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Jun 11, 2024

Offshore-Windenergieprojekte: Ein Leitfaden zu Windkraftanlagen zu Terminen

Warum ist Massachusetts mit mehr als 95.000 Meilen Küstenlinie in den Vereinigten Staaten der sprichwörtliche Goldrausch für Offshore-Windenergie? Was es so besonders macht, dass die Gewässer vor seiner Küste so genannt werden

Warum ist Massachusetts mit mehr als 95.000 Meilen Küstenlinie in den Vereinigten Staaten der sprichwörtliche Goldrausch für Offshore-Windenergie? Was macht es so besonders, dass die Gewässer vor seiner Küste als „Saudi-Arabien“ der Windkraft bezeichnet werden?

Mit einem Offshore-Windkraftprojekt, das bereits in vollem Gange ist, und weiteren laufenden Projekten ist Massachusetts führend beim Ausbau grüner Energie im Land und erreicht die gesetzten Ziele zur Reduzierung der CO2-Emissionen.

Wie viele Windparkflächen gibt es? Wann fließt der erste Windstrom ins Netz? Wie gelangt der Strom von der Offshore-Anlage in Ihr Zuhause? Welche Auswirkungen wird es auf Ihre Stromrechnung haben? Und wie hilft das alles der Umwelt?

Lesen Sie weiter, um Antworten auf diese und weitere Fragen im Zusammenhang mit Offshore-Windenergie zu finden.

Anthony Kirincich, ein Wissenschaftler, der physikalische Ozeanographie an der Woods Hole Oceanaographic Institution studiert, sagte, es handele sich um eine Kombination von Faktoren, aber der wichtigste habe mit den atmosphärischen Bedingungen zu tun, die sowohl das Wetter als auch die Ozeane bestimmen.

Die wirklich schnelle Antwort sei, sagte er, dass die größeren atmosphärischen Strömungsmuster – der polare Jetstream und der subtropische Jetstream – „sich irgendwie zusammenziehen“ und sich beschleunigen, während sich alles von West nach Ost bewegt.

„Wir in Massachusetts befinden uns zufällig genau an dem Ort, an dem Konvergenzen stattfinden“, sagte er.

Die anhaltend starken Windmuster vor der Küste von Massachusetts, insbesondere südlich von Martha's Vineyard, werden in der Offshore-Windenergie-Ressourcenbewertung 2016 für die Vereinigten Staaten vom National Renewable Energy Laboratory bestätigt.

Aber auch andere Faktoren als die atmosphärischen Muster kommen hier zusammen und machen es ideal für die Offshore-Windenergieproduktion.

„Die Winde sind nicht nur ziemlich stark, der Festlandsockel – der Meeresboden – ist auch flacher“, sagte Kirincich.

Der Abgeordnete des US-Bundesstaates Jeffrey Roy, D-Franklin, Vorsitzender des Gemeinsamen Ausschusses für Telekommunikation, Versorgung und Energie, der seit langem die Entwicklung der Offshore-Windenergie unterstützt, fasste zusammen: „Im Wesentlichen verfügt Massachusetts über eine einzigartige Kombination aus einem einzigen, konstanten Hochgeschwindigkeitswind.“ in Küstennähe; zweitens seichtes Wasser; und drittens beträchtliche Küstenlinie.“

Windressourcenkarten zeigen, dass die Windgeschwindigkeiten vor der Küste von Massachusetts etwas über 9 Meter pro Sekunde liegen. Eine Karte des Marine Cadastre National Viewer, zusammengestellt mit Daten aus dem Wind Integration National Dataset (WIND) Toolkit des National Renewable Energy Laboratory, zeigt, wie die Windgeschwindigkeit abnimmt, wenn man sich entlang der Ostküste nach Süden bewegt, bis hin zu etwa 7 Metern pro Sekunde vor Florida.

Die Offshore-Pachtgebiete liegen in Bundesgewässern auf dem äußeren Festlandsockel südlich von Martha's Vineyard, südöstlich der Narragansett Bay in Rhode Island und östlich von Montauk Point auf Long Island, New York. Zusammen belaufen sie sich auf etwa 800.000 Hektar.

