s Rotor Ø = 126 m ; Nabenhöhe = 120 m Nennleistung = 5 MW ; Auslegung = 10,5 m/s Rotor Ø = 126 m ; Nabenhöhe = 120 m Gondel (inkl. Rotor) ~ 400 t ; Blatt ~ 18 t; Turm (120 m) = 750 t Gondel (inkl. Rotor) ~ 400 t ; Blatt ~ 18 t; Turm (120 m) = 750 t Quelle: Repower, Prof. Vahrenholt, 2005_1214

19 Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

20 Maschinenhaus Hub Rotor Bearings Gearbox Converter Transformer Generator Yaw System Onboard-Crane M Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

21 “Elchtest” für Rotorblätter 17 m Technical Data LM 61.5: GFRP/ CFRP with Epoxy Length:61.5m Max.Width:4.6m Mass:17.8to. Test Program: Static test performed well, max. deformation 17 m. Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

22 Energieertrag Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

23 REpower 5M, Umweltaspekte Quelle: Studie der Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft, Prof. Dr.-Ing. H.-J. Wagner, 7/2003 Energetische Amortisationszeit: 3,6 Monate Erntefaktor: 68 (Ermittelt auf Nettoenergieertrag von ca. 17,6 GWh/a) BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

24 Windpark-Umspannplattform Quelle: Bladt / DK 132 kV Transformer Platform for offshore wind farm at Rødsand, DK Total weight: 600 tonnes Sail away from Aalborg: April 2003 Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München „Zubehör“

25 German Offshore: Vollgas bei angezogener Bremse einerseits: EEG mit großzügigerr Einspeisevergütung andererseits: Staatliche Behinderung der Offshore Windenergie in der BRD

26 Die deutsche Krankheit: oder Die Unfähigkeit einen vernünftigen ersten Schritt zu tun oder Wie die Quatschköpfe langjährige Ingenieurweisheiten kippen und die Allgemeinheit dies bezahlen lassen oder Vollgas bei angezogener Bremse

27 Offshore Windparks, Nordsee BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

28 Genehmigungsverfahren BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

29 Offshore Wind Farms in the North and Baltic Sea Schweden Geplante Windparks Nordsee 11 Dan Tysk 12 Meerwind 13 Weisse Bank Forseti 15 Globaltech 16 Hochsee Windpark 17 Godewind 18 Uthland 19 Weisse Bank 20 Jules Verne 21 Ventotec Nord 1 22 Ventotec Nord 2 23 Nördlicher Grund 24 Windpark He dreiht 25 TGB Nord 26 H 2 – Nordergründe 28 Riffgat 29 Bard Offshore 30 Austerngrund 31 Deutsche Bucht 32 Arcona Becken Südost 33 Beltsee 34 Ventotec Ost II 35 Sky Baltic I 37 Breitling 38 Wismar Genehmigte Parks Ostsee 10 Kriegers Flak Geplante Parks Ostsee 32 Arcona Becken Südost 33 Beltsee 34 Ventotec Ost II 35 Sky Baltic I 37 Breitling 38 Wismar Genehmigte Windparks Nordsee 1 Emden 2 Butendiek 3 Borkum West 4 Sandbank 24 5 Borkum Riffgrund West 6 Borkum Riffgrund 7 Amrumbank West 8 Nordsee Ost 9 ENOVA ONS Windpower Quelle: Kromrey, Mai 2005 BQuelle: Prof. Vahrenholt, Repower,

30 Borkum West Borkum Riffgrund Borkum Riffgrund West Norder- gründe Stralsund Meerwind Amrumbank/ Nordsee-Ost Weiße Bank Dan Tysk Nördlicher Grund Sandbank 24 Globaltech Noth Sea Windpower Hochseewindpark Nordsee Hochseewindpark He dreiht Riffgat Uthland H2-20 Sky 2000 Breitling Rostock Beltsee Baltic 1 Kriegers Flak Pommersche Bucht Ventotec Ost 2 Arkona-Becken Südost Adlergrund Rostock WismarLübeck Swinoujscie Kiel Cuxhaven Hamburg Eckernförde Husum Flensburg Norden Leer Ems-Emden Bremerhaven Wilhelmshaven Emden Butendiek Amrumbank/W Offshore Genehmigungsverfahren Nord- und Ostsee x x BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

