Baca dengan lantang Peternakan angin lepas pantai besar di Laut Utara dan Baltik diharapkan segera membawa lebih banyak tenaga angin ke jaringan Jerman. Tetapi fasilitas di laut kontroversial.

Jika Anda bepergian dengan kereta api dari Hamburg ke utara ke pulau Sylt, Anda tidak hanya dapat menikmati rawa-rawa indah Schleswig-Holstein ketika Anda melihat keluar jendela. Juga menarik adalah banyak turbin angin, yang menonjol dari lanskap datar. Dengan sekitar 2.500 turbin angin, negara antara Laut Utara dan Baltik adalah pemimpin nasional dalam penggunaan energi angin dalam hal wilayahnya. Pabrik dapat mencakup sekitar 25 persen dari kebutuhan listrik Schleswig-Holstein. Tetapi juga di tempat lain di Jerman, industri angin telah booming tidak seperti yang lain selama bertahun-tahun: di seluruh Jerman, kapasitas terpasang di pembangkit energi angin telah meningkat enam kali lipat dalam lima tahun terakhir. Sementara pembangkit listrik tenaga angin paling kuat menghasilkan maksimum 150 kilowatt pada awal tahun delapan puluhan, saat ini rotor dengan kapasitas 1, 5 hingga 2, 5 megawatt dan diameter sayap 70 hingga 80 meter didirikan - raksasa yang tingginya lebih dari 100 meter jauh di atas lanskap. Satu rotor 1, 5 megawatt menghasilkan energi yang cukup untuk memasok sekitar seribu empat orang rumah tangga dengan listrik di lokasi yang rata-rata kaya akan angin. Secara total, saat ini ada sekitar 12.000 turbin angin dari kelas kinerja yang berbeda di Jerman. Tendensi: sangat meningkat. Pada tahun 2001 saja, lebih dari 2600 turbin angin dibangun. Dengan kapasitas terpasang lebih dari 9.000 megawatt - setara dengan sekitar tujuh pembangkit listrik tenaga nuklir - mereka berkontribusi sekitar tiga persen untuk memenuhi kebutuhan energi. Dengan demikian, Jerman adalah juara dunia dalam penggunaan energi angin - jauh di depan negara-negara seperti AS, Spanyol dan Denmark. Pada tahun 2001, 37 persen dari kapasitas terpasang dunia sekitar 25.000 megawatt dihasilkan oleh turbin angin di Jerman. Setiap fasilitas yang baru dibangun dipasang di Jerman. Kenaikan badai dalam penggunaan energi angin dalam beberapa tahun terakhir terutama merupakan konsekuensi dari undang-undang pasokan listrik yang berlaku sejak 1991. Ini mewajibkan perusahaan energi untuk memberi makan listrik yang dihasilkan dari energi angin ke dalam jaringan pasokan mereka dan membayar biaya minimum saat ini 17, 8 pfennig per kilowatt-hour. Banyak negara lain - seperti Prancis, Yunani dan Brasil - sekarang sebagian besar telah menyalin undang-undang ini. Terlepas dari dukungan keuangan yang murah hati, para perencana dan operator pembangkit energi angin semakin menghadapi angin sakal. Menurut sebuah studi oleh lembaga riset pasar ipos, 83 persen orang Jerman menginginkan penggunaan energi angin yang lebih besar. Tetapi ketika ladang angin baru direncanakan di dekat perumahan, sering kali ada resistensi dalam populasi - karena dugaan kerusakan pada citra lokal dan lanskap atau karena polusi suara yang ditakuti oleh turbin angin yang berputar. Menurut para ahli, dengungan atau deru rotor tidak lagi menjadi masalah: turbin angin modern lebih baik diinsulasi, berjalan lebih lambat - dan dengan demikian jauh lebih tenang - daripada model lama. Namun, bahkan lebih dari penerimaan yang sering kurang, industri ini terganggu oleh rendahnya jumlah lokasi berangin di mana pengoperasian rotor baru terbayar. "Dalam tiga hingga empat tahun, situs-situs di darat di Jerman akan langka, " kata Prof. Fritz Vahrenholt, mantan anggota dewan Shell AG, mantan anggota Senat Hamburg dan sekarang kepala pabrik turbin angin Repower Systems di Hamburg. Itu sebabnya insinyur pabrik menarik diri ke laut. Peternakan angin lepas pantai besar akan dibangun dalam beberapa dekade mendatang di lepas pantai Laut Utara dan Laut Baltik - dan mereka akan terus meningkatkan pangsa