LRQA Podcast: Warum Windenergie entscheidend ist

WARUM WINDENERGIE ENTSCHEIDEND IST

08. FEBRUAR 2023 15:00 UHR  15 MINUTEN

In der heutigen Folge von Future in Focus unterhalten wir uns mit Dr. Hendrik Lau, dem führenden Windenergieexperten von LRQA. Erfahren Sie mehr über die wachsende Bedeutung der Windenergie, ihre entscheidende Rolle bei der Erreichung von Net-Zero-Zielen und die Hürden, denen sich Entwickler in dieser schnell wachsenden Branche gegenübersehen.

Warum ist die Windenergie als erneuerbare Energiequelle so wichtig?

Die Bedeutung der Windenergie als erneuerbare Energiequelle kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden. Sie ist eine saubere, nachhaltige und reichlich vorhandene Elektrizitätsquelle, was sie zu einem entscheidenden Faktor im Kampf gegen den Klimawandel macht.

Einer der Hauptvorteile erneuerbarer Energiequellen wie der Windenergie ist ihr dezentraler Charakter. Im Gegensatz zu herkömmlichen Anlagen für fossile Brennstoffe, die große und isolierte Kraftwerke erfordern, kann die Infrastruktur für erneuerbare Energien in kleinerem Maßstab errichtet werden, z. B. in Form von Onshore- und Offshore-Windparks und Solaranlagen auf Gebäudedächern.

Außerdem ist die Windenergie auf der ganzen Welt verfügbar, d. h. sie ist nicht durch geografische Gegebenheiten eingeschränkt und kann praktisch überall genutzt werden. Des Weiteren ist sie eine emissionsfreie Stromquelle, die während ihres Betriebs keine schädlichen Treibhausgase oder Schadstoffe erzeugt.

Da der Klimawandel nach wie vor eines der drängendsten Probleme unserer Zeit ist, verpflichten sich viele Länder, wie z. B. das Vereinigte Königreich, zu ehrgeizigen Netto-Null-Zielen. Um diese Ziele zu erreichen, müssen wir unsere Fähigkeit zur Erzeugung von Strom aus Windenergie ausbauen; sie ist nicht nur für die Deckung unseres heutigen Energiebedarfs von entscheidender Bedeutung, sondern auch für die Sicherung einer nachhaltigen Zukunft für künftige Generationen.

Welche Art von Wachstum sehen wir bei der Windenergie und der Entwicklung neuer Anlagen? 

Die Windenergiebranche erfährt ein enormes Wachstum. Die Zahlen sprechen für sich: Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate der Windenergieerzeugung liegt bei rund 30 %, und sie steigt weiter, und neue Onshore-Anlagen haben in Regionen wie Europa, Lateinamerika, Afrika und dem Nahen Osten Rekordzahlen erreicht. Darüber hinaus wird erwartet, dass in den nächsten fünf Jahren 557 Gigawatt an zusätzlicher Kapazität hinzukommen werden.

Auch wenn diese Zahlen beeindruckend sind, muss sich das Wachstum in diesem Sektor in den kommenden zehn Jahren deutlich beschleunigen und sogar vervierfachen, um wirklich etwas im Kampf gegen den Klimawandel zu bewirken. Um bis 2050 eine Netto-Null-Energieversorgung zu erreichen und damit Länder wie Großbritannien und Deutschland ihre ehrgeizigen Klimaziele erreichen können, muss die Windenergiebranche weiterhin ein derartiges Wachstum verzeichnen.

Vor welchen Herausforderungen stehen die Entwickler bei der Planung und dem Bau neuer Windenergieanlagen?

Wenn es um die Planung und den Bau neuer Windenergieanlagen geht, stehen die Entwickler vor einer Reihe von Herausforderungen. Die erste und wichtigste Herausforderung sind die Kosten. Die Entwicklung von Windenergieprojekten, ob an Land oder auf dem Meer, erfordert einen erheblichen Finanzierungsaufwand. Obwohl in den meisten europäischen Ländern staatliche Fördermittel zur Verfügung stehen, kann die Verfügbarkeit und Verlässlichkeit dieser Mittel ungewiss und von politischen Veränderungen abhängig sein.

