MODELLEN MOETEN INZICHT BIEDEN IN GEVOLGEN VAN WINDPARKEN OP ECOLOGIE NOORDZEE

Iedere windmolen op zee beïnvloedt op zeer lokaal niveau het leven in het water. Zo groeien er bijvoorbeeld mossels, anemonen en zeewier aan, en hun uitwerpselen en resten zinken naar de bodem, die daardoor verrijkt raakt met nutriënten. Maar de verschillen tussen individuele windmolens zijn groot. Johan van der Molen, oceanograaf bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ): “In het ene gebied gedragen waterbewegingen zich anders dan in het andere gebied en dat werkt door op het ecosysteem.”

Betrouwbaar opschalen

Van der Molen wil via zijn wiskundige modellen leren begrijpen hoe je de effecten van individuele windturbines kunt vertalen naar de gevolgen voor een heel windpark, of zelfs meerdere windparken. Maar het is onmogelijk om het hoge detailniveau van een model voor één windmolen te vermenigvuldigen naar honderden of zelfs duizenden exemplaren. Van der Molen: “Dat kost zoveel rekenkracht, dat kunnen de huidige computers niet aan. Dus wat we willen weten, is op welke manier we die effecten wél kunnen vastleggen in onze computermodellen. Wat kunnen we leren van een kleinschalig fijnmazig model om betrouwbaar op te kunnen schalen naar grootschaliger modellen?”

Plexiglazen meetkoepels

Om te beginnen waren in de eerste anderhalf jaar van het drie jaar durende onderzoek vooral veel metingen nodig aan de stofwisseling van mossels en anemonen. “Mossels filteren ontzettend veel water. Daarmee halen ze fytoplankton - algen - uit de waterkolom, maar tegelijkertijd ook het sediment. We onderzoeken de filtreercapaciteit en de stofwisseling van de mossels. We gebruiken speciaal daarvoor ontwikkelde meetkoepels, plexiglazen halve bollen met meetapparatuur erin. Gedurende bijvoorbeeld een uur sluiten we een volume water af van de buitenwereld en kunnen we de veranderingen in het water in de koepel meten.”

De meetkoepel is in de zomer van 2021 getest op scheepswrakken voor de Nederlandse kust. Van der Molen: “Uiteindelijk zullen metingen worden gedaan in een Belgisch windpark, want in Nederlandse windparken is het heel moeilijk daarvoor toestemming te krijgen.”

Minder algen door troebelheid

Ook de hydrodynamica is een belangrijke factor voor het model van Van der Molen. “Die modelleren we via de stroming en wervelingen die turbines opwekken.” En de effecten van de ‘opwoeling’ van sediment. “Opwoeling veroorzaakt troebelheid, waardoor zonlicht minder goed kan doordringen. Algen krijgen minder licht, waardoor ze minder goed groeien, terwijl ze aan de basis staan van de voedselketen. Dat is nog niet of nauwelijks gemonitord in windparken. De troebelheid hebben we bekeken via bestaande satellietwaarnemingen.”

Kennis voor beleid

Naast het ontwikkelen van een betrouwbaar model met een groot geografisch bereik, beoogt het project ook om samen met de overheid te kijken naar beslissingsprocessen voor het plaatsen en managen van windparken. Van der Molen: “We onderzoeken hoe onze nieuwe kennis mee te nemen is in beleid. Bij nieuwe concessies voor de ontwikkeling van windparken hopen we toestemming te krijgen voor onderzoek aan windmolens in het Nederlandse deel van de Noordzee.”

En dat is hard nodig volgens Van der Molen. “Er zijn plannen voor veel meer windparken op zee, zonder dat we goed weten wat de invloed is op het ecosysteem Noordzee of in welke gebieden die invloed het kleinst is. Gelukkig komt er meer ruimte voor ecosysteem onderzoek bij de volgende grote parken die geplaatst gaan worden.”

Consortium

In het project Effects of windfarms on the marine ecosystem, and implications for governance werken het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) samen met consortiumpartners Deltares, Wageningen Marine Research, het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) en gasbedrijf Neptune Energy.