Grüner Strom aus Windkraftanlagen bestimmt unsere Zukunft. Denn er trägt wesentlich mit dazu bei, die Treibhausgas-Emissionen zu senken. Auf dem Weg zum Net-Zero-Ziel sichern wir mit unseren Stahlerzeugnissen weltweit den effektiven und sicheren Lauf von Windrädern.
Wir brauchen grünen Strom. Doch in den Größenordnungen, die wir benötigen, können wir ihn nicht selbst erzeugen – wenngleich einige unserer Gesellschaften weltweit ihren Bedarf an nachhaltiger Energie bereits selbst decken. Viel mehr unterstützen wir mit unseren innovativen Produkten die Herstellung von Anlagen, die nachhaltig Elektroenergie erzeugen. Beispielsweise in Windkraftanlagen an Land, an Küsten und auf hoher See.
Ohne seine Kraft wird die notwendige Senkung der CO2-Emissionen nicht erreicht werden können. Bis 2050 sollen Windkraftanlagen weltweit fast 12.000 Terawattstunden Elektroenergie erzeugen, rechnet die Internationale Energieagentur IEA. Diese Menge würde den österreichischen Stromverbrauch (bezogen auf 2022) für mehr als 150 Jahre decken.
2050 sollen Anlagen zu Lande, im Küstenbereich und auf hoher See fast ein Viertel der globalen Stromerzeugung übernehmen. Wir sind darauf vorbereitet, diesen Prozess aktiv mitzugestalten. Für alle Varianten der Windstromerzeugung können wir ausgereifte Produkte anbieten. Damit verfügen wir über entscheidendes Know-how für den weiteren Ausbau der Windenergie.
Mit mehr als 300 Stundenkilometer rasen die Spitzen der Rotorblätter größerer Anlagen durch den Wind. Solche Geschwindigkeiten verlangen nach Werkstoffeigenschaften, wie sie hoch beanspruchbare Stähle bieten. Hersteller von „Onshore“-(Festland )Windkraftanlagen geben an, dass der Werkstoff ein ungefähres Drittel des Anlagengewichts ausmacht. Pro Megawatt (MW) Leistung werden ca. 100 bis 120 t Stahl benötigt, fast 1.000 t also für die bislang leistungsstärksten Onshore-Anlagen.
Zum Lieferportfolio von BUDERUS Edelstahl, einer Gesellschaft der voestalpine High Performance Metals Division, gehört z. B. Vormaterial für stählerne Wälzlager, die im einbaufertigen Zustand Durchmesser von bis zu 7 m erreichen.
Stahl wird in Windkraftanlagen an Land wie auf dem Meer benötigt, u. a. für:
An den Küsten der Weltmeere dominiert der Werkstoff Stahl in allen Offshore-Anlagen. Bereits die „einbeinigen“ Monopile-Fundamente mit ihren Durchmessern von ca. 8 m bestehen aus fast 1.000 t Grobblech. Dazu kommt noch der Stahlbedarf von Turm, Generator, Antriebswelle und ggf. Getriebe. Gewaltige, einbaufertige Turbinenwellen liefert z. B. die brasilianische voestalpine-Gesellschaft Villares Metals. Diese Wellen werden eingesetzt beim Windkraftausbau in Brasilien – der Nr. 7 in der globalen Rangliste der Windstrom-Erzeuger.
Der Stahlbedarf wächst mit den Windtürmen. Im sogenannten Repowering ersetzen leistungsstärkere Windräder die älteren Vorgänger. Windparks können dadurch aus weniger Anlagen bestehen, deren Türme dafür meist höher sind. Denn weiter oben weht der Wind stärker und stetiger. Was so hoch hinauf will, muss gut befestigt sein.
Für das Vorspannen der Betonsegmente liefert voestalpine Wire Austria ca. 50 t hochfesten Spannstahldraht pro Turm. Mit der Errichtung größerer Anlagen, z. B. im Repowering, wächst diese Tonnage zusehends.
Mit ihren optimierten Drahtprodukten ist die voestalpine Wire Austria bereits gut vorbereitet auf den Bau höherer Windkraftanlagen mit stärkeren Generatoren. Die derzeit größten Windräder sollen 18 MW Spitzenleistung erbringen. Um elektrische Energie in diesen Größenordnungen mit der Kraft des Windes zu erzeugen, wird als eine der Kernkomponenten leistungsstarkes und hocheffizientes Elektroband benötigt. Für die Generatoren der aktuell gängigen Anlagengrößen liefert die voestalpine Stahl jeweils 20 bis 50 t Elektroband unter dem Namen isovac® an namhafte Windturbinenhersteller.
Mit stetem Wind und viel Fläche bietet sich auf dem Meer der optimale Raum für Windkraftanlagen. Durchschnittlich 363 Tage im Jahr herrschen günstige Windbedingungen. Die Internationale Energieagentur IEA errechnete, dass mit dem weltweiten Ausbau von Offshore-Kapazitäten in den nächsten zwei Jahrzehnten der Ausstoß von 5–7 Mrd. t CO2 vermieden werden könnte.
Einen optimalen Eigenschaftsmix für die Beanspruchung auf hoher See bieten unsere thermomechanisch gewalzten Grobbleche, denn sie kombinieren Festigkeit mit Zähigkeit. Die voestalpine Grobblech GmbH fertigt für die Offshore-Windkraft extraschwere Grobblech-Platten mit einem Einzelgewicht von bis zu 60 t, die sie für einen besonders effektiven Schweißvorgang vorbereitet.
