Wie baut man eigentlich eine Offshore-Windkraftanlage ab?

Ab 2030 erreichen viele Windkraftanlagen auf See das Ende ihrer Lebensdauer und müssen zurückgebaut werden

Windenergieanlagen recyceln ist bereits an Land eine große Herausforderung – der Rückbau von Offshore-Windkraft bisher weitgehend unerforschtes Territorium. Gleich zwei Bremer Forschungsprojekte arbeiten daran, das Recycling von Windkraftanlagen auf See zu systematisieren.

„Alpha ventus“ – so heißt der erste deutsche Offshorewindpark, der seit 2010 Energie ins Netz einspeist. Rund 45 Kilometer vor Borkum stehen zwölf Anlagen, die, wenn alles nach Plan verläuft, zwischen 2030 bis 2035 das Ende ihrer 20 bis 25-jährigen Lebensdauer erreicht haben. Damit werden sie die ersten der rund 1.500 Windkraftanlagen (WKA) in deutschen Gewässern sein, die zurückgebaut werden müssen.

Für sie und alle anderen WKA gibt es bisher noch kein Verfahren für den Rückbau – die Branche ist zu jung und hat daher noch keine standardisierten Rückbauverfahren entwickelt. Mit dem massiven Ausbau der Offshore-Windkraft in den vergangenen Jahren, sowohl in Deutschland als auch weltweit, entsteht in naher Zukunft jedoch ein ebenso großer Bedarf an Rückbaukapazitäten und damit auch ein Bedarf an entsprechenden Verfahren.

Kaum Vor-Erfahrungen beim Offshore-Rückbau

Bisher wurden nur vereinzelte Windkraftanlagen auf See abgerissen. „Wir erwarten bis 2023 einen Rückbaubedarf von 123 Anlagen, der dann stark ansteigen wird. 2030 sind es etwa schon 1.000 Turbinen“, so Mirko Kruse, Junior Researcher am Hamburgischen WeltWirtschaftsInstitut (HWWI) in Bremen. Das HWWI ist Partner des europaweiten Forschungsprojekts „Decom Tools“, das sich mit der Dekommissionierung, also dem Rückbau, von Offshoreanlagen befasst.

„Unsere dänischen Nachbarn haben schon einige Jahre früher als wir begonnen, auf Offshore zu setzen, dementsprechend steigt dort der Rückbaubedarf dort schon bis 2030 stark an“, erklärt er den starken Anstieg in zehn Jahren. Bisherige Erfahrungswerte beim Rückbau sind nur vereinzelt gesammelt worden: 2018 wurden sieben Anlagen in Schweden zurückgebaut, 2017 elf Anlagen in Dänemark, sowie einzelne Anlagen in den Niederlanden, Schweden, England, Portugal oder Deutschland. Das Forschungsprojekt Decom Tools versucht über vier Jahre, bisherige Erfahrungswerte zusammenzutragen, Methoden zu überprüfen und neue Konzepte für die Dekommissionierung zu entwickeln.

„Neben dem Sammeln von Wissen wollen wir ganz konkret dazu beitragen, dass die Entsorgungskosten um bis zu 20 Prozent sinken und sich damit auch den CO2-Fußabdruck des Abrissprozesses um ein Viertel verringert“, so Kruse.

Zweimal Rückbau-Know-how aus Bremen

Auch das Projekt „SeeOff“ unter Federführung der Hochschule Bremen befasst sich mit dem effizienten Rückbau von Offshore-Windparks. Das Verbundprojekt hat es sich zum Ziel gesetzt, ein Handbuch für die Industrie zu erarbeiten, was mögliche Rückbaustrategien aufzeigt. „Wir betrachten die ökonomischen und ökologischen Auswirkungen unter Beachtung von Aspekten wie Arbeitssicherheit oder gesamtgesellschaftliche Akzeptanz“, so Prof. Dr.-Ing. Silke Eckardt von der Hochschule Bremen, die im Projekt als Gesamtkoordinatorin und Projektleiterin arbeitet.

