Was ist die größte Sorge für die Offshore-Windenergie? Es liegt nicht am fehlenden Wind, sondern an der Unfähigkeit, den erzeugten Strom zu übertragen. Kürzlich wurde die Verfüllung und Verlegung eines über 20-km langen Abschnitts eines freigelegten Unterseekabels im Huangshayang-Gebiet von Rudong, Provinz Jiangsu, abgeschlossen. Dies mag wie eine technische Angelegenheit erscheinen, steht aber tatsächlich in direktem Zusammenhang mit dem ersten Offshore-Windkraftprojekt zur flexiblen Gleichstrom-Unterseekabelübertragung in Asien, das einen weiteren wichtigen Sicherheitskontrollpunkt bestanden hat.
Unterschätzen Sie diese über 20 Kilometer nicht. Bei einem Ausfall des Unterseekabels könnte der von den Windkraftanlagen erzeugte Strom im Meer stecken bleiben. Nach lokalen Projektschätzungen könnte der tägliche Verlust mehrere Millionen Yuan erreichen. Je länger es hält, desto höher sind die Kosten, und wer kann es sich leisten?
Das Projekt selbst ist keine Kleinigkeit und umfasst die Windparks Three Gorges H6, H10 und CGN H8 mit einer installierten Gesamtleistung von 1,1 Millionen Kilowatt und einer jährlichen Stromerzeugung von etwa 2,4 Milliarden Kilowattstunden, was ausreicht, um 1 Million Haushalte mit Strom zu versorgen. Kurz gesagt handelt es sich hierbei nicht um eine gewöhnliche technische Leitung, sondern um einen Stromübertragungskanal, der Offshore-Windenergie im großen Maßstab stabil an Land bringt.
Wo liegt also das Problem? Es liegt in der extrem rauen Umgebung des Meeresbodens.
Das Huangshayang-Gebiet von Rudong liegt im komplexen Gezeitenkanal des Südlichen Gelben Meeres. Der Wasserfluss ist nicht nur schnell, sondern auch chaotisch, schnell und erodiert ständig. In einigen Gebieten wurde der Meeresboden erodiert, wodurch die ursprünglich darunter vergrabenen Unterseekabel freigelegt wurden. Werden die Unterseekabel durch Anker, Fanggeräte und Veränderungen des Meeresbodens beeinträchtigt, wenn sie längere Zeit freiliegen? Die Risiken werden sicherlich zunehmen und die Betriebssicherheit wird beeinträchtigt.
Darüber hinaus liegen die Arbeitsbedingungen hier nahezu auf dem maximalen Schwierigkeitsgrad. Die maximale Strömungsgeschwindigkeit im Baugebiet beträgt 4 bis 5 Knoten und der historische maximale Tidenhub beträgt 9,28 Meter, einer der höchsten im Land. Auch die Kabeltypen sind vielfältig, darunter ±400-kV-Gleichstrom-Unterseekabel, 220-kV- und 35-kV-Wechselstromkabel, wobei der größte Durchmesser 246 Millimeter beträgt. Und der wichtigste Punkt ist, dass die Seekabel während des Baus noch in Betrieb sind. Wie kann dies bei stromführenden Kabeln, starken Gezeitenströmungen und einem komplexen Meeresboden bewerkstelligt werden?
Shanghai Yuanwei verwendete eine Verfüll- und Vergrabungslösung, wobei die Kernausrüstung ein neuer Typ ROV oder Unterwasserroboter war. Es gräbt nicht mechanisch, um die Unterseekabel zu berühren, sondern nutzt Hochdruckwasser, um den Meeresboden präzise zu stören, sodass die Kabel auf natürliche Weise absinken können. Der Vorteil dieses Ansatzes ist sehr praktisch. Es erreicht nicht nur die vorgesehene Vergrabungstiefe, sondern minimiert auch mechanische Kontaktschäden an der Außenhülle. Je höher die Spannung und je teurer das Seekabel, desto wichtiger wird dieser „weniger Kontakt“-Ansatz. Andernfalls könnten die Reparaturkosten sogar höher sein als die Baukosten.
Die eigentliche Herausforderung liegt darin, dass es nicht so einfach ist, nur Wasser zu versprühen. Die Konstruktion kombiniert hochpräzise Unterwasserpositionierung, autonomen Betrieb und Fernüberwachungssysteme. Es kann die Betriebsparameter in Echtzeit an verschiedene Kabeltypen und Seebedingungen anpassen. Der Meeresboden ist nicht flach und die Unterseekabel entsprechen nicht den gleichen Spezifikationen. Bei gleichmäßiger Anwendung der Parameter ist entweder die Versenkungstiefe unzureichend oder die Störung zu groß, was beides zu Problemen führen kann. Nun können mit diesem Ansatz unter schwierigen Meeresbedingungen stromführende Unterseekabel präzise verlegt und vergraben werden, und dieser Schritt ist von erheblichem Wert.