Im Küstenbereich stehen am Meeresboden befestigte Anlagen, in der Mehrzahl sogenannte Monopiles: Zu Röhren von ca. 8 m Durchmesser gebogene Grobblech-Platten, die 50 und mehr Meter in den Meeresgrund gerammt werden. Zusammen mit Turm, Gondel und Rotor wiegt solch eine Anlage ca. 3.000t.
Auch für die immer stärker eingesetzten schwimmenden Anlagen bietet die voestalpine Stahl GmbH Lösungen für hoch beanspruchbare Schwimmkörper. Und nicht zuletzt stecken in den Plattformen für Umspannstationen, die den Drehstrom der Turbinen in verlustärmer transportierbaren Gleichstrom umwandeln, tausende Tonnen Stahl. Die Gründungsstrukturen solcher Anlagen, z. B. der BalWin2 an der deutschen Nordseeküste, kommen schnell auf einen Stahleinsatz von 10.000 t und mehr.
Unterkonstruktionen aus voestalpine-Grobblech auf dem Weg zur Montage von Offshore-Windanlagen(© SMULDERS).
Und da Sicherheit auf hoher See eine Basis erfolgreichen Handelns ist, achten wir auch auf zuverlässig verschweißte Stahlkonstruktionen. Schweißzusatzmittel von voestalpine BÖHLER Welding sorgen für niedrigste Fehlerraten in kürzesten Bearbeitungszeiten. Erwin Gering, Globaler Key Account Manager u. a. für Windenergie, kennt die Anforderungen der Windkraft-Branche.
Wenn Windkraftanlagen in tieferem Wasser dem Auf und Ab der Meereswellen folgen müssen, kommt es noch einmal mehr auf zuverlässige Schweißverbindungen an.
Mit dem Floating Offshore-Konzept kann der Meereswind auch bei Wassertiefen jenseits von 60 m für die Stromerzeugung genutzt werden. Dafür schwimmen bereits Windkraftanlagen vor den chinesischen und amerikanischen Küsten, im Golf von Biskaya, im Mittelmeer und anderenorts. In Europa schaut man zuversichtlich auf weitere 3 bis 4 GW, die bis 2030 in Betrieb genommen werden sollen.
Bei schwimmenden Windkraftanlagen lasten enorme Kräfte auf den Verbindungen zwischen Schwimmkörpern und Turm. Die „Knoten“ genannten Elemente bieten dafür zuverlässige Stabilität. Die voestalpine Foundry Group ist ein Hersteller solcher Komponenten.
Nicht zuletzt bietet die voestalpine Foundry Group Produkte, die für den Ausbau weiterer Offshore-Kapazitäten unverzichtbar sind: Spezielle, gegossene Kranhaken sorgen auf Montageschiffen und -plattformen für den sicheren Aufbau von Windkraftanlagen in der See.
Ab 2050 wollen wir im voestalpine-Konzern Stahl CO2-neutral produzieren. Dieses Ziel können wir nur mit ausreichend vorhandenem grünen Strom aus einem leistungsfähigen Netz erreichen. Dabei bauen wir selbstverständlich auch auf Windstrom. Seit 2022 drehen sich bereits die Rotoren von neun Windkraftanlagen für die Versorgung unserer steirischen Standorte. Vom Windpark auf der Stanglalm herab liefern sie 89 GWh nachhaltig erzeugte Elektroenergie. Grüner Strom, der uns hilft, unser Zero-Emission-Ziel im Rahmen des größten Klimaschutzprogramm Österreichs greentec steel zu erreichen.
5-MW-Windräder erzeugen pro Jahr Strom für rund 3.700 österreichische Haushalte.
100 Rotorumdrehungen genügen – in weniger als 10 Minuten deckt die chinesische H 260-18, bei idealem Wind, den durchschnittlichen Jahres-Strombedarf eines österreichischen Haushalts. Sie ist mit ihren 18 MW derzeit die leistungsfähigste Windkraftanlage der Welt.
375 Windräder in Österreich ersparen jährlich die Emission von ca. 3,35 Mio. t CO2.
7,6 MW leistet derzeit die leistungsstärkste Onshore-Windkraftanlage Enercon E-126 EP8. Im Jahr 2025 soll eine neu errichtete Offshore-Windkraftanlage durchschnittlich doppelt so viel, nämlich 13-15 MW leisten.
10-13 m/s beträgt die Windgeschwindigkeit, bei der Windräder auf See am effektivsten arbeiten: der „Sweetspot“.
Die Unterseekabel, die den Offshore erzeugten Strom an Land bringen, sind 18 cm dick.
Die ungefähre „Lebensdauer“ einer Windkraftanlage beträgt 25 Jahre.
Das prognostizierte jährliche Wachstum an Windkraftanlagen in den nächsten fünf Jahren beträgt 15 %.
Die voestalpine ist ein weltweit führender Stahl- und Technologiekonzern mit kombinierter Werkstoff- und Verarbeitungskompetenz. Die global tätige Unternehmensgruppe verfügt über rund 500 Konzerngesellschaften und -standorte in mehr als 50 Ländern auf allen fünf Kontinenten. Sie notiert seit 1995 an der Wiener Börse. Mit ihren Premium-Produkt- und Systemlösungen zählt sie zu den führenden Partnern der Automobil- und Hausgeräteindustrie sowie der Luftfahrt- und Öl- & Gasindustrie und ist darüber hinaus Weltmarktführer bei Bahninfrastruktursystemen, bei Werkzeugstahl und Spezialprofilen. Die voestalpine bekennt sich zu den globalen Klimazielen und verfolgt mit greentec steel einen klaren Plan zur Dekarbonisierung der Stahlproduktion.
