Hinter den Berechnungen steht ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums Hereon. Die Wissenschaftler simulierten Windparks in Nord- und Ostsee für unterschiedliche Ausbauzustände. Grundlage waren Wetterbedingungen der Jahre 2008 bis 2017. Für bestehende Anlagen und die Planungen bis 2030 blieben die Veränderungen beim Niederschlag klein und überwiegend auf das Meer beschränkt. Erst ein wesentlich größerer Ausbau führte zu ausgeprägten regionalen Veränderungen. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachjournal Communications Earth & Environment veröffentlicht.

Große Windparks bremsen den Wind deutlich

Das Szenario der Hereon-Studie gründet sich auf physikalischen Effekten großflächiger Windparks: Eine Windkraftanlage entzieht der Luft Bewegungsenergie. Hinter ihren Rotoren entsteht deshalb ein sogenannter Nachlauf mit geringerer Windgeschwindigkeit und stärkerer Verwirbelung. Bei sehr großen Windparks summieren sich diese Effekte. In den Simulationen sank die Windgeschwindigkeit nahe der Meeresoberfläche stellenweise um zwei bis drei Meter pro Sekunde. Dadurch verändern sich auch Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch zwischen Meer und Atmosphäre.

Die Turbinen mischen außerdem verschiedene Luftschichten stärker durch. Feuchte Luft kann aufsteigen, abkühlen und Wolken bilden. Über den Windparkflächen nahm der Niederschlag im großen Ausbauszenario deshalb um bis zu zwölf bis 18 Prozent zu. Gleichzeitig gelangte weniger Feuchtigkeit weiter in Richtung Küste. Dort fiel entsprechend weniger Regen. Der Effekt hing allerdings stark von Windrichtung und Windgeschwindigkeit ab.

Bis zu acht Prozent weniger Niederschlag in deutschen Küstenregionen

In Deutschland könnten vor allem Schleswig-Holstein und Niedersachsen betroffen sein. In den nordwestlichen Teilen Schleswig-Holsteins sowie entlang der niedersächsischen Küste gingen die simulierten Niederschläge im Jahresmittel um rund fünf bis acht Prozent zurück. Auch die Niederlande erreichten ähnliche Werte. Noch stärker fiel der Effekt in Teilen Jütlands aus. Dort lagen die Rückgänge für Regen teilweise über 15 Prozent.

Von der Nordsee transportieren vor allem südwestliche Winde feuchte Luft in Richtung Festland. Unter diesen Bedingungen nahm im Modell der Niederschlag über den Windparks um neun bis 20 Prozent zu. In angrenzenden Küstengebieten sank er zeitgleich um etwa fünf bis acht Prozent. Im Herbst und Winter erreichten die modellierten Rückgänge stellenweise zehn bis 20 Prozent. Kam der Wind aus anderen Richtungen, waren die Auswirkungen wesentlich geringer.

Weniger Regen heißt nicht weniger Regentage

Eine interessante Tatsache fanden die Wissenschaftler in Bezug auf das dänische Jütland. Dort blieb trotz weniger Regenmenge die Anzahl der Regentage in den Berechnungen nahezu gleich. Es regnete nicht seltener, sondern an regnerischen Tagen fiel weniger Niederschlag. Über einem Windpark vor der Küste nahm die Zahl der Niederschlagsereignisse dagegen um drei Prozent zu, inklusive stärkerer Regenfälle.

Physikalisch passt das zum berechneten Feuchtigkeitstransport. Über den Windparks steigt feuchte Luft stärker auf. So entstehen dort mehr Wolken und Niederschlag. Hinter den Anlagen sinkt die Aufwärtsbewegung wieder. Die Luft enthält dort weniger Feuchtigkeit und transportiert diese trockenere Luft weiter zur Küste. Besonders ausgeprägt war dieser Mechanismus bei den in Nordwesteuropa häufigen Südwestwinden.

Das Szenario geht weit über heutige Ausbaupläne hinaus

Das Forschungsszenario beschreibt allerdings keinen erwarteten Zustand für das Jahr 2050. Das Forschungsteam legte dem Modell bewusst eine technische Obergrenze zu Grunde. Dafür belegte es sämtliche derzeit ausgewiesenen Entwicklungsflächen mit Windkraftanlagen und setzte eine Leistungsdichte von acht Megawatt pro Quadratkilometer an. Dieses Szenario übersteigt das Ziel der EU von 300 Gigawatt Offshore-Leistung durch Windparks in der Nord- und Ostsee bis 2050 deutlich.

