Offshore-Wind hat in den USA ein enormes Potenzial

Präsident Biden kündigte im April Pläne an, die klimawärmenden Emissionen bis 2030 zu halbieren. Es ist eine notwendige Verpflichtung, um zu verhindern, dass wir auf katastrophale und irreversible Klimaveränderungen zusteuern.

Das Hochfahren sauberer Energie ist jedoch nicht ohne eigene heikle Überlegungen. Eine Frage ist, wo all diese erneuerbaren Energien platziert werden sollen. Wenn Sonne und Wind bis 2050 98 Prozent der Energie liefern, könnte sich die Menge an Land, die zur Energieerzeugung benötigt wird, vervierfachen, so eine Analyse von Bloomberg und der Princeton University.

Deshalb suchen die politischen Entscheidungsträger nach Lösungen am Meer. Der Präsident hat kürzlich zugesagt, bis 2030 30 Gigawatt Offshore-Wind zu entwickeln – ein Ziel, das, wenn es erreicht wird, den Druck auf Land verringern könnte, große Hektar Energieentwicklung zu unterstützen.

Heute gibt es in den USA nur noch wenige kleine Offshore-Windkraftanlagen. Das Energieministerium berichtet jedoch, dass derzeit 28.581 Megawatt Offshore-Kapazität auf dem Weg zur Verwirklichung sind. So könnten diese Projekte uns helfen, Amerikas Ziele für saubere Energie zu erreichen.

Wie Offshore-Wind funktioniert

Offshore-Windkraftanlagen leiten den Strom mithilfe von vergrabenen Drähten an Land. Die Turbinen über Wasser unterscheiden sich nicht wesentlich von Windmühlen an Land – abgesehen von ihrer Größe. Offshore-Turbinen sind etwa doppelt so groß wie die an Land und erstrecken sich mehr als 500 Fuß vom Wasser bis zur Spitze ihrer Schaufeln.

Sie sind nicht nur insofern ideal, als sie die Nutzung von Land vermeiden, sondern Offshore-Windkraftanlagen können auch mehr Strom produzieren, da Meeresböen dazu neigen, stärker und gleichmäßiger zu blasen. Das liegt einfach daran, dass es auf See nur wenige Hindernisse für Wind gibt – keine Berge, Täler oder Gebäude.

Offshore-Turbinen werden normalerweise auf einem festen Fundament montiert, das in den Meeresboden geschlagen wird, wodurch die Konstruktion auf Wasser begrenzt wird, das flacher als etwa 200 Fuß ist. Neuere schwimmende Technologien, die die Turbinen ankurbeln und gleichzeitig mit einer Festmacherleine an Ort und Stelle halten, könnten es Entwicklern ermöglichen, Turbinen in tieferen Meeren zu installieren. Dies ist eine verlockende Möglichkeit – mehr als die Hälfte der potenziellen US-Offshore-Windressourcen befindet sich in Gewässern mit einer Tiefe von mehr als 200 Fuß.

Offshore-Turbinen können viel Strom liefern

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Forscher des National Renewable Energy Lab haben geschätzt, dass Offshore-Windressourcen das Potenzial haben, fast die doppelte Menge an Energie zu liefern, die Amerikaner derzeit verbrauchen. „Wir werden das nie tun, aber das gibt Ihnen eine Vorstellung davon, wie viel Ressourcen wir haben“, sagt Walter Musial, Leiter der Offshore-Windforschung am National Renewable Energy Laboratory. Offene Küstengewässer sind für andere Zwecke wie die Fischerei erforderlich, und viele Binnenstaaten werden durch die Energieerzeugung an Land besser versorgt. “Sie würden nicht unbedingt Offshore-Windressourcen verwenden, um Kansas City mit Strom zu versorgen.”

Angesichts der Tatsache, dass etwa 80 Prozent der Bevölkerung des Landes an den Küsten leben, könnte es von unschätzbarem Wert sein, die Windenergiespeicher des Meeres zu nutzen, insbesondere dort, wo an Land wie im Nordosten nur wenig Raum für die Energieentwicklung vorhanden ist.

Wie für 3030 bis 3030 Gigawatt? Musial sagt, dass es definitiv machbar ist, aber nicht ohne Barrieren.

