Da beim Bau von Offshore-Windenergieanlagen großenteils technisches Neuland betreten wird, gilt es, dafür den 'Stand der Technik' zu entwickeln und in Standards und Normen festzuhalten.
Den Anteil der erneuerbaren Energien zu steigern, ist ein wichtiges energiepolitisches Ziel der Bundesregierung. Dabei soll die Windenergie auf dem Meer einen wesentlichen Teil der zukünftigen Energieversorgung sicherstellen. Im Vergleich zu den Bedingungen an Land (onshore) treten auf dem Meer (offshore) hohe stetige Windgeschwindigkeiten auf, sodass hohe Erträge zu erwarten sind.
Offshore-Windparks sollen von der Küste und den Inseln aus nicht sichtbar sein, und sie sollen außerhalb der Küsten-Nationalparks Wattenmeer und Boddengewässer liegen. Deshalb werden Windpark-Projekte vorwiegend in großer Entfernung zur Küste und in großen Wassertiefen geplant. Sie liegen damit in der sogenannten 'ausschließlichen Wirtschaftszone' (AWZ) der Bundesrepublik Deutschland. Dies ist das Gebiet außerhalb der 12-Seemeilen-Zone bis zu einer Entfernung von 200 Seemeilen. Die Windenergieanlagen müssen dort in Wassertiefen bis zu 50 m errichtet werden. Aufgrund der anspruchsvollen Bedingungen - große Wassertiefen, starke Wind- und Wellenbelastungen, weite Entfernungen von der Küste - ist die in Deutschland geplante und begonnene Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) weltweit einmalig.
Diese schwierigen Randbedingungen machen eine sorgfältige Planung notwendig. Das zuständige Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) hat bisher 28 Windparks unter der Auflage genehmigt, dass die Antragsteller planungsbegleitend bis zur Baufreigabe die Einhaltung des Standes der Technik nachweisen müssen. Da hier aber großenteils technisches Neuland betreten wird, musste und muss ein solcher Stand der Technik überhaupt erst geschaffen werden. Das BSH gibt Standards als technische Regelwerke für Offshore-Windenergieanlagen heraus, die unter Mitwirkung von Expertengruppen erarbeitet und weiterentwickelt werden.
In diesen Standardisierungsprozess bringt die BAW ihr vorhandenes wasserbauliches und geotechnisches Expertenwissen ein und berät das BSH bei den technischen Fragen während des Genehmigungsprozesses. So sind im Rahmen der Freigabeprozesse umfangreiche technische Unterlagen der Antragsteller zu bearbeiten. Dabei werden immer wieder wesentliche fachliche Risiken für die Errichtung und den sicheren Betrieb deutlich, die in aufwändigen Fachgesprächen und Fachbeiträgen behoben werden müssen. Sie resultieren aus der Komplexität der Aufgabenstellung und der Randbedingungen, die nachfolgend beispielhaft betrachtet werden.
Mögliche Wirkungen elektromagnetischer Felder auf Tiere und Pflanzen Tiere und Pflanze können künstlichen elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sein, die die in der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung (26. BImSchV ) festgelegten Grenzwerte überschreiten. Viele Tier- und Pflanzenarten besitzen teils andere Rezeptoren und Signalwege als der Mensch. Einige davon können durch Felder beeinflusst werden. Das Verhalten von Tieren, die sich am Erdmagnetfeld orientieren, kann durch Magnetfelder beeinflusst werden. Tiere, die elektrische Felder wahrnehmen, reagieren ebenfalls mit Verhaltensänderungen. Elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder ( EMF ) werden von verschiedenen Quellen erzeugt: Von den in Deutschland geplanten Gleichstromleitungen werden statische elektrische und magnetische Felder ausgehen. In der Umgebung von Wechselstromleitungen treten niederfrequente elektrische und magnetische Felder mit einer Frequenz von 50 Hertz (Haushaltsstrom) und 16,7 Hertz (Bahnstrom) auf. Von Seekabeln gehen statische und niederfrequente magnetische Felder aus, die im leitfähigen Meereswasser elektrische Wirbelströme induzieren. Radio-, Fernseh- und Mobilfunksendeanlagen senden hochfrequente elektromagnetische Felder aus. Alle diese Felder können auf Tiere, Pflanzen und Ökosysteme einwirken. Nach derzeitigem Wissensstand sind die zum Schutz des Menschen empfohlenen Begrenzungen der Exposition (Ausgesetztsein) auch zum Schutz von Tieren und Pflanzen geeignet. Die in der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung (26. BImSchV ) festgelegten Grenzwerte gelten jedoch nur dort, wo sich Menschen aufhalten. Flugfähige Tiere oder große Pflanzen können