„Gewässer im äußeren Festlandsockel gelten als öffentliche Gewässer, daher gehören sie niemandem im herkömmlichen Sinne des Wortes; sie gelten jedoch als Bundesgewässer – nicht als Staatsgewässer, weil die Bundesregierung sie zum Wohle der Allgemeinheit besitzt und verwaltet“, Roy sagte.

Das Federal Bureau of Ocean Energy Management, eine Behörde des Innenministeriums, vergibt die Pachtverträge. Genehmigungen und Umweltprüfungen werden auf Bundes-, Landes-, regionaler, lokaler und Stammesebene durchgeführt.

Nach Genehmigung eines Bau- und Betriebsplans hat jeder Mieter eine Betriebslaufzeit von 25 Jahren.

Nach Angaben des Bureau of Ocean Energy Management befinden sich im äußeren Festlandsockel südlich von Martha's Vineyard mehrere Offshore-Windgebiete, die sich jeweils in unterschiedlichen Entwicklungsstadien befinden und jeweils unterschiedlich in Massachusetts, Rhode Island und New York landen. Sie beinhalten:

Vineyard Wind 1 gilt als das erste kommerzielle Offshore-Windenergieunternehmen des Landes und ist ein 800-Megawatt-Projekt, dessen Miteigentümer Avangrid Renewables, LLC und Copenhagen Infrastructure Partners sind. Laut Avangrid wird der Strom nach Massachusetts gehen und 400.000 Haushalte mit Strom versorgen.

Ein 804-Megawatt-Projekt im Besitz von Avangrid Renewables. Dieses Projekt ist die erste Phase eines größeren Projekts namens New England Wind und wird den nordöstlichen Teil des Offshore-Pachtgebiets des Unternehmens einnehmen. Energie von Park City Wind wird nach Connecticut gehen.

Ein 1.232-Megawatt-Projekt im Besitz von Avangrid Renewables. Dieses Projekt ist die zweite Phase von New England Wind und wird den südwestlichen Teil des Offshore-Pachtgebiets des Unternehmens einnehmen. Der Strom geht nach Massachusetts und versorgt 700.000 Haushalte mit Strom.

Dieses Projekt ist ein Joint Venture zwischen Shell und Ocean Winds und soll in zwei Teilen 2.400 Megawatt Strom erzeugen – die ersten 1.200 landen am Brayton Point in Somerset und die zweite Landung in Falmouth.

Am 1. Februar änderte das Unternehmen seinen Namen offiziell in SouthCoast Wind.

„Im vergangenen Mai haben wir den Namen unseres ersten 1.200-MW-Projekts in Mayflower Wind – SouthCoast geändert. „Wir wechseln zu SouthCoast Wind, um uns stärker mit unseren lokalen Gemeinschaften und Stakeholdern abzustimmen“, sagte Francis Slingsby, CEO von SouthCoast Wind.

Ein gemeinsames Projekt von Ørsted US Offshore Wind und Eversource, das 304 Megawatt nach Connecticut und 400 Megawatt nach Rhode Island bringen wird. Das Übertragungskabel soll in North Kingston, Rhode Island landen.

Ein 132-Megawatt-Projekt im gemeinsamen Besitz von Ørsted US Offshore .Wind und Eversource mit 12 geplanten Turbinen etwa 35 Meilen östlich von Montauk Point. Einspeisung von Strom in das lokale Stromnetz in East Hampton, New York. Ein Bau- und Betriebsplan wurde letztes Jahr genehmigt und die Arbeiten an Land sind im Gange. Die Offshore-Arbeiten sollen in diesem Frühjahr beginnen.

Ein 924-Megawatt-Projekt im gemeinsamen Besitz von Ørsted US Offshore Wind und Eversource zur Versorgung von New York. Der Bau- und Betriebsplan ist in Arbeit, die Genehmigung muss noch beginnen. Das Übertragungskabel soll im Zentrum von Long Island landen.

Ein 1.230-Megawatt-Projekt von Equinor und bp für New York. Die Genehmigung muss noch beginnen. Es wurde kein Kabellandeplatz identifiziert.