energi angin dalam campuran energi Jerman. Pemerintah federal merah-hijau mendukung rencana ini. Ia melihat ekspansi kuat penggunaan energi angin sebagai peluang untuk secara drastis mengurangi emisi karbon dioksida selama beberapa tahun dan dekade mendatang. Selain itu, pangsa energi terbarukan dalam pembangkit listrik akan menjadi dua kali lipat pada tahun 2010 dibandingkan dengan 2000 menjadi 12, 5 persen. Menurut makalah posisi yang diterbitkan oleh Kementerian Federal untuk Lingkungan pada Mei 2001, sekitar 15.000 megawatt tenaga angin harus dipasang di Jerman pada 2010, termasuk 3.000 megawatt di laut. Energi angin kemudian dapat menyediakan lebih dari 30 miliar kilowatt jam listrik per tahun - mencakup enam persen dari konsumsi listrik secara nasional. Menurut sebuah studi oleh Institut Energi Angin Jerman (DEWI) di Wilhelmshaven, antara 36.000 dan 42.000 megawatt energi angin dapat dipasang di Jerman pada tahun 2030, di mana 20.000 hingga 25.000 megawatt akan menjadi instalasi lepas pantai di Laut Utara dan Laut Baltik. Bersama-sama, ini akan menempati area hingga 2.500 kilometer persegi - kira-kira seukuran Saarland - dan dapat menghasilkan hingga 110 miliar kilowatt jam listrik per tahun. Perkiraan yang diterima sejauh ini oleh Badan Maritim dan Hidrografi Federal (BSH) bahkan jauh melampaui perkiraan ini. Otoritas bertanggung jawab atas persetujuan taman energi angin lepas pantai di luar zona 12 mil - yang disebut Zona Ekonomi Eksklusif. Rencana untuk total 29 ladang angin lepas pantai di Laut Utara dan Laut Baltik dengan total potensi produksi sekitar 60.000 megawatt telah diajukan kepada pejabat Hamburg untuk ditinjau. Alasan pelarian di daerah yang dicari di laut: Hanya ladang angin di mana setidaknya beberapa rotor mulai beroperasi pada akhir 2006 akan menerima tarif maksimum 17, 8 pfennig per kilowatt-jam pakan selama sembilan tahun pertama. Oleh karena itu waktu untuk pengembang proyek pertanian angin mendesak - misalnya untuk perusahaan Umweltkontor di Erkelenz di Rhineland, Energiekontor di Bremen, Winkra-Energie di Hannover dan Geo (Masyarakat untuk Energi dan Ekologi) di Enge-Sande di Nordfriesland. Karena hanya tarif feed-in yang dijamin secara legal membuat proyek lepas pantai bernilai ekonomis. Rata-rata, angin di laut berhembus lebih kuat, lebih merata dan dengan turbulensi yang lebih sedikit daripada di daratan. Jochen Twele dari Asosiasi Energi Angin Jerman di Berlin berbicara tentang hasil energi 40 persen lebih tinggi dari pembangkit energi angin di laut dibandingkan dengan fasilitas yang sesuai di pedesaan. Di sisi lain, biaya untuk konstruksi, operasi, dan pemeliharaan pembangkit energi angin lepas pantai juga sekitar 40 persen lebih tinggi daripada di darat. Nyaris tidak ada pengalaman. Di Denmark, Swedia dan taman energi angin Belanda telah ada di laut selama beberapa tahun - misalnya "Middelgrunden" di luar Copenhagen, "Utgrunden" antara pulau Öland dan daratan Swedia dan dua taman kecil di utara IJsselmeer di Amsterdam. Namun, taman energi angin ini semuanya berjarak beberapa kilometer dari pantai pada kedalaman tidak lebih dari lima hingga tujuh meter. Pembangunan ladang angin besar pertama yang setidaknya 14 kilometer jauhnya dari pantai, dengan kedalaman hingga 15 meter, tidak dimulai hingga April di "Horns Rev" di lepas pantai barat Denmark. Di Jerman, para perencana harus berurusan dengan kondisi yang jauh lebih sulit: Karena Laut Wadden di sepanjang pantai Laut Utara, cagar alam dan burung yang luas, penggunaan intensif oleh Angkatan Bersenjata Jerman dan perikanan serta berbagai rute pengiriman yang sibuk, ada di sekitar pantai Jerman. lokasi yang hampir tidak cocok. Oleh karena itu, sebagian besar peternakan angin lepas pantai yang diminta akan dibangun beberapa lusin hingga lebih dari seratus kilometer dari daratan pada kedalaman laut 20 hingga 40 meter.

