Offshore-Windkraft

Kraft schöpfen: Beschleunigung der Energiewende

Wir arbeiten in der gesamten Wertschöpfungskette der Branche, um die Entwicklung von Offshore-Windparks auf der ganzen Welt zu beschleunigen.

Windenergie: eine sich ständig erneuernde Energiequelle, die eine zentrale Rolle beim Streben nach Netto-Nullenergie spielt. Während die Windenergie derzeit etwa 8 % der gesamten weltweiten Stromversorgung ausmacht, könnte dieser Anteil bis 2050 auf 30 % steigen. Die Offshore-Windenergie, die von höheren und konstanteren durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten als die Onshore-Windenergie profitiert, wird einen wichtigen Beitrag zu diesem Wachstum leisten. Um dies zu erreichen, muss in den nächsten 25 Jahren zehnmal so viel Offshore-Windkapazität gebaut werden wie in den vergangenen 25 Jahren.

Arup hat sich verpflichtet, dieses Wachstum voranzutreiben und mit Regierungen, Regulierungsbehörden, Offshore-Windparkentwicklern, Häfen und Stromübertragungsunternehmen sowie mit Investoren und Finanziers zusammenzuarbeiten, um die Hunderte von Milliarden Dollar an Investitionen zu ermöglichen, die in den kommenden Jahren erforderlich sind, um die anspruchsvollen Netto-Null-Ziele zu erreichen. Wir haben an mehr als 20 GW an Offshore-Windprojekten in der Entwicklung und im Betrieb in Europa und mehr als 10 GW in Ostasien und Australasien gearbeitet - genug, um bis zu 30 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen.

Auf der Grundlage unserer technischen, ingenieurtechnischen, nachhaltigen und wirtschaftlichen Beratungskompetenz arbeiten wir sowohl mit dem öffentlichen als auch mit dem privaten Sektor zusammen, um innovative und effektive Wege zu finden, um die Entwicklung von Offshore-Windparks zu beschleunigen, sie effizienter und rentabler zu machen und ihre Lebensdauer zu verlängern. Unsere Arbeit über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg trägt dazu bei, den Einsatz von Offshore-Windenergie weltweit zu beschleunigen, sicher und in großem Maßstab, um den Übergang zu erneuerbaren Energien voranzutreiben. Indem wir die wichtigsten Akteure der Branche zusammenbringen, tragen wir dazu bei, Risiken zu verringern und die Energiewende in großem Maßstab voranzutreiben.

Katalysator für Investitionen

Arup steht im Mittelpunkt der Bemühungen, die globale Offshore-Windindustrie voranzutreiben, und berät Regierungen und internationale Gremien .

Im Jahr 2022 war Arup der technische Berater von Crown Estate Scotland für das ScotWind Seabed Leasing-Verfahren, bei dem die Angebote von mehr als 70 Unternehmen für die Entwicklungsrechte von 30 GW Offshore-Windkraft in schottischen Gewässern geprüft wurden. Als Ergebnis dieses Prozesses werden in den nächsten zehn Jahren 19 Projekte entwickelt, was dem britischen Portfolio an schwimmenden Offshore-Windprojekten, die sich in der Entwicklung befinden, einen erheblichen Schub verleiht.

In jüngster Zeit haben wir den schottischen Offshore-Windenergierat bei der Entwicklung seines strategischen Investorenmodells unterstützt. Diese Initiative zielt darauf ab, die Lieferkette (einschließlich Häfen, Fertigung, Bau und Betrieb) zusammenzubringen, um über die Investitionen nachzudenken, die für den Aufbau einer Industrie zur Realisierung von ScotWind erforderlich sind, und um Projekte in einer Größenordnung zu konsolidieren und zu entwickeln, die strategische Investitionen anziehen kann.

Im Jahr 2021 haben wir den Weltbankbericht Key Factors in the Development of Offshore Wind in Emerging Marketsverfasst . Der Bericht, der sich in erster Linie an Regierungsvertreter und Interessengruppen richtet, enthält eine detaillierte Analyse der vier Säulen einer erfolgreichen Entwicklung von Offshore-Windprojekten - Strategie, Politik, Rahmenbedingungen und Umsetzung -, um Schwellenländer beim Aufbau erfolgreicher Offshore-Windsektoren zu unterstützen.

Ein Land, in dem sich die Offshore-Windindustrie in der Anfangsphase befindet, ist Australien. Die Regierung hat Entwicklungszonen ausgewiesen, und es wurden 12 Lizenzen für Windparks vor der Küste Victorias erteilt. Um diese Entwicklung zu unterstützen, wurde Arup mit der Erstellung der australischen Offshore-Windmarktstudiebeauftragt , die die derzeitigen Fähigkeiten des Landes bewertet und Lücken in der Lieferkette aufzeigt. Sie empfiehlt strategische Investitionen und gezielte Maßnahmen, die Australien helfen sollen, das volle Potenzial seiner Offshore-Windressourcen auszuschöpfen.

Effiziente Übertragung vorantreiben

Der Energiemarkt entwickelt sich rasant und muss die Art und Weise, wie er große Infrastrukturen bereitstellt, neu erfinden, denn das Ausmaß der Projekte, die in den nächsten zehn Jahren realisiert oder geplant werden, übertrifft alles bisher Dagewesene um eine Größenordnung. Während derzeit etwa 74 GW Windparks in Betrieb und weitere 27 GW im Bau sind, ist die Pipeline der in der Entwicklung befindlichen Projekte wesentlich größer .