31 Offshore-Windemergie und Naturschutz Frei nach dem Motto: Ist es auch Unsinn – so hat es doch Methode Exkurs

32 Offshore-Windemergie und Naturschutz Ziel: Klimaschutz und Biodiversität I. Formale Vorgehensweise des BfN (Bundesamt für Naturschutz) (1) Gebiete identifizieren mit naturschutzrechtlichem Schutzstatus (2) Potentielle Schutzgebiete nach FFH -Richtlinie der EU (Flora-Fauna Habitat) (3) Potentielle Schutzgebiete nach Vogelschutz -Richtlinie der EU ( (4) Sonstige wertvolle Gebiete. (5) Karte für Ost- und Nordsee mit je 2 Untersuchungsflächen. Quelle: Berichtsband „Offshore Windenergienutzung und Umweltschutz“, (Juni 2001)Block1, Winkelbrandt (BfN) p.1_8-10 BMU: „Windenrgienutzung auf See - positionspapier-“ (Mai 2001) Vor dieser Kulisse werden dann Gebiete identifiziert, „welche für eine Untersuchung auf eine mögliche Eignung als Standorte.... In Frage kommen [Kartenlegende] “

33 2. Die vom BfN vorgeschlagenen Seegebiete Nordsee: (Wind_Nordsee_Karte 3_1.pdf) - Borkum Riff, 27 sm nördlich von Borkum - westlich Sylt, 30 sm entfernt Ostsee: (Wind_Ostsee_Karte 3_2.pdf) - östlich Insel Fehrmarn, (nur) 5 sm vor Küste (brauchbarer Vorschlag) - nördlich Rügen, 15 sm vor Küste Die Mehrheit der beantragten Projekte liegt außerhalb dieser Flächen !! Quelle: BMU: „Windenrgienutzung auf See - Positionspapier-“ (Mai 2001) Berichtsband „Offshore Windenergienutzung und Umweltschutz“, (Juni 2001)Block1, S. Teske (Greenpeace) p.3_3-6

34 3. Das eigentliche Problem: Kenntnislücken Quelle: Berichtsband „Offshore Windenergienutzung und Umweltschutz“, (Juni 2001)Block1, Winkelbrandt (BfN) p.1_8-10, Abschnitt 4. Kenntnislücken siehe auch: DEWI:“Weiterer Ausbau der Windenergienutzung im Hinblick auf den Klimaschutz-teil1 (BMU, April2001), p und und Die Kenntnisdefizite beziehen sich vor allem auf Auswirkungen von Windkraftanlagen auf : (1) dieVogelwelt - durch Scheuch- und Barrierewirkung - Verlust von Nahrungs- und Rastflächen - Änderung von Zuglinien - Trennung von Rast- und Nahrungsflächen - direkte Verluste durch Vogelschlag (2) Meeressäugetiere - Verkleinerung des Lebensräume durch Scheuchwirkung - Stress Die Ursachen dafür sind Emissionen von Schall und Vibrationen im Wasserkörper, Schattenwurf der Rotoren, Emissionen durch elektromagnetische Felder.

35 Quelle: Berichtsband „Offshore Windenergienutzung und Umweltschutz“, (Juni 2001)Block1, Winkelbrandt (BfN) p.1_8-10, Abschnitt 4. Kenntnislücken (3) Benthische Lebensgemeinschaften - Lebensraumverlust - Änderung der Zusammensetzung derLebensgemeinschaft Die Ursachen dafür sind : lokale Steuerung von Fundamentsetzungen, Sedimentfahnen und Überdeckung des Baus, Änderung der Strömungs- und Sedimentsverhältnisse, Einbringung von künstlichem Hartsubstrat (4) Landschaftsbild - Eingriff in das marine Landschaftsbild Ursache dafür sind die weit sichtbaren Bauten in einer sonst strukturlosen Landschaft. Persönliche Bemerkung : Ich sehe Windmühlen im Meer, - in einer sonst strukturlosen Umgebung -, eher als eine erfreuliche Bereicherung des ansonsten eher öden Landschaftsbildes an.