Di sana, para insinyur harus melindungi sistem tidak hanya terhadap serangan air laut dan udara asin example misalnya dengan enkapsulasi komponen sensitif seperti transmisi, kontrol elektronik atau seluruh nacelle. Agar rotor dapat menahan badai, es mengapung dan ombak yang kadang-kadang naik di atas 20 meter di Laut Utara, mereka harus berlabuh di dasar laut melalui fondasi yang kuat. Perbaikan dan pemeliharaan pembangkit energi angin lepas pantai jauh lebih sulit daripada di darat. Agar dapat dijangkau oleh tim perbaikan, ladang angin harus dilengkapi dengan tambatan kapal dan lokasi pendaratan helikopter. Untuk menghindari perjalanan perawatan yang sering mahal ke rotor, para peneliti dan insinyur juga mengembangkan sistem untuk pemeliharaan turbin jarak jauh. "Karena sistem tidak akan selalu tersedia untuk tim layanan dalam waktu singkat, mereka harus mampu mendiagnosis diri mereka sendiri dan beralih ke komponen yang berlebihan, jika perlu, " kata Claus Pescha dari pabrik turbin angin Enercon di Aurich. Dengan bantuan sensor, kondisi pengoperasian rotor juga akan dipantau oleh pusat kendali di darat di masa depan. Ladang angin "Borkum-Barat" pertama dan sejauh ini, yang disetujui oleh Otoritas Maritim Hamburg, akan dibangun di Laut Utara, sekitar 45 kilometer utara Pulau Borkum, dan akan menjadi ladang angin lepas pantai pertama di dunia. Berada di luar zona 12 mil. Ini dibangun oleh Prokon Nord Energy Systems, sebuah perusahaan dari East Frisian Leer. Pada awal fase uji coba, para perencana Prokon ingin menempatkan dua belas rotor ke dalam air sedalam 30 meter. Sudah pada musim gugur 2003 mereka harus menghasilkan listrik pertama. Biaya yang dilindungi untuk proyek percontohan: 125 hingga 140 juta euro. Konstruksi dijadwalkan akan dimulai pada musim semi tahun depan, dengan penahan fondasi baja berkaki tiga 800 ton di dasar laut dan pemasangan kabel bawah laut bertegangan tinggi sepanjang 112 kilometer. Ini untuk mengalirkan listrik dari ladang angin melalui pulau Norderney ke daratan dekat Hilgenriedersiehl dan ke gardu induk di Emden-B r um, di mana ia dimasukkan ke dalam jaringan pemasok energi E.ON. Jadwal untuk pembangunan ladang angin lepas pantai sangat ketat. Pasalnya, turbin angin yang direncanakan dengan kapasitas lima megawatt belum bisa mengantarkan pabrikan. Untuk memulihkan biaya tinggi dari pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai dalam menghasilkan listrik melalui penggunaan potensi energi angin yang paling efektif, turbin yang sangat kuat seperti itu diperlukan. Monster rotor pertama dengan kapasitas 4, 5 megawatt, yang sayapnya memiliki diameter 113 meter dan dipasang pada ketinggian hub sekitar 120 meter, menginginkan perusahaan Enercon pada musim gugur tahun ini menggunakan gel Mendirikan pabrik pisau rotor di dekat Magdeburg dan mengujinya dalam praktik selama beberapa bulan. Dengan diameter rotor lebih dari 100 meter dan area sirkulasi rotor hingga satu hektar, beban dinamis dapat dihitung, tetapi dengan yang saat ini tidak ada pengalaman praktis, "kata karyawan Enercon Claus Pescha. Dengan ketinggian total 170 meter, menara kincir angin raksasa di atas Ulmer M nster sejauh 8 meter. Pabrik turbin angin lainnya seperti Repower Systems di Hamburg, Pfleiderer Wind Energy di Neumarkt di Upper Austria dan Vestas, pemimpin pasar