Auch weisen die Autoren selbst auf Unsicherheiten hin. Die Berechnungen stammen aus einem einzigen regionalen Klimamodell und beruhen auf einer bestimmten Verteilung und Dichte der Anlagen. Weitere Modelle und realistischere Ausbauvarianten sollen deshalb klären, wie groß die Effekte tatsächlich ausfallen könnten. „Unsere Arbeit trägt dazu bei, den weiteren Ausbau der Offshore-Windenergie in Europa mit den Anforderungen des Klima-, Umwelt- und Küstenschutzes in Einklang bringen zu können“, hofft Erstautor Naveed Akhtar vom Helmholtz-Zentrum Hereon für die Ergebnisse seiner Arbeit.

Kurz zusammengefasst:

• Offshore-Windparks in der Nordsee könnten bei einem sehr starken Ausbau die Verteilung von Niederschlag verändern: Über den Windparks fällt mehr Regen, an Teilen der Küste weniger.
• Für die deutsche Nordseeküste ergeben die Modellrechnungen Rückgänge von rund fünf bis acht Prozent, besonders in Teilen Schleswig-Holsteins und Niedersachsens.
• Die Werte stammen bewusst aus einem extremen Ausbauszenario und treffen daher keine konkrete Vorhersage für den Zustand der Windkraft und deren Auswirkungen für das Jahr 2050. Weitere Modelle und Berechnungen sollen klären, wie groß der Effekt unter realistischeren Bedingungen wäre.

Übrigens: Während Offshore-Windparks vielleicht sogar Niederschlagsmengen an Land beeinflussen könnten, verlagert China die Windkraft gleich in 2.000 Meter Höhe – ein Luftschiff erzeugte dort bereits Strom aus kräftigen Höhenwinden. Mehr dazu in unserem Artikel.

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Ingenieure suchen deshalb nach neuen Standorten für die digitale Infrastruktur. Ein Ansatz verlagert Rechenleistung dorthin, wo Energie reichlich vorhanden ist: aufs Meer. Dort könnten Server, Windkraftanlagen und Batteriespeicher direkt nebeneinander arbeiten. Die Idee hinter diesem Konzept: Ein KI-Rechenzentrum im Meer produziert seinen Strom selbst und nutzt das umgebende Wasser zur Kühlung der Anlagen.

Plattform verbindet Windkraft und Server direkt offshore

Das Konzept stammt von dem Offshore-Infrastrukturunternehmen Aikido Technologies. Die Plattform kombiniert mehrere Technologien in einer einzigen schwimmenden Anlage: Windturbine, Batteriespeicher und Rechenzentrum.

Über den Serverräumen ragt eine große Offshore-Windturbine. Sie liefert den Strom für die Rechner. Ein integrierter Batteriespeicher gleicht Schwankungen aus, wenn der Wind nachlässt.

Die Entwickler planen jede Plattform als eigenständige Einheit. Mehrere dieser Module können zu großen Rechenclustern verbunden werden.

Die wichtigsten technischen Eckdaten:

• 10 bis 12 Megawatt Rechenleistung pro Plattform
  Das entspricht etwa der Leistung eines kleineren Rechenzentrums.
• 15 bis über 18 Megawatt Windleistung pro Anlage
  Eine Offshore-Windturbine versorgt die Server direkt mit Strom.
• 30 Megawatt bis über 1 Gigawatt Gesamtleistung pro Offshore-Anlage
  Mehrere Plattformen können zusammen große KI-Infrastrukturen bilden.

Diese Kombination erlaubt es, digitale Infrastruktur dort zu betreiben, wo Energie entsteht – und nicht dort, wo bereits Engpässe bestehen.

Meerwasser übernimmt eine entscheidende Aufgabe

Ein großes Problem moderner Rechenzentren ist die Kühlung. Tausende Server erzeugen kontinuierlich Wärme. Klassische Anlagen benötigen dafür große Kühlsysteme und viel Wasser.

Auf See entsteht ein anderer Ansatz. Die Wärme der Server gelangt über die Stahlstruktur der Plattform direkt an das Meerwasser. Der Ozean fungiert dabei wie eine natürliche Kühlung.

