Große gelbe Box: Lang

Im vergangenen Mai erklärten vier Länder Nordeuropas ihre Absicht, bis 2030 mindestens 65 Gigawatt (GW) Offshore-Windenergie in der windreichen Nordsee zu installieren, statt derzeit 20 GW. Dies ist ein weiteres Zeichen dafür, dass der Offshore-Windindustrie ein beispielloser Boom bevorsteht, da sich die Technologie verbessert und die Länder sich beeilen, ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und den Weg zum Netto-Nullpunkt zu beschleunigen. Doch die effiziente Bereitstellung von Strom aus Offshore-Windparks birgt aufgrund der langen Distanzen, die der Strom zurücklegen muss, seine Herausforderungen. Die Lösung ist die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) – die effizienteste und wirtschaftlichste Lösung für die Übertragung von Energie über große Entfernungen und deren Integration in das bestehende Übertragungsnetz.

GE Grid Solutions wird zwei Konsortien leiten, die dabei helfen werden, – an und vor der niederländischen und deutschen Küste – ein leistungsstarkes neues Netz zu entwerfen und zu bauen, das in der Lage ist, diese steigenden Ströme zu bewältigen. In den Niederlanden haben GE und Sembcorp Marine eine Rahmenvereinbarung zum Bau von drei Offshore-HGÜ-Projekten abgeschlossen, während GE in Deutschland bei zwei weiteren Projekten mit McDermott zusammenarbeitet. Gemeinsam planen sie die Bereitstellung einer modernen HGÜ-Lösung, die dazu beitragen wird, rund 10 GW des Nordseeprojekts abzudecken. Die beiden Verträge haben einen Wert von rund 10 Milliarden Euro.

„Dies ist ein großer Schritt in der Energiewende, nicht nur für die Niederlande und Deutschland, sondern für ganz Europa“, sagt Johan Bindele, Grid Systems Integration Business Leader von GE Grid Solutions. Bindele leitet ein GE-Team, das beim Bau der fünf Konvertersysteme mit etwa 525 Kilovolt und 2 GW helfen wird, die Gleichstrom über Unterseekabel aus einer Entfernung von bis zu 160 Kilometern (100 Meilen) vor der Küste übertragen werden. Das neue Offshore-Netz wird für die Versorgung Europas mit sauberem Strom von entscheidender Bedeutung sein.

Laut Neil Beardsmore, geschäftsführender Leiter von GE Grid Solutions, ist HGÜ für Offshore-Entfernungen von mehr als 100 Kilometern effizienter als Hochspannungs-Wechselstrom, und die Technologie ist in der Lage, mit bis zu 50 Kilometern mehr als die dreifache Strommenge zu übertragen % weniger Verluste. Doch um HGÜ nutzen zu können, muss die Offshore-Konverterplattform im Meer zunächst den Wechselstrom in HGÜ umwandeln. Der Strom wird dann über das HGÜ-Kabelsystem übertragen und an Land wieder in Wechselstrom umgewandelt, um ihn an das Übertragungsnetz an Land anzuschließen.

GE wurde mit der elektrischen Planung und dem Bau dieses Umbaus beauftragt. Der Koordinator des Projekts, der niederländisch-deutsche Übertragungsnetzbetreiber TenneT, hat das neue Offshore-Netz so konzipiert, dass es durch 2-GW-Konverterstationen verankert wird – „große gelbe Kisten“, wie Beardsmore sie nennt. Laut Bindele und Beardsmore ist dies an sich schon eine Art Durchbruch. Bisher unterscheiden sich Offshore-Konverterstationen in Design und Größe und liegen derzeit im Bereich von 0,7 bis 1,2 GW. TenneT erkannte die Notwendigkeit, Standardisierung in die Branche zu bringen, und Beardsmore sagt, dass die 2-GW-Kapazität das optimierte und standardisierte Design auf die nächste Technologieebene bringt.

„Die Hochspannungsausrüstung in dieser großen gelben Kiste ist GE-Ausrüstung. Dazu gehören Transformatoren, Ventile, Steuerungen und Schutzsysteme. Der Lieferumfang für das Umspannwerk an Land ist vergleichbar“, sagt Beardsmore. Die 2-GW-Kapazität des Kraftwerks – zum Vergleich: das entspricht nicht nur einem, sondern zwei durchschnittlich großen Kernkraftwerken – ist gerade hoch genug, um die steigende Windenergieerzeugung zu bewältigen und gleichzeitig bis an die Grenze der HGÜ zu stoßen Kabel kann damit umgehen. „Das ist keine neue Technologie für GE“, sagt Bindele. „Es ist einfach viel größer als alles, was die Branche bisher gesehen hat.“

TenneT hat seinem Design tatsächlich einen Namen gegeben, das 2GW-Programm, was passend ist, da dieser neue Standard laut Beardsmore und Bindele in jedem Teil der Lieferkette repliziert wird, von Kabelherstellern bis hin zu HGÜ-Umwandlungsspezialisten wie GE. Eine der Herausforderungen, die erneuerbare Technologien wie Windkraft und Photovoltaik für die Hersteller darstellen, besteht darin, dass sie sich so schnell weiterentwickelt haben, dass sie neuere Designs häufig überflüssig machen. Beardsmore witzelt, dass Hersteller großer Investitionsgüter „ein Standardrezept benötigen, damit die Kekse jedes Mal gut gelingen.“

Das 2GW-Programm von TenneT ist nur der Anfang. Laut Beardsmore besteht die größere Vision darin, dass dieses entstehende Offshore-Netz irgendwann Teil von Verbindungsleitungen zu den noch weiter entfernten Netzen des Vereinigten Königreichs, Skandinaviens und Europas sein wird und schließlich ein HGÜ-Übertragungsnetz bilden wird, in dem Strom zwischen mehreren Netzterminals in verschiedenen Regionen übertragen werden kann Richtungen und in mehr als ein Land. Die von TenneT vorgeschlagene Standardisierung des 2-GW-Systems ermöglicht Synergien und Effizienzsteigerungen im Bereitstellungsmodell, die sowohl kommerzielle als auch technische Vorteile mit sich bringen.

Der Beginn eines neuen Offshore-Netzes kommt zu einer Zeit, in der Europa sich zwar vom Energieschock des letzten Jahres erholt, aber nicht in der Stimmung ist, seine Verwundbarkeit zu vergessen. Der Kontinent ist eindeutig entschlossen, einen CO2-neutralen Fußabdruck zu erreichen und seine Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen sowie die Abhängigkeit von russischem Erdgas zu reduzieren. Die Internationale Energieagentur erklärte letztes Jahr, dass der Schock im Jahr 2022 die Energiewende beschleunigen werde. Hier ist der Beweis: Laut der European Heat Pump Association wurden im vergangenen Jahr in Europa drei Millionen Wärmepumpen verkauft, ein Anstieg von fast 40 % gegenüber 2021. Wärmepumpen werden mit Strom betrieben und reduzieren den Heizbedarf des Hauses erheblich. Da Europa natürlich darum kämpft, seine Abhängigkeit von Erdgas und Öl zu verringern, wird sein Strombedarf steigen. Auch wenn die aggressiven Pläne zum Ausbau der Offshore-Windenergie manchen als ehrgeizig erscheinen mögen, ist die rasche Verbreitung sauberer Energie ein wesentlicher Bestandteil des langfristigen Ziels der EU, bis 2050 klimaneutral zu sein.