Marine Bioanalytische Chemie

OffChEm Projekt 2017 - 2020

Stoffliche Emissionen aus Offshore-Windanlagen - Mögliche Einflüsse auf die marine Umwelt und deren Bewertung

BA Billerbeck Offshore 201504

© Sabine Billerbeck

Der fortschreitende Ausbau der Offshore-Windenergie in der Nord- und Ostsee ist gleichbedeutend mit einem stärker werdenden Eingriff in die Meeresumwelt. So sind derzeit bereits mehr als 1.000 Offshore-Windkraftanlagen und mindestens 20 Konverter- und Umspannplattformen errichtet. Jede Offshore-Installation stellt einen Eingriff in die Meeresumwelt dar. Kaum untersucht sind bisher stoffliche Freisetzungen dieser Anlagen. Hier sind vor allem die notwendigen Maßnahmen zum Korrosionsschutz und der Einsatz von Betriebsstoffen zu nennen. Wissenschaftliche Erkenntnisse über die freigesetzten Mengen und deren Verteilung in den jeweiligen Umweltkompartimenten (Wasser, Sediment, Biota) sind derzeit nur wenig vorhanden. Eine umfassende Bewertung der Auswirkungen auf die marine Umwelt ist nach aktuellem Kenntnisstand daher nur eingeschränkt möglich.

Korrosionsschutz im Fokus

Zum Schutz der Offshore-Anlagen vor Korrosion werden galvanische Anoden (sog. „Opferanoden“) eingesetzt, wodurch große Mengen an Metallverbindungen (insbesondere Verbindungen von Aluminium und Zink) im Laufe des Anlagenbetriebs kontinuierlich in die Meeresumwelt eingetragen werden. Neben den Hauptbestandteilen enthalten galvanische Anoden auch weitere metallische Nebenbestandteile (z.B. Indium, Blei, Cadmium sowie andere Schwermetalle), die beim Abschmelzen der Anoden ebenfalls in die Meeresumwelt eingetragen werden. Zudem werden im Offshore-Bereich vielfältige Beschichtungsmaterialien auf Polyurethan bzw. Epoxidharzbasis als Oberflächenkorrosionsschutz eingesetzt. Diese Beschichtungen können organische Substanzen enthalten, die im Laufe der Betriebszeit durch Verwitterung der Oberflächen und Auswaschung aus den Beschichtungen in die Meeresumwelt eingetragen werden und stellen somit eine weitere potentielle Belastungsquelle für Nord- und Ostsee dar.

Ziele des Projekts

Im Auftrag des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) untersucht das HZG im Rahmen des Projektes OffChEM folgende Aspekte:

  • Identifikation von potentiellen organischen und anorganischen (Schad-)Stoffen, die durch den Korrosionsschutz von Offshore-Anlagen einen relevanten Eintrag in die Meeresumwelt haben könnten.
  • Entwicklung von analytischen Methoden und geeigneten Probennahmestrategien zur Bestimmung des Eintrages der potentiellen Stoffe in den verschiedenen Kompartimenten im Nahbereich von Offshore-Anlagen.
  • Aus- und Bewertung der Relevanz der ermittelten potentiellen Schadstoffe auf Grundlage ihrer stofflichen Emissionen aus Offshore-Anlagen und ihres Einflusses auf die lokale und regionale Meeresumwelt.

25.07. – 05.08.2016: In einer ersten Bestandsaufnahme wurde das Umfeld von verschiedenen küstennahen Windparks mit dem HZG Forschungsschiff „Ludwig Prandtl“ beprobt. Die Karte zeigt die Lage der beprobten Stationen (rote Punkte) sowie verschiedene weitere Stationen, die im küstennahen Raum beprobt wurden.

31.05 – 06.06.2017: Im Rahmen des BSH Monitorings mit dem Forschungsschiff „Atair“ wurden erste Stichproben in verschiedenen zur Bebauung vorgesehenen Flächen genommen sowie in drei Windparks, die sich bereits im Betrieb befinden (blaue Punkte).

17.07.-19.07.2017: Probennahme im Windpark „Dan Tysk“ sowie im küstennahen Bereich bei Sylt. Ziel war es, Proben aus dem direkten Umfeld verschiedener Anlagen zu gewinnen (lila Punkte) bzw. den Einfluss der einzelnen Anlagen auf die Strömung und Turbulenzen im Wasserkörper hin zu untersuchen. Die gewonnenen Daten liefern wichtige Informationen über den Einfluss eines entsprechenden Windparks auf die vorherrschenden Strömungen und dienen der Planung von zukünftigen Beprobungen im Umfeld von entsprechenden Anlagen im Hinblick auf die Auswahl geeigneter Standorte.

April 2018 (geplant): Eine erste hochaufgelöste Beprobung von mehreren Windparks in der Nordsee mit dem BSH Forschungsschiff „Atair“ befindet sich derzeit in der Planung.

Poster

Nathalie Voigt, Tristan Zimmermann, Johanna Irrgeher, Daniel Pröfrock:
Multi-elemental characterization of anode materials used for cathodic corrosion protection of offshore structures using ICP-MS/MS


Veröffentlichungen/Berichte

Bachelorarbeit (Fachhochschule Lübeck), Nathalie Voigt:
Multielementcharakterisierung von Anodenmaterial für den kathodischen Korrosionsschutz an Offshore-Strukturen mittels ICP-MS/MS


Vorträge




Artikel im Blog "Küstenforschung"

Untersuchungen im Windpark Dan Tysk