Ein wichtiger Maßstab für Rechenzentren ist der Energieverbrauch der gesamten Anlage. Fachleute sprechen von Power Usage Effectiveness (PUE). Der Wert beschreibt, wie viel Strom neben den eigentlichen Servern noch für Kühlung, Technik und Betrieb benötigt wird.

Bei der schwimmenden Plattform soll dieser Wert unter 1,08 liegen. Das bedeutet: Fast der gesamte Strom fließt direkt in die Rechenleistung. In vielen heutigen Rechenzentren liegt der Wert deutlich höher – meist zwischen 1,2 und 1,5.

Auch die Wärme bleibt laut Konzept stark begrenzt. Das Meerwasser nimmt sie unmittelbar auf. Der Temperaturanstieg soll sich auf einen kleinen Bereich von wenigen Metern rund um die Plattform beschränken.

Offshore-Standorte umgehen mehrere Infrastrukturprobleme

Der Standort auf dem Meer bringt mehrere Vorteile. In vielen Regionen stoßen neue Rechenzentren auf Widerstand. Strombedarf, Wasserverbrauch und Flächenbedarf führen zu Konflikten mit Kommunen und Energieversorgern.

Auf See entstehen diese Engpässe deutlich seltener. Windkraft liefert Energie direkt vor Ort. Kühlung übernimmt das Meer. Bauflächen stehen ebenfalls zur Verfügung.

Die Plattformen sollen in einem Radius von bis zu 200 Meilen – rund 320 Kilometer – vor der Küste arbeiten. Gleichzeitig bleibt die Datenverbindung schnell. Die Latenzzeit liegt laut Konzept unter 10 Millisekunden.

Dadurch können solche Anlagen relativ nah an großen Städten betrieben werden, ohne deren Infrastruktur zusätzlich zu belasten.

Modulares System beschleunigt den Bau deutlich

Die Plattform nutzt eine Bauweise, die aus der Offshore-Industrie bekannt ist. Halbtauchende Plattformen werden seit Jahrzehnten bei Öl- und Gasprojekten eingesetzt.

Aikido überträgt dieses Prinzip auf Rechenzentren. Die Anlage besteht aus mehreren vorgefertigten Modulen. Diese Bauteile entstehen bereits in Fabriken und werden anschließend auf See zusammengesetzt.

Nach Angaben des Unternehmens lässt sich eine solche Plattform bis zu zehnmal schneller montieren als klassische Offshore-Strukturen. Auch Wartung und Betrieb orientieren sich an bestehenden Offshore-Techniken. Schiffe aus der Windkraft- und Ölindustrie können die Anlagen erreichen und Serviceteams an Bord bringen.

Erste Anlage entsteht bereits in Norwegen

Ein Demonstrationsprojekt befindet sich derzeit in Entwicklung. Die erste Plattform soll 2026 vor der Küste Norwegens installiert werden.

Das Unternehmen arbeitet im NVIDIA-Inception-Programm, einem Netzwerk für KI-Technologien. Erste Interessenten für solche Offshore-Rechenzentren kommen aus dem Bereich KI-Inferenz, also der schnellen Verarbeitung großer Datenmengen.

Das erste kommerzielle Projekt ist bereits geplant. Eine Anlage vor Großbritannien könnte 2028 in Betrieb gehen. Ein konkreter Standort wurde bereits identifiziert.

Weitere Zahlen aus dem Konzept:

• Über 50 Gigawatt mögliche Offshore-Standorte weltweit
  Viele dieser Flächen sind bereits für schwimmende Windkraft vorgesehen.
• Lokale Bau- und Wartungsjobs in Küstenregionen
  Bau, Betrieb und Wartung erfordern spezialisierte Offshore-Technik.
• Geringe Sichtbarkeit von Land aus
  Die Plattformen liegen weit genug vor der Küste.

Aikido-Chef Sam Kanner beschreibt die Idee laut einer Mitteilung mit einem historischen Vergleich: „Bevor wir ins All gehen, sollten wir aufs Meer hinausgehen.“ Weiter sagt er: „Die ersten Unternehmen der Offshore-Ölindustrie nutzten vor mehr als 40 Jahren Tiefsee-Ressourcen und profitierten enorm davon.“

Mit schwimmenden Rechenzentren könnte sich eine ähnliche Entwicklung für die digitale Infrastruktur abzeichnen. Die Kombination aus Windkraft, Batteriespeicher und Servern verlagert einen Teil der wachsenden KI-Infrastruktur dorthin, wo Energie und Kühlung reichlich vorhanden sind: auf die offene See.

