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Ausgabe 06/2013 - Artikel

Offshore-Windpark in der Nordsee

Meer ist mehr

„Da drüben, da kann man die Energiewende sehen“, ruft Ronny Meyer gegen Windstärke 8 an, die an seiner Warnjacke zerrt. Wir stehen am Kaiserhafen II von „Fischtown“ und wischen uns den kalten Regen von den Brillengläsern. Der gebürtige Bremerhavener ist Geschäftsführer der Windenergie-Agentur WAB, dem Sprachrohr von Wirtschaft und Wissenschaft für Offshore-Energie. Und „da drüben“, das ist die ABC-Halbinsel. Dort stehen die gewaltigen Tripoden, auf denen sich die Hoffnungen der Region gründen. Fast um die Ecke, bei WeserWind, wurden die bis zu 40 Meter hohen Stahlkolosse zusammengeschweißt. 400 bis 1000 Tonnen schwer, werden sie bald auf hoher See auf ein in den Meeresboden gerammtes Offshore-Fundament gesetzt und geflutet. Dann bieten sie Halt für Masten, auf denen Windenergieanlagen mit mehr als 60 Meter langen Rotorblättern die Naturenergie einfangen und in Strom verwandeln.

Der Ausbau der Windenergie ist eine weitere Wende in der wechselhaften Geschichte der Region. Bei ihrer Gründung im Jahr 1827 verzeichnete Bremerhaven 19 Einwohner. Von da an bis Ende der Sechzigerjahre ging es in der Stadt an der Mündung von Weser und Geeste beständig bergauf. Häfen und Werften, Fischverarbeitung und ihre Zulieferer hatten stramm Arbeit und brachten gutes Geld ins Land. War der Vater Schweißer „auf Vulkan“, wusste auch der Sohn, wo es langging. Doch dann erfasste die Werftenkrise einen Schiffbauer nach dem anderen – Stahl schweißten Japaner und Koreaner preiswerter zusammen. Die Zahl der damals fast 150.000 Bremerhavener schrumpfte bis 2012 auf 113 450. Mit 14,1 Prozent Arbeitslosigkeit liegt die Stadt hinter dem Kreis Uckermark bundesweit an zweiter Stelle.

Doch die Bremerhavener klagen nicht. Schon früh investierten sie in Nachfolgeindustrien, Wissenschaft und Kultur. Heute beherbergt die Stadt einen Container-Hafen, der zu den weltweit größten zählt, die deutschlandweit größte Ballung Fisch verarbeitender Betriebe, die Hochschule Bremerhaven, die nach 2011 auch 2012 zu Deutschlands bester Hochschule im Bereich Logistik gewählt wurde, sowie das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung. Im kulturellen Bereich konzentriert man sich ebenfalls konsequent auf regionale Stärken. Etwa auf das Deutsche Schiffahrtsmuseum, dessen Kern die Überreste des Alten Hafens bilden, der bereits ab 1966 in ein Freilichtmuseum verwandelt wurde. Eine Hansekogge aus dem Jahr 1380, die Mitte der Sechzigerjahre in Bremen aus dem Weserschlick gebuddelt wurde, war Anlass für den Bau eines angrenzenden Museums, in dem das Schiff seit 1975 aufgepallt ist. Und nun also die Windkraft. Das passt.

Das Engagement der Bürger, eine aktive Politik sowie einiges an Zuschüssen und Fördergeldern aus kreativ angezapften Quellen befördern seit Jahrzehnten den noch nicht abgeschlossenen Transformationsprozess der Hafenstadt, in deren kollektivem Gedächtnis der Landgang von Elvis Presley vor knapp 55 Jahren bis heute präsent ist – ob bei den Stammgästen im wieder mal wiedereröffneten „Café National“ oder in Heide Rickmanns Imbiss „Heidi-Lachs“.

Ronny Meyer kennt viele dieser Geschichten. Doch nach dem Abitur verließ er die Stadt und studierte Physik in Oldenburg. Hatte er je damit gerechnet, wieder zurückzukehren? „Ehrlich gesagt, nein“, antwortet er, als wir wieder trocken im Konferenzraum der Windenergie-Agentur sitzen. Großzügige Fenster über Eck bieten eine spektakuläre Aussicht aufs Wasser. Meyer schaut von seinem Büro auf den Neuen Hafen, an dem das Deutsche Auswandererhaus steht, ein Museum, in dem seit seiner Eröffnung 2005 mehr als 1,4 Millionen Besucher die Schicksale der von Bremerhaven ausgeschifften Emigranten nachverfolgten.

