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Gemeinsamer Abschlussbericht Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH Büsum Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Machbarkeitsstudie im Auftrag der Wirtschaftsförderung und Technologietransfer Schleswig-Holstein GmbH Antragsnummer: 123 17 004 Dieses Projekt wurde gefördert nach den Richtlinien für die Gewährung von Zuwendungen zur Förderung anwendungsorientierter Forschung, Innovationen, zukunftsfähigen Technologien und des Technologie- und Wissenstransfers in Schleswig-Holstein (FIT-Richtlinie) Geisler, R. a , Schulz, C. b,c , Michl, S.C. b , Strothotte, E. d a Fachbereich Maschinenwesen der Fachhochschule Kiel b Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH, Büsum c Institut für Tierzucht und Tierhaltung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel d Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH Juli 2018

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Page 1: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Gemeinsamer Abschlussbericht

Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH Büsum

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Machbarkeitsstudie im Auftrag der

Wirtschaftsförderung und Technologietransfer Schleswig-Holstein GmbH

Antragsnummer: 123 17 004

Dieses Projekt wurde gefördert nach den Richtlinien für die Gewährung von Zuwendungen zur Förderung anwendungsorientierter Forschung, Innovationen, zukunftsfähigen Technologien und

des Technologie- und Wissenstransfers in Schleswig-Holstein (FIT-Richtlinie)

Geisler, R.a, Schulz, C.b,c, Michl, S.C.b, Strothotte, E.d

a Fachbereich Maschinenwesen der Fachhochschule Kiel b Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH, Büsum

c Institut für Tierzucht und Tierhaltung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel d Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH

Juli 2018

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 I

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ....................................................................................................................... 1

1.1 Anlass der Machbarkeitsstudie und Projektauftrag ............................................................ 1

1.1.1 Situation der Raumnutzung in der Nordsee, Potentiale-Konflikte (FuE) ......................... 2

1.1.2 Wirtschaftliche Situation der maritimen Flora und Fauna und der Aquakultur international, bundesweit, landesweit (FuE) .................................................................... 6

1.1.3 Überblick der wichtigsten Aquakulturarten und Haltungsformen international, bundesweit, landesweit (GMA) ........................................................................................ 9

1.2 Ziel der Machbarkeitsstudie ................................................................................................. 11

1.3 Rahmenbedingungen ............................................................................................................. 13

1.3.1 Projektpartner ................................................................................................................. 13

1.3.1.1 FuE-Zentrum Fachhochschule Kiel GmbH .................................................................................. 13

1.3.1.2 Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH Büsum ........................................................................ 14

1.3.2 Kurzbeschreibung Standort FINO3 (FuE) ...................................................................... 14

1.4 Methodik zu Recherche und Bewertungsmodell der technischen und betrieblichen Parameter (FuE) .................................................................................................................. 17

1.4.1 Strategisches Vorgehen und Forschungsdesign (FuE) ................................................... 17

1.4.2 Grundsätzliche Methodik zur Auswahl (FuE) ................................................................ 19

1.5 Methodik zu Recherche und Bewertungsmodell der biologischen Parameter (GMA) ... 21

1.5.1 Kernprämissen zur Kandidatenauswahl ......................................................................... 21

1.5.2 Beschreibende Parameter möglicher Kandidatenorganismen ........................................ 22

1.5.3 Biotische und abiotische Umweltfaktoren am Standort FINO3 ..................................... 22

1.5.4 Identifikation geeigneter Nutzungsszenarien ................................................................. 24

1.6 Glossar und Nomenklatur ..................................................................................................... 25

2 Recherche zur aktuellen Situation der Offshore Aquakultur ................................ 26

2.1 Übersicht Windparks weltweit, Europa, Nordsee (FuE, AP1) .......................................... 26

2.1.1 Übersicht zu Windparkanlagen weltweit und an europäischen Küsten .......................... 26

2.1.2 Übersicht Windparks in Deutschland ............................................................................. 27

2.2 Übersicht Offshore-Aquakultur (FuE, AP1; GMA, AP1) .................................................. 29

2.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung (FuE) ................................................................................... 29

2.2.2 Offshore-Aquakultur im internationalen Vergleich (GMA) ........................................... 30

2.3 Potentielle Konflikte mit anderen Offshore-Nutzern (FuE) .............................................. 34

2.4 Stand der Technik technischer Konzepte für Offshore-Aquakultur (FuE, AP1) ............ 35

2.4.1 Technische Anforderungen an die Offshore-Aquakultur im Vergleich zur Onshore-Aquakultur (FuE) ............................................................................................................ 35

2.4.2 Vorhandene Anlagendesigns: Fische, Algen, Muscheln (FuE) ...................................... 36

2.4.2.1 Fische in Netzgehegen.................................................................................................................. 36

Page 4: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

II Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

2.4.2.2 Makroalgen in Ringsystemen ....................................................................................................... 40

2.4.2.3 Muscheln an Pfählen, Langleinen, in Bodenkäfigen .................................................................... 42

2.4.3 Vorhandene Multi-Use Konzepte für Aquakultur und Windkraft (FuE) ........................ 44

2.4.4 Technische und betriebliche Situation am Standort FINO3 (FuE) ................................. 50

2.5 Literaturrecherche zu biologischen Nutzungskonzepten für Offshore-Aquakultur (GMA, AP1) .......................................................................................................................... 53

3 Identifizierung und Analyse für FINO3 geeigneter Konzepte (Nutzungsszenarien) ....................................................................................................................................... 65

3.1 Einschätzung der biotischen und abiotischen Bedingungen am Standort FINO3 (GMA, AP2) ....................................................................................................................................... 65

3.1.1 Sauerstoff ........................................................................................................................ 65

3.1.2 Temperatur ...................................................................................................................... 67

3.1.3 Salinität ............................................................................................................................ 69

3.1.4 Chlorophyll-a .................................................................................................................. 70

3.1.5 Trübung ........................................................................................................................... 71

3.1.6 Nitrit & Nitrat .................................................................................................................. 72

3.1.7 Seegangshöhe .................................................................................................................. 73

3.1.8 Strömung ......................................................................................................................... 74

3.2 Scoring-Modell (FuE, AP2) .................................................................................................... 75

3.2.1 Wahl des Scoring-Modells .............................................................................................. 75

3.2.2 Gliederung und Kriterien des Scoring-Modells .............................................................. 76

3.2.3 Gewichtung ..................................................................................................................... 76

3.2.4 Punktevergabe ................................................................................................................. 77

3.2.5 Ermittlung des Scores ...................................................................................................... 77

3.3 Identifikation möglicher Nutzungskonzepte (Nutzungsszenarien) am Standort FINO3 aus biologischer Sicht (GMA, AP3) .................................................................................... 80

3.3.1 Nutzungsszenario 1: Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen ................................ 81

3.3.2 Nutzungsszenario 2: Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege ......... 83

3.3.3 Nutzungsszenario 3: Makroalgen (Zuckertang, Saccharina latissima) an Langleinen .. 86

3.3.4 Nutzungsszenario 4: IMTA – Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen .............. 88

3.3.5 Nutzungsszenario 5: Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen ................. 88

3.4 Identifizierung und Analyse für FINO3 geeigneter Konzepte (Nutzungsszenarien) aus technischer Sicht (FuE, AP2) .............................................................................................. 90