Kurz zusammengefasst:

• KI-Rechenzentren brauchen immer mehr Strom und Kühlung. Ein neues Konzept verlegt Server deshalb aufs Meer: Windturbinen liefern Energie, Meerwasser kühlt die Anlagen direkt.
• Eine schwimmende Plattform soll 10–12 Megawatt Rechenleistung aufnehmen, mehrere Anlagen können Offshore-Rechenzentren mit bis zu über 1 Gigawatt Leistung bilden – bei sehr hoher Energieeffizienz (PUE unter 1,08).
• Ein erster Prototyp ist für 2026 vor Norwegen geplant, das erste kommerzielle Projekt könnte 2028 vor Großbritannien starten; weltweit wären über 50 Gigawatt solcher Offshore-Standorte möglich.

Übrigens: Während neue Plattformen KI-Rechenzentren aufs Meer verlagern, geht China noch einen Schritt weiter – und versenkt Server direkt auf dem Meeresboden, gekühlt vom Ozean. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Aikido Technologies

Ein Forschungsteam um den Geophysiker Dr. Nils Christiansen vom Helmholtz-Zentrum Hereon hat diese Zusammenhänge erstmals systematisch berechnet. Die Ergebnisse erschienen im Fachjournal Communications Earth & Environment mit dem Schwerpunkt, wie Windparks in der Nordsee Strömung, Energiehaushalt und weitere physikalische Prozesse im Wasser verändern.

Windparks bremsen die Strömung spürbar

Die Wissenschaftler nutzten ein hochauflösendes Computermodell der Nordsee. Sie simulierten mehrere Jahre und verglichen den heutigen Zustand mit einem möglichen Ausbau im Jahr 2050. In der Deutschen Bucht könnten sich die Oberflächenströmungen demnach um bis zu 20 Prozent verlangsamen.

Der Mechanismus ist physikalisch nachvollziehbar: Windräder entziehen dem Wind Energie. Hinter den Rotoren weht der Wind schwächer, der Druck auf die Wasseroberfläche sinkt. Gleichzeitig wirken die Fundamente der Windkraftanlagen unter Wasser wie starre Hindernisse und bremsen die Gezeitenströmung. Beide Effekte überlagern sich und verändern die Bewegung des Wassers.

„Unsere Simulationen zeichnen ein neues, fein strukturiertes Strömungsbild, das sich nicht nur innerhalb der Windparks zeigt, sondern sich in der Nordsee ausbreiten kann – mit bis zu 20 Prozent verlangsamten Oberflächengeschwindigkeiten bei einem Ausbauszenario für 2050“, sagt Christiansen.

Mehr Turbulenz an den Anlagen

In unmittelbarer Nähe der Fundamente steigt die Turbulenz deutlich an. Das Wasser wird dort stärker vertikal durchmischt. In anderen Gebieten schwächt der geringere Winddruck die Durchmischung hingegen ab. So entstehen neue, ungleichmäßige Muster im Meer.

Auch der Energiehaushalt verschiebt sich. Die Modelle zeigen einen messbaren Verlust an Bewegungsenergie im Wasser. Dieser Effekt fällt im groß angelegten Ausbau-Szenario stärker aus als unter heutigen Bedingungen.

Wie stark sich diese Veränderungen ausprägen, hängt wesentlich von der Anordnung der Anlagen ab. Stehen Turbinen dicht beieinander, verstärken sich die Effekte gegenseitig. Größere Abstände können die Überlagerung der Turbulenzen reduzieren.

Auch Temperatur und Meeresboden reagieren

Die Simulationen weisen zudem auf eine leichte Erwärmung der Wasseroberfläche hin. Im Mittel steigt die Temperatur um etwa 0,1 Grad Celsius. Das liegt innerhalb natürlicher Schwankungen, entspricht jedoch einem relevanten Anteil der erwarteten regionalen Klimaänderung.

