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Der WindPowerCluster beschleunigt den Ausbau der Windenergie

Mit Offshore ins Finale

von Prof. Dr. Andreas Reuter

Windenergie ist bereits heute die wichtigste Säule der Erneuerbaren Energien und auf absehbare Zeit die kostengünstigste Form, sauberen Strom zu gewinnen. In Deutschland sind knapp 30.000 MW Onshore-Windleistung am Netz – davon 200 MW bereitgestellt von Offshore-Windkraftwerken. 10.000 MW Offshore-Windenergie sollen nach den Plänen der Bundesregierung bis zum Jahr 2020 vor den deutschen Küsten installiert werden, denn: Auf dem Wasser weht der Wind zu anderen Zeiten und stärker als an Land. Dafür, dass diese Energie auch zu wettbewerbsfähigen Kosten hergestellt werden kann, sorgt in Zukunft der Wirtschafts- und Forschungsverbund WindPowerCluster. Prof. Dr. Andreas Reuter stellt diesen vor.

Der WindPowerCluster ist als einziger Cluster der Bundesländer Bremen und Niedersachsen ins Finale des dritten Spitzencluster-Wettbewerbs des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gewählt worden. Hinter diesem Namen stehen als Initiatoren das Zentrum für Windenergieforschung ForWind, das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES), die Windenergie-Agentur WAB sowie als Clusterpartner mehr als 300 Unternehmen und Institutionen aus Wirtschaft und Forschung. Sie haben den WindPowerCluster mit zahlreichen Projektideen unterstützt und ein Projektvolumen von 150 Mio. Euro zugesagt.

Regionale Erfahrung

Die in der Clusterregion von Emden bis Hamburg mit den Zentren Oldenburg, Bremen und Bremerhaven installierte Onshore-Leistung rangiert auf Platz 3 der Weltrangliste. In diesem sehr guten Marktumfeld hat sich eine Vielzahl von Firmen aller Bereiche der Windenergie-Wertschöpfungskette angesiedelt. Damit sind sie in einer viel versprechenden Ausgangslage zur Belieferung des Offshore-Marktes. Mit den in der Clusterregion gelegenen Häfen Bremerhaven, Cuxhaven und Emden kann der WindPowerCluster den europäischen Offshore-Markt bedienen. In der Clusterregion haben sowohl führende Hersteller von Windenergieanlagen ihre Niederlassungen als auch Produzenten für Fundamente, Rotorblätter und Türme. Dienstleister innerhalb der Offshore-Branche runden das Profil der Region ab. Die Partner des WindPowerClusters vereinen Erfahrungen aus 25 Jahren Windenergie an Land mit den für die Offshore-Windenergie notwendigen Spezialkompetenzen in der maritimen Technologie, der Logistik sowie der Automatisierung. Ihre Expertise konnten sie bereits im Rahmen der ersten deutschen Offshore-Windparkprojekte unter Beweis stellen. Dieser Verbund ist in dieser Form weltweit einmalig. Die Nordwest-Region ist auch in der Forschung spitze. Mit dem Fraunhofer IWES und ForWind verfügt der WindPowerCluster über einen jenseits der Landesgrenzen bedeutenden Forschungsverbund. Um ihre Kompetenzen auf dem Gebiet der Offshore-Windenergie zu bündeln und die deutsche Windforschung international zu stärken, haben sich Fraunhofer IWES und ForWind zum Forschungsverbund Windenergie zusammengetan.

Ziel des Clusters

Bislang realisierte Offshore-Projekte wie etwa Deutschlands erster Offshore-Windpark alpha ventus sind Pionierleistungen einer entstehenden Industrie. Noch fehlen optimierte Lieferketten, gemeinsame Schnittstellen und einheitliche Qualitätsmerkmale, die eine qualitativ hochwertige Serienfertigung, Investitionssicherheit und Senkung der Herstellungskosten bedeuten. Diese „Industrialisierung“ ist innerhalb der Offshore-Windenergie Neuland. Ziel des WindPowerClusters ist es, einen abgestimmten Warenkorb eigener Offshore-Produkte möglichst ganzheitlich anzubieten und Offshore-Windenergie zu wettbewerbs fähigen Kosten herzustellen. Schon heute haben die Unternehmen des WindPowerClusters einen Marktanteil von 20 bis 25 % am Offshore-Windenergiegeschäft. Mit einer Verkürzung des Time-to-Market besteht eine gute Chance, sich bis zu 40 % der Weltmarktanteile am in der Entstehung befindlichen Offshore-Markt zu sichern. Dabei sollen möglichst umweltschonende Verfahren zum Einsatz kommen, die eine angemessene Umweltverträglichkeit sicherstellen.