Neben der Hochschule Bremen hat sich in diesem Projekt eine illustre Runde gefunden: Energieerzeuger wie Vattenfall oder EnBW, Windkraft-Servicedienstleister wie die Deutsche Windtechnik, Entsorger wie die Bremer Nehlsen GmbH, die Stiftung OFFSHORE Windenergie und Stromnetzbetreiber wie TenneT. „So können wir auf eine Menge an Wissen und Daten zurückgreifen, um Modelle zu simulieren und Rückbauszenarien zu erstellen“, so die Prodekanin der Fakultät Architektur, Bau und Umwelt.

Licht ins Dunkel bringen

Beide Projekte haben dabei mit ganz ähnlichen Hürden zu kämpfen. Denn der Rückbau von Offshore-Anlagen ist vielfach Neuland. „Wie baut man eine Windkraftanlage auf See ideal zurück? Einfach in umgekehrter Reihenfolge des Aufbaus? Oder doch anders?“, fragt sich Kruse vom Projekt Decom Tools. „Was ist mit den Betonfundamenten auf den Meeresboden? Bleiben die vor Ort oder müssen sie auch entfernt werden?“

So gibt es zwar eine Rückbaupflicht für jede einzelne Anlage auf See, die in dem Windenergie-auf-See-Gesetz sowie den Genehmigungen des Bundesamts für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) festgehalten ist. Aber was ist mit Kabeln, die unter dem Meeresboden liegen? Was ist mit dem Kolkschutz, welcher das Fundament schützt und nach einigen Jahren von Muscheln besiedelt und von anderen Lebewesen als Nahrungsgrundlage oder Rückzugsplatz genutzt werden kann? Soll man diese entfernen oder sie zurücklassen?

„Die offenen Fragen ziehen sich über viele Teile der Prozesskette“, bestätigt auch Professorin Eckardt, „Nehmen wir den Hafen: Sind bestehende Hafenflächen für den Rückbau ausgelegt oder brauchen wir neue Infrastrukturen, neue Flächen oder neue Genehmigungen, um die demontierten Komponenten vor Ort zwischenlagern und bearbeiten zu können?“

Recycling von Windkraftanlagen eine Mammutaufgabe

Bestimmte Teile der Anlagen können zudem ihre Tücken im Recyclingprozess haben. Die Stahltürme werden mit speziellen Farben wetterfest angestrichen. Diese könnten Gefahrstoffe enthalten, was wiederum für die Abrissmannschaften eine wichtige Information sei. Aber nur wenige Hersteller gewähren dem Forscherinnen und Forschern Einblick in ihre Prozesse, um ihre Betriebsgeheimnisse zu wahren. „Und andere Hersteller gibt es heute schon gar nicht mehr, ehemalige Pioniere der Offshore-Industrie, die in den letzten Jahren verschwunden sind. Und mit ihnen häufig auch jegliche Dokumentationen“, stellt Kruse eine Forschungsherausforderung im Projekt Decom Tools heraus. Auch das SeeOff-Projekt untersucht arbeitsschutztechnische Hürden. „Wir wollen die Risiken im Voraus einschätzen können und Handlungsempfehlungen geben“, so Professorin Eckardt.

Spätestens ab 2030 steigt das Dekommissionierungsvolumen stark an, nicht zuletzt auch, weil alte Windparks durch neuere lukrativere Anlagen ersetzt würden. Auch aus diesem Grund ist es wichtig, dass die beiden Forschungsprojekte jetzt schon mit der Kumulierung und Auswertung von Daten beginnen. SeeOff ist dabei mit 1,1 Millionen Euro, Decom Tools mit 4,7 Millionen Euro ausgestattet. Während ersteres vor allem deutsche Projektpartner ins Boot geholt hat, ist letzteres ein Gemeinschaftsprojekt von insgesamt 13 europäischen Partnern aus der Nordseeregion.

