Offshore-Windfarmen beeinflussen das Meer

Durch die Ansiedlung von Windkraftanlagen im Ozean verändert sich die Zusammensetzung der Meeresspezien, die im Umfeld leben, glauben Forscher.

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Direkt im Meer errichtete Windkraftanlagen sind in europäischen Gewässern mittlerweile kein seltenes Bild mehr. Allgemeines Ziel ist hier, dass bis 2030 über vier Prozent der gesamten Energieversorgung auf dem Kontinent über Offshore-Anlagen realisiert werden. Das sorgt für einen Windkraftboom, dessen Stromerzeugung sich bis zum Ende des nächsten Jahrzehnts vervierzigfachen könnte.

Offshore-Anlagen sind groß – wesentlich größer als ihre landbasierten Gegenstücke. Sie können 200 Meter und höher sein, also doppelt so hoch wie beispielsweise der Glockenturm Big Ben in London. Bis zu neun Megawatt pro Stück werden erzeugt. Doch den größten Teil ihrer Masse macht die Basis aus Zement und Stahl aus, die sich unter Wasser befindet.

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Es ist nur natürlich, dass diese Bauten von einem komplexen Ökosystem besiedelt werden. In der Nordsee, in der die meisten europäischen Offshore-Windfarmen entstehen, werden sie von gemeinen Miesmuscheln beherrscht. Diese ernähren sich, indem sie das Phytoplankton aus dem Wasser filtern. Muscheln sind wiederum eine Nahrungsquelle für andere Meeresbewohner wie Fische oder Krabben, was wiederum das Potenzial hat, das Nahrungsnetzwerk signifikant zu verändert.

Daraus ergibt sich eine wichtige Frage: Wie stark verändern Offshore-Windfarmen mit ihren neuen Miesmuschelkolonien unsere Ozeane? Und welche Auswirkungen hat dies? Erste Antworten darauf liefern neue Forschungsarbeiten von einem Team um Kaela Slavik vom Helmholtz-Zentrum für Material- und Küstenforschung. Es untersuchte erstmals den Einfluss, den Offshore-Windkraftanlagen auf das Meeresökosystem haben. Das Ergebnis: Die Anlagen verändern das Leben im Meer auf komplexe, unerwartete Weise – und das ist nicht nur schlecht.

Das Helmholtz-Team erfasste zunächst die aktuellen Veränderungen im Meeresökosystem, die durch Offshore-Windmühlen hervorgerufen werden. Daraus entwickelten sie dann ein Computermodell, um zukünftige Entwicklungen vorhersehen zu können.

Dazu wurde als erstes die Biomasse an Miesmuscheln erfasst, die eine typische Windkraftanlage "versorgen" kann – erstaunliche vier Tonnen sind dies im Schnitt. Mit Hilfe von Strömungskarten und Unterlagen zu den geplanten Windkraftanlagen in der Nordsee war es dann möglich, die Gesamtmasse und Verteilung der Schalentiere heute und im Jahr 2030 zu errechnen.

Muschelbänke sind derzeit an der Küste konzentriert, doch Offshore-Windfarmen stehen mitten im Meer. "Sobald alle geplanten Windkraftanlagen in Betrieb sind, werden sie einen Lebensraum für Muscheln bilden, der ungefähr 20 Prozent der aktuellen Besiedlung in natürlichen Muschelbänken entlang der Küste ausmacht", so die Forscher.

Der zweite Untersuchungsschritt ist ungleich schwieriger. Eine wichtige Frage ist, wie die neuen Muschelkolonien das Phytoplankton-Niveau im Ozean beeinflussen wird. Slavik und das Helmholtz-Team erforschten dies, indem sie Wasser- und Satellitenmessungen vornahmen. Diese Daten sind allerdings sehr komplex und variieren von Jahr zu Jahr. Darüber hinaus simulierten die Forscher den Effekt, den die Miesmuscheln als "Ökosystemingenieure" haben könnten, indem sie anderen Spezies als Lebensgrundlage dienen.

Interessanterweise helfen Windkraftanlagen dabei, den Meeresschutz zu befördern. In ihrem Umfeld ist das Fischen und insbesondere das Trawling aus Sicherheitsgründen verboten. Entsprechend verbleibt eine höhere Biodiversität. Daneben ändern die Miesmuscheln ihr Umfeld signifikant. Andere Lebewesen nutzen ihre (auch abgeworfenen) Schalen als Lebensraum. Ihre Filtertätigkeit macht das Wasser sauberer und sie konzentrieren Nährstoffe für andere Lebewesen. "Sie erhöhen die Komplexität des Lebensraums, was den Reichtum an vorhandenen Spezies stärkt", so die Helmholtz-Forscher.

Allerdings hat dies auch unerwartete Konsequenzen. So zieht ein solches neues Ökosystem auch Arten an, die hier eigentlich gar nicht heimisch wären. Beispiele dafür gibt es. Insektenarten, die natürlich nur in Asien oder Australien vorkommen, wurden an den Rümpfen von Schiffen nach Europa transportiert. Sie werden nun auch an Windkraftanlagen in Dänemark (Nordsee) und Schweden (Ostsee) festgestellt.

Was diese Veränderung auf lange Sicht bedeutet, weiß noch niemand. "Durch diese Veränderungen der Biodiversität könnten Offshore-Windfarmen das Meeresökosystem weit über ihre Grenzen verändern", so die Forscher. Muscheln sind Nahrung für größere Spezies wie Krabben und bestimmte Fische, von denen wiederum Robben leben. Entsprechend dürfte es wenig überraschen, dass einige der Säuger bereits von der dänischen Küste zu Windkraftanlagen mitten im Meer "umgezogen" sind.

Slavik und das Helmholtz-Team sind vorsichtig optimistisch, was die Veränderungen des Ökosystems anbetrifft, auch wenn die längerfristigen Auswirkungen völlig unklar bleiben. Viele der Auswirkungen seien noch nicht absehbar und müssten daher vor Ort und in Simulationen weiter erforscht werden – in möglichst breiten Studien.

Hinzu kommt: Die Nordsee ist anders als andere Meere, entsprechend sind die Änderungen nicht unbedingt auf andere Ozeane übertragbar. Und Offshore-Windkraft setzt derzeit dazu an, weltweit Wurzeln zu schlagen.

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