Die Herausforderung, Windräder auf einem Deich zu bauen

Wer auf dem Oostpolderdeich an der niederländischen Nordseeküste landeinwärts schaut, erblickt eine Menge Windräder – gut 80 von ihnen drehen sich in der Nähe des Meeres. In der Provinz Groningen wird viel Strom erzeugt. Da erscheinen Bauplätze für drei weitere Windräder – die Betonfundamente sind bereits verlegt – auf den ersten Blick als nichts Besonderes. Doch tatsächlich baut der Energieversorger innogy an dieser Stelle an einem innovativen Pilotprojekt: Im ersten Halbjahr 2020 werden hier die weltweit ersten Windräder auf Deichen ihren Betrieb aufnehmen. Genauer gesagt, auf einem Deich an der Meeresküste, der als erstes Hindernis vor Hochwasser schützt.

Die Herausforderung dabei: Die mehrere Tausend Tonnen schweren Windenergieanlagen dürfen die Struktur des Deiches und den Hochwasserschutzschutz insgesamt nicht im Geringsten beeinträchtigen, im besten Fall sollen sie ihn sogar verbessern. Innogy hat daher eine ganz neue Konstruktion entwickelt. Was die Sache nicht einfacher macht: Die gewaltigen Installationskräne, die sonst für den Aufbau von Windrädern genutzt werden, haben nicht ausreichend Platz haben. Die Ingenieure haben trotzdem eine Lösung gefunden: Eingesetzt wird ein eigens entwickelter Kletterkran (climbing crane) vom Windradproduzent Lagerwey.

Vorteile: Gute Windbedingungen und Abstand zu Siedlungen

Warum sich diese aufwändige Forschungs- und Entwicklungsarbeit trotzdem lohnt, erklärt Martine van Gemert, Projektentwicklerin bei innogy. „Windräder auf Deichen haben viele Vorteile, denn Dämme an der Küste zum Hochwasserschutz sind sehr gute Standorte für die Windenergie“. Aufgrund ihrer Lage bieten sie Windbedingungen, die denen auf hoher See nahekommen. So sei mit einer hohen Auslastung der installierten Leistung zu rechnen. Gleichzeitig seien die Auswirkungen für die Bevölkerung relativ gering, da sich die nächste Siedlung in der Regel in größerer Entfernung befinde.

„Zudem können Windräder den Hochwasserschutz unterstützen“, sagt Martine van Gemert. Denn Windkraftbetreiber würden Nutzungsgebühren für ihre Anlagen zahlen und damit finanziell zur Instandhaltung der Deiche beitragen – im Gegenzug könnte die entsprechende Abgabe für umliegende Bevölkerung sinken.

Technik könnte viele neue Standorte erschließen

Auch das könnte helfen, Anwohner für den Bau neuer Anlagen zu gewinnen. Denn gerade in dichtbesiedelten Ländern wie den Niederlanden oder Deutschland hat die Windenergie bekanntlich mit Akzeptanzproblemen zu kämpfen. Lokale Bürgerinitiativen wehren sich gegen den Bau von Windrädern, gegen viele Projekte wird geklagt, Genehmigungsverfahren ziehen sich oft über mehrere Jahre. Die Idee, Deiche als Standorte für Windräder zu nutzen, ist in dieser Hinsicht verlockend. Die nähere Umgebung ist in der Regel dünn besiedelt, die künstlich angelegten Dämme stellen von jeher einen Eingriff in die Natur da.

Mithilfe der Technik könnten neue Standorte in einer beträchtlichen Dimension für die Windenergie nutzbar gemacht werden, zeigt das Beispiel Niederlande. Nach Angaben von innogy erstrecken sich Deiche auf rund 3500 Kilometer Länge zum Schutz vor Hochwasser an der Küste und an Flüssen. „Wenn wir auf zehn Prozent der Fläche Windräder installieren, könnten wir jährlich rund 10.000 Gigawattstunden Strom erzeugen“, erklärt die Projektentwicklerin. Das wäre ungefähr die Strommenge, die im Jahr 2017 durch Windräder in den Niederlanden erzeugt wurde. Windräder auf Deichen könnten also einen wichtigen Beitrag für das Erreichen der Klimaziele leisten.

Hochwasserschutz als höchste Priorität

Das Potenzial ist also groß, die Herausforderungen sind es allerdings auch. „Die erste größte Hürde bestand darin, dass es nicht erlaubt war“, sagt Martine van Gemert. Innogy ist seit mehreren Jahren in Gesprächen mit dem kommunalen Verband Noorderzijlvest. Er ist als Eigentümer des Deichs für den Hochwasserschutz verantwortlich und musste die Arbeiten genehmigen. Um die Verantwortlichen zu überzeugen, führt der Energieversorger seit 2012 aufwendige Untersuchung durch, wie Windräder auf einem Deich gebaut und betrieben werden könnten. Mit Erfolg: Im Jahr 2017 unterzeichneten beide Parteien eine Vereinbarung.

Bei den Untersuchungen zeigte sich schnell, dass ganz andere Anforderungen als auf Land herrschen. Ein Deich besteht aus mehreren Bodenschichten, die jeweils eine bestimmte Funktion haben – zusammen sollen sie einen möglichst guten Schutz vor Hochwasser bieten. Mit gewöhnlichen Fundamenten – tiefe Pfähle im Erdreich – besteht die Gefahr, dass Wasser in die verschiedenen Schichten dringe und die Stabilität gefährde. „Wir mussten daher ein ganz neues Design entwickeln“, erklärt die Projektentwicklerin. Weil die Fundamente nicht so tief reichen dürfen, gehen sie daher in die Breite. Eine große Platte absorbiert die Kräfte, die durch das Windrad entstehen. Zu diesem Zweck hat innogy rund 30 Zementmauern in den Deich gebaut

Doch nicht nur die Untergrundarbeiten, sondern auch der Aufbau in die Höhe gestaltet sich schwieriger. Weil die großen Installationskräne auf dem Deich keinen Platz haben, setzt innogy einen Kletterkran des Windturbinenhersteller Lagerwey ein. Der Clou dabei: Der Kran befindet sich direkt am Turm und baut die einzelnen Segmente des nacheinander auf. Mit jedem angebauten Segment kommt der Kran höher und braucht dadurch am Boden sehr viel weniger Platz. Auf dem Oostpolderdijk werden drei Windräder mit einer jeweiligen Leistung 2,5 Megawatt (MW) gebaut.

Ein Nischenmarkt mit Potenzial

Die Gesamtleistung von 7,5 MW für die drei Windräder auf dem Deich ist verglichen mit anderen Windparks gering. Martine van Gemert erklärt: „Im Vordergrund stehen eindeutig Forschung und Entwicklung. Wir haben sehr viel gelernt, auch für andere Projekte.“ Beispielsweise wie Windräder errichtet werden können, wenn nur wenig Platz für den Aufbau vorhanden sei. Nach der Installation der Windräder in einigen Monaten werden Betrieb und vermeintliche Auswirkungen auf den Hochwasserschutz eng kontrolliert.

Bisher sei das noch ein Nischenmarkt, erläutert die Projektentwicklerin. Doch wenn sich die Technik bewährt, könnten Windräder auf Deichen Normalität werden. Mit vielen potenziellen neuen Standorten könnten sie die Energiewende voranbringen.