3.4.1 Nutzungsszenario 1: Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen ................................ 91

3.4.2 Nutzungsszenario 2: Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege ......... 95

3.4.3 Nutzungsszenario 3: Makroalgen (Saccharina latissima) an Langleinen ....................... 98

3.4.4 Nutzungsszenario 4: IMTA - Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen ............... 99

3.4.5 Nutzungsszenario 5: Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen ............... 101

Page 5: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 III

3.5 Identifizierung und Analyse für FINO3 geeigneter Konzepte (Nutzungsszenarien) aus betriebswirtschaftlicher und rechtlicher Sicht (FuE, AP2) ........................................... 104

3.5.1 Nutzungsszenario 1: Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen ............................. 105

3.5.2 Nutzungsszenario 2: Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege ...... 106

3.5.3 Nutzungsszenario 3: Makroalgen (Saccharina latissima) an Langleinen .................... 108

3.5.4 Nutzungsszenario 4: IMTA – Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen ............ 109

3.5.5 Nutzungsszenario 5: Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen .............. 110

3.6 Bewertung der einzelnen Nutzungsszenarien mit Zusammenfassung (FuE, AP2; GMA, AP3) ..................................................................................................................................... 111

3.6.1 Bewertung aus biologischer Sicht ................................................................................ 111

3.6.2 Bewertung aus technischer Sicht .................................................................................. 115

3.6.3 Aus wirtschaftlich/politischer Sicht .............................................................................. 116

3.6.4 Gesamtbewertung ......................................................................................................... 119

3.7 Fazit: Ergebnis der Identifikation geeigneter Nutzungsszenarien (FuE, AP2; GMA, AP3) ..................................................................................................................................... 119

3.7.1 Fazit aus technischer Sicht (FuE) ................................................................................. 119

3.7.2 Fazit aus biologischer Sicht (GMA) ............................................................................. 120

4 Prüfung der ausgewählten Nutzungsszenarien für ein Pilotprojekt am Standort FINO3 ......................................................................................................................... 122

4.1 Aktueller rechtlicher Rahmen für technische Aspekte in der Offshore- Aquakultur (FuE) ................................................................................................................................... 122

4.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ausgewählter technischer Offshore-Aquakultur-Konzepte (Nutzungsszenarien) (FuE, AP3; beinhaltet auch: GMA, AP5) ................... 123

4.2.1 Nutzungsszenario mit bestem Scoring .......................................................................... 123

4.2.2 Wachstum der Miesmuschel (GMA) ............................................................................ 128

5 Risiko-/Gefahrenanalyse (FuE, AP4) ...................................................................... 130

5.1 Abschätzung technischer und betrieblicher Risiken des ausgewählten Nutzungsszenarios (FuE, AP4) .......................................................................................................................... 130

5.1.1 Methode der Risiko-/Gefahrenanalyse ......................................................................... 130

5.1.2 Ergebnisse Risikoidentifikation, Risikoassessment und Risikomanagement ............... 132

5.1.3 Gesamtabschätzung, Risikokommunikation und Fazit ................................................. 135

6 Abschätzung der Eingriffsfolgen des ausgewählten Nutzungsszenarios aus biologischer Sicht (GMA, AP4) ................................................................................ 138

6.1 Standortbetrachtung im Ökosystem Deutsche Bucht ....................................................... 138

6.2 Mögliche Auswirkungen einer Miesmuschelkultur auf das Ökosystem und rechtliche Rahmenbedingungen ......................................................................................................... 139

6.2.1 Rechtlicher Rahmen der Eingriffsfolgenabschätzung .................................................. 140

6.2.2 Auswirkungen auf Wassersäule und Nährstoffhaushalt ............................................... 143

Page 6: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

IV Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

6.2.3 Auswirkungen auf Sediment und Benthosbewohner .................................................... 144

6.2.4 Interaktion mit anderen marinen Organismen ............................................................... 146

6.2.5 Kumulative Effekte ....................................................................................................... 148

6.3 Fazit der Eingriffsfolgenabschätzung ................................................................................. 148

7 Laufender Austausch mit dem Kooperationspartner GMA (FuE, AP5) ............ 150

7.1 Zeitlicher Ablauf der Projektdurchführung ...................................................................... 150

7.2 Methoden der Zusammenarbeit und Ergebnispräsentation ............................................ 151

7.3 Chronologie des Projektverlaufs ......................................................................................... 151

8 Zusammenfassung der Ergebnisse und Dokumentation (FuE, AP6 & GMA, AP6) ..................................................................................................................................... 153

8.1 Dokumentation ...................................................................................................................... 153

8.2 Zusammenfassung ................................................................................................................ 153

9 Handlungsempfehlung und Ausblick (FuE) ........................................................... 161

10 Literaturverzeichnis ................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.

Page 7: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 V

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Vorgehensweise zur Erstellung der Machbarkeitsstudie, Quelle: (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH 2016) ................................................................................................................................................. 1

Abbildung 2a: Darstellung der Intensität und Vielfalt der bestehenden und geplanten Nutzungsformen in der Nordsee, Stand 7.6.2017, Quelle: (BSH 2017a) ................................................................................. 3

Abbildung 3a: Darstellung der Intensität und Vielfalt der Nutzungsformen in der AWZ Deutschlands in der Nordsee, Stand: 7.6.2017, Quelle: (BSH 2017a) ................................................................................ 5

Abbildung 4: Weltweite Produktion der Aquakultur (Mio t) der Jahre1995-2015 aufgeteilt nach Kontinenten (Quelle: FAO 2016) ................................................................................................................. 7

Abbildung 5: Weltweite Produktion der Aquakultur (Mio US $) der Jahre1995-2015 aufgeteilt nach Kontinenten (Quelle: FAO 2016) ................................................................................................................. 7

Abbildung 6: Mengen und Erträge der Hochsee- und Küstenfischerei in Schleswig-Holstein 1995-2015 (Quelle LLUR 2016) ..................................................................................................................................... 9

Abbildung 7: Globale Produktion der wichtigsten Aquakulturarten in 2015. Prozentuale Verteilung der Produktionsmenge in Mio. t (links). Prozentuale Verteilung des Produktionswerts in Mrd. US$ (rechts). Quelle: Subasinghe 2017. ............................................................................................................. 10

Abbildung 8: Prozentuale Anteile (Produktionsvolumen) der einzelnen Produktionsorganismen in der europäischen Aquakultur 2014. Modifiziert nach: Bostock und Clarke 2017. ........................................... 11

Abbildung 9a: Lage der Forschungsplattform FINO3 in der Nordsee; (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH 2017a).......................................................................................................................................................... 15

Abbildung 10: Ansicht der Plattform FINO3 (Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH 2017)........................................................................................................................................ 16

Abbildung 11: Zeichnung FINO3 mit Messeinheiten. © 2017 Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie .............................................................................................................................................. 23