Im Sommer verändert sich außerdem die Schichtung des Wassers. Warmes Oberflächenwasser und kälteres Tiefenwasser trennen sich stärker. Die Grenze zwischen beiden Schichten verschiebt sich um bis zu zwei Meter.

Am Meeresboden sinkt in vielen Bereichen die sogenannte Bodenschubspannung. Strömungen bewegen dadurch weniger Sediment. Frühere Untersuchungen deuteten darauf hin, dass sich unter solchen Bedingungen mehr organischer Kohlenstoff im Boden ablagern kann.

Ausbau erfordert sorgfältige Planung

Die Forscher sprechen von einem „physikalischen Fußabdruck im gesamten Nordseebecken“. Offshore-Windkraft beeinflusst damit Strömung, Durchmischung und Temperatur über größere Distanzen.

„Offshore-Windkraft ist ein zentraler Baustein der Energiewende und der Dekarbonisierung. Gleichzeitig müssen wir verstehen, wie unterschiedliche Arten von Offshore-Installationen und die Größe der Anlagen die Nordsee beeinflussen“, so Christiansen.

Kurz zusammengefasst:

• Der geplante massive Ausbau der Windparks in der Nordsee bis 2050 kann laut Modellrechnungen die Oberflächenströmung regional um bis zu 20 Prozent verlangsamen.
• Ursache sind kombinierte Effekte: Windräder entziehen dem Wind Energie, Fundamente bremsen die Gezeiten – dadurch verändern sich Durchmischung, Temperaturverteilung und Sedimenttransport.
• Die Auswirkungen hängen stark von Standort und Abstand der Anlagen ab – eine kluge Planung kann die Eingriffe in das sensible System Nordsee deutlich verringern.

Übrigens: Während Windparks in der Nordsee die Strömung verändern, hebt China seine Windkraft einfach in 2.000 Meter Höhe. Wie ein Luftschiff dort Strom erzeugt – und welche Chancen und Risiken das birgt, lesen Sie in unserem Artikel.

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Denn um sie zu beheben, muss oft schweres Gerät anrücken. Hubschrauber, Spezialschiffe, ein Serviceteam – alles nur, um ein einziges Blatt zu inspizieren oder auszutauschen. Und das häufig auf bloßen Verdacht hin. Die Folge: Millionenverluste, lange Stillstände, teurer Strom. 

Jetzt aber arbeiten Forscher vom Fraunhofer IIS und IWES an einer Lösung, die das ändern könnte. 

Hightech-Ohr für die Energiewende 

Ein Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, mit der sich Schäden an Windenergieanlagen frühzeitig erkennen lassen – ganz ohne Sichtkontakt. Die Idee: Lauschen statt schauen. 

Im Inneren der Rotorblätter sitzen künftig winzige Sensoren. Sie hören rund um die Uhr auf Geräusche, die im Material entstehen – ähnlich wie ein Arzt mit dem Stethoskop. Das Verfahren basiert auf sogenanntem Körperschall: Wenn sich ein Riss bildet oder ein Teil sich lockert, sendet das Schallwellen durch das Blatt. Die Sensoren fangen diese Wellen auf und analysieren sie direkt vor Ort. 

Björn Zeugmann, Leiter des Projekts, erklärt: „Unser Chip lauscht permanent – und kann mögliche Schäden somit noch im Rotorblatt im Idealfall klassifizieren und übermitteln.“ 

Geringere Kosten, gezieltere Wartung 

Ein Vorteil der Technologie: Sie sendet nur dann Daten, wenn es wirklich etwas zu berichten gibt. Also nicht permanent große Datenmengen – sondern erst, wenn sich etwa ein Riss bildet oder ein Bauteil ungewöhnliche Vibrationen erzeugt. 

Das spart nicht nur Energie, sondern auch Übertragungskosten. Denn statt teurer Satellitenverbindung reicht ein einfacher Mobilfunkkanal. So lassen sich tausende Windräder auf See kontinuierlich überwachen, ohne dass jemand vor Ort sein muss. 

Die bisherigen Herausforderungen: 

• Rotorblätter bestehen aus mehreren Schichten, oft aus Glasfaserverbundstoffen. 
• Schäden sind von außen kaum zu erkennen – vor allem bei Offshore-Anlagen. 
• Bisherige Methoden wie Drohnen oder Radar liefern zwar Bilder, aber keine verlässlichen Infos über das Innere der Struktur. 
• Die Folge: Aufwändige Kontrollflüge, teure Reparaturen, häufig unnötige Einsätze. 