36 Einhundert 5 MW – Windenergie- anlagen aus 15 km Entfernung bei guter Sicht BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006 Zu: (4) Landschaftsbild - Eingriff in das marine Landschaftsbild

37 Einhundert 5 MW – Windenergie- anlagen aus 40 km Entfernung bei extrem guter Sicht BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

38 Hermann Scheer: „Überdies ist offenkundig ein Diskurs über die ökologische Gefahrenhierarchie nötig“ Quelle: Herrmann Scheer, MdB, „Energieautonomie“, p.81 ua., Verlag Kunstmann (2005)

39 Ergebnisse der Naturschutz – Forschungsvorhaben: dena Offshore Wind: dena Offshore Wind/ Naturschutz:

40 Cost of investment: Offshore-Windfarm 40 km vor der Küste Quelle: DEWI, REpower Quelle: Repower, Prof. Vahrenholt, 2005_1214 private communication 5 km vor der Küste : Kabelkosten nur noch 1/10 !! die Zusatzkosten für großen Abstand zur Küste:

41 Meine Meinung ( ein ceterum censeo ) : Es ist schlicht Unsinn, dass die deutsche Wind- Industrie gezwungen wird, bei ihrem ersten Schritt auf‘s Meer ihre ( neuen 5 MW- ) Anlagen gleich 40 km vor der Küste und in 40 m Wassertiefe zu installieren. Dies ist zu risikoreich, zu teuer wg. Gründung und Leitungsanbindung zu umständlich für Wartung und Betrieb. Bisher hat sich auch noch kein Investor gefunden. daher: Offshore Windanlagen zunächst ins Wattenmeer !

42 Trotzdem nicht den Mut verlieren: Der 1. Schritt der deutschen Windenergie- Industrie auf‘s Meer muss ins Ausland verlegt werden: Beispiel: Repower baut vor der Schottischen Küste Und zwar schon jetzt (2006) Offshore abroad

43 Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

44 Project Beatrice Demonstrator  2 x 5M in connection to EU-Project DownWind Water depth:app m Distance to shore:app. 25 km Foundations:Jacket Installation: Summer 2006 Up to 200 turbines are planned for the same location, if demonstrator is successful Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

45 Gewichtsfundament Monopile Tripod Jacket-Struktur Fundamenttypen Anmerkung zu den Fundamenten Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

46 Quelle: Repower-Pressephotos 2007: REpower_5M_Beatrice_II_4.jpg 2007 AD: „Beatrice“: 5 MW-Repower WKA vor Schottlands Küste

47 Quelle: Repower-Pressephotos 2007: REpower_5M_Beatrice_II_15.jpg 2007 AD: „Beatrice“, 5 MW-Repower WKA vor Schottlands Küste

48 Realisierte Offshore-WEA Leistung LandOrtAnzahl WEA Nennleistung pro Anlage, Typ Nennleistung des Parks Jahr der Inbetriebnahme UK Blyth Offshore 2 2 MW, Vestas V80 4 MW2000 Schweden Bockstigen kW, Wind World 2 MW1997 Niederlande Dronten (Ijsselmeer) kW, Nordtank 16 MW1996 Dänemark Tunø Knob kW, Vestas 5 MW1995 Niederlande Lely (Ijsselmeer) kW, Nedwind 2 MW1994 Dänemark Vindeby kW, Bonus 5 MW1991 Schweden Norgersund kW, Wind World 0,22 MW 1990 Dänemark Horns Rev 80 2 MW, Vestas V MW 2002 Schweden Yttre Stengrund 5 2 MW, NEG Micon 10 MW2001 Dänemark Middelgrunden 20 2 MW, Bonus 40 MW2001 Schweden Utgrunden 7 1,5 MW, Enron 10,5 MW2000 Dänemark Samsø 10 2,3 MW, Bonus 23 MW 2003 Irland Arklow Bank 7 3,6 MW, GE MW 2003 UK Noth Hoyle 45 2 MW, Vestas V80 90 MW 2003 Dänemark Nysted 72 2,2 MW, Bonus 158 MW 2003 Dänemark Frederikshavn 4 Bonus, Nordex, Vestas 10 MW2003 Summe: 716 MW 2005: 90 MW 2004: 65 MW 2003: 307 MW 2002: 160 MW UK Scroby Sands 302 MW, Vestas V80 60 MW 2004 Deutschland Ems/Emden 14,5 MW, E-112 4,5 MW 2004 UK Kentish Flats 303 MW, Vestas V90 90 MW 2005 Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006, graphisch leicht verändert 2 MW -Klasse 5 MW-Klasse Versuchsanlage, am Deich DK Pionier S Pionier 0.5 MW -Klasse

