Untersuchung des Meeresbewuchses an Offshore-Fundamenten in der Nordsee

Um den Meeresbewuchs auf den Fundamenten von Offshore-Windturbinen in der Nordsee sicher und effizient zu erfassen, hat das Offshore-Unternehmen Bluestream in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Wageningen Marine Research (WMR) das ferngesteuerte Gerät zur Beprobung von Meeresbewuchs entwickelt. 

In der Vergangenheit war die Oberfläche des Fundaments von Algen und verschiedenen Meeresbewohnern bedeckt. Mit der Zeit ist die Zahl der kleinen Meerestiere gewachsen, die sich an der Oberfläche und an den Algen festsetzen.  

Früher wurden Forschungen dieser Art von Tauchern durchgeführt – eine Methode, die aufgrund strenger Gesetze und Vorschriften, Gesundheits- und Sicherheitsregeln und der damit verbundenen hohen Kosten immer schwieriger geworden ist.  

Vattenfall konnte eines der Fundamente des Windparks Hollandse Kust Zuid für die Studie zur Verfügung stellen, da das Schiff Julietta D im Januar 2022 während eines Sturms mit dem im Bau befindlichen Windturbinenfundament kollidierte und es dadurch unbrauchbar wurde. Die Turbine wurde entfernt, aber das Fundament blieb zurück.

Meeresbiologische Forschung 

Joop Coolen, Wageningen Marine Research. Foto: Bruno Ibanez-Erquiaga.

Joop Coolen, Forscher bei WMR, erklärt, warum solche Forschungen über Meereslebewesen notwendig sind: „Wir untersuchen die Zusammensetzung von Meeresorganismen auf harten Oberflächen, nicht nur auf Wracks und Steinen, die auf dem Grund der Nordsee liegen, sondern auch auf Gasplattformen und Fundamenten von Windturbinen. Verschiedene Arten siedeln eher auf harten Oberflächen als in sandigen Umgebungen, was zu unterschiedlichen biologischen Prozessen führt. Wir wollen verstehen, wie sich diese Prozesse im Laufe der Zeit entwickeln und welche Rolle sie im Ökosystem spielen, in dem lebende Organismen mit ihrer unbelebten Umwelt interagieren.“  

Test und Prüfung  

„Wir haben die ersten Tests mit dem Gerät zur Beprobung von Meeresbewuchs in unserem Pool durchgeführt, aber die wichtigste Frage war natürlich, ob das Gerät auch auf See funktionieren würde“, so Jan-Jelle Huizinga, F&E-Manager bei Bluestream. Mit einem Schiff, das von Rijkswaterstaat, einem Teil des niederländischen Ministeriums für Infrastruktur und Wasserwirtschaft, zur Verfügung gestellt wurde, konnte der eigentliche Test beginnen. „Auf See konnten wir so die Stabilität und Positionierung des Geräts testen. Es lief besser als erwartet“, fuhr er fort. „Wir müssen aber das Sieb, in dem die Proben gesammelt werden, noch verbessern, da es noch nicht optimal funktioniert.“  

Jan-Jelle Huizinga, Bluestream. Foto: Bluestream.

Für WMR ist es von entscheidender Bedeutung, dass das Gerät stets dieselbe Oberfläche abstreift, um den gesamten Meeresbewuchs auf dem Fundament zu quantifizieren. Für Vattenfall war es wichtig sicherzustellen, dass das Gerät die Fundamentbeschichtung nicht beschädigt. Nicht zuletzt schützt die Beschichtung den Stahl des Fundaments. „Wir haben uns bereit erklärt, verschiedene Schabermaterialien zu testen und die Proben auf Beschichtungsrückstände zu untersuchen“, so Huizinga weiter über die Studie. Das Gerät wurde mit verschiedenen Kunststoffschabern (aus Polyurethan) und einem Metallschaber getestet. „Der Kunststoffschaber funktionierte viel besser als erwartet und barg ein viel geringeres Risiko, die Beschichtung zu beschädigen.“  

Das Gerät zur Beprobung von Meeresbewuchs. Vorne links der Schaber in Grün und hinten rechts das Sieb, das die Ablagerungen auf dem Fundament auffängt. Foto: Bluestream

WMR hat die Anzahl, Länge und Breite der gefundenen Beschichtungspartikel gemessen. Da das Labor jedoch nicht in der Lage war, die Dicke der kleinen Beschichtungspartikel in den Proben zu messen, werden diese derzeit weiter untersucht. Es wurden jedoch nur sehr wenige Beschichtungsrückstände gefunden. Die Größe dieser Rückstände betrug weniger als 1/20.000stel der Probefläche. 