Was die neue Technik besser macht 

Das neue System besteht aus drei Hauptkomponenten: 

1. Körperschallsensor: Sitzt im Inneren des Rotorblatts und nimmt kontinuierlich Vibrationen und akustische Signale auf. 
2. Spezieller Chip: Filtert die Signale, erkennt auffällige Muster und entscheidet, ob ein Schaden vorliegt. 
3. Datenübertragung per Mobilfunk: Nur die wichtigen Informationen werden weitergeleitet – schnell, schlank und effizient. 

Diese Kombination macht das System deutlich kleiner und sparsamer als bisherige Lösungen. Und: Es kann sogar unterscheiden, ob gerade ein kleiner Riss entsteht oder ein kompletter Bruch droht. So lassen sich gezielte Maßnahmen einleiten – bevor es kritisch wird. 

Blitzeinschlag? – Auch das soll bald erkannt werden 

Doch das Team denkt weiter. Künftig soll die Technik nicht nur auf Risse hören – sondern auch erkennen, wenn ein Blitz das Rotorblatt getroffen hat. Solche Einschläge können das Material schwächen oder unbemerkt beschädigen. 

„Gerade bei Offshore-Windparks ist das ein wichtiger Aspekt“, sagt Zeugmann. Denn auf hoher See können Schäden durch Blitze oft lange unentdeckt bleiben – bis sie ernst werden. 

Große Wirkung mit kleinem Sensor 

Warum ist das alles so wichtig? Weil Windkraft ein zentraler Baustein der Energiewende ist – und gleichzeitig besonders empfindlich. Jede Stunde Stillstand kostet Geld. Jeder unnötige Austausch belastet das Budget. Und jedes zu spät erkannte Problem gefährdet die Stromversorgung. 

Mit der neuen Technologie lassen sich: 

• Schäden schneller erkennen 
• unnötige Einsätze vermeiden 
• Wartungen besser planen 
• Windräder länger und zuverlässiger betreiben 

Die Kosten pro Schadensfall – derzeit teils über 200.000 Euro pro Rotorblatt – könnten dadurch deutlich sinken. 

Kurz zusammengefasst: 

• Schäden an Windenergieanlagen entstehen oft im Inneren der Rotorblätter und bleiben lange unentdeckt – Reparaturen kosten bis zu 200.000 Euro pro Blatt. 
• Fraunhofer-Forscher haben ein Sensorsystem entwickelt, das Risse und Brüche frühzeitig über Körperschall erkennt – ohne aufwändige Vor-Ort-Kontrolle. 
• Die Technik überträgt nur relevante Daten per Mobilfunk, spart Kosten, verhindert unnötige Einsätze und soll künftig sogar Blitzeinschläge erkennen. 

Übrigens: Während Sensoren künftig teure Schäden verhindern sollen, zeigen neue Studien ein anderes Risiko der Offshore-Windkraft: Tausende Tonnen Farbpartikel landen im Meer. Wie viel davon bereits auf dem Meeresgrund liegt und welche Folgen das haben könnte – mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Impériale via Wikimedia unter CC BY-SA 4.0

Farbpartikel in marinen Sedimenten nachgewiesen

Die Fundamente der Offshore-Windräder müssen extremen Bedingungen standhalten. Um Korrosion zu vermeiden, werden spezielle Beschichtungen aufgetragen, die mit Zusatzstoffen wie Zink- oder Glasflocken verstärkt sind. Diese Partikel erhöhen die Haltbarkeit der Farbe, sorgen aber auch dafür, dass sie eine deutlich höhere Dichte als Meerwasser haben. Sobald sich Farbpartikel lösen, sinken sie rasch zum Meeresboden. Doch das bedeutet nicht, dass sie dort bleiben.

„Sobald die Partikel die Sedimente des Meeresbodens erreicht haben, werden sie mit den Grundströmungen weitergetragen“, erklärt Professor Nils Goseberg, Leiter des Leichtweiß-Instituts für Wasserbau (LWI) der Technischen Universität Braunschweig. Zudem beeinflussen biologische Prozesse den Transport. Meeresorganismen können die Partikel mit Biofilmen überziehen oder sie während der Nahrungssuche aufnehmen. Auch durch Bioturbation, also das Umwühlen des Sediments durch Organismen, können die Partikel tief in die Meeresböden eingebettet werden.