49 Offshore Windparks, realisiert und geplant Quelle: BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

50 Schwedischer Offshore-Windpark Utgrunden Quelle: Berichtsband „Offshore Windenergienutzung und Umweltschutz“, (Juni 2001)Block6, M. Kühn (Enron Wind GmbH) p.6_7-10 Inbetriebnahme 2000_12

51 Windenergieanlagen: 7 x 1,5 MW, Enron Wind offshore † Drehzahl-variabel, pitch-geregelt Rotor-Durchmesser : 70,5 m Nabenhöhe: 65 m über mittl. Wasserstand Landabstand: 12,5 km zum Festland 8 km zur Insel Øland Wassertiefe: 7,1 – 9,9 m Inbetriebnahme: 21. Dezember 2000 Geschätzter Jahresertrag: MWh/a Die Anlagen sind jeweils auf einem eingerammten Monopile (Einpfahl) errichtet, der 19 m in den sandigen und steinigen Untergrund getrieben wurde. † Leistung durch Baugenehmigung reduziert auf 1,425 MW Kenngrößen des 10 MW Windparks Utgrunden: Quelle: Berichtsband „Offshore Windenergienutzung und Umweltschutz“, (Juni 2001)Block6, M. Kühn (Enron Wind GmbH) p.6_7-10

52 Horns Rev 2002 AD: 160 MW Wind Farm in der Nordsee 80 * 2 MW Vesta Horns Rev Wind Farm (Denmark) - Rated Power 160 MW – Water Depth 10-15m BQuelle: Paul D. Sclavounos, MIT

53 The Nysted offshore wind farm consists of 72 offshore wind turbines ( 158 MW) located in the Baltic Sea off the coast of Nysted, Denmark. Nysted is a popular tourist and sailing community. The wind turbines are located six miles offshore and people boat freely around the wind turbines. See the video... Lokal…See the video...Lokal Quelle: Nysted- Offshore Windfarm (seit 2003) Umwelt-Monitoring – Berichte:

54 Offshorewind: ein Erlebnis.V_OffshoreWindfarm_DK-Nystedfin1.wmv kleiner Film über den dänischen Ostsee-Windparl Nysted

55 Startphase bis 2006:min. 500 MW  1. Ausbaustufe bis 2010: MW  2. Ausbaustufe bis 2030: MW Zielvorgaben in Deutschland Nach einem Strategiepapier der Bundesregierung, Januar 2002 Quelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006, graphisch leicht verändert Offshore Ziel in BRD

56 Year / Jahr Inst. Capacity per Year / Inst. Leistung pro Jahr, MW Offshore Repowering Offshore Onshore Repowering Onshore Source: WindEnergy-Study 2006 Prognose der jährlich installierten Leistung bis 2030 in Deutschland BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006

57 Hemmnisse in BRD:  Netzkapazitäten  „Naturschutz“  Klimaschutz §§  Genehmigungspraxis $$  Finanzierung/Versicherung BQuelle: M.Skiba:“Herausforderung Offshore-Windenergie“, Vortrag DPG2006_AKE8.1, Physikertagung München2006, verändert !! Mit eigenmächtiger Abänderung: Anführungsstriche bei „Naturschutz“

