ORC Funding for impacts offshore wind farms North Sea

Changing ecosystem due to human activities

The construction of offshore wind farms, climate change, fishing and other human activities have a major impact on life in the North Sea: the marine ecosystem is changing with unprecedented speed and scale. The Netherlands has the ambition to expand wind energy production to 11.5 gigawatts (GW) by 2030 and to more than 70 GW by 2050. Other northern European countries have similar ambitions, generating many times more energy from wind by 2050 than they do today. The research project NO REGRETS will provide impactful scientific knowledge on the potential ecological impacts of this large-scale expansion in renewable energy generation in the North Sea.

Understanding broad ecological impacts

Biological Oceanographer Prof. Myron Peck at the Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ) is the coordinator of the program. “Climate change and wind farms will interact to have multiple impacts on marine ecosystems. These include physical characteristics such as the flow of water, the way water layers mix, the amount of light penetrating the water and where and when nutrients are available. And these, in turn, directly affect marine life: the amount of planktonic plants and animals, the richness of bottom-dwelling consumers such as shellfish, to the health of top predators such as fish, birds and marine mammals.”

Much research has already been done on the effect of wind farms on some animal species, Peck says. “However, we lack a broader understanding such as potential changes to the whole food web -  how, for example, wind farms can influence how energy moves through the system from phytoplankton to top predators. We need to make comparisons of these broader ecological aspects within, close to, and far outside of wind farms.”

In the coming years, the researchers will combine new scientific knowledge from research cruises and historical measurements to predict the potential changes of large-scale wind energy production and climate change on the productivity, biodiversity and other ecological aspects of the North Sea. Important as well is how these changes may translate to economic impacts on other sectors such as the fishing industry.

Future scenarios

Some of the work will involve computer modeling of possible future scenarios. In doing so, the researchers will be able to estimate what ecological trade-offs exist from different plans of upscaling offshore wind energy . Peck: “Right now, for example, some partners in our project have conducted modeling on the potential outcomes of shellfish farming and restoration in warmer North Sea waters expected in the future.”

An inevitable question will be what happens when the wind turbines are decommissioned after their decades of operation. “Wind farms affect marine life in several ways,” Peck says. “One way the alter the ecosystem is by providing new bottom habitats which host a greater variety of species. And as wind farm areas are closed to bottom trawling, you indirectly protect fish. So the question then is what you will destroy by removing turbines at the end of their lifespan.”

Concrete advice

Ultimately, Peck and his colleagues hope to provide the government, industry and other stakeholders with concrete advice on marine spatial planning of the North Sea. Peck: “For example, about the location of wind farms. Should you build them close to the coast or further away? And then are networks of wind farms best if they are close together, or do you spread them out? Another important sector is fishing. It is important for fishermen to know where they will be in a few decades and how they can possibly adapt in order to still be able to live off the sea in 30 years.”

6,7 miljoen voor onderzoek naar langetermijneffecten van windmolenparken in Noordzee

Een consortium van Nederlandse wetenschappers start een vijfjarig onderzoeksproject naar de effecten van offshore windparken op de ecologie en economische activiteiten in de Noordzee. NWO heeft het project NO REGRETS 6,7 miljoen euro toegekend.

Veranderend ecosysteem door menselijke activiteiten

De bouw van windmolenparken op zee, klimaatverandering, visserij en andere menselijke activiteiten hebben een grote impact op het leven in de Noordzee: het mariene ecosysteem verandert met ongekende snelheid en schaal. Nederland heeft de ambitie om de productie van windenergie uit te breiden tot 11,5 Gigawatt (GW) in 2030 en tot meer dan 70 GW in 2050. Andere Noord-Europese landen hebben vergelijkbare ambities om in 2050 vele malen meer energie uit wind op te wekken dan nu. Het onderzoeksproject NO REGRETS zal impactvolle wetenschappelijke kennis opleveren over de mogelijke ecologische gevolgen van deze grootschalige uitbreiding van het opwekken van hernieuwbare energie in de Noordzee.

