Offshore-Windpark
Im Jahr 2024 sorgten in deutschen Gewässern rund 1.639 Offshore-Windenergieanlagen für Strom, der in das Netz eingespeist wurde. Mit dem Windenergie-auf-See-Gesetz hat die vergangene Bundesregierung die Weichen für einen beschleunigten Ausbau der Offshore-Windenergie gestellt. Das Ziel: Bis 2030 soll der Windenergie-Anteil in Deutschland auf 80 % steigen, es sollen insgesamt 115 Gigawatt (GW) Windkapazität an Land und mindestens 30 GW Wind auf See installiert sein, um die Energiewende weiter zu beschleunigen. Bis 2035 soll die Offshore-Gesamtleistung auf 40.000 Megawatt (MW) steigen, bis zum Jahr 2045 sind 70.000 MW geplant.
Inhaltsverzeichnis:
Was ist ein Offshore-Windpark?
Ein Offshore-Windpark besteht aus Gruppen von Windrädern auf hoher See, die günstige Windbedingungen nutzen, um kontinuierlich Windenergie zu gewinnen. Der daraus generierte Strom gelangt über Seekabel an Land und ist – im Gegensatz zu Strom aus fossilen Energieträgern – eine grundlastnahe, also immer verfügbare, Erzeugungsform auf Basis erneuerbarer Energien.
Das Wort „offshore“ ist Englisch und bedeutet “vor der Küste”. Die Offshore-Anlagen nutzen stärkere und konstantere Winde, sind aber technisch aufwändiger und teurer im Bau. Als Offshore-Windparks werden Anlagen bezeichnet, die auf dem Meer mit erheblichem Abstand zur Küste gebaut werden. Ihre Standorte kennzeichnen hohe durchschnittliche Windgeschwindigkeiten.
Dies führt dazu, dass die so errichteten Windkraftanlagen üblicherweise eine sehr hohe Auslastung verzeichnen. Die Energie kommt über Seekabel an die Küste und wird auf Höchstspannungsebene in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Im Gegensatz dazu sind Onshore-Windparks – „on shore“ bedeutet „an Land" – Anlagen von Windkraftwerken zur Energieerzeugung auf dem Festland. Onshore-Windenergieanlagen befinden sich meist auf offenen oder erhöhten Flächen.
Nicht in jedem Bereich von Nord- und Ostsee ist der Wind gleichermaßen geeignet, um Offshore-Windenergie zu erzeugen. Aufgrund der hohen Windstärken zählt die Nordsee zu einem der Top-Standorte für Offshore-Windparks in Europa. Dort wurde auch der erste Windpark innerhalb Deutschlands in Betrieb genommen. Ein Großteil der Offshore-Windparks in Deutschland befindet sich in der Nordsee, aber es gibt auch Anlagen in der Ostsee wie EnBW Baltic 2, Arkona und Wikinger.
Wie funktioniert ein Offshore-Windpark?
Ein Offshore-Windpark besteht oft aus Gruppen von mehreren Dutzenden bis über hundert Windrädern. Jede dieser Anlagen setzt sich im Wesentlichen aus vier Hauptkomponenten zusammen:
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Rotorblätter, die den Wind einfangen und in Drehbewegung umwandeln
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eine Gondel, die auf dem Turm sitzt und den Generator sowie das Getriebe enthält
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ein stabiler Turm, der die Gondel trägt
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das Fundament, das auf dem Meeresboden verankert ist und die Anlage stabilisiert
Die Rotationsenergie wird über eine Welle in den Generator in der Gondel weitergeleitet, sodass dort elektrischer Strom entsteht. Der erzeugte Strom wird zunächst auf See gesammelt und häufig in einer Umspannplattform in Gleichstrom umgewandelt. Von dort gelangt er über Seekabel ans Festland, wo er ins Hoch- oder Höchstspannungsnetz eingespeist wird.
Betrieb und Wartung von Offshore-Windparks
Offshore-Windparks müssen regelmäßig gewartet werden. Fundamente, Rotorblätter und Sockel werden dabei auf Schäden wie Risse, Korrosion oder Kolkbildungen geprüft. Condition Monitoring Systeme (CMS) können die Temperatur, Vibrationen und den Druck automatisiert überwachen. Kleinere Störungen werden durch Fernwartung vom Festland aus behoben. Bei größeren Schäden, etwa an Hydraulik oder Elektronik, ist eine Vor-Ort-Wartung unverzichtbar. Regelmäßige Inspektionen sind durch das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) gesetzlich vorgeschrieben.
