Dynamische Kabel für den dynamischen Offshoremarkt

Ins Schwimmen kommen die Windkraftanlagen. Denn sie sollen künftig weit vor den Küsten in unwirtlicher Umgebung bei großen Meerestiefen errichtet werden.  Damit dies gelingt, werden künftig auch schwimmende Offshore-Windturbinen eingesetzt, um die starken und beständigen Winde zu nutzen – und die Energiewende damit zu unterstützen. Zum Enabler werden neue dynamische Hochspannungskabel.

Die Offshore-Windenergie macht bereits jetzt die Welle – „sie steht vor einem weltweiten Wachstum, nachdem im Jahr 2023 die zweithöchste Zahl an Neuinstallationen verzeichnet wurde“, erklärt das Global Wind Energy Council (GWEC). 2023 hat demnach die Windindustrie 10,8 GW neue Offshore-Windkapazität installiert, womit die weltweite Gesamtkapazität bei 75,2 GW liegt. Die neue Kapazität stieg im Vergleich zum Vorjahr um 24 Prozent. 

Offshore-Markt für die Energiewende
GWEC geht davon aus, dass diese Wachstumsrate bis 2030 anhält, wenn die politische Dynamik bleibt. Die nächste Welle von Offshore-Windmärkten sieht GWEC in Australien, Japan, Südkorea, den Philippinen, Vietnam, Brasilien, Kolumbien, Irland und Polen. Laut GWEC werden in den nächsten zehn Jahren 410 GW neue Offshore-Windkapazitäten installiert. Dieser schnelle Ausbau müsse unter anderem auf einer wachsenden Zusammenarbeit zwischen Industrie und Regierung aufbauen. Einen Beitrag, den Hersteller von Kabelmaschinen und Kabelhersteller gerne leisten.

Enormes Offshore-Potenzial der Tiefsee
Ein wichtiger Mosaikstein für die Offshore-Erfolgswelle ist die Nutzung der starken Winde fernab der Küsten. Mit herkömmlichen Offshore-Windparks konnte dieser unwirtliche und weit vom Festland entfernte, über 60 Meter tiefe Bereich – der 80 Prozent der gesamten Meeresfläche ausmacht – bisher nicht genutzt werden. Leider, denn „stärkere und konstantere Windgeschwindigkeiten sind gleichbedeutend mit einer zuverlässigeren Energiequelle“, erläutert der Kabelsystemhersteller Nexans.

Ziel ist es, das enorme Potenzial der Tiefsee künftig zu nutzen. Schwimmende Offshore-Windenergieanlagen sind nun Hoffnungsträgerinnen für eine nachhaltige Energieversorgung, betont beispielsweise das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung. Während schwimmende Anlagen mit Ankerleinen am Meeresboden flexibler befestigt sind, sind übliche Anlagen fest im Meeresboden verankert. 

Dynamische Kabel für schwimmende Offshore-Anlagen
Kabelsystemhersteller wie Nexans haben auch die Windkraft in der Tiefsee längst im Fokus. „Ab 2031 werden schwimmende Windkraftanlagen mehr als zehn Prozent der jährlichen Offshore-Windkraftanlagen ausmachen, was angesichts des raschen Ausbaus der Offshore-Windenergie insgesamt ein bemerkenswerter Erfolg ist“, erklärt das Unternehmen. Dabei sind Kabel, die für den Energietransport an Land benötigt werden, „ein entscheidendes Bindeglied für die Zukunft der schwimmenden Windkraft“. Daher seien robuste dynamische Hochspannungskabel erforderlich, die den rauen Bedingungen auf dem Meer standhalten können: Ein dynamisches Kabel bewegt sich im Wasser und auf dem Meeresboden – im Rhythmus der schwimmenden Windturbine.

2021 gelang Nexans mit der Qualifizierung des ersten dynamischen 145-kV-Kabels für eine Wassertiefe von 1.300 Metern „ein wichtiger Durchbruch“. Dieses Kabel wurde für das Jansz-lo-Projekt – etwa 200 Kilometer vor der Küste Nordwestaustraliens – ausgewählt und sei wegweisend für schwimmende Offshore-Windprojekte“, so Nexans. Das Unternehmen ist für die Herstellung und Installation des 140 Kilometer langen Unterwasserkabels verantwortlich.