Die weltweit wertvollsten Windkraft-Lagerstätten sind in der Nordsee

Ähnlich wie die Bremer Stadtmusikanten erhofften sich die Menschen damals von Nordamerika, Chile oder Australien „etwas Besseres als den Tod“. Doch heute ist die Region wieder attraktiv. Norbert Giese schaut aus dem Fenster seines Büros am Labradorhafen – auch hier ein 180-Grad-Weitblick – und sagt: „Versuchen Sie mal, bei uns einen qualifizierten Elektriker zu finden.“ Keine Chance. Trotz hoher Arbeitslosigkeit mangelt es Bremerhaven an Fachkräften. Der Geograf ist Bereichsleiter Offshore Development bei der RE-power Systems SE, Europas zweitgrößtem Hersteller von Offshore-Windanlagen.

Für Windkraft interessiert sich Giese, seit er 1987 in seiner Diplomarbeit nachwies, dass Schleswig-Holstein zehn Prozent seiner Elektrizität aus Windenergie erzeugen könne. „Niemand wollte das glauben“, sagt er, „aber schon 2009 waren es 44 Prozent.“ Erneuerbare Energien gelten inzwischen als attraktiv – und unter den Wind-Technologien hat Offshore die meiste Kraft. „Wir haben in der Nordsee die weltweit wertvollsten Lagerstätten an Windkraft“, erklärt Giese in einem Vokabular, das sonst fossilen Brennstoffen vorbehalten ist. Und diese „Lagerstätten“ wollen er und die allein in Bremerhaven rund 900 Mitarbeiter von REpower ausbeuten.

Schon heute beschäftigt die Offshore-Branche in Deutschland rund 14000 Menschen – vom Energieerzeuger über den Patentanwalt bis zum Maschinenbauer. Davon arbeitet ein gutes Drittel im deutschen Nordwesten, rund 2000 in Bremen und Bremerhaven. Und sie alle können sich auf tüchtig achterlichen Wind verlassen, seit die Politik beschlossen hat, die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zu fördern. Das zentrale Instrument dafür ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), das seit seiner Einführung 1991 – damals noch „Stromeinspeisungsgesetz“ genannt – laut WAB-Geschäftsführer Meyer in mehr als 60 Ländern kopiert wurde.

Mit der Regelung wird den Ökostrom-Produzenten die Abnahme ihres Stroms zu Preisen zugesagt, die deutlich über dem Marktpreis liegen. Finanziert wird das über eine Umlage auf den Strompreis, von der stromintensive Unternehmen wie etwa Aluminiumschmelzen allerdings befreit sind, um deren Wettbewerbsfähigkeit nicht zu gefährden. Relevant ist der „Stromsoli“ deshalb in erster Linie für Privathaushalte. Die zahlten hierzulande im vergangenen Jahr im Schnitt 14,41 Cent für die Kilowattstunde – die Großindustrie dagegen wird mit weniger als neun Cent zur Kasse gebeten.

Das EEG hat dafür gesorgt, dass innerhalb von zehn Jahren eine vibrierende Branche entstanden ist, der nicht nur der Uradel der deutschen Industrie wie etwa Branchenprimus Siemens angehört, sondern auch ehemalige Ingenieurbuden, die zu stattlichen Unternehmen gewachsen sind. „Als RE-power 2001 gegründet wurde“, sagt Norbert Giese, „setzten wir mit 142 Mitarbeitern 127 Millionen Euro um. Heute beschäftigen wir weltweit an die 3000 Menschen, und unser Umsatz liegt bei 1,6 Milliarden Euro.“

In Bremerhaven konzentriert sich REpower gemeinsam mit dem Rotorhersteller und Tochterunternehmen Power-Blades ganz auf Offshore. Giese sieht den Standort als eine Produktionsstraße, die sich von der Fertigung im Süden der Stadt nach Norden zur Lagerung und schließlich zur Verschiffung die Weser hinabzieht. Alles dazu hat Bremerhaven mittlerweile an Bord. Günstig an Hafenbecken gelegene Gewerbeflächen gibt es genug; Politik, Wirtschaftsförderung und Lokalmedien verstehen ihr Geschäft. Und daran wird sich auch so schnell nichts ändern: Windkraft steht in der politischen Prioritätenliste ziemlich weit oben.