Abbildung 12: Bewertung von Häufigkeit und Dauer der Messwerte anhand einer Punkteskala von 1 bis 9. ............................................................................................................................................................ 24

Abbildung 13: Überblick der Windparks aller Entwicklungsstufen in Europa. Das Kreisdiagramm zeigt die Anteile der Entwicklungsstufen in %., Stand 29.6.2015 (EEA 2015) .................................................. 27

Abbildung 14: Übersicht Offshore Windparks Deutschland, Stand Januar 2017 (IWR 2017, 2017) ........ 27

Abbildung 15: Karte der Offshore-Windparks in der deutschen AWZ, Nordsee. Quelle: (Buck und Langan 2017a), modifiziert nach (Gimpel et al. 2015) ............................................................................... 28

Abbildung 16: Abnahme der Wellenenergie mit der Wassertiefe .............................................................. 35

Abbildung 17: Selfsupporting cage, Firma Innovasea ................................................................................ 37

Abbildung 18: Das Aquapod Netzgehege (Quelle: (InnovaSea 2017; Goudey et al. 2009) ...................... 38

Abbildung 19: The Egg ist ein neues Konzept zur Aufzucht von Fischen/ Lachsen des norwegischen Aquakulturunternehmens Hauge-Aqua ....................................................................................................... 39

Abbildung 20: Offshore-Aquakulturanlage Ocean Farm 1 der Firma SalMar (Quelle: SalMar 2017) ...... 40

Abbildung 23: Verschiedene getestete Designs zur Kultivierung von Makroalgen in Windparks. a) Ringsystem, b-d und h-l) Einzelkomponenten des Ringsystems, e) Langleinendesign, f) Leiter-Anordnung, g) Gitter-Anordnung (Quelle: Buck & Langan 2017) ............................................................ 41

Abbildung 24: Makroalge Laminaria saccharina an einem Ringsystem für die Offshore-Aquakultur im Hafen von Helgoland (Quelle: AWI/Dr. Cornelia Buchholz) .................................................................... 42

Page 8: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

VI Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Abbildung 25: Bouchot-Methode zur Kultivierung von Miesmuscheln in Frankreich (Quelle: Delalande-Peche, 2017) ............................................................................................................................... 43

Abbildung 27: Beispiele für künstliche Riffe in der Adria. (1) und (2) Pyramidenanordnung, (3) Verbindungen für Langleinen und (4) Käfige für Muschelzucht. Quelle: (Bombace et al. 2000); (Tassetti et al. 2015) .................................................................................................................................... 44

Abbildung 28: Beispiele für potentielle Multi-Use-Konzepte von Offshore-Windkraft- und Aquakulturanlagen. Quelle: Buck et al. 2008.............................................................................................. 45

Abbildung 29: Lage der Projektanlage Kriegers Flak mit Wassertiefenangaben im Rahmen des EU-Projekts MERMAID .................................................................................................................................... 46

Abbildung 30: Design der Multi-Use-Anlage im EU-Projekt H2Ocean ..................................................... 48

Abbildung 31: Design der Multi-Use-Anlage „Green & Blue“ vor Kreta im EU-Projekt TROPOS ......... 49

Abbildung 32: Design der Multi-Use-Anlage Green & Blue Taiwan im EU-Projekt TROPOS ................ 49

Abbildung 33: Sauerstoffsättigung .............................................................................................................. 66

Abbildung 34: Sauerstoffkonzentration ...................................................................................................... 67

Abbildung 35: Wassertemperatur ................................................................................................................ 68

Abbildung 36: Salinität ................................................................................................................................ 70

Abbildung 37: Chlorophyll-a Konzentration ............................................................................................... 71

Abbildung 38: Wassertrübung ..................................................................................................................... 72

Abbildung 39: Nitrat-Konzentration ........................................................................................................... 73

Abbildung 40: Seegangshöhe ...................................................................................................................... 74

Abbildung 41: Strömungsgeschwindigkeit ................................................................................................. 75

Abbildung 42: Chlorophyll-a Konzentrationen und Temperaturbedingungen am Standort ..................... 129

Abbildung 43: Vier Komponenten der Risikoanalyse modifiziert nach (GESAMP 2008). ..................... 130

Abbildung 44: Verhältnis zwischen Eintrittswahrscheinlichkeit und erwarteter Auswirkung für jedes betrachtete Ereignis ................................................................................................................................... 136

Abbildung 45: Lage der Forschungsplattform FINO3 in der Deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) und Nähe zum Natura 2000-Schutzgebiet „Sylter Außenriff – Östliche Deutsche Bucht“ (Lage FINO3 nicht maßstabsgetreu). ............................................................................ 138

Abbildung 46: Schema der verschiedenen Berechnungsparameter zur Modellierung der Verteilungsmuster- und geschwindigkeit von Partikeln aus einer Langleinenkultur. Aus: Hartstein und Stevens (2005). .......................................................................................................................................... 145

Page 9: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Ergebnisse der Befragung von Experten aus verschiedenen Bereichen der aquatischen Ressourcennutzung über die Einschätzung der Machbarkeit einer Offshore-Aquakulturanlage in der Nordsee und die Bereitschaft zur Mitarbeit; Zahlen in Klammern entsprechen der Anzahl befragter Experten ...................................................................................................................................................... 17

Tabelle 2: Biotische und abiotische Umweltfaktoren am Standort. ............................................................ 22

Tabelle 3: Einteilung der betrachteten Messwerte nach Häufigkeit und Dauer während des Messzeitraums. ............................................................................................................................................ 24

Tabelle 4: Übersicht der deutschen Windparks und für die Planung einer Offshore-Aquakultur relevante Faktoren, Stand 9.3.2017 ............................................................................................................. 28

Tabelle 5: Biologische Beschreibung möglicher Kandidatenorganismen für eine Aquakultur am Standort FINO3 ........................................................................................................................................... 54

Tabelle 6: Seegangshöhe signifikant und maximal in m für die Jahre 2014, 2015, 2016, 2017 (April). ... 74

Tabelle 7: Kriterien zur Bewertung der Eignung verschiedener Nutzungsszenarien für die Offshore-Aquakultur am Standort FINO3, Nordsee .................................................................................................. 76

Tabelle 8: Gewichtung der Bewertungskriterien ........................................................................................ 78

Tabelle 9: Grobauswahl aller Kandidatenorganismen unter Berücksichtigung der Standortbedingungen, sowie Produktionsvoraussetzungen. ....................................................................... 80

Tabelle 10: Biologische Bewertung für das Nutzungsszenario „Miesmuschel an Langleinen“ ................. 81

Tabelle 11: Biologische Bewertung für das Nutzungsszenario „Regenbogenforelle im Netzgehege“ ...... 84

Tabelle 12: Biologische Bewertung des Nutzungsszenarios „Makroalgen an Langleinen“ ....................... 86

Tabelle 13: Biologische Bewertung des Nutzungsszenarios IMTA. .......................................................... 88