Warum lohnt es sich, dieser Angelegenheit Aufmerksamkeit zu schenken? Denn die heimische Offshore-Windkraft wandelt sich von der „schnellen Installation“ zur „stabilen Übertragung“. In den vergangenen Jahren stand bei vielen Projekten die Installationsgeschwindigkeit stärker im Fokus. Nachdem die Windkraftanlagen errichtet und die Seekabel verlegt worden waren, galt das Projekt als weitgehend abgeschlossen. Als die Projekte jedoch in Betrieb genommen wurden, stellte sich heraus, dass die Wartung und der Betrieb des Meeresbodens die langfristigen Faktoren sind. Im Gegensatz zu den Rotorblättern von Windkraftanlagen sind Unterseekabel nicht sichtbar. Wenn Probleme auftreten, werden diese häufig zunächst durch Alarme erkannt und führen dann zu Abschaltungen. Die Untersuchung und Reparatur ist langsam und kostspielig.
Ähnliche Situationen gibt es nicht nur in Rudong. Einige Offshore-Windparks in der Nähe des Guangdong-Meeres haben in der Vergangenheit auch die Verlegung und Verstärkung von Unterseekabeln durchgeführt. Derselbe Grund liegt in den raschen Veränderungen der Topographie des Meeresbodens und der erheblichen Erosion, die durch die Überlagerung von Taifunen und Gezeitenströmungen verursacht wird. Auch im Ausland gibt es Präzedenzfälle. Einige Offshore-Kabelprojekte in der Nordsee des Vereinigten Königreichs haben nach dem Betrieb Schutzmaßnahmen hinzugefügt, mit der gleichen Grundlogik: Das Verlegen von Unterseekabeln bedeutet keine Seelenfrieden. Spätere Wartung und Überwachung müssen Schritt halten.
Allerdings kommt es nicht in allen Meeresgebieten zu einer großflächigen Belastung durch Seekabel. In einigen küstennahen Gebieten mit stabileren Meeresböden und schwächeren Gezeitenströmungen ist der Betriebszustand nach der Verschüttung wesentlich stabiler und es sind in Zukunft nur noch regelmäßige Inspektionen erforderlich. Dies weist auch auf ein Problem hin: Es gibt keine einheitliche Lösung für den Betrieb und die Wartung von Offshore-Windparks. Es hängt immer noch von den Meeresbedingungen, den Bedingungen des Meeresbodens, den Kabeltypen und den Baumethoden ab. Entscheidender als die Papierpläne ist die Art und Weise, wie die Arbeiten vor Ort ausgeführt werden. Dieses Rudong-Projekt hat noch eine weitere Bedeutung. Die flexible Gleichstrom-Seekabelübertragung ist eine hochwertige Lösung für die Offshore-Windkraftübertragung. Es eignet sich für die Stromübertragung mit großer-Kapazität und großer Entfernung-und kann den Strom von mehreren Windparks effizienter auf das Land übertragen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Es kann Strom über große Entfernungen stabil übertragen und eignet sich für die Entwicklung von Stützpunkten im großen Maßstab. Allerdings liegt hier das Problem: Je ausgereifter das System, desto höher sind die Sicherheitsanforderungen an Seekabel. Fällt ein wichtiger Kanal aus, hat dies nicht nur Auswirkungen auf eine einzelne Windkraftanlage, sondern auf den gesamten Windpark. Daher handelte es sich, nachdem die mehr als 20-Kilometer Verfüllung und Vergrabung abgeschlossen waren, oberflächlich betrachtet nur um eine Reparatur eines Unterseekabels. Aber genauer betrachtet, wurde damit die Lücke in den Betriebs- und Wartungskapazitäten für große Offshore-Windkraftprojekte geschlossen.
Früher wurde oft gesagt, dass die Lokalisierung von Geräten wichtig sei. Jetzt ist klar, dass die Ausrüstung allein nicht ausreicht. Man muss außerdem über Systemintegrationsfähigkeiten verfügen, einschließlich der Fähigkeit, den gesamten Prozess zu erkennen, zu lokalisieren, aufzubauen und aus der Ferne zu überwachen. Das ist die wirkliche praktische Fähigkeit. Für die Branche liegt der Wert eines solchen Falles nicht nur darin, „es einmal zu erledigen“. Die heimische Offshore-Windkraft verlagert sich in tiefere Gewässer und weiter entfernte Meere, und die Meeresbedingungen werden nur komplexer und nicht einfacher. Sollten in Zukunft bei weiteren Projekten Probleme wie die Reinigung, Freilegung und Wiederverlegung von Unterseekabeln auftreten, wird diese Lösung nicht nur eine Notfalllösung sein, sondern möglicherweise zu einem reproduzierbaren Standardansatz werden. Letztlich ist Offshore-Windenergie ein Wettbewerb über den gesamten Lebenszyklus. Die Installation der Windkraftanlagen ist erst der Anfang. Ob der Strom stabil an die Küste übertragen werden kann und auch nach zehn oder acht Jahren noch zuverlässig bleibt, die Antwort liegt oft unter der Meeresoberfläche. Die Wiederverlegung dieser über 20 Kilometer langen Unterseekabel in Rudong beseitigt nicht nur die unmittelbaren Risiken, sondern setzt auch ein Beispiel für nachfolgende ähnliche Projekte. Wer bei dieser „unsichtbaren Ingenieurskunst“ unter Wasser gut abschneiden kann, wird mehr Selbstvertrauen haben, um die nächste Runde großer Offshore-Windkraftprojekte in Angriff zu nehmen.
