Offshore-Windparks spielen eine entscheidende Rolle in der Energiewende und der Erreichung von Klimazielen. In der Nordsee plant die Europäische Union, die Kapazität an Offshore-Windenergie bis 2050 erheblich zu erweitern. Eine aktuelle Studie des Helmholtz-Zentrums Hereon hat nun gezeigt, dass ein massiver Ausbau dieser Windkraftanlagen potenziell auch die Niederschlagsverteilung in den betroffenen Regionen verändern könnte. Während die Niederschläge über den Windparkgebieten ansteigen könnten, wäre in angrenzenden Küstenregionen mit einem Rückgang zu rechnen.
Die Erkenntnisse, die in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlicht wurden, basieren auf den Arbeiten des Instituts für Küstensysteme – Analyse und Modellierung des Helmholtz-Zentrums Hereon. Die Forscher verwendeten das hochauflösende Klimamodell COSMO-CLM, um verschiedene Szenarien für den Ausbau der Offshore-Windenergie zu simulieren. Dabei wurden Wetterdaten aus einem Zeitraum von neun Jahren, von 2008 bis 2017, analysiert. Diese langfristige Betrachtung ermöglicht es, durchschnittliche atmosphärische Dynamiken zu bestimmen und die Schwankungen innerhalb einzelner Jahre auszugleichen.
Die Simulationen umfassten sowohl bestehende als auch potenzielle zukünftige Windparkstandorte in der Nord- und Ostsee. Besonderes Augenmerk galt den Auswirkungen, die Windkraftanlagen auf Windgeschwindigkeit, Luftdurchmischung und den Transport von Feuchtigkeit haben können. Ziel war es, die grundlegenden atmosphärischen Prozesse besser zu verstehen, die durch die Errichtung großer Offshore-Windparks ausgelöst werden könnten. Dr. Naveed Akhtar, der Erstautor der Studie, betont, dass die Ergebnisse dazu beitragen sollen, den weiteren Ausbau der Offshore-Windenergie in Europa unter Berücksichtigung der Erfordernisse von Klima-, Umwelt- und Küstenschutz zu gestalten.
In der durchgeführten Studie wurde ein extrem ehrgeiziges Ausbauszenario angenommen, das die tatsächlichen Ausbauziele der Europäischen Union übersteigt. Hierbei wurden alle Flächen in Nord- und Ostsee berücksichtigt, die für die Nutzung von Offshore-Windenergie ausgewiesen sind. Das Ziel war es, eine maximale Leistung zu simulieren, die weit über den diskutierten Ausbauzielen von 300 Gigawatt bis 2050 liegt. Diese Herangehensweise ermöglichte es den Forschern, die klimatischen Auswirkungen deutlicher zu verdeutlichen und deren Umfang abzuschätzen.
Die Ergebnisse der Simulation zeigen, dass ein umfassender Ausbau der Offshore-Windkraft zu einer Erhöhung der Niederschläge in den Windparkzonen führen könnte, während in den angrenzenden Küstenregionen mit einem Rückgang der Niederschläge von bis zu 15 Prozent zu rechnen ist. Dieser Effekt resultiert daraus, dass Windkraftanlagen dem Wind Energie entziehen und die Luftströmungen beeinflussen. In der Folge entstehen hinter den Anlagen signifikante Unterschiede in der Luftbewegung, was zu einem verstärkten Austausch zwischen verschiedenen Luftschichten führt. Feuchte Luft wird dadurch angezogen, könnte aufsteigen, abkühlen und schließlich kondensieren, was zur Bildung von Wolken und Niederschlägen über den Windparks führt. Gleichzeitig wird der Transport von Feuchtigkeit in die Küstenregionen beeinträchtigt, was zu einer Verringerung der Niederschlagsmengen dort führt.
Die Erkenntnisse dieser Studie könnten für eine nachhaltige maritime Raumplanung von großer Bedeutung sein und die grenzüberschreitende Zusammenarbeit in der Nord- und Ostseeregion stärken. Frühere Studien des Helmholtz-Zentrums Hereon haben gezeigt, dass Faktoren wie die Größe, Anordnung und der Abstand von Windkraftanlagen signifikante Auswirkungen auf atmosphärische Prozesse haben können. Zukünftige Forschungsarbeiten sollen sich näher mit den möglichen Szenarien des Ausbaus befassen und untersuchen, wie verschiedene Parameter, wie Turbinendichte und Parkgröße, das regionale Klima beeinflussen.
Das Helmholtz-Zentrum Hereon verfolgt das Ziel, Wissen für eine lebendige und nachhaltige Welt zu generieren. Über 1000 Mitarbeiter arbeiten an der Entwicklung neuer Technologien für mehr Resilienz und Nachhaltigkeit, um den Herausforderungen des Klimawandels zu begegnen. Die interdisziplinäre Forschung erstreckt sich von grundlegenden wissenschaftlichen Erkenntnissen zu komplexen Systemen bis hin zu praktischen Anwendungen, die Politik, Wirtschaft und Gesellschaft unterstützen sollen.
