Bau der massiven Fundamente für eine 3,9 Milliarden Dollar teure künstliche Insel in der Nordsee

Auf einem Werksgelände im niederländischen Vlissingen sind Arbeiter eines Joint Ventures zwischen dem belgischen Bauunternehmen Jan de Nul und dem Baggerspezialisten DEME damit beschäftigt, riesige Senkkästen aus Stahlbeton zu bauen.

Jeder der 23 massiven, quaderförmigen Senkkästen, die das Joint Venture TM Edison baut, ist 57 Meter lang, 30 Meter hoch und 30 Meter breit. Jeder Senkkasten hat die Größe eines 10-stöckigen Gebäudes und wiegt 22.000 Tonnen. Ein Team von 300 Leuten benötigt drei Monate, um jeden Senkkasten zu bauen.

Nach und nach werden die 23 Strukturen mit Schleppern aufs offene Meer hinausgeschwemmt und befinden sich etwa 45 Kilometer vor der Küste Ostendes in Belgien. Dort bilden sie die Außenmauern für das Fundament einer riesigen neuen „Energieinsel“, die die Erzeugung von Offshore-Windenergie in der Nordsee effizienter machen soll.

Die Insel, die den Namen Princess Elisabeth Island tragen wird, wird als eine Art Mega-Umspannwerk fungieren und mit der wachsenden Zahl von Windparks in der Nordsee verbunden sein. Der Bau für den belgischen Energieversorger Elia wird Berichten zufolge 3,6 Milliarden Euro (3,9 Milliarden US-Dollar) kosten. Ziel ist es, Europas Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und gleichzeitig die Abhängigkeit von Erdgas einzudämmen, die durch die russische Invasion in der Ukraine im Jahr 2022 offengelegt wurde.

In einem Gespräch mit Journalisten Anfang des Jahres sagte der scheidende belgische Premierminister Alexander de Croo: „Die Nordsee soll zum Kraftwerk unserer Energieunabhängigkeit werden, und die Prinzessin-Elisabeth-Insel wird ein entscheidender Teil dieses Prozesses sein. Belgien ist seit langem ein Pionier in Sachen Offshore-Windenergie, und indem wir weiterhin innovativ sind, festigen wir unsere Position für die Zukunft weiter.“

Der scheidende Premierminister Alexander De Croo (rechts) bei einem Besuch auf der Baustelle der „Prinses Elisabeth Eiland“ – einer Energieinsel in der Nordsee in Vlissingen, Niederlande. Foto: Belga Photo Dirk Waem/Reuters.

Anspruchsvolle Konstruktion

„Princess Elisabeth Island wird die erste künstliche Energieinsel der Welt sein, die sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom kombiniert“, sagt Jan Fordeyn, Direktor für Projektentwicklung und Konzeptdesign bei Jan de Nul.

„Die Hochspannungsinfrastruktur der Insel wird die Windpark-Exportkabel der Princess Elisabeth-Zone bündeln und gleichzeitig als Knotenpunkt für künftige Verbindungsleitungen mit Großbritannien und Dänemark dienen. Die Insel wird der erste Baustein eines integrierten europäischen Offshore-Stromnetzes sein.“

Der Bau einer solchen Insel in der Nordsee bringt allerdings seine eigenen Herausforderungen mit sich.

„Die Verwendung von Senkkästen bei der Planung von Meeresinfrastruktur ist in der Nordseeregion nicht so üblich wie im Mittelmeerraum“, räumt Fordeyn ein. „Das bedeutet, dass alle Beteiligten, von den Lieferanten bis zu den Zertifizierungsstellen, mit Aspekten konfrontiert werden, die für sie neu sind.“

Die Sicherstellung, dass möglichst viele der komplizierten Bauarbeiten an Land, auf dem speziell konzipierten Fertigungsgelände von TM Edison, stattfinden, ist Teil der Bemühungen, die mit dem Bauen an einem so abgelegenen Ort verbundenen Risiken und Kosten zu reduzieren.