Etwa ein Fünftel des in Deutschland produzierten Stroms entstammt den erneuerbaren Energien. Bis zum Jahr 2020 soll dieser Anteil auf 35 Prozent steigen, danach soll er alle zehn Jahre um weitere 15 Prozentpunkte wachsen. Läuft alles nach Plan, produzieren im Jahr 2050 die „Nachwachsenden“ rund 80 Prozent unseres Stroms. Zurzeit liegt die Windkraft dabei mit rund 40 Prozent ganz vorn, es folgt die Biomasse mit 25 Prozent. Die ebenso stark subventionierte wie diskutierte Solartechnik bringt es gerade auf 15 Prozent. Wind ist also, ganz gegen seine Natur, das Schwergewicht unter den „Erneuerbaren“.

Doch was genau wird da eigentlich ausgebeutet? Die Antwort erfordert einen kleinen Ausflug in die Physik: Starke Luftbewegungen entstehen durch ungleiche Sonneneinstrahlung auf der Erde, die zu Temperaturdifferenzen führt. Daraus entwickeln sich Luftdruckunterschiede, die zum Ausgleich drängen – das ist Wind. Die Rotoren der Windenergieanlagen setzen die Kraft des Windes in ein Drehmoment um, aus dem eine Turbine Strom macht. Im Prinzip genau wie beim Fahrraddynamo.

Eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit sorgt für eine achtfache Leistungsausbeute

Das ist an sich nichts Neues, Windmühlen gibt es seit dem Altertum. Damals wurde die Kraft des Windes allerdings in mechanische Energie umgewandelt, die anfangs vor allem dazu diente, Getreide zu mahlen, später aber auch in vielen anderen Bereichen zum Einsatz kam. In Deutschland galten die dekorativen Energieerzeuger nach dem Krieg jedoch als überholt, und so belohnte der Staat ab 1957 jeden Windmüller kräftig, wenn er seine Mühle stilllegte. Der Müller strich im Durchschnitt 46875 D-Mark für jede nicht mehr aktive Mühle ein, was von den Verbrauchern 15 Jahre lang durch einen Aufschlag von 2,15 D-Mark pro Tonne Mehl finanziert wurde. Quasi das Gegenstück zum EEG.

Tempo und Regelmäßigkeit des Windes sind für die Stromerzeugung das, was gute Butter beim Kochen und der Hubraum beim Auto sind: durch nichts zu ersetzen, allenfalls durch ihre doppelte Menge. Für die Wirtschaftlichkeit der Anlagen spielen viele Faktoren eine Rolle, doch keine ist wichtiger als die Windgeschwindigkeit – verdoppelt sie sich, steigt die Leistungsausbeute um das Achtfache.

Und wenn man einfach den Rotor vergrößert? Dann steigt die Ausbeute leider nur linear: Verdoppelt sich die überstrichene Kreisfläche, also der Kreis, der sich aus dem Rotor als Radius ergibt, so verdoppelt sich auch die abnehmbare Energie. Dieses Gesetz entdeckte der deutsche Windkraftpionier Albert Betz und veröffentlichte es erstmals 1926, rund ein halbes Jahrhundert vor Eröffnung der ersten modernen Windparks in Kalifornien. Überhaupt war der Strömungsforscher weitblickend und formulierte gleich zwei Mahnungen für den Fall, dass man Windkraft- mit Wärmeoder Wasserkraftanlagen vergleichen wolle. Zum einen sei die Energiedichte des Windes gering: „Man braucht deshalb verhältnismäßig große und entsprechend teure Anlagen, um die nötige Energie zu gewinnen.“ Zum anderen gehe der Wind außerordentlich unregelmäßig, und ein Zuviel könne sogar schaden.

Von Leitungskosten wusste der Mann damals noch nichts, doch auch sie machen das an sich simple Geschäft kompliziert. Bei Offshore-Anlagen liegen Stromerzeugung und Stromverbrauch meist Hunderte teure Kilometer voneinander entfernt, und viele Technologien zur verlustarmen Leitung und Speicherung von Energie werden erst erprobt. Trotzdem hat die Bundesregierung das Tempo beim Ausbau der Erneuerbaren lange Zeit forciert. Allein für Offshore-Anlagen und die dazugehörige Infrastruktur schätzt sie den Investitionsbedarf auf 75 Milliarden Euro, um bis 2030 die angestrebte Leistung von 25 Gigawatt zu erreichen.