Tabelle 14: Biologische Bewertung des Nutzungsszenarios „Europäische Auster in Laternennetzen“. .... 88

Tabelle 15: Scoring der einzelnen Nutzungsszenarien aufgrund 22 Bewertungskriterien ....................... 114

Tabelle 16: Kosten und Erlöse einer Miesmuschellangleinenkultur am Standort FINO3. Ziffern entsprechen den Zeilennummern und Buchstaben den Quellen ............................................................... 124

Tabelle 17: Definition der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Risikos ....................................................... 131

Tabelle 18: Klassifikation der Auswirkungen von Risiken auf das Nutzungsszenario ............................ 131

Tabelle 19: Definition des Akzeptanzlevels der Risiken für das Nutzungsszenario ................................ 132

Tabelle 20: Mögliche Risiken, ihre Eintrittswahrscheinlichkeit und deren Auswirkungen auf das ausgewählte Nutzungsszenario Miesmuschel an Langleinen am Standort ............................................... 133

Tabelle 21: Die wichtigsten Effekte einer Muschelaquakultur auf das Ökosystem und ihre Auswirkungen. In grau hinterlegt sind Punkte, welche sowohl negativ als auch positiv – je nach Betrachtung – bewertet werden können. Nach: Gallardi (2014). ............................................................. 139

Tabelle 22. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Wassersäule und Nährstoffhaushalt für den Standort in Bezug auf Merkmale und Deskriptoren nach MSRL. ..................................................... 143

Tabelle 23. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Wassersäule und Nährstoffhaushalt für den Standort in Bezug auf Qualitätskomponenten nach WRRL............................................................... 144

Tabelle 24. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Sediment und Benthos für den Standort in Bezug auf Merkmale und Deskriptoren nach MSRL. .......................................................................... 146

Tabelle 25. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Sediment und Benthos für den Standort in Bezug auf Qualitätskomponenten nach WRRL. ................................................................................... 146

Page 10: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

VIII Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Tabelle 26. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Interaktionen mit weiteren marinen Organismen für den Standort in Bezug auf Merkmale und Deskriptoren nach MSRL. ........................... 147

Tabelle 27. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Interaktionen mit weiteren marinen Organismen für den Standort in Bezug auf Qualitätskomponenten nach WRRL. .................................... 147

Tabelle 28. Tabellarischer Projektplan GMA............................................................................................ 150

Tabelle 29. Tabellarischer Projektplan FuE. ............................................................................................. 151

Page 11: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 1

1 Einleitung

1.1 Anlass der Machbarkeitsstudie und Projektauftrag Die weltweit steigende Nachfrage nach marinen Produkten bei zunehmend überfischten und übernutzten Wildbeständen haben der Aquakultur starken Auftrieb gegeben und führen zu einer Lösungsfindung durch eine Kombination von Offshore-Windenergie und Offshore-Aquakultur (Multi-Use-Konzept). Vor-ranggig hat die küstennahe Aquakultur in den vergangenene Jahrzehnten erheblich zugenommen und da-bei vor allem geschützte und ufernahe Standort genutzt. Diese sind jedoch begrenzt und werden zuneh-mend von konkurrierenden Ressourcen.Nutzern beansprucht. Daher sind weltweit die Bemühungen ge-stiegen, Aquakultur im Offshore-Bereich zu betreiben. Hinzu kommt, dass der neue Wirtschaftszweig Offshore-Windenergie neue Optionen bietet. Die Attraktivität der integrierten Nutzung von Windenergie-anlagen durch angepasste Produktionsverfahren, wie z.B. der Aquakultur, liegt vor allem in der Vermei-dung von Interessenkonflikten mit den Nutzern des Küstenraumes, wie sie besonders in der Nord- und Ostsee bereits bestehen. Die Maritime Wirtschaft bietet neben günstigen Voraussetzungen auch ein viel-fältiges Einsatzpotenzial. Offshore-Aquakultur ist ein sehr geeigneter Ansatz, dem gerecht zu werden. Die Integration von angepassten Aquakulturverfahren im Bereich von Offshore-Windenergie-Anlagen wird bereits seit 20 Jahren in den verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen, wie Biologie, Technik, Ozeanographie, Sozio-Ökonomie und Sozialwissenschaften in Deutschland erforscht. Daraus resultiert, dass Forschungsvorhaben unter realen Offshore-Bedingungen grundsätzlich sehr kos-tenintensiv sind und ein hohes Maß an Planung, Trainings und logistischem Aufwand erfordern. Vor In-stallation einer kostenintensiven Offshore-Aquakultur-Pilotanlage sollten deshalb grundsätzliche Aspekte zur technischen und biologischen Umsetzbarkeit von Offshore-Aquakulturen evaluiert werden. Die Projektpartner „Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH Büsum“ und „Forschungs- und Entwick-lungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH“ haben daher als initialen Schritt die vorliegende Machbar-keitsstudie unter Berücksichtigung der Ausgangslage dieser Branche, der nationalen Gegebenheiten und institutionellen Strukturen ausgearbeitet, um eine Orientierung zur Dimension eines solchen Vorhabens zu geben und die bestehenden Risiken aufzuzeigen sowie diese grob einschätzen zu können. Basierend auf die sich daraus ergebenden Potentiale werden einige Optionen zur nachhaltig wertschöpfenden Nut-zung mariner Organismen identifiziert (Abbildung 1).

Abbildung 1: Vorgehensweise zur Erstellung der Machbarkeitsstudie, Quelle: (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH 2016)

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Seite 2 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

1.1.1 Situation der Raumnutzung in der Nordsee, Potentiale-Konflikte (FuE) Meeresgebiete sind Ressourcen für eine Vielzahl verschiedener ökonomischer und ökologischer Produk-tionsprozesse. Besonders in den Küsten- und Binnengewässern konzentrieren sich die vielfachen Nutzungen und er-schweren die Integration weiterer Nutzungen wie z.B. durch Aquakultur oder lassen sie unmöglich wer-den. Abbildung 2 zeigt eindrucksvoll wie intensiv sowohl die nationalen Hoheitsgewässer als auch die internationalen Gewässer genutzt werden. Da große Gebiete in der südlichen Nordsee und der Deutschen Bucht, davon 35% in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) in der Nordsee, für die Offshore-Windenergie ausgewiesen wurden (Abbildung 3), und folglich z.B. nicht mehr für die Fischerei und Schifffahrt zur Verfügung stehen, wachsen gleichermaßen die Möglichkeiten und Notwendigkeit für eine Co-Nutzung von Windenergie und Aquakultur (Stelzenmuller et al. 2014). Somit würden andere Nutzungsfaktoren von Meeresgebieten, wie z.B. der Fischerei, nicht zusätzlich eingeschränkt. Innerhalb der AWZ kann der angrenzende Küstenstaat in begrenztem Umfang souveräne Rechte und Hoheitsbefug-nisse wahrnehmen, insbesondere das alleinige Recht zur wirtschaftlichen Ausbeutung einschließlich des Fischfangs.