Eine weitere große Herausforderung ist die Lieferkette. Angesichts der hohen Nachfrage nach Windenergieprojekten haben die Entwickler Schwierigkeiten, neue Lieferketten aufzubauen und zu managen und neue Lieferanten zu akquirieren. Darüber hinaus gibt es Bedenken hinsichtlich der aktuellen Kapazität der Lieferkette, um die wachsende Nachfrage nach Windenergie zu decken. Es wird prognostiziert, dass bis 2030 weltweit rund 380 Gigawatt an neuer Windenergie installiert sein werden, was etwa 190 bis 200 neuen Windparks entspricht.

Auch der Klimawandel stellt eine Herausforderung dar, vor allem in Nordeuropa, wo es zu drastischeren Wetterveränderungen wie raueren, stärkeren Winden und rekordverdächtigen Temperaturen kommt. Diese Bedingungen werden sich im Laufe der Zeit auf die Windparks auswirken und möglicherweise ihre Lebensdauer verkürzen - daher versuchen die Entwickler, künftige Wetterverhältnisse in Bezug auf neue Anlagen-Konstruktionen zu berücksichtigen, was eine nahezu unmögliche Aufgabe ist.

Da die erneuerbaren Energien - und die Windenergie - weiterhin ein beträchtliches Wachstum verzeichnen, wie wichtig ist es für Unternehmen, auf das erforderliche technische Expertenwissen Zugriff zu haben?

Der Zugang zu entsprechendem technische Know-how ist eine wesentliche Voraussetzung für den Erfolg eines jeden Windenergieprojekts.

Die derzeitigen Windenergieprojekte verfolgen alle die gleichen Ziele: Eine hohe Leistung, einen hohen Ertrag und hohe Effizienz. Dies führt natürlich dazu, dass Windkraftanlagen mit neuen Materialien, Stahlkonstruktionen, längeren Flügeln und höherer Bauweise neu konstruiert werden müssen. Und diese neuen Konstruktionen können nicht auf die gleiche Weise betrieben werden wie die älteren. Es ist von entscheidender Bedeutung, alles neu zu überdenken, neu zu entwerfen und zu zertifizieren.

Aber Fachwissen ist nicht nur ein Faktor auf der Ebene der Hardware und der Technik, sondern eine übergreifende Voraussetzung. Nehmen Sie die Zertifizierung als Beispiel. Jeder Aspekt eines Windparks, von den Rohstoffen über die Ausrüstung bis hin zu den fertigen Turbinen, muss geprüft und nach einer Reihe von Normen zertifiziert werden. Dies gewährleistet Sicherheit, Konformität und Qualität.

In Deutschland beispielsweise sind für Anlagen, die bei der Entwicklung von Windparks eingesetzt werden, derzeit vier Zertifikate erforderlich. Es gibt Pläne, dies in Zukunft auf ein einziges Zertifikat zu reduzieren, was sehr gut ist, weil dies zu einer Beschleunigung der Prozesse beitragen wird. Allerdings kann sich dadurch auch das Risiko erhöhen, da es weniger Auditoren geben wird, die den Prozess überprüfen. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, die Dinge gleich beim ersten Anlauf richtig zu machen, und warum der Zugriff auf das richtige technische Fachwissen so entscheidend ist.

Wenn man ein typisches Windenergieprojekt betrachtet - welche Rolle spielt die Lieferkette und warum ist sie so wichtig?

Windenergieprojekte sollen so effizient wie möglich sein, und je früher sie an das Netz angeschlossen werden, desto besser sind die Ergebnisse. Das bedeutet jedoch, dass jedes Windenergieprojekt im Hinblick auf Kosten, Zeit und Qualität genauestens geplant und verwaltet werden muss. Die meisten Windenergieprojekte stützen sich auf umfangreiche globale Lieferketten für Fachwissen, Ausrüstung und Dienstleistungen, aber die Verwaltung mehrerer Lieferanten an verschiedenen Standorten kann Risiken mit sich bringen. Zum Beispiel Risiken im Zusammenhang mit dem Qualitätsmanagement oder vertraglichen Anforderungen.

Wenn es in Zukunft weniger Zertifizierungsanforderungen gibt, steigt zudem die Gefahr, dass Unternehmen mit minderwertigen Materialien, Produkten und Dienstleistungen in die Lieferkette einsteigen. Um sich davor zu schützen, müssen EPC-Unternehmen (Engineering, Procurement and Construction) zuverlässige Lieferantenaudits und Qualitätssicherungsprozesse einführen. Deshalb ist es wichtig, mit den richtigen technischen Experten zusammenzuarbeiten, um wirksame Verfahren zur Sicherung der Lieferkette zu entwickeln, die das Risiko durch Maßnahmen wie Lieferantenaudits, Standortinspektionen und Überwachung mindern.