58 Das Offshore Testfeld Alpha Ventus a aktuelle Situation 2008:

59 Lage desTestfeldes alpha ventus

60 aktuelle Situation 2008: Am 8. Mai 2008 wurde in einer Aufftaktveranstaltung in Berlin der Startschuss zur deutschen Windenergieforschung auf See gegeben: Forschungsinitiative RAVE (Research at alpha ventus). RAVE wird im Offshore-Testfeld alpha ventus untersuchen: Offshore-Tauglichkeit und die Weiterentwicklung der Windenergieanlagen (WEA), Betriebsverhalten der WEA unter Offshore-Bedingungen, Offshore-Meteorologie, sowie fachspezifische Begleituntersuchungen zur logistischen, ökologischen und baufachlichen Aspekten. „ Testfeld alpha ventus (etwa 45 km nördlich der Insel Borkum) 1. Bauabschnitt (Start Sommer 2008) : 6 * WEA vom Typ Multibrid M5000 mit jeweils 5 MW Nennleistung. 2. Bauabschnitt (ab 2009 AD) : 6 * REpower 5M Anlagen. Also insgesamt: 12 WEA mit insgesamt 60 MW Nennleistung Quelle. ISET-Kassel: PM : Link: hompage: (allgemeine Info‘s fürs Volk)

61 Forschungsplattform FINO (seit 2003AD) (steht in unmittelbarer Nähe des Testfeldes alpha ventus) Die aktuellen Werte werden alle 10 Minuten direkt übertragen. Die Winddaten werden in den Höhen 100m, 70m und 50m gemessen. Die Seegangsdaten geben signifikante Wellenhöhe, Wellenrichtung und Wassertemperatur an

62 Windstärken in der Nordsee Quelle:

63

64 Life Cycle Analysis von Windenergieanlagen Life Cycle Analysis von WEA Exkurs siehe Vortrag Prof. Hermann Josef Wagner, Bochum, auf dem 408. Heraeus Seminar, Bad Honnef, dort die Folien lokal: V_EKW3a_3.11.7_Wind_LifeCycleAnalysis_Prof.Wagner.ppt

65 Energy from Wind – Perspectives and Research Needs Herman-Josef Wagner Ruhr Universität Bochum Institute für Energy Systems and Energy Economics Heraeus-Seminar „A Physics Perspective on Energy Supply and Climate Change – Prediction, Mitigation and Adaptation“ 27 May 2008 zur Urquelle (Prof. Wagner, Bochum): AKE2008F_E3_Wagner_Wind_Perspectives-Research.pdf

66 also: Windkraftwerke, sowohl Onshore als auch Offshore sind energetisch bereits in wenigen Monaten „bezahlt“. Sie sind hierin deutlich besser als PV-Anlagen (einige Jahre energetische Amortisationszeit)

67 Windstrom - Vergütung Vergütung des Windstromes nach dem EEG EEG = Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Eenergien

68 BQuelle:

69 EEG 2004 § 1 Zweck des Gesetzes (1)Zweck dieses Gesetzes ist es, insbesondere im Interesse des Klima-, Natur- und Umweltschutzes eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung zu ermöglichen, die volkswirtschaftlichen Kosten der Energieversorgung auch durch die Einbeziehung langfristiger externer Effekte zu verringern, Natur und Umwelt zu schützen, einen Beitrag zur Vermeidung von Konflikten um fossile Energieressourcen zu leisten und die Weiterentwicklung von Technologien zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien zu fördern. (2) Zweck dieses Gesetzes ist ferner, dazu beizutragen, den Anteil Erneuerbarer Energien an der Stromversorgung bis zum Jahr 2010 auf mindestens 12,5 Prozent und bis zum Jahr 2020 auf mindestens 20 Prozent zu erhöhen.

70 EEG 2004 § 12 Gemeinsame Vorschriften für Abnahme, Übertragung und Vergütung (1) (2) (3) Die Mindestvergütungen sind vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme an jeweils für die Dauer von 20 Kalenderjahren zuzüglich des Inbetriebnahmejahres zu zahlen. ……….