sich den Leitungen oder Sendeanlagen jedoch stärker annähern und den Feldern daher stärker ausgesetzt sein. Einige Tiere und Pflanzen haben andere Rezeptoren und Signalwege als der Mensch, wodurch manche Arten empfindlich auf elektromagnetische Felder reagieren können. Welche Wirkmechanismen gibt es? Von außen einwirkende Magnetfelder erzeugen durch elektromagnetische Induktion Felder und Ströme im Inneren des Körpers von Lebewesen. Diese können wiederum biologische Wirkungen wie Nerven- und Muskelreizungen hervorrufen. Zusätzlich kann durch Energieabsorption Wärme entstehen . Diese Wirkungen sind bei Menschen gut untersucht. Viele Tiere haben einen Magnetsinn oder spezialisierte Elektrorezeptoren. Beim Magnetsinn werden zwei mögliche Mechanismen diskutiert: der Radikalpaarmechanismus und die Wirkung auf das Mineral Magnetit. Der Radikalpaarmechanismus beruht auf einem quantenmechanischen Prozess. Dabei übt das Erdmagnetfeld einen Einfluss auf biochemische Reaktionen aus. Am besten untersucht ist dieser Mechanismus bei Zugvögeln. Diese haben in der Netzhaut Blaulichtrezeptoren, die durch Magnetfelder beeinflusst werden. Dadurch können sich Zugvögel am Erdmagnetfeld orientieren. Bei Pflanzen gibt es ebenfalls Hinweise auf veränderte biochemische Prozesse durch Magnetfelder. Bei Insekten und Säugetieren werden sie aufgrund von Beobachtungsstudien vermutet. Das eisenhaltige Mineral Magnetit wurde in vielen Lebewesen nachgewiesen. Wenn ein Magnetfeld eine Kraftwirkung auf Magnetitpartikel ausübt, können sich diese im Magnetfeld bewegen. Dadurch werden möglicherweise Signalwege aktiviert, die zur Wahrnehmung des Magnetfeldes führen könnten. Dieser Mechanismus ist nur bei Bakterien aus der Tiefsee nachgewiesen. Er wird aber auch bei Insekten, Vögeln und Säugetieren vermutet. Ein entsprechender Rezeptor und ein neuronaler Signalweg wurden bisher nicht entdeckt. Viele Fische haben Elektrorezeptoren, mit denen sie die im Meereswasser induzierten elektrischen Felder wahrnehmen können. Vor allem Haie und Rochen haben hierfür besonders empfindliche Organe. Sie können damit die durch das Erdmagnetfeld induzierten elektrischen Felder wahrnehmen und sich danach orientieren. Ebenso können sie dadurch die biogenen elektrischen Felder von Beutetieren wahrnehmen. Insekten nehmen elektrische Felder als Vibrationen wahr und nutzen sie zur Orientierung und Kommunikation. Welche Wirkungen auf Tiere und Pflanzen sind bekannt? Literatur BfS (2019) Internationaler Workshop zum Einfluss elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf die belebte Umwelt . Pophof B, Kuhne J (2022) Wirkungen anthropogener elektromagnetischer Felder auf die belebte Umwelt. UMID 2/2022 Pophof B, Henschenmacher B, Kattnig DR, Kuhne J, Vian A, Ziegelberger G (2023) Biological effects of electric, magnetic, and electromagnetic fields from 0 to 100 MHz on fauna and flora: Workshop report. Health Phys 124(1): 39-52. Pophof B, Henschenmacher B, Kattnig DR, Kuhne J, Vian A, Ziegelberger G (2023) Biological effects of radiofrequency electromagnetic fields above 100 MHz on fauna and flora: Workshop report. Health Phys 124(1): 31-38. Umweltauswirkungen der Kabelanbindung von Offshore-Windenergieparks an das Verbundstromnetz: Effekte betriebsbedingter elektrischer und magnetischer Felder sowie thermischer Energieeinträge in den Meeresgrund 2020 State of the Science Report, Chapter 5: Risk to Animals from Electromagnetic Fields Emitted by Electric Cables and Marine Renewable Energy Devices Thielens A (2021) Environmental impacts of 5G. A literature review of effects of radio- frequency electromagnetic field exposure of non-human vertebrates, invertebrates and plants. Panel for the Future of Science and Technology, EPRS - European Parliamentary Research Service, Scientific Foresight Unit (STOA) Mulot M., Kroeber T., Gossner M., Fröhlich J. (2022) Wirkung von nichtionisierender Strahlung (NIS) auf Arthropoden, Bericht im Auftrag des Bundesamts für Umwelt (BAFU), Neuenburg. Stand: 19.02.2026