Diese Erkenntnisse sind entscheidend, um die Verbreitung und mögliche Ansammlung der Farbpartikel im Meer zu verstehen. „Die Zusammenstellung aller möglichen Transportwege von abgeplatzten Partikeln der Korrosionsschutzsysteme ist der grundlegende Schritt, um zukünftige Feldstudien und Bewertungen durchführen zu können“, betont Goseberg.

Wie viele Farbpartikel gelangen ins Meer?

Bislang gab es keine genauen Untersuchungen darüber, wie viele Farbpartikel Offshore-Windparks tatsächlich freisetzen. Die Wissenschaftler des LWI haben erstmals eine Prognose erstellt. „Die Ergebnisse zeigen, dass ein Windpark mit einer installierten Kapazität von 250 Megawatt über eine geplante Betriebsdauer von 25 Jahren zwischen 430 und 2.200 Kilogramm Partikel freisetzen könnte, angenommen ein bis fünf Prozent der aufgebrachten Beschichtung lösen sich in der Zeit ab“, erklärt Niklas Czerner, wissenschaftlicher Mitarbeiter am LWI.

Weltweit könnten alle bis 2024 errichteten Offshore-Windparks insgesamt 166 bis 832 Tonnen Farbpartikel in die Meeresumwelt abgeben. Falls der Ausbau der Windenergie in der Nordsee und in Südostasien weiter forciert wird, könnten die Emissionen bis 2035 auf 610 bis 3.052 Tonnen steigen. Diese Zahlen verdeutlichen, dass die Emission von Farbpartikeln aus Windparks kein Einzelfall, sondern ein globales Phänomen ist.

Unklare Folgen für die Umwelt

Ob diese Mengen negative Auswirkungen auf das Ökosystem haben, lasse sich bislang nicht sicher sagen, so die Wissenschaftler. Die aktuelle Studie liefert erste Hinweise, doch weitere Forschung sei dringend nötig. „Offshore-Windenergie ist eine wichtige Schlüsseltechnologie für einen Übergang hin zu einer nachhaltigen und unabhängigen Energieversorgung“, betont Czerner. Deshalb sei es entscheidend, alle potenziellen Risiken frühzeitig zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu entwickeln.

Eine Möglichkeit, um die Emissionen zu reduzieren, könnte die Entwicklung umweltfreundlicherer Beschichtungen für Windkraftanlagen sein. Die Technische Universität Braunschweig plant deshalb weitere Untersuchungen, um die chemischen Emissionen zu minimieren. Auch neue Materialien oder alternative Schutzmethoden könnten eine Rolle spielen.

Internationale Zusammenarbeit zur Reduzierung von Emissionen

Die aktuelle Studie ist Teil des Anemoi-Projekts, das bis 2027 läuft und mit 3,2 Millionen Euro gefördert wird. Davon erhält das Leichtweiß-Institut rund 470.000 Euro. Forscher aus elf europäischen Institutionen arbeiten gemeinsam mit politischen Entscheidungsträgern und Industrievertretern an Lösungen. Ihr Ziel ist es, umweltverträgliche Alternativen für Offshore-Windparks zu entwickeln und gesetzliche Vorgaben zu überarbeiten.

Die Forscher hoffen, mit ihren Erkenntnissen dazu beizutragen, dass die Offshore-Windenergie langfristig nicht nur klimafreundlich, sondern auch umweltverträglich gestaltet wird.

Kurz zusammengefasst:

• Offshore-Windenergieanlagen setzen Farbpartikel aus ihren Korrosionsschutzbeschichtungen frei, die ins Meer gelangen, sich dort verteilen und in den Sedimenten ablagern können.
• Eine Studie der Technischen Universität Braunschweig hat erstmals untersucht, wie diese Partikel transportiert werden und in welchen Mengen sie in der Meeresumwelt auftreten – bis 2035 könnten es weltweit bis zu 3.052 Tonnen sein.
• Die Auswirkungen auf die Umwelt sind noch unklar, doch die Forscher fordern weitere Untersuchungen und die Entwicklung umweltfreundlicherer Beschichtungen, um Emissionen zu reduzieren.

Bild: © ILVO/RBINS