71 EEG 2004 § 10 Vergütung für Strom aus Windenergie (1) Für Strom aus Windenergieanlagen beträgt die Vergütung vorbehaltlich des Absatzes 3 mindestens 5,5 Cent pro Kilowattstunde. Für die Dauer von fünf Jahren gerechnet ab dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme erhöht sich die Vergütung nach Satz 1 um 3,2 Cent pro Kilowattstunde für Strom aus Anlagen, die in dieser Zeit 150 Prozent des errechneten Ertrages der Referenzanlage (Referenzertrag) nach Maßgabe der Bestimmungen der Anlage zu diesem Gesetz erzielt haben. Für sonstige Anlagen verlängert sich diese Frist um zwei Monate je 0,75 Prozent des Referenzertrages, um den ihr Ertrag 150 Prozent des Referenzertrages unterschreitet. (2) Abweichend von Absatz 1 Satz 3 verlängert sich die Frist nach Absatz 1 Satz 2 für Strom aus Anlagen, die 1. im selben Landkreis bestehende Anlagen, die bis zum 31. Dezember 1995 in Betrieb genommen worden sind, ersetzen oder erneuern und 2. die installierte Leistung mindestens um das Dreifache erhöhen (Repowering-Anlagen) um zwei Monate je 0,6 Prozent des Referenzertrages, um den ihr Ertrag 150 Prozent des Referenzertrages unterschreitet.

72 (3) …. (4) …. (5) Die Mindestvergütungen nach Absatz 1 werden beginnend mit dem 1. Januar 2005 und die Mindestvergütungen nach Absatz 3 beginnend mit dem 1. Januar 2008 jährlich jeweils für nach diesem Zeitpunkt neu in Betrieb genommene Anlagen um jeweils 2 Prozent des für die im Vorjahr neu in Betrieb genommenen Anlagen maßgeblichen Wertes gesenkt und auf zwei Stellen hinter dem Komma gerundet. EEG 2004 § 10

73 Ich verstehe den Gesetzestext nicht exakt. Trotzdem versuche ich das, was ich meine was gemeint ist, einfacher darzustellen

74 (1) P = P 0 * 0,98 (N-N 0L ) + P Z * f(t) Vergütung bei Land Wind (ohne Repower): mit: P 0 = 5,5 [ct /kWh] und N 0L = 2004 AD N = InbetriebnahmeJahr; >=N 0 P Z = 3,2 [ct /kWh] f(t) = Faktor für Förderdauer (2) Förderdauer: f(t) = 1 für (N1 + N Z ) Jahre und 0 später Mit : N1 = 5 Jahre (3) N Z = 2 Monate * (150 % - Ertrag bzgl. Refernz in Prozent) / 0,75% Vorsicht, bin mir nicht sicher, ob das so richtig ist Vergütung bei Repower: Im Nenner von Gl. (3) steht 0,6 % statt 0,75% Bem: gilt alles nur für N Z >=0

75 (3) Für Strom aus Windenergieanlagen, die in einer Entfernung von mindestens drei Seemeilen gemessen von der Küstenlinie aus seewärts errichtet worden sind (Offshore-Anlagen), beträgt die Vergütung mindestens 6,19 Cent pro Kilowattstunde. Als Küstenlinie gilt die in der Karte Nr "Deutsche Nordseeküste und angren-zende Gewässer", Ausgabe 1994, XII., sowie in der Karte Nr "Deutsche Ostseeküste und angrenzende Gewässer", Ausgabe 1994, XII., des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie im Maßstab 1 : *) dargestellte Küstenlinie. Für Strom aus Anlagen, die bis einschließlich des 31. Dezember 2010 in Betrieb genommen worden sind, erhöht sich für die Dauer von zwölf Jahren gerechnet ab dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme die Vergütung nach Satz 1 um 2,91 Cent pro Kilowattstunde. Diese Frist verlängert sich für Strom aus Anlagen, die in einer Entfernung von mindestens zwölf Seemeilen und in einer Wassertiefe von mindestens 20 Metern errichtet worden sind, für jede über zwölf Seemeilen hinausgehende volle Seemeile Entfernung um 0,5 Monate und für jeden zusätzlichen vollen Meter Wassertiefe um 1,7 Monate. EEG -Offshore - Stromvergütung EEG 2004 § 10