Zunächst wird Beton gegossen, um die massiven, verstärkten Sockel für die Senkkästen zu schaffen, bevor die ausgehärteten Sockelplatten auf Schienen zu einer zweiten Station transportiert werden. Hier wird eine verschiebbare Schalungskonstruktion zum Bau der Wände aufgestellt und etwa zehn Tage lang wird kontinuierlich Beton in die riesigen Formen gegossen. Dabei steigt der Beton langsam an und baut die enormen Wände mit einer Geschwindigkeit von zehn Zentimetern pro Stunde auf, wobei elektrisch betriebene Betonpumpen des deutschen Pumpenherstellers Putzmeister zum Einsatz kommen.

Fordeyn erläutert: „In Spitzenzeiten arbeiten auf der Baustelle rund 400 Menschen pro Schicht – also rund 800 Menschen pro Tag. Für das Projekt sind unterschiedliche Spezialisierungen erforderlich. Dazu zählen Stahlleger für Bewehrung, Schalungs- und Betonarbeiter, Kranführer, Schweißer und Elektriker.“

Anschließend werden die teilweise geformten Senkkästen langsam auf Schienen zu einer dritten Arbeitsstation bewegt, wo Kabeleinführungen hinzugefügt werden. Anschließend folgt ein weiterer Stopp, an dem ein Stahlbetondach und schließlich Sturmwände hinzugefügt werden.

Der Bau jedes Caissons dauert etwa 85 Tage, aber die Anlage von TM Edison ermöglicht die gleichzeitige Herstellung von fünf Caissons. Insgesamt werden etwa 165.000 Kubikmeter Beton in die Caissons gegossen.

Für das Projekt gilt ein enger Zeitplan. Die Arbeiten begannen im September 2023 und die Senkkästen sollen im Laufe des Sommers in Position gebracht werden, sofern das Wetter es zulässt. „Eine komplette Baustelle in weniger als sechs Monaten einzurichten, war bisher eine der größten Herausforderungen“, sagt Fordeyn.

Abteufen der Caissons

Sobald die Caissons vollständig ausgehärtet sind, werden sie von Schleppern an ihren endgültigen Standort im Meer gebracht. Baggerschiffe füllen das Innere der Caissons teilweise mit Sand auf, wodurch sie weiter absinken und ihre endgültige Position auf dem Meeresboden einnehmen. Der Meeresboden selbst wird bereits von Saugbaggern geebnet, bevor Schutt auf den Meeresboden gelegt wird, um ein solides Fundament für die Caissons zu bilden.

Sobald alle 23 Senkkästen an ihrem Platz sind und die Außenmauer des Fundaments der Energieinsel bilden, wird TM Edison den Kern der Insel mit Baggern mit Sand auffüllen und diesen mithilfe einer Rüttelflotation verdichten. Die Bagger werden außerdem große Mengen Gestein um die Senkkästen herum aufschütten, um sie bei stürmischen Bedingungen vor Auskolkung und Zehen zu schützen.

Ein kleiner Hafen und ein für Wartungsbesuche benötigter Hubschrauberlandeplatz werden installiert, sobald die Hauptstruktur der Insel fertiggestellt ist.

Installation einer Unterstation

Nach der Fertigstellung des Fundaments gegen Ende dieses Jahres sollen von Mai 2025 bis Anfang 2029 die Installationsarbeiten auf der Insel erfolgen.

Smulders, eine belgische Tochtergesellschaft des französischen Bauunternehmens Eiffage, und der niederländische Spezialist HSM Offshore Energy sind für die Planung, Herstellung, Installation und Inbetriebnahme von vier Wechselstrom-Umspannwerken auf der Insel verantwortlich. Zwei davon werden 1.050-Megawatt-Umspannwerke sein.

