Aufrufe
vor 4 Jahren

07-08 | 2015

  • Text
  • Energien
  • Leistung
  • Stromerzeugung
  • Szenario
  • Anlagen
  • Erneuerbare
  • Unternehmen
  • Deutschland
  • Strom
  • Global

Special Erneuerbare

Special Erneuerbare Energien Land Gezeitenenergie in kW Meeresströmungsenergie in kW Kanada 20 000 schutzgründen kaum noch signifikante Großwasserkraftprojekte realisiert werden können, haben sich 2014 die installierten Leistungen nicht merklich geändert. Hier dürften die installierten Anlagenleistungen auf dem Niveau der Vorjahre liegen und damit auch die Stromerzeugung nicht signifikant zugenommen haben. Damit dürfte die installierte Leistung in Laufwasserkraftwerke bei etwa 230 GW liegen, mit denen Strom in einer Größenordnung von 320 TWh (2014) produziert wurde. In Europa wird sich der zukünftige Ausbau der Wasserkraftnutzung (das heißt Lauf- und Speicherkraftnutzung) auf einige Kraftwerkserweiterungen und Modernisierungen sowie insbesondere bei der Kleinwasserkraft auf die Reaktivierung alter Standorte, die in der Zwischenzeit nicht mehr genutzt werden, beschränken. Damit wird es bis 2020 nur geringe Änderungen bei der Strombereitstellung durch Wasserkraft in der EU geben; das heißt bis dahin dürfte die Stromerzeugung weitgehend vergleichbar bzw. nur leicht oberhalb zu den derzeitigen Gegebenheiten (320 bis 350 TWh/a), bei einer installierten Leistung zwischen 230 und 250 GW liegen. Meeresenergie ? Welt Die in Form von Wellen und Gezeiten in den Weltmeeren enthaltene Energie kann mit Hilfe sehr unterschiedlicher technischer Ansätze in elektrische Energie umgewandelt werden. Neben der derzeit nahezu ausschließlich genutzten Gezeitenkraft ist unter anderem auch die Nutzung der Wellen- bzw. Brandungsenergie, der Meeresströmungsenergie, des Temperaturgradienten zwischen Wasserschichten unterschiedlicher Tiefe oder des Konzentrationsunterschieds zwischen Salz- und Süßwasser möglich. Wellenenergie in kW installiert in Bau installiert in Bau installiert in Bau Großbritannien 1 200 1 720 4 800 1 700 2 000 2 400 Australien 9 250 19 000 Schweden 1 000 9 000 Korea 254 000 3 037 500 China 3 900 110 3 700 190 2 400 Frankreich 240 000 500 USA 180 1 000 150 1 500 Russland 1 700 Tabelle 1 Kraftwerksleistung zur Nutzung der Meeresenergie in ausgewählten Ländern [5; 8; 11; 12]. Weltweit waren Ende 2013 insgesamt etwa 530 MW in Kraftwerken zur Nutzung der Meeresenergie installiert; beim weitaus überwiegenden Anteil handelt es sich dabei um Gezeitenkraftwerke. Die größten Anteile nehmen das Gezeitenkraftwerk in St. Malo in Frankreich (240 MW installierte Leistung, rund 0,6 TWh/a Stromerzeugung) und Sihwa in Südkorea (254 MW installierte Leistung, etwa 0,6 TWh/a Stromerzeugung) ein. Zusätzlich tragen diverse kleinere Anlagen (zum Beispiel in Anapolis, Kanada, 20 MW; in China rund zehn Anlagen im kW- bzw. unteren einstelligen MW-Bereich; Tabelle 1) zur Strombereitstellung aus Gezeitenenergie bei [5]. Zusätzlich zur Nutzung der Gezeitenenergie werden global Versuchs- und Demonstrationsanlagen zur Weiterentwicklung anderer Optionen zur Meeresenergienutzung betrieben. Tabelle 1 zeigt die installierten Leistungen in Anlagen