Eine besondere Forschungsreise führte ein Oldenburger Team kürzlich in ein Meeresgebiet nördlich von Helgoland. Zwischen den riesigen Anlagen eines Offshore-Windparks mussten die Forschenden ungewöhnliche Herausforderungen meistern.
Die Nordsee und insbesondere ihren deutschen Teil kennt Dr. Thomas Badewien ziemlich gut: Auf zahlreichen Forschungsreisen hat der Ozeanograph vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) das Gewässer erkundet, Strömungen vermessen und Wasserproben genommen – oft genug mit dem Forschungsschiff Heincke. Auch im April dieses Jahres war er wieder mit dem 54 Meter langen Schiff nördlich von Helgoland auf See. Doch die Fahrt war keineswegs Routine: Zum ersten Mal war der Forscher in einem Offshore-Windpark unterwegs. „Ich habe die großen Windfarmen natürlich schon oft aus der Ferne gesehen. Aber mittendrin Forschung zu betreiben, ist noch einmal eine andere Erfahrung“, erzählt er. Die gewaltigen Dimensionen der mehr als hundert Meter hohen Anlagen, wenig Platz zum Manövrieren und starke Strömungen: „Das alles war für das Schiff und die Mannschaft durchaus eine Herausforderung – doch die Heincke und das Team haben es super hinbekommen“, berichtet er.
Die zweiwöchige Fahrt, an der zwölf Forschende aus Oldenburg und Hannover teilnahmen, war Teil des Großprojekts „Reallabor 70 Gigawatt Offshore Wind“. Das vom Land Niedersachsen im Forschungsprogramm „TEN.efzn – Transformation des Energiesystems Niedersachsen“ mit 16,9 Millionen Euro geförderte Vorhaben untersucht, wie der bis 2045 geplante Ausbau der Windenergie in der deutschen Nordsee möglichst nachhaltig vonstattengehen kann. Bislang haben die Anlagen dort eine Gesamtleistung von 7,9 Gigawatt (Stand Ende 2025), geplant sind 70 Gigawatt. Zum Vergleich: Die insgesamt in Deutschland an Land, in Nord- und Ostsee installierte Windstromleistung lag Ende 2025 bei knapp 78 Gigawatt.
In Zusammenarbeit mit der Windbranche und anderen Beteiligten entwickelt das Projektteam unter Leitung des Zentrums für Windenergieforschung ForWind bis 2029 Handlungsstrategien für einen nachhaltigen Ausbau. Eine der Sprecherinnen ist die Oldenburger Physikerin Prof. Dr. Kerstin Avila. Bei der Arbeit des Reallabors geht es nicht nur um technische Fragen, sondern darum, die Entwicklung als Ganzes zu denken und Wissen von außerhalb der Universität aktiv in die Forschung mit einzubeziehen. Die verschiedenen Teilprojekte beschäftigen sich mit Raumplanung, Umweltschutz und der wirtschaftlichen Entwicklung an der Küste und beziehen alle wichtigen Interessengruppen ein.
Beteiligt sind neben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der Windforschung auch Forschende aus den Sozial- und den Meereswissenschaften, zudem Industriepartner, darunter der Energiekonzern RWE als Betreiber von Offshore-Windparks.
Messkampagnen zu allen vier Jahreszeiten
Diese Zusammenarbeit ermöglicht es den Meeresforschenden um Badewien erst, innerhalb eines Windparks Messungen durchführen zu können. In ihrem Teilprojekt untersuchen sie, wie die Anlagen auf See Strömungen und Wellen beeinflussen, wie sie sich auf die Schichtung des Meerwassers und auf den Transport von Sediment auswirken. „Wir wollen verstehen, welche Auswirkungen einzelne Windkraftanlagen, aber auch größere Windfarmen auf die Umwelt und auf angrenzende Naturschutzgebiete haben“, berichtet der Forscher. Zu möglichen hydrodynamischen Effekten gebe es zwar schon Modellrechnungen, aber bislang kaum Messungen. Um das zu ändern, steuerte die Heincke im letzten Herbst und im April für jeweils zwei Wochen ein Gebiet nördlich von Helgoland an, in dem mehrere Windparks in Betrieb sind. Zwei weitere Expeditionen in diesem und im kommenden Jahr sind geplant. „Die Idee ist, dass wir in allen vier Jahreszeiten Messungen durchführen, um saisonale Unterschiede zu erfassen“, erklärt Badewien.
Die Schiffsexpeditionen sind Teil von größeren Messkampagnen: Parallel vermisst ein Forschungsflugzeug großräumig Windströmungen und erhebt meteorologische Daten, während fest installierte Sensoren sowohl den lokalen Wind als auch den Zustand der Anlagen überwachen. So lassen sich erstmals Wechselwirkungen von der Atmosphäre bis zum Meeresboden gemeinsam beobachten. Bei der aktuellen Fahrt war es Aufgabe des Teams an Bord der Heincke, an verschiedenen Stellen im Windpark und außerhalb davon Wassertemperatur, Salzgehalt, Strömungsgeschwindigkeit und Wellenhöhe zu bestimmen. Zudem setzten die Forschenden mehrere feste Messvorrichtungen am Meeresgrund aus, die kontinuierlich Daten liefern.
Besonders in Erinnerung sind Badewien zwei Tage auf See geblieben, an denen Mitglieder des Forschungsteams im Schlauchboot zwölf Stunden lang im Abstand von etwa 50 Metern eine der riesigen Windkraftanlagen umkreisten und dabei Messungen durchführten, während ein zweites Schlauchboot auf der windabgewandten Seite immer auf und ab fuhr. „Das war ein wenig langweilig, aber so konnten wir einen kompletten Gezeitenzyklus untersuchen, wie sich die Strömungsverhältnisse rund um eine Anlage durch Ebbe und Flut ändern“, berichtet der Ozeanograph. Glücklicherweise spielte das Wetter mit: Die Forschenden konnten ihre Messungen zwei Wochen lang bei Sonnenschein und ruhiger See wie geplant durchführen.
Viele Robben zwischen den Windrädern
Biologische Untersuchungen, etwa eine Bestandsaufnahme der Artenvielfalt, waren nicht Teil des Forschungsprogramms, finden jedoch parallel in Vorhaben der Deutschen Allianz für Meeresforschung statt. Badewien sind in den zwei Wochen nördlich von Helgoland viele Robben aufgefallen. Er hält es für möglich, dass Windparks die Biodiversität steigern könnten – etwa dadurch, dass dort Fischerei verboten ist und die Bauwerke als künstliche Riffe bestimmten sesshaften Arten einen passenden Untergrund bieten.
Aber auch störende Einflüsse seien denkbar: zum Beispiel eine stärkere Trübung des Meerwassers durch Verwirbelungen rund um die Anlagen oder ein möglicher Einfluss der Windfarmen auf die biologisch besonders produktiven Grenzflächen zwischen verschiedenen Wassermassen. Wie die verschiedenen Effekte genau zusammenwirken, müssen die Projektergebnisse erst zeigen.