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Abbildung 2a: Darstellung der Intensität und Vielfalt der bestehenden und geplanten Nutzungsformen

in der Nordsee, Stand 7.6.2017, Quelle: (BSH 2017a)

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Abbildung 2b: Legende zur Abbildung 2a: Darstellung der Intensität und Vielfalt der bestehenden und

geplanten Nutzungsformen in der Nordsee, Stand 7.6.2017, Quelle: (BSH 2017a) Die Deutsche Nordseeküste ist vollständig als EU-Schutzgebiet gemäß den Anforderungen der Flora-Fauna-Habitatrichtlinie der Europäischen Gemeinschaft (FFH-Richtlinie, 92/43/EWG) und der Vogel-schutzrichtlinie (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2009) ausgewiesen, was eine wirtschaft-liche Nutzung erheblich einschränkt oder unmöglich macht. Während der bereits genutzte Flächenanteil und die Schnittflächen zu anderen Nutzern in der Nordsee, wie auch in vielen anderen Meeren weltweit, stark zunehmen wird der Anteil freier, bisher ungenutzter Seegebiete geringer.

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Abbildung 3a: Darstellung der Intensität und Vielfalt der Nutzungsformen in der AWZ Deutschlands in

der Nordsee, Stand: 7.6.2017, Quelle: (BSH 2017a)

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Abbildung 3b: Legende zur Abbildung 3a: Darstellung der Intensität und Vielfalt der Nutzungsformen

in der AWZ Deutschlands in der Nordsee, Stand: 7.6.2017, Quelle: (BSH 2017a)

1.1.2 Wirtschaftliche Situation der maritimen Flora und Fauna und der Aquakultur inter-national, bundesweit, landesweit (FuE)

Die wirtschaftliche Bedeutung und prognostizierte Entwicklung der Aquakultur steht im engen Zusam-menhang mit der Bevölkerungsentwicklung und der Situation der maritimen Flora und Fauna. Bedingt durch die erhöhte Produktivität der Industriellen Revolution lebten bereits um 1800 eine Milliarde, 1930 zwei Milliarden, 1960 drei Milliarden, um die Jahrtausendwende sechs Milliarden und derzeit etwa sieben Milliarden Menschen. Geht man von einem anhaltenden Wachstum von derzeit 1,2 Prozent pro Jahr aus, würden alle zwölf Jahre die Weltbevölkerung um eine Milliarde wachsen (Sinding 2012). Dieses Wachs-tum findet seit Mitte des 20. Jahrhunderts fast ausschließlich in den Entwicklungsländern statt, die zur Jahrtausendwende 80% der Bevölkerung darstellen. (Sinding 2012). In einer Vielzahl dieser Länder be-steht die Versorgung mit tierischem Protein aus aquatischen Organismen (FAO 2010). Fische und andere aquatische Produkte sind mengenmäßig bedeutendere Lebensmittel als Schweine- Geflügel- oder Rind-fleisch (FAO 2012). Diese Situation bedeutet einen stark steigenden Bedarf aquatischer Organismen, der immer weniger aus Wildfängen gedeckt werden kann, da diese bereits zu einem großen Teil übernutzt sind. Dies spiegelt auch der extreme Anstieg der Aquakulturproduktion der letzten zwei Jahrzehnte wider (Abbildung 4). Während die Aquakulturproduktion in Tonnen weltweit in den letzten zwei Jahrzehnten um 340% und in US$ um 383 % zugenommen hat, ist Europa nur teilweise an dieser Entwicklung beteiligt. Insgesamt ist

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Deutschland international mit einem Anteil von 3,9% an der weltweiten Produktionsmenge (Abbildung 4, Abbildung 5) fast bedeutungslos in dieser Branche (FAO 2017). Die positive Entwicklung der Aquakul-turproduktion wird zu ca. 80% durch asiatische Länder wie China, Thailand und Vietnam bestritten. Al-lerdings findet der Großteil der Aquakultur im Süßwasser statt. Weniger als 3% der Meeresfische stam-men derzeit aus Aquakultur, da die künstliche Fortpflanzung unter Laborbedingungen noch keine zufrie-denstellenden Ergebnisse für z.B. Kabeljau, Aal, Thunfisch, Dicklippige Meeräsche liefert. Jedoch hat sich bei einigen marinen Arten wie Lachse und Garnelen, die Herkunft von Wildfang zum Aquakultur-produkt aufgrund gestiegener Nachfrage, hohen Preisen und überfischten Wildbeständen verschoben.

Abbildung 4: Weltweite Produktion der Aquakultur (Mio t) der Jahre1995-2015 aufgeteilt nach Konti-nenten (Quelle: FAO 2016)

Abbildung 5: Weltweite Produktion der Aquakultur (Mio US $) der Jahre1995-2015 aufgeteilt nach Kontinenten (Quelle: FAO 2016)

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Der Nahrungsbedarf wird weltweit weiterhin stark steigen was eine steigende Lebensmittelproduktion mit optimierter Umsetzung der natürlichen Ressourcen bedingt. Die nachfolgende Aufstellung zeigt diese Tendenz und veranschaulicht den schnellen Produktionsanstieg aquatischer Organismen.

Konsum Fischereierzeugnisse Weltweit ((FAO 2016); (Fischinformationszentrum 2016)) Die Produktion der Fischereierzeugnisse stieg von 2006 bis 2015 um 24% und der durchschnittliche Pro-Kopf-Verbrauch um 1,9%. Gesamtproduktion 2015: 167,2 Mio. Tonnen (im Wert von 148 Mrd. US$)

aus Aquakultur: 73,8 Mio. Tonnen aus Fischerei: 93,4 Mio. Tonnen

Prognose für 2025: 196,0 Mio. Tonnen

Ein weiterer Punkt, der konform mit internationalen Bestrebungen ist: Die Produktion von tierischem Protein aus Aquakultur benötigt im Vergleich zur Produktion aus Viehhaltung deutlich weniger Ressour-cen und ist klimafreundlicher. Die wirtschaftliche Situation prägt im Agrarsektor und der Aquakultur auch die veränderte Nachfrage in den letzten 15 Jahren.

Konsum Fischerzeugnisse in Deutschland ((FAO 2016); (Fischinformationszentrum 2016)) Gesamtkonsum 2014: 2,15 Mio. Tonnen (im Wert von 148 Mrd. US$) Importiert 2014: 1,87 Mio. Tonnen Eigenproduktion 2014: 273.000 Tonnen

Diese kurze Statistik zeigt deutlich einerseits die wirtschaftliche Abhängigkeit Deutschlands von auslän-dischen Fischerzeugnissen aus Fängen oder Aquakultur und andererseits auch die nicht genutzten Mög-lichkeiten für die Aquakultur in einem hochtechnisierten Land, der die Ressource Wasser umfangreich zur Verfügung steht und die Nachfrage eindeutig vorhanden ist. Die Aquakulturindustrie in den EU-Ländern wird zum Großteil von Spanien, Frankreich, Großbritannien und Italien betrieben. Es werden fast 100% der innerhalb der EU produzierten Aquakulturprodukte auch innerhalb der EU konsumiert und decken damit nur 43% der konsumierten Aquakulturprodukte in der EU; 57% müssen importiert werden. Trotz dieser hohen Importquote belegte im Zeitraum 2008-2015 Deutschland bezüglich der produzierten Menge innerhalb der EU den drittletzten Platz (Europäische Kommission 2017). Miesmuscheln werden im Wattenmeer beispielsweise von 4 niedersächsischen, 4 Betrieben in Schleswig-Holstein und 80 Betrieben in den Niederlanden produziert.