In Deutschland wird Offshore-Windenergie vor allem außerhalb der 12-Seemeilen-Zone gewonnen, also hinter der seewärtigen Grenze des Küstenmeeres. Da diese Offshore-Standorte, sogenannte „ausschließliche Wirtschaftszonen“ (AWZ), für gewöhnlich erheblich höhere Winddurchschnittsgeschwindigkeiten als Onshore-Standorte im Binnenland aufweisen, erzielen die entsprechenden Windkraftanlagen höhere Erträge.
Windparks in Nord- und Ostsee werden durch geschleppte Hubinseln oder Errichterschiffe installiert. Die Errichtung, Netzanbindung und der Betrieb von Offshore-Anlagen sind dabei vor allem bei großen Entfernungen zur Küste und hoher Wassertiefe deutlich aufwendiger als bei Windparks an Land.
Verwendete Windkraftanlagen
Neben der Errichtung unterscheiden sich auch die Typen der Windkraftanlagen an Land und auf dem Meer. Die an Offshore-Standpunkten eingesetzten Windkraftanlagen sind perfekt auf die widrigen Bedingungen auf hoher See eingestellt. Sie verfügen zum Beispiel über einen Korrosionsschutz gegen salzhaltige Umgebungsluft, Bordkräne und Hubschrauberplattformen. Baugruppen werden bisweilen komplett gekapselt, Türme und Maschinenhäuser mit speziellen Lüftungsanlagen ausgestattet und umfangreichere Überwachungssysteme installiert.
Da auf die Gründung der Windanlagen neben dem eigenen Gewicht auch die Strömung des Wassers und die Kraft der Wellen wirken, muss diese speziell ausgearbeitet werden. Um den widrigen Bedingungen auf hoher See angemessen begegnen zu können, wird auf verschiedene Gründungsmöglichkeiten zurückgegriffen, die sich unter anderem nach der Wassertiefe und der Beschaffenheit des Bodens richten.
Studien an Offshore-Windenergieanlagen ergaben nach der Inbetriebnahme, neben der erzeugten erneuerbaren Energie, weitere positive Auswirkungen für das Leben in der unmittelbaren Umgebung. Durch den stark verminderten Schiffsverkehr konnte sich die Biodiversität deutlich besser entwickeln als in unbebauten Teilen der Nordsee.
Offshore-Windparks und die Umwelt
Offshore-Windkraftanlagen sind ein wichtiger Baustein der Energiewende. Wie bei jedem Eingriff des Menschen in seine Umwelt bleiben auch Offshore-Anlagen nicht ganz ohne Folgen. Die See ist ein komplexes Ökosystem und Bau sowie Wartung haben direkte Auswirkungen auf die umgebende Natur.
Gerade beim Bau von Offshore-Anlagen müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um die Lärmbelastung für die Meeresbewohner so gering wie möglich zu halten. Bei einer Studie am größten Offshore-Windpark „Borkum Riffgrund 2“ wurde die Methode des Blasenschleiers erfolgreich getestet. Hier werden Schläuche rund um die Unterwasserbaustelle verlegt und Druckluft hineingepumpt. Durch Öffnungen in den Schläuchen entweicht die Luft nach oben. Der so entstehende Schleier aus Luftblasen kann bis zu 90 % des Schalls absorbieren.
Vorteile von Offshore-Windparks:
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höhere Stromproduktion durch gleichmäßige Windverhältnisse
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weniger Beeinträchtigung für Mensch und Natur
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können als Lebensraum für Meeresorganismen dienen
Nachteile von Offshore-Windparks:
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anspruchsvolle und kostenintensive Instandhaltung
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teilweise negative Auswirkungen auf die Meeresökologie
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komplexe Infrastruktur für die Stromübertragung
Anteil von Offshore-Energie
„alpha-ventus“ in der Deutschen Bucht war der erste Windpark, der im Jahr 2010 in deutschen Hoheitsgewässern gebaut wurde. Nach dem Vorbild von „alpha-ventus“ wurde ebenso 2010 – unter Schirmherrschaft der Stiftung Offshore-Windenergie – der Windpark „Borkum West“ errichtet. Die Anlage brachte es auf 60 Megawatt Leistung. Die größte derzeit in Betrieb befindliche Anlage ist die „Hohe See“ von EnBW – mit 467 MW installierter Leistung.