zur Nutzung der Meeresströmungs- und der Wellenenergie für eine Auswahl von Anlagen in ausgewählten Ländern. Deutlich wird, dass sich die installierten elektrischen Leistungen dieser Anlagen eher im kW-Bereich bewegen und damit ihr Beitrag zur global installierten elektrischen Leistung – und damit auch zur Stromerzeugung – nahezu vernachlässigbar ist. Damit wurde die Meeresenergie zur Stromerzeugung auch im vergangenen Jahr aufgrund der hohen Kosten nicht signifikant kommerziell genutzt; sie ist jedoch in vielen Ländern nach wie vor ein wichtiges F&E-Thema [5]. Die Stromerzeugung aus Meeresenergie wird auch in den kommenden Jahren global ein F&E-Thema bleiben und – unter bestimmten Randbedingungen – gegebenenfalls auch stärker kommerziell umgesetzt werden. Beispielsweise plant Südkorea, die bereits realisierte Gezeitennutzung auf eine Kraftwerksleistung von 3 GW auszubauen [8]. Insgesamt ist aber bis 2020 – mit Ausnahme derartiger regionaler Einzelfälle – von keiner signifikanten Zunahme der globalen Stromerzeugung bzw. der weltweit installierten Leistungen auszugehen. ? EU Auch in der EU wird die Meeresenergie sehr verhalten genutzt. Die einzige bekannte kommerzielle Anlage in Europa ist das Gezeitenkraftwerk in St. Malo in Frankreich. Aber auch in der EU wird die Nutzung der Meeresenergie vorangetrieben; zum Beispiel ist in Großbritannien mit dem Tidal Lagoon Swansea Bay ein Gezeitenkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 320 MW in der Planung. Insgesamt soll nach den nationalen Aktionsplänen der EU-Mitglieder die Meeresenergienutzung bis 2020 auf 2 543 MW ausgebaut werden. Eine Umsetzung dieser Zielvorgaben erscheint im Lichte der laufend reduzierten staatlichen Unterstützungen aber eher unwahrscheinlich; vielmehr ist zu erwarten, dass die Meeresenergie auch in Europa bis 2020 nicht energiewirtschaftlich relevant genutzt werden wird [9; 10]. Windenergie ? Welt Ende 2014 waren weltweit insgesamt knapp 370 GW an Windkraftanlagenleistung (davon 361 GW onshore und knapp 10 GW offshore) installiert, die potenziell zwischen 665 bis 813 TWh (2014) elektrischer Energie erzeugten (Bild 2). Im Vergleich zum Vorjahr entspricht dies einem Zubau von etwas mehr als 50 GW; dies ist die höchste bisher jemals realisierte jährliche Zubaurate. Die größten Windkraftleistungen sind in China mit 115 GW, den USA mit 66 GW und Deutschland mit 39 GW installiert [13]. Beispielsweise wurde in den USA, in der es im Jahr 2013 zu einem deutlichen Einbruch bei der neu installierten Windkraftleistung kam, die Zubaurate 2014 auf 7,3 GW neu installierter Anlagenkapazität fast verdoppelt. Weiterhin ausgebaut wurde auch die Nutzung der Offshore-Windkraft. Dies ist aber bisher weitgehend ein europäisches Thema; Ende 2014 befanden sich hier mit 8,1 GW 92 % der global im Meer installierten Windkraftanlagenleistungen (Bild 3). Das einzige außereuropäische Land, in dem die Offshore-Wind-Nutzung energiewirtschaftlich relevant ausgebaut wird, ist China mit derzeit etwa 0,7 GW installierter Leistung. Zusammengenommen sind damit offshore weltweit rund 9 GW in Betrieb. Davon gingen 2014 allein 1,7 GW 8 BWK Bd. 67 (2015) Nr. 7/8