Der öffentliche Sektor wird eine immer wichtigere Rolle spielen, wenn es darum geht, sicherzustellen, dass der Verbraucher ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis erhält. Einer der Hauptschwerpunkte von Arup in diesem Zusammenhang ist die Übertragungstechnik, die die von Windparks erzeugte Energie zu den Kraftwerken transportiert, die sie verteilen. Wir haben die britische Regulierungsbehörde Ofgem in den späten 2000er Jahren bei der Entwicklung des OFTO-Systems (Offshore Transmission Owner) beraten - Teil eines strategischen Regierungsplans zur Senkung der Finanzierungskosten für Offshore-Windkraftanlagen durch die Reduzierung der Kosten für den Besitz und den Betrieb der Übertragungssysteme.

Seit 2010 hat Arup Bieterkonsortien in allen 12 Ausschreibungsrunden beraten, in denen Ofgem Wettbewerbe zur Beschaffung von Übertragungseignern/-betreibern durchgeführt hat. Außerdem haben wir sieben Anlagen bis zum finanziellen Abschluss gebracht - zuletzt Seagreen OFTO, den tiefsten Offshore-Windpark der Welt.

Windparks für die Ewigkeit

Arups Fachwissen in den Bereichen Design und Engineering trägt auch zur Realisierung von Offshore-Windprojekten bei, indem es zum FEED (Front-End Engineering Design) neuer Anlagen beiträgt .

Vor kurzem haben wir die Mini-FEED-Planung von Monopile-Fundamenten für eine Erweiterung eines bestehenden Offshore-Windparks vor der britischen Küste abgeschlossen. Das Arup-Team setzte modernste Optimierungstechniken in Verbindung mit unserem Fundamententwurfswerkzeug OPTIF ein, um den komplexen Entwurfsraum zu bewerten und robuste, wettbewerbsfähige Entwurfslösungen zu ermitteln.

Auf der anderen Seite der Nordsee kombinierten wir unser globales Fachwissen und unsere lokalen Kenntnisse, um die Konstruktion der Onshore- und Offshore-Umspannwerke des Thor-Windparks zu überprüfen und sicherzustellen, dass sie mit den Sicherheitsstandards und den besten Praktiken übereinstimmen. Der vor der Westküste Dänemarks gelegene Windpark Thor wird der größte Offshore-Windpark des Landes sein, wenn er im Jahr 2027 vollständig in Betrieb geht.

Wir berieten auch bei der zukunftssicheren Gestaltung der Umspannwerke, um mögliche neue - und nachhaltigere - Lösungen für die Lebensdauer von Thor zu ermöglichen. Unsere Arbeit hat dazu beigetragen, dass Thor einen bedeutenden und nachhaltigen Beitrag zur Deckung des wachsenden Energiebedarfs in Dänemark leisten wird.

Die Turbinen länger am Laufen halten

Wie alle mechanischen Anlagen haben auch Windparks eine begrenzte Lebensdauer - in der Regel 25 Jahre. Das Vereinigte Königreich war eines der ersten Länder, das Offshore-Windparks gebaut hat, und schätzungsweise 3,5 GW seiner Offshore-Windkapazitäten werden im Jahr 2035 das Ende ihrer natürlichen Lebensdauer erreichen, was erhebliche Stilllegungskosten nach sich zieht und die Energiesicherheit gefährdet.

Infolgedessen besteht der Druck, die Offshore-Windkraftanlagen zu optimieren, um ihre Lebensdauer zu verlängern. Vor diesem Hintergrund hat Arup LEAP (Life Extension and Asset Management Platform) entwickelt, eine speziell entwickelte Software zur Überwachung und Analyse des Strukturzustands, die eine genaue Berechnung der Ermüdungslebensdauer ermöglicht - der Zeitspanne, in der ein Bauteil versagen wird.

Bis heute hat Arup die Restnutzungsdauer von 16 Projekten bewertet und LEAP in sieben Offshore-Windparks eingesetzt, wobei die Daten der Strukturüberwachung mehr als 200.000 Betriebsstunden der Turbinen abdecken. Die Analyse dieser Daten hat es Arup ermöglicht, Wege zur Verlängerung der Lebensdauer von Fundamenten und Komponenten von Windkraftanlagen aufzuzeigen. Indem wir dazu beitragen, die Lebensdauer bestehender Windparks parallel zur Entwicklung neuer Anlagen zu verlängern, leisten wir einen Beitrag zum Ausbau der britischen Kapazitäten zur Erzeugung nachhaltiger Energie aus Offshore-Windenergie.

Fortschritte auf dem Weg zum Netto-Nullpunkt

Dies sind nur einige Beispiele für die vielen verschiedenen Arten von Projekten, an denen wir während des gesamten Lebenszyklus der Entwicklung von Offshore-Windparks arbeiten. In den letzten fünf Jahren waren wir an mehr als 100 Offshore-Windprojekten in 17 Ländern beteiligt.

Wir haben eine führende Rolle bei der Zusammenführung einer Vielzahl von Interessengruppen aus dem öffentlichen und privaten Sektor übernommen. Indem wir die Zusammenarbeit über die gesamte Lieferkette hinweg erleichtern, tragen wir dazu bei, das Entwicklungstempo zu erhöhen und letztlich den Übergang zu erneuerbaren Energien zu beschleunigen.

Wenn Regierungen und Energieunternehmen weltweit neue Offshore-Windparks planen und entwickeln, helfen wir ihnen dabei, ihre Ambitionen im Bereich der erneuerbaren Energien in die Tat umzusetzen. Arup arbeitet über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg, um bei der Finanzierung, dem Design, der Lieferung, dem Betrieb und der Verlängerung der Lebensdauer von Anlagen zu helfen, und wird diese wichtige Industrie auch in den kommenden Jahren unterstützen.