Inzicht in brede ecologische effecten

Biologisch oceanograaf prof. Myron Peck van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) is de coördinator van het programma. “Klimaatverandering en windmolenparken zullen in wisselwerking meerdere effecten hebben op mariene ecosystemen. Het gaat onder meer om fysieke kenmerken zoals de stroming van het water, de manier waarop waterlagen zich vermengen, de hoeveelheid licht die het water binnendringt en waar en wanneer voedingsstoffen beschikbaar zijn. En deze hebben op hun beurt weer een directe invloed op het zeeleven: van de hoeveelheid plantaardig en dierlijk plankton en de rijkdom van consumenten zoals schelpdieren die op de bodem leven tot de gezondheid van toppredatoren zoals vissen, vogels en zeezoogdieren.”

Er is al veel onderzoek gedaan naar het effect van windmolenparken op sommige diersoorten, zegt Peck. “Maar we missen een breder begrip van bijvoorbeeld mogelijke veranderingen in het hele voedselweb - hoe windmolenparken bijvoorbeeld invloed kunnen hebben op hoe energie zich door het systeem beweegt, van fytoplankton tot toppredatoren. We moeten vergelijkingen maken van deze bredere ecologische aspecten binnen, dichtbij en ver buiten windparken.”

De komende jaren zullen de onderzoekers nieuwe wetenschappelijke kennis van onderzoekscruises en historische metingen combineren om de mogelijke veranderingen van de grootschalige productie van windenergie en klimaatverandering op de productiviteit, biodiversiteit en andere ecologische aspecten van de Noordzee te voorspellen. Belangrijk is ook hoe deze veranderingen zich kunnen vertalen naar economische gevolgen voor andere sectoren zoals de visserij.

Toekomstscenario's

Een deel van het werk zal bestaan uit computermodellen van mogelijke toekomstscenario's. Op die manier kunnen de onderzoekers inschatten welke ecologische compromissen er bestaan tussen verschillende plannen voor het opschalen van windenergie op zee. Peck: “Op dit moment hebben sommige partners in ons project bijvoorbeeld de mogelijke uitkomsten van schelpdierkweek en -herstel in warmere Noordzeewateren gemodelleerd die in de toekomst worden verwacht.”

Een onvermijdelijke vraag is wat er gebeurt als de windturbines na tientallen jaren buiten bedrijf worden gesteld. “Windmolenparken hebben op verschillende manieren invloed op het zeeleven”, zegt Peck. “Eén manier waarop ze het ecosysteem veranderen is door nieuwe habitats op de bodem te creëren die een grotere variatie aan soorten herbergen. En omdat gebieden met windparken gesloten zijn voor bodemsleepnetten bescherm je indirect vissen. De vraag is dus wat je vernietigt door turbines aan het einde van hun levensduur te verwijderen.”

Concreet advies

Uiteindelijk hopen Peck en zijn collega's de overheid, de industrie en andere belanghebbenden te voorzien van concreet advies over maritieme ruimtelijke ordening van de Noordzee. Peck: “Bijvoorbeeld over de locatie van windparken. Moet je ze dicht bij de kust bouwen of verder weg? En zijn netwerken van windparken dan het beste als ze dicht bij elkaar staan, of spreid je ze? Een andere belangrijke sector is de visserij. Voor vissers is het belangrijk om te weten waar ze over een paar decennia staan en hoe ze zich eventueel kunnen aanpassen om over 30 jaar nog steeds van de zee te kunnen leven.”

Onderzoek op routes door consortia

NO REGRETS is een acroniem van 'NOrth Sea Renewable Energy: Gaining the Required Ecological Knowledge for the TranSition'. Het is een NWA-ORC project van de Blauwe Route (uit ronde 2023 van de NWA): Onderzoek op Routes door Consortia van de Nationale Wetenschapsagenda, een financieringsinstrument van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Bij het project zijn 15 partners betrokken: 8 Nederlandse universiteiten en 7 onderzoeksinstituten. Daarnaast wordt er samengewerkt met stakeholders zoals Rijkswaterstaat en de visserij.