Fischerei und Aquakultur in Schleswig-Holstein Trotz Zugang zu zwei Meeren und zahlreichen Binnengewässer sind der Fang und die Produktion von aquatischen Organismen in Schleswig-Holstein in den letzten zwanzig Jahren nur kurzfristig gestiegen und befinden sich auf einem gleichbleibenden oder sinkenden Niveau (Abbildung 6). Dies hat unter-schiedliche Ursachen, die hier nicht detailliert betrachtet werden.

Da die Nachfrage die Produktion deutlich übersteigt, sind die wirtschaftlichen Möglichkeiten für eine angepasste Nutzung der vorhandenen Ressourcen vorhanden.

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Abbildung 6: Mengen und Erträge der Hochsee- und Küstenfischerei in Schleswig-Holstein 1995-2015 (Quelle LLUR 2016)

Auch die Binnenfischerei in Schleswig-Holstein mit Fängen von 143t im Jahr 2014 und 234 t im Jahr 2013 und die Aquakultur in Schleswig-Holstein mit einer Produktion von 196t (LLUR 2016) können den Fischbedarf nicht einmal lokal decken. Hauptprodukte der Aquakultur sind in Schleswig-Holstein Karp-fen und Forelle. In der marinen Freiwasser-Aquakultur sind wenige kleine Betriebe in der Kieler Förde ansässig (Muscheln, Algen, Regenbogenforellen). Ebenfalls in Kiel wird auch eine Garnelenzuchtanlage als landgestützte Kreislaufanlage betrieben. In Aquakulturanlagen werden ebenfalls auch Mikro- und Makroalgen z. B. in Tanks oder Bioreaktoren Verfahren zur Gewinnung von Wirkstoffen, Zellen etc., produziert. Diese Anlagen sind zum Teil noch in der Pilotphase aber haben das Ziel ebenfalls in Zukunft im Offshore-Bereich wirtschaftlich zu produzie-ren.

1.1.3 Überblick der wichtigsten Aquakulturarten und Haltungsformen international, bun-desweit, landesweit (GMA)

Globale Aquakulturproduktion Trotz seines schnellen Wachstums ist die Aquakultur im Vergleich zur konventionellen Agrarwirtschaft noch ein junger Sektor der Nahrungsmittelproduktion (Subasinghe 2017). Dabei unterscheiden sich die verschiedenen Haltungsformen auch nach regionalen und sozialen Gegebenheiten. So hat die Aufzucht aquatischer Organismen in Erdteichen immer noch den größten Anteil an der Aquakulturproduktion und an der Ernährungssicherung von Entwicklungsländern. Gehegehaltung von Fischen ist dagegen eher in westlichen Regionen zu finden. Die globale Aquakultur (in Mengen) wird zur Hälfte (57%) durch Süß-wasserfische (z.B. Karpfen) bestritten. Dies resultiert vor allem aus den vorherrschenden Teichsystemen in Asien. Mollusken (z.B. Muscheln) machen etwa 21% aus und 10% der Produktion entfallen auf Krus-tentiere (z.B. Shrimps). Marine Fischarten (z.B. Wolfsbarsche) machen nur 4% der globalen Produktion aus (Abbildung 7). Trotz ihres geringen Mengenanteils erzeugen Krustentiere und marine Fische 30% des globalen Produktionswertes, da es sich hierbei um hochpreisige Produkte handelt. Meerestang ist die hauptsächlich produzierte Wasserpflanzenart und wird in 50 Ländern kultiviert (FAO 2016). Führend in der Tangproduktion sind dabei China und Indonesien, aber auch die Philippinen, Korea und Japan spielen eine wichtige Rolle in der Produktion von Wasserpflanzen (Tang und Algen). Die wichtigsten Süßwasserorganismen in der Aquakultur sind Karpfenartige (Cyprinidae), vor allem pro-duziert in China, Bangladesch, Myanmar und Vietnam; sowie Tilapien, produziert in China, Indonesien, Ägypten, Bangladesch und Vietnam. Die Pangasiusproduktion ist in den letzten Jahren dramatisch gestie-

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gen (knapp 2 Mio. Tonnen in 2015) und wird vor allem durch Vietnam, Bangladesch und Indonesien vo-rangetrieben.

Abbildung 7: Globale Produktion der wichtigsten Aquakulturarten in 2015. Prozentuale Verteilung

der Produktionsmenge in Mio. t (links). Prozentuale Verteilung des Produktionswerts in Mrd. US$ (rechts). Quelle: Subasinghe 2017.

Unter den Mollusken sind vor allem Austern (32,4%), verschiedene Muschelarten (45%) und Jakobsmu-scheln (12,6%) von großer Bedeutung. Seit 2000 erlebt auch die hochpreisige Abalone einen Wachstums-boom und wird mittlerweile mit 142.000 t pro Jahr produziert. Die wichtigsten Produktionsstandorte für Mollusken sind auch hier die asiatischen Märkte mit insgesamt 15 Mio. t Jahresproduktion. Europa be-streitet knapp 600.000 t und Amerika knapp 400.000 t. Die Shrimp-Produktion im Salz- und Brackwasser ist in den letzten fünf Jahren genauso stark gestiegen wie die Garnelenproduktion im Süßwasser (5 Mio. Tonnen in 2015) Die größten Shrimp- und Garnelen-produzenten sind dabei Vietnam, China, Indonesien, Indien, Ecuador, Bangladesch, Myanmar, und Thai-land. In der europäischen Aquakulturproduktion (Abbildung 8) dominieren vor allem diadrome (zwischen Süß- und Salzwasser wandernde) Fischarten wie der Atlantische Lachs (weltweit 2,38 Mio. t), die Regenbo-genforelle (weltweit 0,76 Mio. t) oder der Aal (weltweit 0,27 Mio. t). Norwegen und Chile sind weltweit die größten Lachs- und Forellenproduzenten. 2015 wurden etwa 2,9 Mio. t an marinen Fischen kultiviert, wobei vor allem China und Spanien führende Länder waren. Die wichtigsten Arten waren dabei Steinbutt, Heilbutt, Seezunge und Atlantischer Dorsch. Die Aufzuchtmethoden sind so vielfältig wie die kultivierten Arten. Es gibt sowohl extensive, als auch semi-intensive und intensive Produktionsformen. Dabei wird in allen aquatischen Bereichen produziert: Süß- und Salzwasser, Brackwasser, Seen, Flüsse, Teiche, im offenen Ozean oder geschützten Fjorden. Die Variabilität an Kultivierungsorganismen erlaubt und benötigt auch unterschiedlichste Produktions-formen. Es gibt große hochtechnisierte Systeme, sowie kleine private Teichanlagen. Obwohl der Großteil der Produktion Monokulturen einer bestimmten Art darstellen, gibt es bereits Tendenzen zu Polykulturen, wie das gemeinsame Kultivieren von Shrimps und Fischen, oder zu sog. Aquaponik-Systemen, in denen Aquatische und terrestrische Arten (z.B. Fische und Nutzpflanzen) zusammengebracht werden. Eine spe-zielle Form dieser Polykulturen, die besonderen Wert auf geringe ökologische Auswirkungen legt ist die Integrierte multitrophische Aquakultur (IMTA). Kleine familien- oder kommunenbetriebene Produktionen stellen immer noch den Großteil der globalen Aquakultur dar, allerdings wird grundsätzlich versucht die Aquakulturproduktion auf nachhaltige Weise zu intensivieren. Durch immer neue Entwicklungen im Bereich der ökologischen Sicherheit und Hygiene kann eine Intensivierung der Aquakulturproduktion allerdings auch zukünftig angestrebt werden.