Erneuerbare Energien Special Jährlich installierte Windenergieleistung in GW Installierte Offshore-Leistung in GW 80 70 60 50 40 30 20 10 0 35 30 25 20 15 10 5 0 2010 2011 2012 2013 2014 … 2020* jährlich installierte Leistung EU 27 jährlich installierte Leistung Nordamerika jährlich installierte Leistung China jährlich installierte Leistung restliche Welt kumulierte Leistung EU 27 kumulierte Leistung weltweit Bild 2 Jährliche und kumulierte installierte Windkraftanlagenleistung weltweit (on- und offshore) und in der EU [13] (* Abschätzung). 2010 2011 2012 2013 2014 … 2020* neu ans Netz (das heißt ein zum Vorjahr vergleichbarer Zubau von fast 20 %; Bild 2) [13]. Mit angenommenen 3 500 bis 4 000 h/a (Volllaststunden) entspricht dies einer potenziellen globalen Offshore- Windstromerzeugung zwischen 31,5 und 36 TWh (2014). Parallel zu der „großen“ On- und Offshore-Windkraft wurde in den letzten Jahren auch die „kleine“ Windkraft weiter ausgebaut. Der Einsatz solcher Anlagen kann sich aufgrund der vergleichsweise niedrigen Investitionen für bestimmte Nischenanwendungen in einem Inselsystem und auch netzgekoppelt relativ attraktiv gestalten. Bisher werden derartige Kleinwindanlagen beispielsweise zur Stromversorgung von fernüberwachbaren Objekten oder von Wasserpumpen genutzt. Ferner können damit abgelegene, ländliche Regionen mit Strom versorgt werden. Weltweit waren 2013 in derartigen Anlagen geschätzte rund 1 GW installiert. Mit 1 000 bis 1 500 Volllaststunden könnten damit 10 bis 15 TWh (2013) Strom erzeugt werden [5; 14]. Der Markt für Windkraftanlagen zur Stromerzeugung wird bisher vor allem durch die Turbinenhersteller Vestas (Dänemark) mit einem globalen Marktanteil von 13 %, gefolgt von Goldwind (China) mit 11 % und Enercon (Deutschland) mit 10 % bestimmt [5]. Die Windkraft ist die Option zur Nutzung regenerativer Energien, die in den vergangenen zwei Jahrzehnten global beachtlich ausgebaut wurde – und das bei einer parallel dazu realisierten deutlichen technischen Weiterentwicklung. Dabei ist aber das Größenwachstum der letzten Jahre zu einem (vorübergehenden) Stillstand gekommen; derzeit stagniert die durchschnittlich installierte Leistung bei Neuanlagen bei maximal 5 bis 6 MW. Dennoch werden durch graduelle Verbesserungen sukzessive weitere Kostensenkungspotenziale gehoben und die Technik immer weiter optimiert. Diese Entwicklung dürfte in den kommenden Jahren an Fahrt aufnehmen, da die asiatischen Anlagenhersteller aus China und Korea immer aggressiver auf den global deutlich wachsenden Markt drängen. Weltweit gesehen sind noch erhebliche unerschlossene Standorte mit einem vergleichsweise hohen Windenergieangebot – auch verbrauchernah – vorhanden. Ihre Erschließung hängt zunehmend von den jeweiligen planerischen Vorgaben ab (unter anderem hinsichtlich des Abstandes zu Wohnbebauungen oder zu technischen Anlagen (Funk, Radar), zu Schutzflächen des Natur- und Artenschutzes, zu Straßen, zu Landschafts- und Denkmalschutzflächen) [15]. So wurde beispielsweise in Dänemark nach einem Zwischenfall in einer Tierfarm die Genehmigung einer Vielzahl in Planung befindlicher Onshore-Anlagen vorübergehend gestoppt, bis der Einfluss von der durch Windkraftanlagen ausgesendeten Infraschallwellen auf Tier und Mensch untersucht war; 2014 konnte deshalb nur etwa ein Zehntel an Neuanlagen gegenüber dem Vorjahr (rund 700 Anlagen) in Betrieb genommen werden [16]. Unabhängig davon wird aber der Ausbau der On - shore-Windkraftnutzung global forciert weiter gehen, zumal potenzielle Standorte nicht wirklich rar sind. Parallel dazu wird die Offshore-Windstromerzeugung ebenfalls zunehmen, wenn auch auf einen deutlich niedrigeren Niveau im Vergleich zu onshore. Belgien Dänemark Niederlande Schweden Deutschland Großbritannien Bild 3 Offshore-Windenergie-Leistung in Europa [22] (* Abschätzung). 600 500 400 300 200 100 Schwerpunkt der Entwicklung wird dabei bis 2020 weiterhin Europa sein; das heißt, bis 2020 wird sich die Offshore-Windenergienutzung global voraussichtlich nur auf die europäischen Nord- und – eingeschränkter – Ostseeanrainerstaaten sowie einige wenige Staaten in Asien konzentrieren (China, Korea, Japan) [17]. Dabei muss die Lernkurve der Offshore- Windstromerzeugung mit der damit verbundenen Kostenreduktion forciert durchlaufen werden, wenn diese Entwicklung auch außerhalb Europas – und damit außerhalb geschützter Märkte – Fahrt aufnehmen soll. Im Gegensatz zur kontinuierlichen Kostensenkung bei der On - shore-Windkraftnutzung zeigen sich bei der Offshore-Windkraftnutzung nämlich noch deutlich weitergehende unerschlossene Kosten- und Technologiepotenziale; 0 Kumulierte Windenergieleistung in GW BWK Bd. 67 (2015) Nr. 7/8 9

Ausgabenübersicht