Der erste deutsche Offshore-Windpark alpha ventus wurde 2009 als Testfeld für die Entwicklung der Offshore-Windenergie errichtet. Die Forschungsinitiative RAVE begleitet seit 2007 die Planungs- und Bauphase und seit 2010 den Betrieb von alpha ventus. Ziel der RAVE-Initiative ist es, die für die industrielle Nutzung der Offshore-Windenergie offenen Fragestellungen mit Forschung und Entwicklung zu beantworten. Ziel des Verbundprojektes finalRAVE ist die Fortsetzung der in alpha ventus bestehenden Messungen und die laufende Koordination der Forschung sowie die Bereitstellung von offshore-logistischen Daten mit Hilfe eines Seegangsmodells. Die Messungen in alpha ventus umfassen ein breites Spektrum an Parametern, die für den Bau, den Betrieb und die Umweltauswirkungen des Windparks relevant sind. Auf Basis der Messungen werden mit Hilfe von Seegangsmodellen Datenprodukte für die konstruktive und offshore-logistische Verwendung bereitgestellt. Durch die projektübergreifende Koordination wird sichergestellt, dass bei der Vielzahl von Stakeholdern und zeitgleicher Vorhaben mit hohem Abstimmungsbedarfs eine kosteneffektive und koordinierte Vorgehensweise erreicht wird. Besonderer Fokus dieses Projektes ist die forschungsseitige Begleitung des Rückbaus von alpha ventus und der in der finalen Phase von alpha ventus stattfindenden Forschungsprojekte. Ziel dieses Teilvorhabens ist es, die bestehenden Messungen an den Anlagen AV04, AV05, AV07, AV08 und dem Umspannwerk in alpha ventus weiterzuführen und den Unterauftragnehmer DNV sowie zukünftige Messkampagnen bei der logistischen Planung zu begleiten. Das RAVE-Forschungsarchiv und das Seegangsportal, in dem Daten zur Verfügung gestellt werden, werden an den neuesten Stand der Technik angepasst und an BSH-Stammpersonal übergeben, damit die Messdaten auch nach Projektende zur Verfügung stehen. Weiterhin wird das Seegangsmonitoringnetz im Teilprojekt erweitert und es werden neue Datenprodukte zum Thema Seegang veröffentlicht.
Für die Verantwortlichkeitsanalyse in Bezug auf den Hundshai wurde berücksichtigt, dass die Art durch die IUCN aktuell weltweit als vom Aussterben bedroht (Critically Endangered) eingestuft wird (IUCN 2023). Der Hundshai ist weltweit in den borealen und gemäßigten Zonen der Nord- und Südhalbkugel verbreitet. Sein Verbreitungsgebiet im Ostatlantik reicht von Island und Nordnorwegen bis Südafrika, auch im Mittelmeer kommt die Art vor (Zidowitz et al. 2017). Insofern liegen die deutschen Meeresgebiete mit im Hauptareal der Art. Der Bestandsanteil des Hundshais beträgt hier weniger als 10% seines Weltbestandes. Insgesamt ist Deutschland für die weltweite Erhaltung der Art in besonders hohem Maße verantwortlich. Beim Hundshai (Abb.: siehe Publikation für Abbildungsnummer) änderte sich aufgrund von Kenntniszuwachs durch die Berücksichtigung der Analysen zur historischen Bestandsentwicklung der Art seit 1902 in den neueren Arbeiten von Fock et al. (2014) und Sguotti et al. (2016) die Einschätzung des langfristigen Bestandstrends von der Kriterienklasse „starker Rückgang“ auf „Rückgang unbekannten Ausmaßes“. Reale Veränderungen in Form von stark abnehmenden Präsenzen der Art in der deutschen Nordsee im Zeitraum von 2002 bis 2021 waren der Grund für die geänderte Einschätzung des kurzfristigen Bestandstrends von der Kriterienklasse „Abnahme unbekannten Ausmaßes“ hin zu „starke Abnahme“. Zusätzlich liegt ein Risikofaktor vor. Dies führte insgesamt zur Einstufung der Art in der vorliegenden Roten Liste in die RL-Kategorie „Vom Aussterben bedroht“, während die Art in der vorherigen Roten Liste noch als stark gefährdet eingestuft worden war. NORDSEE: Ein Hauptgrund für die Gefährdung des Hundshais ist sein Beifang in der Schleppnetz- und Langleinenfischerei (vgl. Kap. (siehe Publikation für Kapitelnummer), Gefährdungsursache: Fischerei indirekt). Weiterhin ist er eine wichtige Zielart in der hobbymäßigen Angelfischerei (ICES 2019, Zidowitz et al. 2017). Zukünftige Risiken für die Art bestehen im geplanten massiven Ausbau der Offshore-Windparks (BMWK 2023) in Verbindung mit der Verlegung von Seekabeln und der vorgesehenen Schlickverklappung südlich von Helgoland. OSTSEE: Durch die HELCOM (2013) wird die Art für die gesamte Ostsee als gefährdet (Vulnerable) eingestuft. NORDSEE: Genetische Untersuchungen und Markierungsdaten haben gezeigt, dass es mindestens fünf getrennte Teilpopulationen des Hundshais gibt, ohne dass bisher Belege für eine Vermischung zwischen ihnen existieren. Hundshaie sind generell sehr wanderungsfreudig. Auch in europäischen Gewässern führen sie Wanderungen über große Distanzen durch, so z.B. von der Deutschen Bucht durch den Ärmelkanal bis in den Nordostatlantik.