Reallabor 70 GW Offshore Wind
Unsere Mission
Um die Klimaschutzziele zu erreichen, müssen wir unser Energiesystem grundlegend verändern. Es wird immer deutlicher, dass der Erfolg dieser Transformation stark von der nachhaltigen Nutzung und dem umweltfreundlichen Betrieb der Offshore-Windenergie abhängt. Sie ist ein entscheidendes Schlüsselelement, um nachhaltige Entwicklungsziele zu erreichen.
Windenergie-Forschung ist ein entscheidendes Schlüsselelement, um den Offshore-Ausbau auf 70 GW bis 2045 zu realisieren
Deutschland hat sich verpflichtet, bis zum Jahr 2045 insgesamt 70 Gigawatt Offshore-Windenergie bereitzustellen. Aktuelle Forschungen zeigen jedoch, dass die bisher vorgesehenen Flächen in der Deutschen Bucht nicht ausreichen, um dieses Ziel zu erreichen. Deshalb sind technische Innovationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette nötig – von den Windenergieanlagen (WEA) bis hin zu den Offshore-Windparks (OWP).
Im Reallabor finden wir gemeinsam Lösungen, um die Offshore-Windenergie erfolgreich auszubauen und gleichzeitig die Interessen aller Beteiligten zu wahren.
Diese Innovationen sind ein bisher wenig genutzter Hebel, um den maritimen Raum effizienter zu nutzen und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu minimieren. Derzeit stehen verschiedene Nutzungen und Schutzansprüche wie Schifffahrt, Fischerei, Militär und Umweltschutz in direkter Konkurrenz zur Windenergie. Die möglichen Wechselwirkungen und Chancen für eine gemeinsame Nutzung werden dabei noch nicht ausreichend berücksichtigt.
Unser Forschungsprojekt hat das Ziel, konkretes Handlungswissen für Stakeholder aus Verwaltung, Industrie und Politik bereitzustellen. Gemeinsam möchten wir Lösungen finden, um die Offshore-Windenergie erfolgreich auszubauen und gleichzeitig die Interessen aller Beteiligten zu wahren.
Wir schaffen evidenzbasierte, praxisnahe Grundlagen, um nachhaltige Entscheidungen für den großflächigen Ausbau von Offshore-Windenergie zu treffen – und damit langfristig gesellschaftliche Akzeptanz und technologische Innovation zu sichern.
Was ist ein Reallabor?
Ein Reallabor ist ein Ort, an dem wir echte Herausforderungen aus der realen Welt gemeinsam angehen. Dabei arbeiten wir nicht nur wissenschaftlich, sondern entwickeln Lösungen zusammen mit Menschen aus verschiedenen Bereichen wie Verwaltung, Industrie und Zivilgesellschaft. In einem gemeinsamen Prozess („Co-Design“) planen wir die Projekte, setzen sie um („Co-Produktion“) und bewerten die Ergebnisse („Co-Evaluation“).
Wichtig ist dabei, dass wir uns ständig selbst hinterfragen: Erreichen wir unsere Ziele? Müssen wir etwas anpassen? Dieses selbstreflexive Element hilft uns, den Ausbau der Offshore-Windenergie effektiv zu unterstützen und viele unterschiedliche Akteure zusammenzubringen.
Unser Team bringt bereits viele Kontakte und Erfahrungen mit, die wir im Reallabor weiter ausbauen möchten. Die Laufzeit von fünf Jahren gibt uns die Möglichkeit, unsere Forschung Schritt für Schritt zu gestalten. So können wir schon während des Projekts die Ergebnisse gemeinsam bewerten und unsere Ansätze kontinuierlich verbessern.
Innovationsbereiche des Reallabors
Das Reallabor ist in fünf Innovationsbereiche gegliedert, die sich jeweils unterschiedlichen Teilaspekten des Ausbaus der Offshore Windenergie widmen.