Offshore-Windkraftwerke jenseits der 20/20-Marke

Die Zukunft der Offshore-Windenergie liegt 20 Kilometer von der Küste entfernt in einer Wassertiefe jenseits der 20-Meter- Marke. Diese Märkte steuert der Wind-PowerCluster an und bietet hierfür die gesamte Produktion von Offshore-Windkraftwerken aus einer Region. Die bisherige Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen und ihrer Komponenten – beispielsweise der Rotorblätter – ist zum großen Teil noch Handarbeit. Doch um die zu erwartenden Stückzahlen von mehr als 8.000 Windenergieanlagen bis zum Jahr 2020 bauen zu können, bedarf es einer kostengünstigeren, schnelleren Herstellung. Der strategische Ansatz des WindPower-Clusters umfasst die Optimierung von Prozessketten – von der seriellen Fertigung von Bauteilen bis zur Integration einer intelligenten Strom- und Speicherlogistik für Offshore-Windenergiekraftwerke. Zudem geht es darum, die technologische Führung des WindPowerClusters zu stärken und weiter auszubauen.

Projekte

Rund 90 Projektideen sind beim Clustermanagement im Wettbewerb um den Spitzencluster-Titel eingegangen. Für die erste Förderphase, deren Projektlaufzeit maximal fünf Jahre beträgt, wurden 27 Projekte vorgeschlagen. An der Umsetzung sind 136 Unternehmen sowie 45 Institute und Forschungseinrichtungen beteiligt. Drei der Projekte sind so genannte Leitprojekte. Diese Leitprojekte spiegeln in besonderem Maße die Strategie des WindPowerClusters wider. Sie wurden in einem detaillierten Bewertungsprozess nach wissenschaftlichen und ökonomischen Kriterien ausgewählt und decken die Bereiche Technologie, Logistik und effizienter sowie umweltverträglicher Betrieb ab. Dazu gehört InnoBlade. Hierbei erproben und entwickeln 15 Projektpartner ein automatisiertes Verfahren mit fertigungstechnisch angepassten Materialien zur Herstellung von großen Rotorblättern in Serienproduktion. Das Projekt OffErLog beschäftigt sich mit der zukunftsorientierten Weiterentwicklung, Optimierung sowie dem Test von innovativen Konzepten und logistischen Prozessen bei der Offshore-Errichtung von Windenergieanlagen der 5 MW-Klasse. Fünf Projektpartner sind hieran beteiligt. Das dritte Leitprojekt KnOW befasst sich mit dem kennzahlgesteuerten Betrieb von Offshore-Windparks. Fünf Projektpartner arbeiten daran, eine gesteigerte Qualitätssicherung des Windparkbetriebs und eine Risikobewertung der eigenen und externen Dienstleistungen voranzubringen. Für die Auswahl der innerhalb des Spitzencluster- Wettbewerbs generierten Projekte der Förderphase 1 waren unter anderem deren Innovationsgrad, Marktrelevanz, Verwertbarkeit und Nachhaltigkeit maßgeblich. In der zweiten Förderphase, die nach einer Projektlaufzeit von ungefähr zwei Jahren nach Start der Förderphase 1 beginnt, werden weitere Projekte hinzukommen. Diese werden bis zum Ende des Förderzeitraums – insgesamt sind es fünf Jahre – mit Geldmitteln des BMBF unterstützt.

Profit für die Region

Eine ganz neue Herausforderung stellt das Errichten von großen Offshore-Windkraftwerken in Gewässern bis zu 50 m Tiefe in großen Entfernungen von der Küste dar. Auch deren Integration in die Energieversorgung und in die logistische Infrastruktur der Zielregion benötigt alternative Herangehensweisen. Neben den vielfältigen technologischen Kompetenzen ist auch die Fähigkeit erforderlich, mit komplexen Prozessen bei Errichtung, Herstellung, Betrieb und Wartung von Offshore-Windenergieanlagen umzugehen. Der WindPowerCluster vereint alle hierfür notwendigen Kompetenzen entlang der gesamten Wertschöpfungskette: Er ist ganzheitlich aufgestellt, zukunftsorientiert und zeichnet sich durch exzellente Forschungs- und Technologiekompetenz aus.

Neue Arbeitsplätze

Unterstützt durch die regionale Wirtschaftsförderpolitik der Länder Niedersachsen und Bremen, ist der WindPowerCluster zu einem bedeutenden Beschäftigungsmotor innerhalb der Nordwest-Region gereift. Etwa
30.000 der deutschlandweit entstandenen 100.000 qualifizierten Arbeitsplätze in der Windenergiebranche sind bereits heute im direkten Umfeld des WindPower-Clusters angesiedelt. Die von der Bundesregierung bis zum Jahr 2020 vorgesehene offshore installierte Leistung von 10.000 MW bedeutet eine Schaffung von weiteren 25.000 bis 30.000 Arbeitsplätzen, die größtenteils in der Clusterregion entstehen würden. Der WindPowerCluster sichert der Nordwest-Region somit viele tausende weitere Arbeitsplätze innerhalb der maritimen Technologie sowie der Windenergiebranche.