Windkraft schont die Umwelt, indem sie den Einsatz fossiler Brennstoffe bei der Stromerzeugung überflüssig macht und Emissionen reduziert. Jedes Windprojekt kommt der allgemeinen Gesundheit der Umwelt zugute.

Nach Angaben des Unternehmens wird Vineyard Wind 1 beispielsweise jedes Jahr 1,68 Millionen Tonnen Kohlendioxidemissionen einsparen. Das entspricht der Entfernung von 325.000 Autos von der Straße.

Commonwealth Wind strebt eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um mehr als 2,35 Millionen Tonnen pro Jahr an, was so viel bedeutet, als würden weitere 460.000 Autos von der Straße genommen, während Park City Wind die Emissionen um 1,59 Millionen Tonnen pro Jahr (entspricht 310.000 Autos) reduzieren würde.

Mit Windkraft im Mix werden die Großhandelspreise für Strom nicht so empfindlich auf Marktveränderungen reagieren wie bei fossilen Brennstoffen.

Nach Angaben der US Energy Information Administration war Erdgas im Jahr 2021 mit einem Anteil von etwa 38 % die größte Energiequelle für die Stromerzeugung in den USA, gefolgt von Kohle mit 22 % und Erdöl mit weniger als 1 %. Weitere Quellen sind Kernenergie und erneuerbare Energien.

Wenn die Preise für fossile Brennstoffe steigen oder die Vorräte knapp werden, steigen die Strompreise. Wenn Strom aus Offshore-Windenergie durch das Netz fließt, werde es insgesamt weniger Volatilität und insgesamt niedrigere Stromraten geben, sagte Ian Campbell von Vineyard Wind.

Vineyard Wind hat bereits zwei 230-Kilovolt-Stromexportkabel am Covell Beach in Barnstable an Land gezogen. Diese werden schließlich mit dem Windpark südlich von Martha's Vineyard verbunden.

Commonwealth Wind schlägt vor, drei Kabel am Dowses Beach in Barnstable zu landen, ein Plan, der bei den Nachbarn auf heftigen Widerstand stößt. Eine Ad-hoc-Community-Gruppe namens Save Greater Dowses Beach verbreitet sowohl auf Papier als auch online über Change.org eine Petition, um die Pläne des Unternehmens zu stoppen.

Besorgt in Barnstable:Kalter Wind weht über die geplante Offshore-Kabellandung am Dowses Beach

Der Plan von Park City Wind sieht vor, zwei 400-Megawatt-Übertragungskabel am Craigville Beach in Barnstable an Land zu bringen.

SouthCoast Wind wird am Brayton Point in Somerset landen und sucht auch nach Standorten für eine zweite Landung in Falmouth, stößt jedoch auf einige Kritik. Am 19. Dezember lehnte das Falmouth Select Board den Antrag des Unternehmens ab, drei öffentliche Standorte nach möglichen Elektrokabeln zu untersuchen. Beamte sagten, sie hätten die Maßnahme aufgrund unbeantworteter Fragen der Öffentlichkeit ergriffen.

Vineyard Wind hat die Genehmigung im Jahr 2020 abgeschlossen, 2021 den Grundstein gelegt und ist auf dem besten Weg, im Jahr 2024 vollständig betriebsbereit zu sein.

Für Park City Wind, Commonwealth Wind und SouthCoast Wind laufen derzeit Umweltprüfungen sowie staatliche und lokale Genehmigungen.

Park City Wind hat mehr als die Hälfte des Prozesses hinter sich. Nach Angaben des Unternehmens hat es den Umweltprüfungsprozess des Massachusetts Environmental Policy Act und einen wesentlichen Teil des Überprüfungsprozesses des Massachusetts Energy Facilities Siteing Board (EFSB) abgeschlossen. Zu den Benchmarks für 2023 gehören Anhörungen der Cape Cod Commission und der Barnstable Conservation Commission.

Auf gutem Weg, dieses Jahr Strom an Land zu bringen Offshore-Windkraftunternehmen verlegt letztes Kabel am Strand von Barnstable. Was kommt als nächstes?