Im November 2012 erklärte Bundesumweltminister Peter Altmaier allerdings, dass die Energiewende umso teurer werde, je schneller und ungeordneter sie ablaufe – die Forschung nach effizienten Technologien käme mit dem Ausbau der Kapazitäten kaum noch mit. Zudem verzögere sich der Netzausbau, und der Staat wolle nicht mehr alle Risiken abdecken. Das ist ein Gegenwind, den man besonders im Norden spürt. Den Windpark „Riffgrund II“ vor Borkum stoppten die Investoren vorerst. „Wir stehen 2013 und 2014 vor Hungerjahren“, sagt Offshore-Branchensprecher Ronny Meyer. Das würde man auch bald in Bremerhaven merken. Den dortigen Unternehmen ginge die Arbeit aus, prophezeit der Experte; das so erfolgreich begonnene Projekt „Re-Industrialisierung“ würde als „De-Industrialisierung 2.0“ enden.

Aber ist der Pessimismus angebracht? Geht der Wachstumsbranche tatsächlich bald die Luft aus? Die Bremerhavener glauben das nicht und sind entschlossen, die drohende Flaute für Effizienzsteigerungen zu nutzen. REpower etwa konzentriert sich auf das, was Bereichsleiter Norbert Giese „Offshore II“ nennt. „Offshore I“ ist für ihn der küstennahe Bereich, keine 15 Kilometer vom nächsten Hafen entfernt. Verbaut werden hier hauptsächlich Onshore-Turbinen mit drei Megawatt Leistung, die auf Masten in relativ flachem Wasser (maximal 20 Meter Tiefe) stehen. Kräftigere Winde aber lassen sich im Bereich „Offshore II“ ernten, bei bis zu 60 Meter Wassertiefe – von dort sind es bis zum nächsten Hafen allerdings schon mal 150 Kilometer blanke See. „Dafür benötigen wir speziell konstruierte Offshore-Turbinen“, sagt der Geograf und zeigt in der riesigen Montagehalle auf Sechs-Megawatt-Anlagen in allen Fertigungsphasen. „Hier in Bremerhaven montieren wir die mit nach unseren Vorgaben gefertigten elektrischen und mechanischen Komponenten.“

Wir stehen vor einem „Gondel“ genannten Maschinenhaus, das später auf einem fast 100 Meter hohen Mast in der Nordsee stehen wird. So groß wie zwei Eigenheime ist die Gondel, mit einem „Helihoist“ auf dem Dach, einer Plattform, auf die sich Techniker auch bei widrigem Wetter vom Hubschrauber abseilen können. Eine 22 Tonnen schwere Hauptwelle leitet die vom Propeller in eine Drehbewegung umgesetzte Windkraft über ein 66 Tonnen schweres Getriebe auf die Turbine, die etwa sechs Megawatt Strom liefern wird – 4000 Stunden im Jahr, mindestens 20 Jahre lang, wenn alles gut geht. „Die Testanlage alpha ventus lieferte sogar 4450 Volllaststunden in einem Jahr“, sagt Norbert Giese.

Zuverlässigkeit ist die Basis der finanziellen Kalkulation. Denn jeder Ausfall stoppt nicht nur die Stromerzeugung und den Geldfluss, sondern zieht zudem kostspielige Reparaturarbeiten nach sich. Und die sind auch nicht immer leicht durchzuführen, denn rausfahren kann der Service nur bei halbwegs ruhigem Wetter. Doch es gibt Stürme, die schon mal ein paar Tage lang anhalten. „Ich habe es erlebt, dass ein wichtiger Sensor 16 Tage lang nicht ausgetauscht werden konnte“, erinnert sich Jan Wenske vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Bremerhaven. So einen gewaltigen Sturm nicht ernten zu können, ist ärgerlich für Investoren, unter denen sich auch spätere Abnehmer wie etwa Stadtwerke befinden.

Offshore ist nicht einfach wie Onshore, nur eben im Wasser

Deshalb setzt die Branche auf reife Technologien, auf Standards und Modularität. „Aber leider noch nicht sehr auf Tests, wenn sie nicht gerade vorgeschrieben sind“, erklärt Wenske. In seinem Büro – Fenster über Eck mit Panoramablick – spricht er über Offshore mit der Nachdenklichkeit eines Maschinenbauingenieurs, der in Elektrotechnik promoviert hat und dafür prädestiniert ist, Windkraftanlagen als System zu verstehen.