dunia Denmark, juga bekerja dengan giat untuk mengembangkan turbin dengan output 4, 5 hingga 5 megawatt. Setiap kali dua belas rotor di orkBorkum-Barat "mulai berputar" mereka hanyalah awal. Pada tahap ekspansi lebih lanjut, ladang angin akan diperluas pada 2010 menjadi lebih dari 200 rotor dengan total output sekitar 1.000 megawatt. Namun, para pejabat di Badan Maritim dan Hidrografi Federal tidak ingin memutuskan apakah ini akan terjadi sampai setelah uji coba tiga tahun dari dua belas turbin pertama. Karena kurangnya informasi tentang efek turbin angin pada keselamatan lalu lintas pengiriman dan lingkungan laut, Peter Ehlers, Presiden Otoritas, awalnya hanya ingin menyetujui proyek percontohan untuk peternakan angin yang diminta lainnya. Dalam daftar aplikasi adalah, antara lain, proyek sebelum Amrum ("Amrumbank", 1250 megawatt), sebelah barat Sylt ("Dan Tysk", 1500 megawatt dan "Sandbank 24", 4950 megawatt) dan beberapa ladang angin di Laut Baltik sebelum keluhan dengan kinerja dari lebih dari 2000 megawatt. Asosiasi pelestarian alam dan lingkungan seperti Serikat Konservasi Alam Jerman (Nabu) dan Pemerintah Federal untuk Perlindungan Lingkungan (Bund) khawatir bahwa fauna laut di daerah yang terkena dampak dapat terganggu bahkan selama pembangunan pembangkit energi angin dan koneksi kabel bawah laut. Lumba-lumba, misalnya, yang menggunakan suara untuk menemukan mangsanya, mengorientasikan diri dan berkomunikasi satu sama lain, dapat diganggu dan diusir oleh mesin yang menggali tiang ke dalam tanah atau menggali dasar laut untuk meletakkan kabel bawah laut. Untuk burung laut, pelestari lingkungan juga melihat potensi bahaya dari peternakan angin yang direncanakan. Karena wilayah pesisir Jerman penting sebagai tempat istirahat dan musim dingin bagi banyak burung laut. Meskipun beberapa tahun pengamatan di daerah pembangkit listrik tenaga angin darat membuktikan bahwa kebanyakan burung hampir tidak terkesan dengan rotor dan hanya beberapa hewan yang menjadi korban tabrakan dengan turbin angin. Namun, tidak pasti bahwa ini dapat dengan mudah ditransfer ke peternakan angin lepas pantai, yang lebih tinggi dan, karena kebisingan laut, kurang begitu mudah dilihat oleh burung dibandingkan dengan instalasi darat sebelumnya. Operator seperti Prokon Nord harus menemani fase uji coba penggunaan studi ekologi, yang harus mendokumentasikan pengaruh turbin angin pada lingkungan maritim. Untuk tujuan ini, sebuah platform untuk pengamatan hewan laut di Laut Utara akan didirikan musim semi ini dengan dukungan keuangan dari Kementerian Federal untuk Lingkungan - di mana rotor dari ladang angin "Borkum-Barat" akan berubah di masa depan. Bahkan sebelum sinyal awal untuk pembangunan ladang angin lepas pantai pertama, perusahaan perencanaan mengumpulkan data sebanyak mungkin untuk membuktikan keamanan fasilitas konservasi alam. Demikianlah perusahaan Umweltkontor, yang mengajukan permohonan untuk area di Laut Baltik timur laut Rügen untuk pembangunan 69 pembangkit energi angin untuk ladang angin "Adlergrund", disewa untuk beberapa bulan kapal penelitian Polandia Oseania, yang dengannya kondisi lingkungan antara Rügen dan Bornholm dieksplorasi seharusnya. Para ilmuwan dari Institute for Applied Ecology di Greifswald mengukur dasar laut di daerah di atas Oseania dan mengambil sampel