Mit der Verabschiedung des Inflationsreduktionsgesetzes, das 370 Milliarden Dollar für Klima- und Energieprogramme vorsieht, prognostizieren Politikexperten einen dramatischen Anstieg der Produktion sauberer Energie. Offshore-Windenergie ist eine verlässliche Wachstumsquelle.
Derzeit gibt es in den USA nur zwei Offshore-Windparks in der Nähe von Rhode Island und Virginia mit einer Gesamtleistung von 42 Megawatt. Zum Vergleich: Das neue Traverse Wind Center in Oklahoma verfügt über 356 Turbinen und eine Erzeugungskapazität von 998 Megawatt. Dennoch befinden sich noch viele Projekte in der Entwicklung, vor allem an der Atlantikküste.
Die Biden-Regierung hat zwei Offshore-Windkraftzonen im Golf von Mexiko identifiziert, die bislang für die Öl- und Gasförderung gut geeignet waren. Im Rahmen seiner Klimastrategie hat sich Präsident Joe Biden zum Ziel gesetzt, bis 2030 30 Gigawatt (30.000 Megawatt) Offshore-Windkraft zu erschließen – genug, um zehn Millionen Haushalte mit CO2-freiem Strom zu versorgen.
Als Energieforscher in Texas sehen wir dies als eine spannende neue Phase in der Energiewende unseres Landes. Wir sind überzeugt, dass die Offshore-Windkraft im Golf von Mexiko eine einzigartige Chance für diese Region darstellt. Sie verfügt über eine starke Arbeitskräftebasis und eine gute Energieinfrastruktur, um den Bedarf der Gesellschaft an zuverlässiger, kohlenstoffarmer Energie zu decken.
Installierte Leistung im Jahr 2021 in Megawatt. (Grafik: The Conversation/CC-BY-ND, Quelle: Global Wind Energy Council)
Warum Offshore-Windenergie? Die Onshore-Windenergie hat in den USA in den letzten 15 Jahren deutlich zugenommen, auch in Texas, dem Bundesstaat mit der größten Windenergieproduktion. Die vergleichsweise einfache Genehmigung und Standortwahl für Windenergieanlagen, die erschwinglichen Installationskosten, die Fülle an Ressourcen, der kostenlose Brennstoff und die niedrigeren Grenzbetriebskosten senken die Stromkosten für die Verbraucher. Windenergie vermeidet die erhebliche Luftverschmutzung, die Treibhausgasemissionen und die Kühlwasseremissionen, die mit Kraftwerken verbunden sind, die mit Kohle, Öl oder Erdgas betrieben werden.
Doch Offshore-Windenergie hat auch ihre Nachteile. In der heißesten Zeit des Sommers, wenn die Klimaanlagen auf Hochtouren laufen, um die Menschen abzukühlen, ist der Wind meist am schwächsten. Viele der besten Windenergieregionen liegen weit entfernt von den Energiezentren. So befinden sich beispielsweise die meisten Windparks im Lone Star State im Hochland von Westtexas und wurden erst errichtet, nachdem der Staat Milliarden in den Bau von Fernleitungen investiert hatte, um den Strom dorthin zu bringen, wo er benötigt wurde.
Viele der besten Onshore-Windparks in den USA (dunkelblaue Bereiche) liegen weit entfernt von Küstengemeinden, doch diese Städte können durch Offshore-Windparks versorgt werden. (Quelle: NREL)
Solarenergie und Batterien können einige dieser Probleme lösen. Doch auch die Offshore-Stromerzeugung bietet viele Vorteile.
So wie die Windenergie an Land die Energiekosten für die Verbraucher senkt, wird dies voraussichtlich auch bei der Windenergie auf See der Fall sein.
Da mehr als die Hälfte der US-Bevölkerung weniger als 80 Kilometer von der Küste entfernt lebt, liegen Offshore-Windparks in der Nähe von Energiezentren. Dies gilt insbesondere für den Golf von Mexiko, wo sich Großstädte wie Houston und New Orleans sowie eine Konzentration petrochemischer Anlagen und Häfen befinden. Anstatt Hunderte Kilometer Oberleitungen zu verlegen und die damit verbundenen Streitigkeiten um Wegerechte und Landnutzung zu vermeiden, könnten Energieunternehmen Unterseekabel nutzen, um Windenergie zu Industrieanlagen zu transportieren.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Seewind den Landwind ergänzt. An einem heißen Sommertag verlangsamte sich die Luftgeschwindigkeit in Westtexas, und die Offshore-Winde nahmen allmählich zu. Dies trug dazu bei, die Spitzennachfrage im Sommer zu decken und die Netzzuverlässigkeit zu verbessern.