76 (4) …. (5) Die Mindestvergütungen nach Absatz 1 werden beginnend mit dem 1. Januar 2005 und die Mindestvergütungen nach Absatz 3 beginnend mit dem 1. Januar 2008 jährlich jeweils für nach diesem Zeitpunkt neu in Betrieb genommene Anlagen um jeweils 2 Prozent des für die im Vorjahr neu in Betrieb genommenen Anlagen maßgeblichen Wertes gesenkt und auf zwei Stellen hinter dem Komma gerundet. EEG 2004 § 10

77 (1) P = P 0 * 0,98 (N-N 0M ) + P Z * f(t) Vergütung bei Offshore Wind: Preise bei Offshore Anlagen (d.h.: > 3 Seemeilen vor Küste) P 0 = 6,19 [ct /kWh] und N 0M = 2007 AD ; Inbetriebnahmejahr N >= N 0M P Z = 2,91 [ct /kWh] bei Inbetriebnahme vor dem f(t) = Faktor für Förderdauer der Zusatzvergütung (2) Förderdauer: f(t) = 1 für (N1 + N Z ) Jahre und 0 später Mit : N1 = 12 Jahre N Z = (Entfernung - 12 sm) * 0,5 Monate + (Wassertiefe - 20 m) *1,7 Monate Bem: gilt alles nur für N Z >=0

78 Quelle: BMU (F.Staiß e.a.):“Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung – Stand: Dezember 2005, p.19“ ; Relativ übersichtliche Zusammenfassung aber Details pauschaliert in Bemerkungen 1) Die Höhe der Vergütung ist auch abhängig vom Jahr der Inbetriebnahme. Sie wird für neu in Betrieb genommene Anlagen jährlich gesenkt (Degression). Damit besteht ein kontinuierlicher Anreiz zur Effizienzsteigerung und Kostensenkung. 2) Anfangsvergütung 3) Endvergütung 4) Die Degression bezieht sich nur auf die Grundvergütung, nicht auf den Bonus nach Absatz 2 Satz 2.

79 Nur ein Hinweis: : Hinzu kommen noch wesentliche steuerliche Vergünstigungen: Private Investoren beteiligen sich z.B. als „Komanditist“ an von Finanzierungsgesellschaften betriebenen Anlagen und können dann einen (großen) Teil ihrer Investition und sogar Werbungskosten abschreiben. Vorsicht: Steuerrecht ändert sich von Jahr zu Jahr. Bem. : Eine einfache Darstellung muss ich noch suchen

80 Onshore: Erhöhung der Vergütung auf 9,2 Cent/kWh; Repowering-Bonus von 0,5 Cent/kWh; Einführung eines Systemdienstleistungs-Bonus, um die technische Netzintegration von Windkraftanlagen zu verbessern. Offshore: Anfangsvergütung: 13 Cent/kWh; Frühstarter-Bonus von: 2 Cent/kWh bis Ende 2015 Quelle: PM des Bundesverband Erneuerbare Energie e.V. Link zu einer Sammlung von Presseerklärungen: : /http:// /video/energy1tv/Jan%20NEU/Konferenz/Politik/Deutscher_Bundestag_2008/167_Sitzung/PM / Speicher: BEE_EEG2009_Details_undComment_ _3p.pdf EEG_2009: Beschluss des Bundestages zur Windenergie

81 Das Zauberwort: EEG Nachgehakt

82 Übersicht über Förderung der RE in BRD Biokraftstoffe: Mineralölsteuer –Befreiung Marktanreizprogramm: Wärmeerzeugung aus Biomasse, Solarenergie, Geothermie in 2004 und in 2005: 0,2 [G €/a] KfW-Kredite für Gebäudebereich: u.a. RE (=Renewable Energy), Umstellung von Heizungsanlagen, Kredite für PV Für Stromerzeugung: Stromeinspeisungsgesetz bis 2000 EEG 4 [G€ /a] und mehr

83 BQuelle:

84 EEG 2004 § 1 Zweck des Gesetzes (1)Zweck dieses Gesetzes ist es, insbesondere im Interesse des Klima-, Natur- und Umweltschutzes eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung zu ermöglichen, die volkswirtschaftlichen Kosten der Energieversorgung auch durch die Einbeziehung langfristiger externer Effekte zu verringern, Natur und Umwelt zu schützen, einen Beitrag zur Vermeidung von Konflikten um fossile Energieressourcen zu leisten und die Weiterentwicklung von Technologien zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien zu fördern. (2) Zweck dieses Gesetzes ist ferner, dazu beizutragen, den Anteil Erneuerbarer Energien an der Stromversorgung bis zum Jahr 2010 auf mindestens 12,5 Prozent und bis zum Jahr 2020 auf mindestens 20 Prozent zu erhöhen.