tanah. Untuk pengamatan dan penghitungan burung yang bermigrasi dan beristirahat, perangkat radar dipasang secara khusus di atas kapal. Agak rendah adalah risiko bahwa turbin angin di laut dalam tabrakan dengan kapal yang rusak dapat menyebabkan bencana lingkungan. Ini adalah hasil parsial dari studi tentang potensi bahaya oleh ladang angin "Borkum-Barat", yang akan berlokasi di antara dua rute pengiriman utama di German Bight. Christian Dahlke dari Badan Maritim dan Hidrografi Federal menganggap risiko residual sebagai "bertanggung jawab". Namun, para ahli seperti insinyur listrik Kiel Peter Weißpferdt takut bahwa kapasitas jaringan listrik di Jerman utara tidak dapat mengatasi ekspansi pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai yang terlalu cepat dan kuat. "Jika politisi, otoritas, dan operator jaringan tidak segera peduli dengan bagaimana daya yang dihasilkan di laut harus sampai ke darat dan kemudian habis, maka masalah 'lepas pantai' telah terselesaikan dengan sendirinya, " dikutip Wind Energy White Pit. Operator jaringan juga telah mengenali ini: "Sampai saat ini, E.ON Netz telah merencanakan, memperluas dan mendirikan total lebih dari 30 gardu sebagai bagian dari proyek tenaga angin dan memperkuat atau menambah beberapa kilometer garis, " lapor Martin Fuchs, Direktur Pelaksana E.ON Netz di Bayreuth. Fuchs melihat kebutuhan mendesak untuk bertindak, terutama di Schleswig-Holstein, di mana E. ON berencana untuk membangun total tiga jalur 110 kilovolt baru di Ostholstein dan di pantai barat. "Proyek lepas pantai di masa depan akan menimbulkan tantangan baru dalam hal teknologi jaringan, " prediksi Fuchs. Masalah lain: Karena kenyataan bahwa pasokan tenaga angin berfluktuasi sangat tergantung pada cuaca, utilitas harus menyediakan sejumlah besar daya cadangan. Itu harus dipasok oleh pembangkit listrik konvensional dan tersedia dalam waktu yang sangat singkat. "Kebutuhan tambahan kapasitas pembangkit saat ini dapat mencapai 700 megawatt. Di sisi lain, dalam angin kencang kita mungkin terpaksa mematikan 1.000 megawatt yang baik tanpa direncanakan dalam waktu singkat, "kata Fuchs. Dengan perluasan lebih lanjut dari penggunaan energi angin dan penyelesaian turbin angin lepas pantai pertama, massa manuver yang dibutuhkan dari output pembangkit listrik dapat tumbuh hingga 5.000 megawatt pada tahun 2010. "Taman pembangkit listrik hari ini tidak memenuhi persyaratan ini, " menekankan Fuchs. "Situasi ini dapat menyebabkan gangguan skala besar di jaringan yang saling berhubungan Eropa, " khawatir Dr. Matthias Luther dari E.ON Netz. Sementara lingkungan dan konservasi, profesional energi dan perusahaan utilitas berdebat tentang manfaat, bahaya dan masalah pertanian angin lepas pantai, kota-kota di sepanjang pantai Jerman sudah bersiap-siap untuk kompetisi lain: perlombaan untuk menemukan perusahaan industri untuk perakitan, instalasi dan pemeliharaan tanaman. Emden, Bremerhaven dan Cuxhaven, misalnya, bergegas untuk menunjuk area untuk pabrik, stasiun pemuatan dan taman uji untuk rotor raksasa, yang di masa depan akan berubah jauh ke laut. Untuk jumlah pekerjaan di industri energi angin - saat ini ada sekitar 35.000 nasional - harus terus meningkat menurut perkiraan IG Metall: Pada tahun 2002 saja, perkiraannya, sekitar 3000 pekerjaan baru di industri angin.

