Kommt die Rückkehr der Jacket-Gründungen in der Offshore-Branche? Das neue Forschungsprojekt „Smart Weld“ der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) will mit Hilfe automatisierter Schweißverfahren der Vorherrschaft der materialintensiven Monopiles eine Alternative an die Seite stellen.
Derzeit stehen fast alle Offshore-Windenergieanlagen auf Monopiles. Bis zu 2.000 Tonnen Stahl wird pro Anlage verbaut. Entsprechend groß ist die Menge CO2, die bei der Herstellung freigesetzt wird. Deutlich geringer fällt die Tonnage und damit der bei der Stahlerzeugung freigesetzte CO2-Anteil aus, wenn statt des Monopiles filigranere Tragstrukturen verwendet werden. Diese Jacket-Gründungen sind aber deutlich aufwändiger in der Herstellung: Sie werden meist manuell zusammengeschweißt und später mit Spezialschiffen zu ihrem Einsatzort gebracht.
„Eindrucksvolle Einsparpotenziale“
„Durch automatisierte Schweißverfahren, mit denen man gleichzeitig optimierte Geometrien der Schweißnähte erzielt, ließe sich die Ermüdungsfestigkeit der Gründungen erhöhen und so der Bedarf an zu verarbeitendem Stahl reduzieren“, erklärt Andreas Pittner von der BAM. „Die Einsparpotenziale sind eindrucksvoll.“
Bei einer durchschnittlichen 12-Megawatt-Anlage ließen sich gegenüber einem Monopile 20 Prozent an Gewicht, das heißt etwa 400 Tonnen Stahl und entsprechend rund 800 Tonnen an CO2 einsparen, rechnet er vor. Durch ein optimiertes Design der Schweißnähte nach bionischen Prinzipien sowie Einsparungen beim energieintensiven Schweißen selbst ließe sich der CO2-Anteil in der Fertigung weiter reduzieren. Insgesamt ergibt sich laut BAM für einen Windpark mit 100 Anlagen ein Einsparpotenzial, das über 100.000 Tonnen CO2 entspräche.
Automatisierung trotz komplexer Schweißnähte
Die sehr komplexen Schweißnähte der Jackets stellen allerdings eine Herausforderung für die automatisierte Fertigung dar – diese wäre wiederum die Voraussetzung für die Anwendung der Leichtbauprinzipien im Stahlbau.
Diese Fragen und Probleme will „SmartWeld“ lösen, das Andreas Pittner leitet. „Wir wollen die Verwendung von Leichtbautechniken durch eine durchgängige Digitalisierung der gesamten Fertigungs- und Prüfkette ermöglichen“, so Pittner. „Das betrifft das Design der Anlagen über die Fertigung, Bauteilprüfung und das Qualitätsmanagement. Dabei arbeiten wir bewusst unter industrienahen Bedingungen, damit der Technologietransfer in die Wirtschaft später schnell gelingen kann.“ (kw)
Sie wollen bei aktuellen Entwicklungen der Offshore-Branche auf dem laufenden bleiben? Dann abonnieren Sie hier unseren kostenlosen Newsletter.
