Insbesondere mit dem Bau und der Planung von Offshore-Windparks geht die Herausforderung einher, diese Anlagen an das Stromnetz des Festlandes anzuschließen. Dies erfolgt durch Hochspannungs-Energiekabel, die mit speziell ausgerüsteten Schiffen im Meeresboden vergraben werden. Mittlerweile sind eine Anzahl Kabel in Betrieb, jedoch werden für die zukünftigen Windparks in Nord- und Ostsee in den nächsten Jahren zahlreiche weitere Seekabel notwendig. Zudem gewinnen grenzüberschreitende Strom- und Datenkabel stetig an Bedeutung.

Die Netzanbindung der Offshore-Windparke erfolgt in Nord- und Ostsee auf unterschiedliche Weise. Während in der Nordsee kombinierte Wechsel- und Gleichstromsysteme zum Einsatz kommen, werden in der Ostsee derzeit noch ausschließlich Wechselstromsysteme genutzt.

Bei den Offshore-Windparks in der Nordsee wird der erzeugte Wechselstrom auf parkinternen Umspannstationen gesammelt und auf ein höheres Spannungsniveau transformiert. Von den Umspannplattformen wird der Wechselstrom zu einer sog. Konverterplattform weitergeleitet. Dort erfolgt die Umwandlung des Wechsel- in Gleichstrom. Dieser wird per Hochspannungs-Gleichstromsystem (HGÜ) ans Festland transportiert. Dabei ist eine Konverterplattform jeweils für die Anbindung mehrerer Windparke zuständig. Die Übertragung erfolgt mittels HGÜ aufgrund der im Vergleich zu Wechselstromverbindungen geringeren Verluste bei großen Entfernungen.

In der Ostsee erfolgt die Anbindung derzeit aufgrund der geringeren Anzahl von Offshore-Windparken und der geringeren Entfernung zum Land ausschließlich mit Wechselstromsystemen. Allerdings gibt es auch in der Ostsee Planungen zum Einsatz von Gleichstromsystemen.

Genauere Informationen zur Lage geben die Übersichtskarten des BfN zu den Windkraftnutzungsgebieten in der Nordsee und der Ostsee sowie die Nutzungskarten des BSH im Contis-Informationssystem.

Trassenführungen und Planungsgrundsätze für die Verlegung von stromführenden Kabeln in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone von Nord und Ostsee sind im Flächenentwicklungsplan festgelegt.

Weitere Informationen zum Thema Meeresfachplanung und zum Flächenentwicklungsplan finden Sie auf der Website des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrografie (BSH).

Zwar ist dieses Forschungsfeld noch Neuland, jedoch hat es in den letzten Jahren mit dem großflächigen Bau der Offshore-Windparks zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Die Verlegung / Einspülung der Leitungen und die damit verbundenen Sedimentumlagerungen verursachen zunächst einmal den direkten Verlust von Bodenlebensgemeinschaften und bodennah lebenden Fischen. Durch die Trübungsfahnen wird auch die Umgebung beeinträchtigt. Kreuzt ein neu zu verlegendes Kabel ein bestehendes Kabel oder eine Pipeline, sind Kreuzungsbauwerke in Form von Steinschüttungen notwendig. An Standorten mit ursprünglich vorkommenden Weichbodenlebensgemeinschaften wird auf diese Weise künstlich Hartmaterial eingebracht, was die Zusammensetzung der vor Ort vorkommenden Arten verändern kann.

Im Betrieb emittieren die Hochspannungsgleichstromübertragungskabel (HGÜ’s) Wärme und elektromagnetische Felder, weshalb in den letzten Jahren verstärkt die Auswirkungen auf die benthischen Organismen und das umgebende Sediment untersucht wurden. Die Temperaturerhöhung kann sowohl die dort lebenden Organismen in ihrem Stoffwechsel beeinflussen als auch zu einer Veränderung der Zusammensetzung der Bodenlebensgemeinschaft im kabelumgebenden Sediment führen. Eine Temperaturerhöhung von weniger als 2°Kelvin in 20cm unter der Sedimentoberfläche gilt als noch tolerabel. Dies ist in der Regel ab einer Verlegetiefe von 1 bis 1,5m möglich. In den Wattenmeer-Nationalparken und den Küstenmeeren der deutschen Nordsee wird eine Beschränkung der Temperaturerhöhung auf weniger als 2° Kelvin in 30 cm unter der Sedimentoberfläche gefordert.

Dieses so genannte 2 K-Kriterium muss gemäß den Genehmigungsverfahren für das Verlegen und den Betrieb von Seekabeln eingehalten werden.

Neben der Bodenerwärmung können auch die elektromagnetischen Felder problematisch sein: so ergaben Untersuchungen vor Großbritannien, dass die emittierten elektromagnetischen Felder der Seekabel Einfluss insbesondere auf das Jagdverhalten und die Orientierung von bodennah lebenden Haien und Rochen haben können. Auch das Verhalten von Wanderfischarten, die sich an Magnetfeldern orientieren, kann beim Überqueren der Kabel beeinflusst werden, wie Studien am dänischen Windpark Nysted zeigten. Hier besteht nach wie vor Forschungsbedarf.

Neben den unterseeischen Stromkabeln, laufen bereits mehrere Kommunikationskabel durch die deutsche AWZ. Durch ihre, im Gegensatz zur Satellitenübertragung, geringe Störanfälligkeit haben sich Glasfaserkabel als ideal für den Transport von Daten zwischen Ländern und Kontinenten herausgestellt. Im Zuge der heutigen Entwicklung sind immer größere Datenmengen zu bewältigen. Damit ist klar, dass es in Zukunft weitere Projekte zur Verlegung von Datenkabel in den deutschen Gewässern geben wird.

Die Auswirkungen bei der Verlegung und dem Betrieb von Kommunikationskabeln ähneln denen von Stromkabeln, jedoch sind zum Beispiel die Durchmesser von Datenkabeln und die für den Betrieb – auch von Glasfaserkabeln – notwendige Versorgung mit elektrischem Strom deutlich geringer als bei Energiekabeln. Ihre Verlegung ist in der Regel deutlich schneller möglich und verlangt weniger invasive Technik.