Schalungsbau im Werk Vlissingen. Foto: Belga Photo Dirk Waem/Reuters

Wie bei den Fundamenten wird auch bei den Installationsarbeiten auf der Insel so viel wie möglich außerhalb des Standorts gefertigt, um den Zeit- und Personalaufwand für die Endmontage an einem abgelegenen Ort in der Nordsee zu reduzieren.

Marguerite Richebé, Pressesprecherin bei Eiffage, erklärt: „Der Großteil der aktuellen Arbeiten findet an Land in der Produktionsanlage von Smulders in Vlissingen und der HSM-Anlage in Schiedam statt.

„Die Module werden so weit wie möglich ausgestattet, um die Arbeiten auf der Insel in Grenzen zu halten.“

TM Edison und Elia arbeiten laut Fordeyn daran, den abgelegenen Standort für die Arbeiter, die während der Installationsphase im nächsten Jahr auf See benötigt werden, einladender zu gestalten.

„Die Schichten der Offshore-Arbeiter dauern normalerweise 12 Stunden“, sagt er. „Während ihrer Freizeit an Bord der Installationsschiffe gibt es gutes Catering und ein Fitnessstudio, Videospiele und ein Multimedia-Kinosystem zur Unterhaltung. Außerdem gibt es Internet, sodass die Offshore-Kollegen mit Freunden und Familie in Kontakt bleiben können.“

Weitere Energieinseln geplant

Derzeit leiten Offshore-Windparks in der Nordsee den von ihnen erzeugten Strom über eigene Kabel an die Energienetze an Land weiter. Die Energieinsel „Princess Elisabeth“ zielt darauf ab, den Strom mehrerer Windparks gleichzeitig zu bündeln und ihn über ein großes Kabel kostengünstiger und effizienter an Land zu leiten. Energieinseln könnten auch je nach Bedarf mehrere Länder mit Strom versorgen.

Die europäischen Länder haben sich verpflichtet, Dutzende neuer Windparks in der Nordsee zu bauen. Damit soll die Gesamtkapazität von heute rund 30 Gigawatt bis 2030 auf 120 Gigawatt und bis 2050 auf 300 Gigawatt gesteigert werden – genug, um jedes Haus auf dem Kontinent mit Strom zu versorgen.

Mit diesem Wachstum geht der Bedarf an einer verbesserten elektrischen Infrastruktur zur Verteilung dieser Energie einher.

Künstlerische Darstellung des fertigen Projekts. Bild: Elia

Das bedeutet, dass TM Edison und seine Konkurrenten für die Zukunft mit mehr Bauarbeiten für Energieinseln rechnen.

„Wir glauben, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis weitere Energieinseln gebaut werden“, sagt Fordeyn. „Die Nordsee bietet günstige Bedingungen für Inseln. Sie ist relativ flach und es gibt viel Infrastruktur, die dort untergebracht werden muss.“

Das dänische Parlament hat 2021 der Planung und dem Bau einer künstlichen Energieinsel mit einer Leistung von 3 Gigawatt zugestimmt. Sie liegt in der Nordsee, 80 Kilometer westlich von Jütland, und wäre, wenn sie gebaut würde, mehr als doppelt so groß wie die Prinzessin-Elisabeth-Insel. Eine Ausschreibung für den Bau wurde jedoch aufgrund der hohen erwarteten Baukosten verschoben, und die dänische Regierung prüft nun vermutlich kostengünstigere Optionen, wie etwa den Bau einer Plattform auf Pfählen.

Der niederländische Netzbetreiber TenneT arbeitet gemeinsam mit seiner deutschen Tochtergesellschaft und dem dänischen Energieunternehmen Energinet an Plänen für einen sechs Quadratkilometer großen Energieinselkomplex namens North Sea Wind Power Hub, der in der Doggerbank zwischen den Hoheitsgewässern Großbritanniens, Deutschlands, der Niederlande und Dänemarks liegen soll. Aufgrund der flachen Gewässer eignet sich das Gebiet für traditionelle Windturbinen mit festem Fundament, die auf Tiefen von 40 bis 50 Metern begrenzt sind.