Probe von Ablagerungen auf den Fundamenten von Windturbinen, die kleine Garnelen und Anemonen enthalten. Foto: Oscar Bos, Wageningen Marine Research

Ergebnisse 

Coolen zufolge hat das Schabegerät die Erwartungen übertroffen. „Von 25 Tests waren 21 erfolgreich - ein fantastisches Ergebnis.“ Was auf dem Fundament wuchs, war recht einheitlich und ähnelte Proben, die er als Taucher von anderen Fundamenten in der Nordsee entnommen hatte. Die Proben enthielten vor allem Amphipoden, kleine garnelenartige Lebewesen von 0,5 bis 20 Millimetern Größe. Diese bedeckten fast die gesamte Oberfläche des Fundaments, was Zehntausende von Individuen pro Quadratmeter bedeutet. Da das Fundament erst seit ein paar Jahren besteht, war die Schicht aus Meeresbewuchs noch relativ dünn. In 10 bis 20 Jahren könnten dort viel mehr und völlig andere Lebewesen leben.  

Anwendungen für Vattenfall 

Tim Wilms, Vattenfall. Foto: 27 Kilometer Entertainment, Hamburg

Tim Wilms ist als Meeresökologe bei Vattenfall und an der Erprobung des Geräts beteiligt. Bei Auktionsausschreibungen für Offshore-Windparks in den Niederlanden spielen Themen wie Nachhaltigkeit und Innovation eine immer größere Rolle. „Wir wollen die Umweltbelastung durch Offshore-Windparks so gering wie möglich halten. Wo immer es möglich ist, bemühen wir uns, positive Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu haben. Mit Studien wie dieser können wir das Meereswachstum auf den Fundamenten der Turbinen besser verstehen und wissen, was wir beim Bau der Turbinen beachten müssen. Dieses neue Instrument bietet ein standardisiertes Verfahren, das in verschiedenen Tiefen und an verschiedenen Standorten wiederholt werden kann und somit eine zuverlässige Methode für den Vergleich verschiedener Windparks darstellt.“ Neben der Artenzusammensetzung interessiert sich Wilms auch für die Dicke und das Gewicht des Bewuchses auf den Turbinenfundamenten. „Messungen des Meeresbewuchses sind wichtig, damit unsere technischen Spezialisten ihre Lastberechnungen für Offshore-Strukturen wie Fundamente und Verankerungsleinen für schwimmende Konstruktionen sowie die Menge des für den Bau der Fundamente zu verwendenden Materials optimieren können. Messungen, die während der gesamten Lebensdauer eines Windparks durchgeführt werden, werden zunehmend auch für die Bewertung möglicher Verlängerungen der Betriebsphase herangezogen. Deshalb ist es wichtig, eine zuverlässige und standardisierte Methode zu entwickeln.“ 

Neue Forschung 

Das Projekt wurde Anfang dieses Jahres abgeschlossen, und die Ergebnisse wurden veröffentlicht. In einer nachfolgenden Studie werden Bluestream und WMR ein Gerät entwickeln, mit dem Proben aus den Erosionsschutzschichten, die den Meeresboden vor Erosion schützen, entnommen werden können.  

Mehr zum Thema:

• Joop Coolen, Jan-Jelle Huizinga et al. Marine growth sampling tool evaluation. 2025 Wageningen Marine Research
• Enzo Kingma et al. Innovations in marine biodiversity monitoring using small unmanned underwater vehicles: ROVs & AUVs. 2025. WMR

Bild über dem Artikel: Jan-Jelle Huizinga senkt das Gerät zur Probenahme von Meeresbewuchs in die Nordsee. Foto: Joop Coolen, Wageningen Marine Research.