85 Der einschlägige Gesetzestext mit den Highlights: 1. Abnahmeverpflichtung - der „geborene“ Netzzugang Die teuren Zauberworte: unverzüglich vorrangig

86 EEG 2004 § 12 Gemeinsame Vorschriften für Abnahme, Übertragung und Vergütung (1) (2) (3) Die Mindestvergütungen sind vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme an jeweils für die Dauer von 20 Kalenderjahren zuzüglich des Inbetriebnahmejahres zu zahlen. ………. 2. Eine ordentliche Vergütungng EEG 2004 § 5 Vergütungspflicht (1) Netzbetreiber sind verpflichtet, Strom, der in Anlagen gewonnen wird, die ausschließlich Erneuerbare Energien oder Grubengas einsetzen und den sie nach § 4 Abs. 1 oder Abs. 5 abgenommen haben, nach Maßgabe der §§ 6 bis 12 zu vergüten. Die…..

87 EEG 2004 § 6 Vergütung für Strom aus Wasserkraft EEG 2004 § 7 Vergütung für Strom aus Deponiegas, Klärgas und Grubengas EEG 2004 § 8 Vergütung für Strom aus Biomasse EEG 2004 § 9 Vergütung für Strom aus Geothermie EEG 2004 § 10 Vergütung für Strom aus Windenergie EEG 2004 § 11 Vergütung für Strom aus solarer Strahlungsenergie Eine ordentliche Vergütungng für:

88 Einspeisung und Vergütung nach dem Stromeinspeisungsgesetz (StrEG) und dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 1) private und öffentliche Einspeisung Quellen: VDEW [55] und VDN [9] BQuelle: BMU (F.Staiß e.a.):“Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung – Stand: Dezember 2005, p.17“ ;

89 Struktur der nach dem EEG vergüteten Strommengen BQuelle: BMU (F.Staiß e.a.):“Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung – Stand: Dezember 2005, p.17“ ; 1) Rumpfjahr: ) Durch die „Besondere Ausgleichsregelung“ (§ 11a EEG) privilegierter Letztverbraucher (seit Juli 2003) 3) Quote für nicht privilegierten Letztverbrauch 4) Deponie-, Klär- und Grubengas erstmals 2004 getrennt aufgeführt Quelle: VDN [9] % in2004 = 100 % = 12 % = 7 % = 14 % = 66 % = 1. 4 %

90 BQuelle: BMU (F.Staiß e.a.):“Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung – Stand: Dezember 2005, p.18-19“ ; Basisvergütung für Neuanlagen nach dem EEG für Kraftwerke bis 5 MW (ohne Berücksichtigung der Degression für 2005 und 2006) Strompreis AKW: etwa 2 cts/kWh

91 BQuelle: BMU (F.Staiß e.a.):“Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung – Stand: Dezember 2005, p.19“ ; Legende zur Tabelle; : „Basisvergütung für Neuanlagen nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (ohne Berücksichtigung der Degression für 2005 und 2006) Bemerkungen 1) Die Höhe der Vergütung ist auch abhängig vom Jahr der Inbetriebnahme. Sie wird für neu in Betrieb genommene Anlagen jährlich gesenkt (Degression). Damit besteht ein kontinuierlicher Anreiz zur Effizienzsteigerung und Kostensenkung. 2) Anfangsvergütung 3) Endvergütung 4) Die Degression bezieht sich nur auf die Grundvergütung, nicht auf den Bonus nach Absatz 2 Satz 2. Quelle: BMU [12]

92 Novelle 2008 des EEG Veränderte Fördersätze und Degressionen


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