Geschäftsmodell Recycling und Abriss von Offshore-Windenergieanlagen

Beide Projekte betrachten intensiv die ökonomischen Aspekte des Offshore-Rückbaus. Spätestens wenn die Zahl der in die Jahre gekommener Anlagen anzieht, wird aus dem Abriss auch ein gewinnbringendes Geschäft für spezialisierte Firmen und Standorte.

„Wir benötigen gute Rückbaukonzepte, um ökonomisch und ökologisch effizient zu agieren und somit auch nachhaltig zu arbeiten“, führt Eckardt aus. Die Kosten für den Rückbau einer WKA liegen zwischen 2 und 10 Prozent der Investitionskosten, je nach Lage und Ausrüstung, und sind damit nicht zu vernachlässigen. Ein Ziel im Projekt SeeOff ist es daher, den Windparkbetreibern mögliche Rückbauszenarien an die Hand geben zu können, anhand dessen sie entscheiden können, wie sie vorgehen. Das Forschungsteam rund um Eckardt setzt dazu auf Methoden wie die Multi Criteria Decision Analysis, die es erlaubt, verschiedene Kriterien in die Entscheidungsfindung mit einzubeziehen.

Bremen profitiert von Forschungsprojekt

Ein Profiteur dieser Analysen könnte Bremen und vor allem Bremerhaven selbst sein. Mit seinen Hafenkapazitäten, die auf die Verladung von WKAs spezialisiert sind und Firmen, die bereits Erfahrung mit der Errichtung von Anlagen haben, ist das Bundesland prädestiniert als ein Standort für Rückbaukapazitäten. Auch deshalb ist etwa die Entsorgungsfirma Nehlsen im Projekt SeeOff mit an Bord. Deren Tochterunternehmen, die Neocomp GmbH, wendet schon heute innovative Verfahren zum Recycling von Faserverbundwerkstoffen der Rotorblätter an. Auch der Hafenbetreiber bremenports ist im Projektbeirat engagiert. „Es ist eine große Chance für Bremen und Bremerhaven, Kompetenzen der hiesigen Industrie sind gefragt“, so die Professorin.

Dem pflichtet auch der Ökonom Kruse aus dem Schwesterprojekt „Decom Tools“ bei. „Natürlich ist es eine Wette auf die Zukunft, aber die Entsorgung der Offshore-Anlagen wird eine Nische, von der Bremen profitieren könnte“, ist er überzeugt.

Aber auch andere bringen sich bereits in Position – etwa der dänische Hafen Grenaa, welcher eine der größten europäischen Abwrackwerften beherbergt oder das norwegische Unternehmen Kvaerner, das an mehreren Standorten in Norwegen Ölplattformen baut, aber auch wieder abreißt sowie zerlegt und diese Expertise auf die Windkraft übertragen möchte.

Erste Erkenntnisse liegen bereits heute vor

Für Kruse selbst ist ein erster wichtiger Teil der Arbeit im Projekt Decom Tools bereits getan – in dem länderübergreifenden Forschungskonsortium hat das HWWI die Aufgabe, unterschiedliche Analysen zu erstellen, von denen die erste von dreien, eine Marktanalyse, bereits verfügbar ist. Die könne von Unternehmen im Recyclingbereich schon jetzt verwendet werden. Mit dem Ende des Forschungsprojekts in zwei Jahren würden dann noch viele weitere Erkenntnisse hinzukommen, die neues Licht auf die Entsorgung von Windkraftanlagen werfen. Ein Ergebnis prognostiziert der 28-jährige schon heute: „Die Entsorgungskosten liegen sehr wahrscheinlich höher, als bisher veranschlagt wird. Da werden Hersteller und Betreiber künftig ihre Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen überarbeiten müssen.“


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