Der globale Markt für Offshore-Windenergie ist bereits stark, doch die USA waren bislang praktisch nicht präsent. Der Landreichtum dort hat zwar das Wachstum der Onshore-Windenergie beflügelt, den Zustrom von Menschen ins Wasser jedoch abgeschwächt.
Dies ändert sich, da strengere Eindämmungsvorschriften in wichtigen Windstaaten wie Iowa die Entfernungen begrenzen, in denen Windkraftanlagen aufgestellt werden können. Dies erhöht die Baukosten und schränkt die Verfügbarkeit geeigneter Standorte ein. Die Kapazitätsengpässe des US-Stromnetzes erschweren zudem die Markteinführung von Windenergie.
Willkommen am Golf! Sie alle schätzen diese Trends. Zusammen mit der verstärkten Förderung der Offshore-Windenergie im Rahmen des Climate Act scheint die US-Offshore-Windenergie endlich ein goldenes Zeitalter zu erleben. Wir halten den Golf von Mexiko für einen besonders attraktiven Standort für Geschäftsaktivitäten.
Die geringere Tiefe, die höheren Temperaturen und der ruhigere Wellengang der Bucht sind im Vergleich zu den kalten und rauen Bedingungen der Nordsee, des Nordatlantiks und der Küste Japans, wo die Offshore-Windenergie bereits eingesetzt hat, relativ erträglich. Wassertiefen von bis zu 58 Metern – derzeit die maximale Tiefe für fest installierte Windkraftanlagen – erstrecken sich fast 145 Kilometer entlang der Südostküste von Texas und der Südküste von Louisiana, während Nantucket und Martha’s Vineyard im Nordosten nur etwa 65 Kilometer entfernt sind.
Die Unterwassertopographie der Bucht weist immer sanftere Abhänge auf als die bereits für eine Bebauung vorgesehenen Gebiete entlang der Küste Virginias. Das bedeutet, dass Windkraftanlagen mit festem Boden an mehr Standorten eingesetzt werden können als schwimmende Systeme, was die Komplexität reduziert.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Golfküste über eine starke Offshore-Industrie verfügt, die Öl- und Gasproduzenten sowie viele spezialisierte Unternehmen bedient, die Dienstleistungen wie Unterwasserschweißen, Plattformbau sowie Hubschrauber- und Bootsdienste für den Transport von Menschen und Ausrüstung zum Meer anbieten. Im Jahr 2019 bot die Öl- und Gasproduktion im Golf von Mexiko rund 345.000 Arbeitsplätze.
Windparks im Persischen Golf können die bestehende Infrastruktur nutzen. Fast 1.900 Kilometer Unterseekabel können Windenergie an Land übertragen. Windenergie kann zudem in ein größeres Energiesystem integriert werden, das die Produktion und Speicherung von grünem Wasserstoff sowie die CO2-Abscheidung umfasst.
Unterstützung für Arbeitnehmer und schutzbedürftige Menschen Wir sind überzeugt, dass Offshore-Windenergie dazu beitragen kann, Umweltziele zu erreichen. Die Produktion sauberer und kohlenstofffreier Elektrizität wird dazu beitragen, Raffinerien und Fabriken zu ersetzen, die fossile Brennstoffe verarbeiten und Strom erzeugen. Diese Anlagen haben der Gesundheit von Städten wie Houston und farbigen Gemeinden in den USA schweren Schaden zugefügt.
Der Ausbau der Windenergie am Golf bietet zudem die Möglichkeit eines reibungslosen Übergangs der Arbeitskräfte, da die USA ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen schrittweise reduzieren. Louisiana hat mit der Entwicklung von Vorschriften für Offshore-Windenergie in den Staatsgewässern begonnen und bemüht sich gemeinsam mit Arkansas und Oklahoma um Bundesmittel für den Aufbau eines regionalen Zentrums für sauberen Wasserstoff.
Grün bedeutet, dass die Genehmigung von Energieprojekten auf Bundesebene sehr langsam voranschreitet und die Fertigstellung von Windkraftprojekten in Bundesgewässern Jahre dauern kann. Projekte in Staatsgewässern – in den meisten Gebieten bis zu drei Seemeilen und in Texas neun Seemeilen von der Küste entfernt – können jedoch deutlich schneller abgeschlossen werden.
Viel hängt davon ab, ob Energiestaaten wie Texas und Louisiana die Chance nutzen, ihren Ruf als Energieführer auf die Offshore-Windkraft auszuweiten. Wie wir gesehen haben, wird ein Offshore-Windkraftboom im Persischen Golf der Region, dem Land und dem globalen Klima zugutekommen.
Der Autor Michael E. Webber ist Professor für Energie an der University of Texas in Austin und widmet sich Josies 100. Geburtstag.
Hugh Daigle ist außerordentlicher Professor für Erdöl- und Geosystemtechnik an der University of Texas in Austin.
Veröffentlichungszeit: 20. August 2022