Jedes Projekt und jede einzelne Anlage weist ein eigenes Risikoprofil auf, ebenso wie jeder Lieferant. Um die Leistung von Ausrüstungen und Anlagen wirklich zu optimieren, müssen in jeder Phase des Lebenszyklus einer Anlage bewährte Verfahren von allen Beteiligten umgesetzt und befolgt werden. Dies erfordert in der Regel Fachwissen und Kenntnisse der geltenden Gesetze, Vorschriften und internationalen Normen.

Wie hoch ist die typische Lebensdauer einer Onshore- oder Offshore-Windenergieanlage? Wie können Unternehmen die Lebensdauer ihrer Anlagen verlängern und die Leistungsfähigkeit des Betriebs optimieren?

Windkraftanlagen sind für eine Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren ausgelegt. Um sicherzustellen, dass diese Lebensdauer eingehalten wird, sind regelmäßige Wartungen und Inspektionen von entscheidender Bedeutung. Es ist zwar möglich, die Lebensdauer dieser Anlagen zu verlängern, dies kann jedoch eine Herausforderung darstellen und ist nicht so üblich wie in anderen Branchen wie der Automobilindustrie oder der Luft- und Raumfahrt, wo dies ein Standardverfahren ist.

Wir beobachten eine wachsende Nachfrage nach risikobezogenen Inspektionen, bei denen Unternehmen wie LRQA Anlagen anhand einer Reihe verschiedener Kriterien prüfen, was unter Umständen zu einer Verlängerung der Lebensdauer einer Anlage führen kann. In einem typischen Offshore-Windpark gibt es zum Beispiel Stahlbauteile wie die Ummantelung des Turms von Windrädern, die mit Salzwasser in Berührung kommen. Diese Ummantelungen haben eine Korrosionstoleranz von etwa drei Millimetern. Wird festgestellt, dass die Korrosionstoleranz dieser Stahlmäntel unter dem vorhergesagten Korrosionsniveau liegt, gibt es keinen Grund, warum die Lebensdauer der Anlage nicht verlängert werden kann.

Das Gleiche gilt für die Rotorblätter von Windkraftanlagen. Im Laufe der Zeit können Vibrationen Risse verursachen, sofern diese Risse jedoch eine akzeptable Breite aufweisen, kann die Lebensdauer der Anlage verlängert werden.

Durch regelmäßige Wartung und Inspektion der Anlagen, insbesondere wenn sie sich den letzten Jahren ihrer erwarteten Lebensdauer nähern, können Unternehmen die Lebensdauer ihrer Anlagen verlängern und ihre Leistungsfähigkeit im Betrieb verbessern.

Wie sieht die Zukunft der Windenergie aus?

Die Zukunft der Windenergie sieht unglaublich vielversprechend aus. Da wir weiterhin nach größerer Effizienz und höherer Leistung streben, werden wir die Entwicklung größerer und höherer Windturbinen erleben, die mehr Windkraft nutzbar machen können. Zurzeit erzeugen Windturbinen etwa 15 Megawatt Energie, aber in China gibt es bereits Turbinen, die 20 Megawatt erzeugen können. Wahrscheinlich werden wir in naher Zukunft auch Turbinen sehen, die 30 Megawatt oder mehr erzeugen können.

Auch bei den Offshore-Windparks, die derzeit auf dem Meeresboden verankert sind und eine maximale Tiefe von etwa 50 Metern haben, wird es wahrscheinlich Veränderungen geben. Um diese Beschränkung zu überwinden, werden in Küstengebieten, in denen es nicht genügend flachen Meeresboden für herkömmliche feste Anlagen gibt, zunehmend schwimmende Windkraftanlagen errichtet. Es wurden bereits schwimmende Plattformen entwickelt, die viel einfacher zu warten sind und weniger von ungünstigen Wetterbedingungen beeinträchtigt werden. Sie können auch physisch bewegt werden, was mehr Flexibilität bietet.

Kurz gesagt, die Zukunft der Windenergie ist aufregend, und es ist klar, dass es noch viele Möglichkeiten und potenzielle Fortschritte geben wird.