padat

Pada tahun 2030, ladang angin lepas pantai dengan total output hingga 25.000 megawatt akan dibangun di lepas pantai Jerman - cukup untuk memenuhi sekitar 15 persen dari kebutuhan listrik Jerman. Sebelum Borkum, ladang angin pertama di dunia di luar zona 12 mil diharapkan akan beroperasi pada musim gugur 2003. Konservasionis khawatir bahwa rotor dapat mengusir mamalia laut dan benar-benar merobek burung laut. Angin segar di hutan rotor Modernisasi adalah kartu truf untuk operator pembangkit energi angin. Dalam beberapa tahun ke depan, mereka ingin mengganti banyak pembangkit energi angin yang dibangun pada tahun delapan puluhan dan sembilan puluhan, yang benar-benar usang menurut standar sekarang, dengan pembangkit yang lebih modern dan lebih efisien. Keuntungan: Hasil panen di daerah ladang angin yang ada dapat ditingkatkan tanpa harus membuka daerah baru. Menurut Asosiasi Energi Angin Jerman, saat ini terdapat sekitar 2.200 pembangkit energi angin di Jerman dengan kurang dari 400 kilowatt dan 4900 lainnya dengan kekuatan hingga 750 kilowatt. Mereka dianggap sebagai objek yang disukai untuk apa yang disebut repowering dan segera bisa memberi jalan kepada megawatt kapasitas baru. Ini secara signifikan lebih besar dan membawa hasil energi yang lebih tinggi per area. Selain itu, mereka berputar lebih lambat daripada peninggalan hari-hari awal penggunaan energi angin - kesempatan juga untuk "membersihkan" di lanskap: dengan menukar banyak tanaman kecil dengan beberapa pabrik besar, yang juga bertindak selama operasi juga kurang sibuk. Teknologi terkonsentrasi di belakang sayap nacelle dari pembangkit energi angin mengandung komponen teknis yang paling penting. Bilah rotor mengubah energi kinetik angin menjadi energi rotasi. Mereka terhubung ke poros penggerak gearbox melalui hub. Ini menerjemahkan rotasi lambat dari bilah rotor ke rotasi cepat dari poros keluaran yang berputar hingga beberapa ribu kali per menit, menggerakkan generator yang menghasilkan arus listrik. Kontrol elektronik terus-menerus memeriksa sistem, mengarahkan nacelle dengan mesin dari arah angin masing-masing dan mengerem bilah rotor, seperti angin yang terlalu kencang. Pendingin air atau udara melindungi generator dari panas berlebih. Menghasilkan Hidrogen dari Angin StroM DARI ENERGI ANGIN di laut adalah satu hal untuk membawanya ke tempat ia membutuhkannya, yang lain. Meletakkan kabel bawah laut yang panjang di dasar laut untuk mentransfer tenaga angin dari instalasi lepas pantai ke daratan dan memasukkannya ke dalam jaringan di sini memakan waktu, mahal dan terbebani, tergantung pada rute, area laut yang dilindungi. Karena itu, para ilmuwan sedang mengerjakan teknik untuk menggunakan hidrogen sebagai penyimpanan energi angin. Sebuah studi tentang ini berasal dari Masyarakat untuk Energi dan Ekologi (Geo) di Schleswig-Holstein Enge-Sande, yang merencanakan pembangunan dua ladang angin lepas pantai di Laut Utara dan Laut Baltik. Hasilnya menunjukkan bahwa pada prinsipnya layak untuk menggunakan energi angin lepas pantai secara menguntungkan untuk mendapatkan hidrogen secara elektrolitik dari air laut. Listrik yang dihasilkan dari energi angin digunakan untuk memecah air menjadi oksigen dan hidrogen. Hidrogen kemudian dapat diangkut di darat dengan tanker dan digunakan sebagai sumber energi untuk pembangkit listrik atau sebagai bahan bakar untuk mobil dengan mesin pembakaran internal. Ini juga dapat digunakan sebagai penggerak sel bahan bakar atau sebagai bahan baku untuk industri. Tantangan terbesar, menurut penelitian ini, adalah kapasitas sistem teknis. Pabrik elektrolisis terbesar yang saat ini dioperasikan di Bendungan Aswan di Mesir memiliki kapasitas 156 megawatt. Tetapi untuk menghasilkan hidrogen yang menguntungkan dengan menggunakan energi angin lepas pantai akan membutuhkan daya dua hingga tiga kali lebih besar. Mungkin 10 hingga 15 tahun lagi sebelum produksi hidrogen skala besar dari energi angin menjadi kenyataan. pameran

Ralf Butscher

© science.de

Direkomendasikan Pilihan Editor