Commonwealth Wind befindet sich in einem frühen Stadium des Genehmigungs- und Umweltprüfungsverfahrens.

Vineyard Wind ist auf dem besten Weg, noch in diesem Jahr seinen ersten Windstrom an Land zu bringen, und geht davon aus, dass das Unternehmen im nächsten Jahr vollständig betriebsbereit sein wird.

Park City Wind wird voraussichtlich im Jahr 2027 kommerziell in Betrieb gehen, gefolgt von Commonwealth Wind und SouthCoast Wind im Jahr 2028.

Die Kosten für die Entwicklung eines Offshore-Windprojekts gehen in die Milliarden. Aus Wettbewerbsgründen neigen die verschiedenen Unternehmen dazu, ihre genauen Kosten nahe an der Weste zu halten, aber Klaus Moeller, CEO von Vineyard Wind, sagt beispielsweise, sein Unternehmen habe sich 2,3 Milliarden US-Dollar von neun Banken auf der ganzen Welt gesichert.

Was Offshore-Windenergieunternehmen, die sich noch in einem frühen Stadium ihres Genehmigungsverfahrens befinden, beunruhigt, ist ein starker Preisanstieg aufgrund der internationalen Marktbedingungen und des wachsenden weltweiten Interesses an der Entwicklung von Offshore-Windenergie. Führungskräfte von New England Wind wiesen bei einem Tag der offenen Tür im Januar über Park City Wind auf den Krieg in der Ukraine, Rekordanstiege der Zinssätze, Inflation, Lieferkettenprobleme und die explodierende Nachfrage nach Windparks in Europa und anderswo als Ursachen hin.

Kritik in FalmouthMayflower Wind antwortet nach Kritik in Falmouth an der Kommunikation

Der Krieg in der Ukraine habe insbesondere „verheerende Auswirkungen“ auf die Kosten für Stahl, eine Schlüsselkomponente beim Bau von Windkraftanlagen, gehabt, so Pat Johnson, Projektmanager für Außenbeziehungen. Er sagte, die russische Invasion in der Ukraine unterstreiche den Bedarf an alternativen, stabileren Energiequellen und steigere dadurch das Interesse an der Entwicklung von Offshore-Windenergie in Europa und anderswo.

Johnson sagte, dass Park City Wind und Commonwealth Wind zwar in den Jahren 2019 und 2021 Ausschreibungen erhielten, ihre Lieferkettenverträge jedoch nicht festgeschrieben seien, da die Genehmigungen noch Jahre dauern würden. Angesichts der Weltwirtschaftslage „sind Projekte, die unter den wirtschaftlichen Bedingungen von gestern profitabel waren, nicht mehr profitabel.“

Aus diesem Grund plant Avangrid, seine Projekte erneut anzubieten und gleichzeitig die bereits laufenden Genehmigungen fortzusetzen. Commonwealth Wind wird dies mit der nächsten Beschaffungsrunde für Offshore-Windenergie in Massachusetts im April tun, und das Unternehmen arbeitet mit Beamten aus Connecticut zusammen, um entweder ihren bestehenden Vertrag neu zu verhandeln oder erneut ein Angebot abzugeben.

Vineyard Wind plant insgesamt 62 General Electric Haliade-X-Turbinen im Abstand von 1 Seemeile. Jede Turbine wird bis zu 13 Megawatt erzeugen können

Park City Wind plant 50 Turbinen. Für Commonwealth Wind gibt es keine Turbinenanzahl, da Avangrid noch keine endgültige Turbinenauswahl für das Projekt getroffen hat. Die Turbinen werden im Abstand von 1 Seemeile aufgestellt.

Auch SouthCoast Wind muss noch die Anzahl der Turbinen ermitteln. Die Anzahl der benötigten Turbinen hängt vom Typ der verwendeten Turbine ab.

Wie groß sind die Turbinen? Das hängt wirklich von der Art der verwendeten Turbine ab.