Im Jahr 2024 entfielen in Deutschland 59,4 % der Stromerzeugung auf erneuerbare Energieträger, während 40,6 % aus konventionellen Energieträgern stammten. Windenergie ist die am häufigsten genutzte Quelle für erneuerbare Energien. Offshore-Windenergieanlagen haben hier die Nase vorne. Onshore-Windenergie liegt bei der Erzeugung von Naturstrom sogar nur auf dem vierten Platz.
Um die Energiewende zu einer umweltschonenden Stromversorgung zu erreichen, ist der weitere Ausbau von Offshore-Windenergie in der deutschen AWZ auf mindestens 70 GW installierter Leistung geplant. Diese im Windenergie-auf-See-Gesetz (WindSeeG) festgehaltenen Ausbauziele – zusammen mit denen im Erneuerbare-Energien-Gesetz – legen die Grundlagen dafür, dass Deutschland seine Umweltziele erreichen kann.
2022 wurden in Europa (inkl. UK und Norwegen) Offshore-Windanlagen mit rund 3.600 MW neu ans Netz angeschlossen. Das Vereinigte Königreich liegt mit rund 13.700 MW klar vor Deutschland (ca. 8.100 MW), gefolgt von den Niederlanden (ca. 2.850 MW), Dänemark und Belgien (je ca. 2.300 MW).
2023 nahmen zwei der weltweit größten Offshore-Windparks in Europa den Betrieb auf. In den Niederlanden wurde im September der 1.500-MW-Windpark Hollandse Kust Zuid offiziell eingeweiht.
Vattenfall und BASF investieren gemeinsam in den größten deutschen Offshore-Windparks Nordlicht 1 und 2, die 85 Kilometer nördlich der Insel Borkum in der deutschen Nordsee entstehen.
Darüber hinaus hat Vattenfall auch zusammen mit BASF den weltgrößten Offshore-Windpark. „Hollandse Kust Zuid“ gebaut, der nach seiner Fertigstellung im Juli 2023 1.500 MW Ökostrom produziert. Dafür kommen 140 Windturbinen von Siemens zum Einsatz. Außerdem betreibt Vattenfall eine große Anzahl von Off- und Onshore-Anlagen. In deutschen Gewässern liefern zwei Anlagen Offshore-Windenergie.
Der Offshore-Windpark Kriegers Flak hat eine Kapazität von 604 MW und ist damit der größte Offshore-Windpark Dänemarks und Skandinaviens. Seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 2021 hat er die dänische Windenergieproduktion um 16 % gesteigert. Mit seinen 72 Offshore-Windturbinen kann er den jährlichen Energieverbrauch von rund 600.000 dänischen Haushalten decken.
Ökobilanz von Offshore-Windparks
Das „Windenergie-auf-See-Gesetz“ legt fest, dass bis zum Jahr 2045 70.000 MW an Offshore-Windenergie erzeugt werden sollen. Die Nutzung von Windkraft ist eine günstige Form der neuartigen Energieerzeugung. Bereits nach einem Jahr Betrieb haben moderne Windparks ihren eigenen CO2-Fußabdruck für die gesamte 25-jährige Betriebsdauer kompensiert.
Windenergieanlagen auf hoher See sind ein unverzichtbarer Bestandteil für den Ausbau der erneuerbaren Energien im Sinne des Erneuerbare-Energien-Gesetzes. Durch die maritimen klimatischen Bedingungen können sie nahezu konstant erneuerbare Energie produzieren. Entsprechend hat Offshore-Windkraft ein deutlich größeres Potenzial als Windkraftanlagen an Land.
Offshore-Windenergie liefert umweltschonend und zuverlässig Strom und reduziert die Abhängigkeit von fossilen Energien, wodurch Verbaucher:innen und Energieunternehmen gemeinsam einen Beitrag zur Energiewende leisten.
Der Strom aus Offshore-Windparks wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist – und fließt so auch zu Ihnen nach Hause. Zwar lässt sich nicht genau sagen, ob Ihr Strom aus der Nordsee oder einem Solarfeld stammt, aber mit jeder Kilowattstunde aus Offshore-Windkraft wächst der Anteil erneuerbarer Energien im Netz.
Offshore-Windenergie wird mit jedem neuen Windpark günstiger. Dank technologischer Fortschritte sinken die Kosten kontinuierlich. Die Strompreise für Haushalte hängen grundsätzlich von vielen Faktoren ab, zum Beispiel Netzentgelten, Steuern und dem allgemeinen Strommix am Markt.
Einen reinen Offshore-Wind-Tarif gibt es aktuell nicht – aber viele Tarife setzen sich aus verschiedenen erneuerbaren Energiequellen zusammen, dabei spielt Offshore-Wind eine große Rolle.
