Preis für Hereon-Forscher Nils Christiansen

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Forschungen über Auswirkungen des Ausbaus Erneuerbarer Energien in der
Nordsee werden mit Kurt-Hartwig-Siemers-Preis 2024 ausgezeichnet

Die Hamburgische Wissenschaftliche Stiftung verleiht den Kurt-Hartwig-
Siemers-Wissenschaftspreis alle zwei Jahre an Forschende, die eine über
ihre Dissertation hinausgehende hervorragende wissenschaftliche Leistung
erbracht haben. In diesem Jahr erhält die Auszeichnung Dr. Nils
Christiansen, der an der Universität Hamburg promoviert hat und am
Helmholtz-Zentrum Hereon im Exzellenzcluster „Climate, Climatic Change,
and Society (CLICCS)“ zu Erneuerbaren Energien forscht. Der Preis ist mit
30.000 Euro dotiert.

Offshore-Windkraftanlagen beeinflussen die Meeresströmungen, Offshore-
Wasserstoffplattformen die Konzentration und Temperatur des Meerwassers.
Diese Effekte könnten beim Ausbau Erneuerbarer Energien Folgen für das
Ökosystem in der Nordsee haben. Das zeigen die Forschungsergebnisse von
Dr. Nils Christiansen vom Hereon-Institut für Küstensysteme – Analyse und
Modellierung. Die Hamburgische Wissenschaftliche Stiftung hat seine Arbeit
als herausragend bewertet und den 31-jährigen Geophysiker mit dem Kurt-
Hartwig-Siemers-Preis ausgezeichnet. „Anhand von Simulationen und
Modellrechnungen untersucht Nils Christiansen die Auswirkungen
erneuerbarer Energiegewinnung in der Deutschen Bucht. Seine Erkenntnisse
liefern Orientierung für den nachhaltigen Ausbau dieses
Energiereservoirs“, lobt Ekkehard Nümann, der Präsident der Stiftung.

Windkraftanlagen verändern Meeresströmungen

„Unsere Modellierungen zeigen Veränderungen in den physikalischen
Prozessen des Meeres und lassen auf mögliche ökologische Folgen schließen
– negative wie positive“, erklärt Christiansen. In seiner Doktorarbeit,
die er am Hereon und der Uni Hamburg schrieb, fand er heraus, dass
Windkraftanlagen Widerstände in der Atmosphäre und unter Wasser erzeugen
und so die Meeresströmungen beeinflussen. Zum einen sinkt durch den
Widerstand des Rotors die Windgeschwindigkeit hinter dem Windrad und der
Einfluss des Windes auf die Meeresoberfläche nimmt ab. Zum anderen
entstehen im Wasser Turbulenzen an den Säulen, die die lokalen
Wasserschichten stark durchmischen. So verändern die beiden Effekte
Strömungsgeschwindigkeiten und die Dichteverteilung an den Windparks und
über deren Grenzen hinaus.

Im Anschluss an seine Doktorarbeit widmete sich Christiansen am Hereon der
Frage nach den Auswirkungen von Offshore-Wasserstoffproduktion in der
Nordsee. Diese findet in der Realität noch nicht statt, Technologien
werden zurzeit erprobt. Die Bundesregierung hat Flächen dafür in der
Deutschen Bucht ausgewiesen. Bei der Gewinnung von Wasserstoff wird das
Meerwasser entsalzt. Es entstehen Sole und Abwärme mit höheren
Temperaturen. Nach dem Stand moderner Technologien wird beides zurück ins
Meer geleitet. Durch diesen Eintrag steigt sowohl die Salzkonzentration
als auch die Temperatur des Wassers im Umkreis von mehreren hundert Metern
um die Plattform. Lokal können Temperaturschwankungen von mehr als 2 Grad
Celsius auftreten. „Das kann das lokale Ökosystem entscheidend
beeinflussen“, sagt Christiansen.

Seine Forschungsergebnisse umfassen auch Lösungsansätze, wie sich der
Fußabdruck der Offshore-Windenergie und der Wasserstoffproduktion durch
technologische Anpassungen verringern ließe. „So zeigt sich zum Beispiel,
dass die Eintragungstiefe von Sole und Abwärme entscheidend für deren
Ausbreitung und Verdünnung ist, während größere Turbinenabstände die
Effekte der Windparks reduzieren könnten.“

Die Auszeichnung mit dem Kurt-Hartwig-Siemers-Preis ist für Christiansen
eine besondere Anerkennung. „Wir haben dadurch die Möglichkeit, unsere
Forschung in die Öffentlichkeit zu bringen. So können wir ein Verständnis
dafür schaffen, welchen ökologischen Fußabdruck die Offshore-
Energieerzeugung in der Nordsee hinterlassen könnte.“ Er hofft, dass die
Erkenntnisse bei dem Bau neuer Offshore-Parks für Windkraft und
Wasserstoffproduktion berücksichtigt werden.