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Abbildung 8: Prozentuale Anteile (Produktionsvolumen) der einzelnen Produktionsorganismen in der

europäischen Aquakultur 2014. Modifiziert nach: Bostock und Clarke 2017. Wichtige Entwicklungen sind in der Vergangenheit auch in der effizienten Nutzung von Wasserressour-cen, Futtermittelrohstoffen und der Reduzierung der Nährstoffemissionen gemacht worden.

Fischproduktion in Deutschland und Schleswig-Holstein Im globalen Vergleich ist die Aquakulturproduktion in Deutschland sehr gering. Die wichtigsten Arten, die 2015 in deutscher Aquakultur erzeugt wurden, sind Regenbogenforellen (8.527 t), Karpfen (4.916 t), Europäischer Aal (1.147 t), Elsässer Saibling (1.088 t), Afrikanischer Wels (1.071 t) und Bachforellen (622 t). Produziert werden auch Bachsaibling, Sibirischer Stör, Europäischer Wels, Schleien, Zander, Hecht und andere Fischarten (Fischinformationszentrum 2016). In Schleswig-Holstein gibt es momentan zwei Betriebe, die marine Aquakultur in der Kieler Förde betreiben und dort Muscheln, Algen und Re-genbogenforellen züchten. In der Teichwirtschaft ansässig sind in Schleswig-Holstein etwa 30 Betriebe, wovon etwa zehn Betriebe haupterwerbliche Fischereibetriebe sind (MELUR 2014). In der schleswig-holsteinischen Teichwirtschaft werden hauptsächlich Karpfen und ihre Beifische, sowie Hecht, Zander, Große Maräne oder Edelkrebse, sowie in geringem Maße auch Regenbogenforellen oder Saiblinge produ-ziert (MELUR 2014). Zusätzlich zur Fischproduktion in offenen Gewässern und Teichen gibt es in Schleswig-Holstein auch geschlossene Kreislaufanlagen, in welchen vorrangig Regenbogenforellen pro-duziert werden.

1.2 Ziel der Machbarkeitsstudie Das Ziel der Machbarkeitsstudie ist die Überprüfung der Realisierbarkeit einer Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 (Nordsee, 80 km vor Sylt) unter Berücksichtigung von techni-schen, biologischen und betriebswirtschaftlichen Kriterien. Auf der Basis dieser Machbarkeitsstudie werden standortspezifische Entscheidungskriterien zum Aufbau einer möglichen Offshore-Aquakulturanlage am Standort erstellt wobei „Biologische Betrachtung“ und „Technische Betrachtung“ im Fordergrund stehen. Mithilfe der ermittelten Rechercheergebnisse, die technische Konzepte für die Offshore-Aquakultur dar-stellen, die (a) bisher existieren (AP1), und (b) abwägen welche dieser Konzepte am Standort der FINO3 realisierbar wären (AP2) und (c) mit einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des favorisierten Konzepts (AP3), ist es das Ziel die Frage zu beantworten, ob Offshore-Aquakultur in absehbarer Zeit und unter bestimmten Bedingungen am Standort auch wirtschaftlich realisiert werden kann. Des Weiteren wird be-

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leuchtet, wo die Risiken und Gefahren der verschiedenen Aquakultur-Systeme/-Konzepte liegen (AP4). Insbesondere in Kombination mit anderen Formen der Offshore-Wirtschaft, z.B. Offshore-Windparks können sich außerdem diverse Anforderungen ergeben, die die Wirtschaftlichkeit beeinflussen. Welche Anforderungen dies genau sind und wie sie sich auf die Auslegung einer möglichen Pilotanlage und ihren Betrieb auswirken, wird in der Machbarkeitsstudie erläutert. Es ist also festzustellen, ob die vorherrschenden Rahmenbedingungen am Standort für einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb einer Offshore-Aquakultur-Anlage an der Plattform FINO3 geeignet sind. Neu bei diesem Ansatz ist die Einbeziehung der Erfahrung und Sichtweise des Offshore-Anlagen-Betreibers (hier: FINO3), der schon im Vorfeld der Errichtung einer Forschungsanlage am Standort der Anlage Er-fahrungen mit den rauen Umweltbedingungen sammeln konnte. Sofern die Studie zeigt, dass Aquakultur wirtschaftlich realisierbar ist, wird darauf eingegangen, welche Formen von Aquakultur (und warum) möglich sind, und mit welchen Kosten (z.B. für eine Pilotanlage und deren Betrieb) größenordnungsmäßig zu rechnen ist. Sollte die Studie zu dem Ergebnis kommen, dass eine wirtschaftliche Realisierung nicht möglich ist, wer-den in einem nächsten Schritt die Gründe erläutert. Unabhängig vom Ergebnis der Studie, soll ein hoher Nutzen darin bestehen das weitere Vorgehen in dem zukunftsträchtigen und interessanten Feld der Off-shore-Aquakultur perspektivisch aufzuzeigen und darzustellen wie mögliche Fehlentwicklungen vermie-den, und die sich für Schleswig-Holstein ergebenden Zukunftsperspektiven bestmöglich genutzt werden können.

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1.3 Rahmenbedingungen

1.3.1 Projektpartner Das beantragte Vorhaben ist eine Machbarkeitsstudie, die von zwei Projektpartnern aus unterschiedlichen Perspektiven beleuchtet wird: Der biologischen Perspektive und der technischen Perspektive. Die techni-sche Betrachtung übernimmt die FuE-Zentrum Fachhochschule Kiel GmbH, die biologische Betrachtung die Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH. Die wissenschaftliche Projektleitung übernimmt Prof. Dr. Rainer Geisler von der FH Kiel. Beide an der Machbarkeitsstudie beteiligten Partner werden im Folgen-den kurz beschrieben.