Sein Arbeitgeber Fraunhofer steht zwischen Forschung und Industrie. So erforscht das Institut im Bereich Windenergie einerseits etwa die Strömungs- und Systemdynamik („Starker Wind kann einen Masten um mehrere Meter auslenken!“) und zieht andererseits in seinem Prüfstand für Rotorblätter – von denen es weltweit keine zehn gibt – konkrete Konsequenzen aus diesen Erkenntnissen. Im Bremerhavener Teststand werden die mindestens 20 Lebensjahre eines Rotorblattes mit rigorosen Methoden auf wenige Monate geschrumpft. Der Prüfstand ist sehr gut ausgelastet, die Tests sind für die Zulassung von Anlagen häufig erforderlich.

Das ist für einen zentralen Teil in der Gondel noch nicht der Fall: die kritische Verbindung von Rotor und Turbine, den Antriebsstrang. An ihm zerren nicht nur das Drehmoment des Rotors, der mit gemächlichen zwölf Umdrehungen pro Minute kreist, sondern auch Gewalten, die der dynamisch wechselnde Wind in jeder Richtung erzeugt. Der Wind weht nicht gleichmäßig, es gibt innerhalb der vom Rotor überstrichenen Fläche Luftlöcher, und auch die Anlage selbst erzeugt Verwirbelungen, deren Wucht aufzufangen ist. Die optimale Konstruktion dafür ist noch nicht gefunden. Für 35 Millionen Euro Steuergeld baut Fraunhofer in Bremerhaven derzeit ein Labor, das ab 2014 Gondeln mit bis zu 7,5 Megawatt Leistung realitätsnah testen wird.

Jan Wenske plädiert wie der Umweltminister für eine ruhigere Gangart bei der Entwicklung. Zwar sei sich die Branche einig: Offshore ist keinesfalls wie Onshore, nur eben „im Wasser“. Doch es fehle an solider Forschung. Noch funktioniere die ingenieurtypische Vorgehensweise, bei der Eroberung unbekannten Terrains alles mit hohen Sicherheitszuschlägen auszulegen. Doch aus Wenskes Sicht geht deutlich mehr: Zukünftige Innovationen könnten zu entschieden leichteren Gondeln führen und damit enorme Kosteneinsparungen bringen.

Daran hat auch die Industrie Interesse. Sie weiß, dass sie die Kosten der Offshore-Windkraft reduzieren muss. „Derzeit wird viel Lehrgeld gezahlt, da die Branche jung ist und in Deutschland noch über wenig Erfahrung verfügt“, bilanziert Dirk Briese vom Marktforschungsunternehmen wind:research in Bremerhaven. Bis zu 25 Prozent der Kosten bis zum Betrieb der Anlage entfallen allein auf die Logistik. Rund 125 000 Euro kostet der Transport von montierten Rotoren, Gondeln, Masten und Fundamenten mit Spezialschiffen pro Tag. Hier sieht nicht nur Briese das stärkste Potenzial zur Kostenreduzierung – bis zu 50 Prozent. Er plädiert vordringlich für ein Offshore-Terminal als direkte Anbindung zur Nordsee: „Heute sind mehrere Schleusengänge nötig, bevor die Komponenten ins offene Meer verschifft werden können.“

Andererseits ist jede Ausgabe des einen eine Einnahme des anderen. Von der Förderung der Windenergie profitieren nicht nur die Windmüller, sondern ganz Bremerhaven mit rund 150 Unternehmen, die in dem Bereich tätig sind. Schweißer, Gabelstaplerfahrer, Ingenieure, Wissenschaftler, Sicherheitsleute, Verkäufer von Arbeitskleidung – sie alle profitieren von der Energiewende. „Ich kenne einen Werbegrafiker“, erzählt Ronny Meyer, „der davon lebt, dass er die Folien produziert, die Areva auf seine Gondeln klebt.“

 

Aber wie lange wird der noch im Geschäft sein? Was wird, wenn sich alle angepeilten 8000 Offshore-Mühlen drehen? Davor ist niemandem bange in Fischtown. Denn dann sind 20 Jahre rum, und eine neue Generation noch leistungsstärkerer Anlagen wird verschifft. Viele davon ganz sicher wieder von Bremerhaven aus.---

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