Die Hürden zum Offshore-Wind

Um Turbinen einzuleiten, muss die Bundesregierung Windentwicklern Meeresflächen zur Verfügung stellen, ein Prozess des Zitierens und Zulassens, der jahrelang andauern kann. Es erfordert auch Verhandlungen mit anderen Gruppen, die Zugang zu diesen Gewässern benötigen, einschließlich der Militär-, Schifffahrts- und Fischereiindustrie. Die Fischer haben Bedenken geäußert, wie die Entwicklungen sie von ihren Fanggebieten ausschließen könnten. “Unsere Fischerei ist bereits strenger reguliert als irgendwo sonst auf der Welt. Es ist also nicht so einfach zu sagen, dass Fischer einfach ihre Ausrüstung wechseln und woanders fischen können”, sagte Annie Hawkins, die Geschäftsführerin der Responsible Offshore Development Alliance das New York Times vor kurzem.

Ein weiteres Problem ist der Aufbau einer Übertragungsinfrastruktur an Land. Obwohl Offshore-Windparks zunächst im Wesentlichen überall dort ans Netz gehen könnten, wo zuvor fossile Energie eingesetzt wurde, werden letztendlich neue Übertragungsleitungen erforderlich sein. Um aus fossilen Brennstoffen auszusteigen, müssen Autos nicht nur zum Laden ans Netz gehen, sondern viele Geräte müssen auch elektrifiziert werden. Das bedeutet, dass unser zukünftiger Energiebedarf viel größer sein wird und daher mehr Übertragungsinfrastruktur erfordern wird. Diese Linien können schwierig zu planen und zu bauen sein, da sie Genehmigungen von vielen Regierungsebenen und Landbesitzern erfordern. “Es ist komplizierter als der Windpark”, sagt Musial.

Es gibt auch einige Unbekannte darüber, wie sich die Einrichtungen auf das Leben im Meer auswirken werden. Wenn fest installierte Turbinen in den Meeresboden eingebaut werden, kann der Installationsprozess unter Wasser einen Schläger erzeugen. Ein klirrendes Rohr mit einem Durchmesser von 10 Fuß, das in den Meeresboden gehämmert wird, könnte Meerestiere wie gefährdete Glattwale belasten. Glücklicherweise gibt es Techniken, um den verfügbaren Klang zu verringern, z. B. die Erzeugung eines Blasenballs um den Baubereich, der den Schall aufbricht.

Warum Offshore-Wind eine kostengünstige und zuverlässige Ressource ist

Offshore-Wind, wenn auch nicht ohne Herausforderungen, könnte einen großen Teil des zukünftigen Strombedarfs des Landes ausmachen. Ähnlich wie bei Solarenergie sind die Kosten für Windkraft (einschließlich Offshore-Wind) seit dem Auftauchen der ersten Turbinen gesunken. Obwohl es derzeit in den USA nur wenige Offshore-Turbinen gibt, hat die Entwicklung von Offshore-Windparks in Europa und Asien zu einem Kostenverfall geführt. „Offshore-Wind ist heute weitaus kostengünstiger als noch vor fünf Jahren“, sagt Ryan Wiser, ein leitender Wissenschaftler, der sich am Lawrence Berkeley National Laboratory auf Strommärkte und Politikentwicklung konzentriert. “Und in der Tat ist dies einer der Hauptgründe, warum eine wachsende Anzahl von Staaten, insbesondere an der Ostküste, aber vielleicht auch in naher Zukunft an der Westküste, aggressivere Offshore-Windziele festgelegt haben.”

Wiser und andere Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory haben geschätzt, dass die Windpreise (einschließlich Offshore) bis 2050 auf die Hälfte ihres Standes von 2015 sinken könnten Im Energiesektor sprechen wir möglicherweise über Kosten und Preise, die sich nicht so stark von dem unterscheiden, was wir heute als Haushalte beobachten “, sagt Wiser. “Und der einfache Grund dafür ist, dass die Kosten für mehrere wichtige kohlenstoffarme Technologien schneller gesunken sind.”

Der Mythos, mit dem Musial am häufigsten konfrontiert ist, besagt, dass die Abhängigkeit von Sonne und Wind zu einer weniger zuverlässigen Energieversorgung führt. Die Netzbetreiber haben jedoch bereits mit dem schwankenden Strombedarf im Laufe des Tages und über die Jahreszeiten hinweg zu kämpfen. Mit der richtigen Mischung sauberer Quellen wird unser Angebot ausreichen, sagt er.

„Unter dem Strich von Offshore-Windenergieanlagen oder erneuerbaren Energiesystemen wird sich die Zuverlässigkeit und Flexibilität des Stromnetzes für die Stromversorgung nicht ändern“, sagt Musial. Während wir neue Technologien implementieren müssen, um Strom zu speichern, sind die Schwankungen von Sonne und Wind keine unüberwindbaren Hindernisse. “Es ist ein Mythos, dass die Zuverlässigkeit des Netzes sinken wird.”

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