Innovationsbereich I – Gesellschaftswissenschaftliche und ökonomische Fragen des Ausbaus der Offshore-Windenergie
Gegenstand von Innovationsbereich I sind die Analyse von Konfliktpotenzialen, Chancen und Gelingensbedingungen des Offshore- Ausbaus, die Gestaltung der notwendigen Beteiligungsprozesse sowie die Bewertung der Ausbauziele unter verschiedenen techno-ökonomischen Szenarien. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen ein gesellschaftlich und ökonomisch tragfähiges, sozial gerechtes und ökologisch verträgliches Meeres- und Küstenmanagement ermöglichen.
- Expert*inneninterviews und Befragungen der verschiedenen Stakeholder
- Konzipierung und Organisation von Dialogformaten, regionale Transferveranstaltungen
- Einbindung und Beteiligung der verschiedenen Stakeholder in die Analyse sowie die Entwicklung von Umsetzungsstrategien
Innovationsbereich II – Nachhaltige maritime Raumplanung und -nutzung der Deutschen Bucht
Gemeinsam mit verschiedenen Stakeholdern aus Forschung, Industrie, Planungsbehörden, Umweltschutzverbände/-behörden und Nutzern des maritimen Raums werden verschiedene Co-Nutzungs-Szenarien entwickelt. Die Ergebnisse werden in internationalen Foren vorgestellt und verglichen, um Befunde zum großskaligen Ausbau auf die gesamte Nordsee übertragen zu können.
- Enge Verzahnung mit IB I, um gesellschaftliche und ökonomische Aspekte in die Bewertung einfließen zu lassen.
- Empfehlungen, wie sich der Ausbau besonders jenseits von 50 GW nachhaltig realisieren lässt.
Innovationsbereich III – Life-Cycle-Management von Offshore-Windenergieanlagen und Windparks
Um bei der Verwirklichung der Offshore-Ausbauziele Handlungsspielräume durch optimierte Betriebsszenarien und Wartungsstrategien zu schaffen, sind Informationen über den Lebenszustand einzelner Windenergieanlagen und Offshore- Windparks unerlässlich. Im Innovationsbereich III werden durch die umfassende Analyse von Struktur- und SCADA-Daten mit innovativen Methoden des Population-based Structural Health Monitoring die notwendigen Grundlagen für zentrale Fragestellungen geschaffen.
- Wartung und Repowering als Grundlage einer techno-ökonomischen Bewertung des erforderlichen Zubaus
- Verlängerung der Restlebensdauer durch optimierte Inspektion und Wartung von Tragstrukturen und Rotorblättern
Innovationsbereich IV – Systemdienliche Integration und Aerodynamik von Offshore Windenergieanlagen und -parks
Die Schwerpunkte liegen auf zwei Offshore Messkampagnen in Windpark-Clustern. Auf dieser Datenbasis sollen Strömungsdynamiken auf unterschiedlichen Skalen rekonstruiert und eine Vorhersage ermöglicht werden. Höhere Windenergieanlagen werden in starke, laminare Winde hineinreichen. Der Interaktion dieser Strömungsbedingungen mit Anlagen und deren Nachläufe wird in anhand von Windkanaluntersuchungen genauer betrachtet.
- Qualitätsgesicherte in-situ Messkampagne in zwei Windparkclustern. Vernetzung mit IB III, IV und V mit Simulationen
- Betriebsoptimierung: Leistung – Netzintegration – Lasten (Betriebsdauer/ kosten)
Innovationsbereich V – Marine Belastungsgrenzen und kumulierte ökologische Folgewirkungen
Das übergreifende Ziel des Innovationsbereichs V ist es, umweltphysikalische Felddaten zu erheben, die als belastbare Grundlage für die Bewertung von Auswirkungen der Offshore-Windenergie auf die marine Umwelt dienen können, um daraus in Synergie mit anderen Forschungsvorhaben umfassende Strategien zu entwickeln, die unerwünschte Auswirkungen der Offshore-Windenergie auf die marine Umwelt erfassen und reduzieren.