Als Beispiel können jedoch die Haliade-X-Turbinen von General Electric von Vineyard Wind dienen. Jede dieser Turbinen umfasst einen Monopile, der sie am Meeresboden verankert, auf dem sich ein Übergangsstück an der Oberfläche befindet, und dann einen Turm, auf dem sich eine Gondel und die Rotorblätter befinden. Jedes Blatt ist 107 Meter lang, was fast der Länge eines Fußballfeldes einschließlich der Endzonen (109,7 Meter) entspricht. Die Höhe jeder Turbine entspricht in etwa der Höhe von drei übereinander gestapelten Freiheitsstatuen (ungefähr 850 Fuß) von der Rotorblattspitze bis zur Wasseroberfläche.

Nach Angaben des US-amerikanischen Amtes für Energieeffizienz und erneuerbare Energien ist dieses Ausmaß typisch für Offshore-Windkraftanlagen. Die größeren Höhen und längeren Rotorblätter ermöglichen es jeder Turbine, effizienter mehr Energie zu erzeugen, sodass weniger Turbinen erforderlich sind, um die gleiche Leistung zu erzeugen, die kürzere Turbinen mit kürzeren Rotorblättern erzeugen würden.

Windturbinen funktionieren nach einem einfachen Prinzip, stellt das Amt für Energieeffizienz und erneuerbare Energien fest: „Wind dreht die propellerähnlichen Blätter einer Turbine um einen Rotor, der einen Generator dreht, der Strom erzeugt.“

Konkret wird die kinetische (oder Bewegungs-) Energie des Windes mithilfe der aerodynamischen Kraft der Rotorblätter in Elektrizität umgewandelt.

„Wenn Wind über das Rotorblatt strömt, nimmt der Luftdruck auf einer Seite des Rotorblatts ab. Der Luftdruckunterschied auf den beiden Seiten des Rotorblatts erzeugt sowohl Auftrieb als auch Widerstand“, so die Agentur. „Die Auftriebskraft ist stärker als der Widerstand und führt dazu, dass sich der Rotor dreht.“

Der Rotor wiederum erzeugt eine Rotation in einem Generator, der die mechanische Energie in Elektrizität umwandelt. Der Strom wird von einem Offshore-Umspannwerk gesammelt, bevor er über Seekabel an Land übertragen, durch Umspannwerke an Land geleitet und schließlich in das Stromverteilungsnetz eingespeist wird.

Bei der Offshore-Stromversorgung wird der Strom unter dem Meeresboden mit höherer Spannung transportiert als an Land, da dies effizienter ist. Umspannwerke an Land leiten den Strom durch eine Reihe von Transformatoren, um die Spannung so herabzusetzen, dass sie mit der Kapazität der Verteilungsleitungen kompatibel ist.

Die Offshore-Windenergie steht in Massachusetts gerade erst am Anfang, doch der Staat ist in Sachen Windkraft kein Unbekannter. Nach Angaben der staatlichen Abteilung für erneuerbare und alternative Energien gibt es dort mehr als 44 landgestützte Windparks in mehr als 30 Gemeinden. Zusammen erzeugen sie mehr als 100 Megawatt Strom.

Wenn es um die Stromerzeugungskapazität geht, ist Offshore-Windkraft das eigentliche Arbeitstier, da die Meeresumgebung höhere und gleichmäßigere Windgeschwindigkeiten bietet.

Windkraft schont die Umwelt, indem sie den Einsatz fossiler Brennstoffe bei der Stromerzeugung überflüssig macht und Emissionen reduziert. Jedes Windprojekt kommt der allgemeinen Gesundheit der Umwelt zugute.

Nach Angaben des Unternehmens wird Vineyard Wind 1 beispielsweise jedes Jahr 1,68 Millionen Tonnen Kohlendioxidemissionen einsparen. Das entspricht der Entfernung von 325.000 Autos von der Straße.

Commonwealth Wind strebt eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um mehr als 2,35 Millionen Tonnen pro Jahr an, was so viel bedeutet, als würden weitere 460.000 Autos von der Straße genommen, während Park City Wind die Emissionen um 1,59 Millionen Tonnen pro Jahr (entspricht 310.000 Autos) reduzieren würde.

Kontaktieren Sie Heather McCarron unter [email protected].

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