Offshore-Boom beschert zahlreiche Aufträge
Der Offshore-Bereich boomt – Windkraftanlagenbauer und Zulieferer – wie etwa die Kabelbranche – erhalten immer mehr Aufträge. Beispiel Vattenfall: Das Unternehmen hat einen Vertrag mit Vestas über 112 15-MW-Offshore-Windturbinen der neuesten Generation unterschrieben. Die Anlagen kommen in den Offshore-Windprojekten Nordlicht 1 und 2 in der deutschen Nordsee vor der Insel Borkum zum Einsatz, die sich im gemeinsamen Besitz von Vattenfall und BASF befinden. Ab 2028 können sie Strom für umgerechnet 1,6 Millionen Haushalte produzieren. Ein Teil der Turmelemente wird laut Vattenfall aus emissionsarmem Stahl hergestellt, wodurch sich der CO₂-Fußabdruck der Türme deutlich reduziert.

Nordex hat einen Auftrag aus Kanada erhalten und liefert einem Windparkentwickler und -betreiber 19 Turbinen des Typs N163/5.X für ein Projekt in der Provinz Québec. Geliefert werden die Anlagen im Sommer 2026 für 125 Meter hohe Stahlrohrtürme. Ebenfalls aus Kanada hat das Unternehmen Aufträge über 74 Anlagen des Typs N163 mit insgesamt 500 MW erhalten – ausgeliefert werden sie zwischen 2025 und 2026.

Widerstandsfähige Kabel notwendig
Zahlreiche neue Projekte bedeuten auch eine Vielzahl an Aufträgen, bei denen die Kabelbranche Komponenten liefert. Sie werden für den Betrieb einer Windkraftanlage, zur Stromerzeugung und zum Transport des erzeugten Stroms von der Anlage zum Verbraucher benötigt. Zum Einsatz kommen insbesondere Energiekabel, die den erzeugten Strom durch den Turm zum Anschluss an die Weiterleitung führen – aber auch Lackdraht für den Generator und im Transformator. Verwendet werden widerstandsfähige Kabel, denn sie unterliegen teilweise permanenter Bewegung und Vibration, müssen Stauchungen und Torsion aushalten. Hinzu kommen eine thermische Belastbarkeit, elektrische Spannungsfestigkeit, Halogenfreiheit, Beständigkeit gegen UV-Strahlung und Ozon sowie Salzwasser.

Öko-Konzept für gesamte Wertschöpfungskette
Stahl spielt eine wichtige Rolle bei der Energiewende, „beim Bau von Windkraftanlagen ist er ein elementarer Werkstoff“, betont ArcelorMittal. Um den CO₂-Fußabdruck bei großen Onshore- und Offshore-Projekten zu reduzieren, sei es unerlässlich, dass der Stahl nachhaltig produziert wird. „Die XCarb®-Produkte von ArcelorMittal, zum Beispiel XCarb®, ermöglichen eine erhebliche Reduzierung der CO₂-Emissionen. Der Stahl werde aus hundert Prozent recyceltem Material (Schrott) unter Verwendung von erneuerbarer Elektrizität hergestellt. Ein Beitrag zur Dekarbonisierung der Kabelherstellung – auch für die Windenergie.

Niehoff trägt ebenfalls zur Dekarbonisierung bei, zum Beispiel bei Nexans. Die Unternehmen kooperieren bei der Entwicklung, Installation und dem Betrieb der Drahtzerlegeanlage der nächsten Generation, die bei Nexans in Lens, Frankreich, in Betrieb gegangen ist. „Die Anlage ermöglicht eine optimierte Produktionsgeschwindigkeit, mit der erhebliche Einsparungen von 35 kW/h/t generiert werden können, was zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO₂-Emissionen führt“, erklären die Unternehmen in einer gemeinsamen Mitteilung. Wichtige Investitionen, um die gesamte Wertschöpfungskette auch für die Windkraft ökologisch – und auch ökonomisch – zu gestalten. Denn nur so kann die Industrie klimafreundlich transformiert werden.

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