- Abschätzung der Wirksamkeit gezielter Verminderungskonzepte („nature inclusive design“, Analyse von „Multi-Use“ Potenzialen)
- Maßgeschneiderte „What-If“-Szenarien für Stakeholder und Entscheidungsträger
EFZN Transfer
Um die Energiewende zu beschleunigen müssen Ergebnisse des Reallabors schnell in Anwendungen in Wirtschaft und Gesellschaft transferiert werden. Dafür bedarf es zielgerichteter Kommunikationsformate mit Zivilgesellschaft, Verwaltung und Politik (Transfer durch Information), der gezielten Unterstützung von energiespezifischen Innovationen und Gründungen (Transfer durch Umsetzung) sowie dem Ausbau energiebezogener wissenschaftlicher Weiterbildung für Fach- und Führungskräfte (Transfer durch Köpfe). „EFZN Transfer“, als Bindeglied aller Forschungsplattformen, erkennt frühzeitig Bedarfe und steuert über ein leistungsfähiges Transfermonitoring und Impact Roadmaps den Erfolg der Energieforschung in Niedersachsen. Die drei Teilbereiche sind:
- EFZN Kommunikation
- EFZN-Academy
- EFZN-Innovation
Die Forschungspartner im Reallabor
Die Herausforderungen und Wissensdefizite für einen verstärkten Ausbau der Windenergie werden auch in den bislang unvollständigen Ansätzen der inter- und
transdiziplinären Zusammenarbeit gesehen. Insbesondere die Einbindung der Zivilgesellschaft und deren Identifikation mit der Entwicklung der Infrastruktur zur Nutzung der Windenergie und deren Co-Nutzungen bedingt eine Herangehensweise und Lösungsfindung sowohl im technischen als auch im sozialen Bereich. Die folgenden Partner arbeiten gemeinsam im Reallabor 70 GW Offshore Wind zusammen:
Das Forschungsprogramm TEN.efzn
TEN.efzn - Das Programm
Mehr als 180 Forschende an 15 niedersächsischen Forschungseinrichtungen werden in den kommenden fünf Jahren im Programm „Transformation des Energiesystems Niedersachsen“ (TEN.efzn) an Lösungen für das Energiesystem der Zukunft forschen.
Gegliedert in sechs eng miteinander verzahnte Forschungsplattformen vereint das Programm die wesentlichen Stärken der niedersächsischen Energieforschung und erschließt darüber hinaus neue innovative Forschungsfelder.
TEN.efzn wird mit rund 58,2 Millionen Euro aus zukunft.niedersachsen gefördert, dem gemeinsamen Wissenschaftsförderprogramm des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur und der VolkswagenStiftung.
Transfer im TEN.efzn
Als niedersächsischer Knotenpunkt für die Energiewende fördert EFZN-Transfer interdisziplinäre Zusammenarbeit und unterstützt den gesamten Prozess: von der Grundlagenforschung über praktische Anwendungsprojekte bis hin zur Umsetzung der Forschungsergebnisse.
Ziele sind:
- Beschleunigung und höhere Akzeptanz für die Energiewende in Niedersachsen.
- Schaffung leistungsfähiger Transferstrukturen für die Energieforschung
- Weiterbildung von Fach- und Führungskräften für die Energietransformation
- Erfolgreiche Energie-Start-ups und technische sowie soziale Energieinnovationen
- Wweltweite Sichtbarkeit und Profilierung der niedersächsischen Energieforschung
Das EFZN
Das Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (EFZN) ist ein gemeinsames wissenschaftliches Zentrum der Universitäten Braunschweig, Clausthal, Göttingen, Hannover und Oldenburg.
Als zentrale niedersächsische Forschungs-, Vernetzungs- und Kommunikationsplattform bündelt es die Energieforschungskompetenzen der Universitätsstandorte aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie Rechts-, Sozial- und Wirtschaftswissenschaften und führt die Akteure der Transformation des Energiesystems aus Wissenschaft, Wirtschaft, Verwaltung, Politik und Zivilgesellschaft zusammen.
Unsere Forschungsprojekte
In jedem Innovationsbereich werden die Forschungsziele in verschiedenen Teilprojekten verfolgt.