1.3.1.1 FuE-Zentrum Fachhochschule Kiel GmbH Die Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH) wurde am 16.05.1995 gegründet. Gegenstand des Unternehmens ist der Betrieb eines Forschungs- und Entwicklungs-Zentrums zur Förderung von Technologien und Innovationen sowie der Technologietrans-fer und die Personalqualifikation für die Bereiche Technik, Wirtschaft, Landwirtschaft, Weiterbildung und Sozialwesen. Es werden pro Jahr ca. 140 Projekte durchgeführt, überwiegend im Bereich Technik. Die Gesellschaft ist nicht auf Gewinnerzielung ausgerichtet, kleinere Gewinne verbleiben nach Steuerab-zug in der Gesellschaft und werden nicht ausgeschüttet. Zusätzlich zu den durchschnittlich 100 beschäftigten Mitarbeitern stehen dem Unternehmen die gesamte Kompetenz und das Wissen von mehr als 150 Professorinnen und Professoren der Fachhochschule Kiel zur Verfügung. Alleinvertretungsberechtigter und den Beschränkungen des § 181 BGB befreiter Ge-schäftsführer ist seit dem 01.09.2000 Herr Björn Lehmann-Matthaei. Zum Prokuristen bestellt ist Herr Christian Wantrupp. Auch wenn die überwiegende Zahl der Projekte mit Partnern aus der Industrie durchgeführt werden, ver-fügt die Gesellschaft doch über sehr viel Erfahrung in der Abwicklung öffentlich geförderter Projekte. So wurden seit Gründung der FuE-Zentrum FH Kiel GmbH viele Projekte, welche durch EU-Mittel geför-dert wurden, administrativ verantwortlich durchgeführt (ESF, URBAN, INTERREG, ADAPT, RP2000, Zukunftsprogramm Wirtschaft u.a.). Darüber hinaus wurden auch Projekte mit Bundesförderung (BMBF, BMWi, BMUB u.a.) verantwortlich administrativ durchgeführt. Die FuE-Zentrum FH Kiel GmbH ist Betreiberin der Offshore-Forschungsplattformen FINO1 und FINO3 und verfügt über ein profundes Wissen z.B. in den Bereichen Offshore-Anlagentechnik und Logistik. Das Kompetenzzentrum Erneuerbare Energien und Klimaschutz Schleswig-Holstein ist bei der FuE-Zentrum FH Kiel GmbH als Träger verankert. Das Projektteam der FuE-Zentrum FH Kiel GmbH zur Erstellung der Machbarkeitsstudie setzt sich aus dem Wissenschaftlichen Leiter

Prof. Dr. rer. pol. Rainer Geisler Fachhochschule Kiel Grenzstraße 3 24149 Kiel E-Mail: Rainer.Geisler@FH-Kiel de Telefon: 0431 210-2751 Telefax: 0431 210-62751

der Wissenschaftlichen Mitarbeiterin Dipl.-Biol. Eva Strothotte

und der Wissenschaftlichen Hilfskraft Armin Willburger zusammen.

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Kontakt: FuE-Zentrum FH Kiel GmbH Björn Lehmann-Matthaei Schwentinestr. 24 D-24149 Kiel Tel.: 0431 218-4440 Fax: 0431 218-4441 E-Mail: [email protected] Internet: www.fh-kiel-gmbh.de

1.3.1.2 Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH Büsum Die GMA – Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH – wurde im November 2004 als nicht kommerziell ausgerichtete GmbH gegründet. Gesellschafter sind die Entwicklungs-gesellschaft Brunsbüttel GmbH, die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, die Fraunhofer Gesellschaft sowie das GEOMAR I Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung. Derzeit erwirtschaften 25 Mitarbeiter einen jährlichen Umsatz von ca. 1,3 Mio. Euro. Pro Jahr werden ca. 15 Projekte durchgeführt. Am Standort Büsum betreibt die GMA eine eigene Forschungs- und Entwicklungsanlage (Kreislaufsysteme) für Aquakultur. Die GMA unterstützt die Durchführung von eigenen und externen Projekten der angewandten Forschung und Entwicklung im Bereich der Fischzucht und Haltung. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Wissens- und Technologietransfer zur Zucht und Haltung von Organismen in Brack- und Seewasser. In diesem Rahmen obliegen der GMA insbesondere folgende Aufgaben:

Betrieb einer Forschungs- und Versuchsanlage für eigene Forschung und Entwicklung sowie für For-schungs- und Entwicklungs-(FuE)-Projekte Dritter

Auftragsforschung und –entwicklung Aus- und Weiterbildung Technologietransfer Kontakt: Gesellschaft für Marine Aquakultur (GMA) mbH Büsum Dr. Stéphanie Céline Michl und Prof. Dr. Carsten Schulz Hafentörn 3 D-25761 Büsum Tel.: 04834 96539912 Fax: 04834-96539999 E-Mail: [email protected] Internet: www.gma-buesum.de

1.3.2 Kurzbeschreibung Standort FINO3 (FuE) Die Forschungsplattform FINO3 (Abbildung 9) befindet sich mit den Koordinaten 55°11.7‘ N | 7°9.5‘ O ca. 45 Seemeilen (80 km) westlich von Sylt am Rand bestehender und zukünftiger Windparks vor der schleswig-holsteinischen Nordseeküste. Im näheren Umfeld liegen die bereits genehmigten Windparks Sandbank 24, Nördlicher Grund, DanTysk und OSB Butendiek mit insgesamt 320 Windenergieanlagen (Abbildung 9).

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 15

Abbildung 9a: Lage der Forschungsplattform FINO3 in der Nordsee; (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH 2017a)

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Seite 16 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Abbildung 10: Ansicht der Plattform FINO3 (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH 2017b) Um die Plattform ist ein vorgeschriebener Sicherheitsradius von 500m eingerichtet worden. Somit steht eine Fläche von 78 ha Projektfläche zur Verfügung. Innerhalb dieser Fläche finden bereits verschiedene Nutzungen statt wie z.B. die Vier-Punkt-Verankerungsmöglichkeit für ein Tauchschiff.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 17

Es liegen zum Standort langjährige Messdaten zu einer Vielzahl von Faktoren vor. Für ein Aquakultur-projekt relevante technische und betriebliche Faktoren am Standort werden detaillierter in Kapitel 2.4.6 und die hydrologischen Faktoren in Kapitel 3.10 erläutert. Zur großskaligen Übersicht des Standorts sind hier einige signifikante Parameter angegeben:

Salinität: 3,5% Wassertiefe: 23 m Seegangshöhe max.: 16,2 m (10-Jahreswelle) – 17,9 m (50-Jahreswelle) über SKN

Seeganghöhe maximal ist definiert aus: Der punktuell an der Plattform FINO3 gemessene höchste Wert zu einem Zeitpunkt.

Signifikante Wellenhöhe: 8,3 m (10-Jahreswelle) – 9,2 m (50-Jahreswelle) Seegangshöhe signifikant ist definiert aus: Mittlere Höhe des höheren Drittels aller in dem Seegebiet 10x10km um die Plattform FINO3 in einem Zeitraum vorkommenden Wellen. Einzelwellen können the-oretisch die doppelte Höhe oder mehr erreichen. In 13 Jahren Messzeit wurden die 50-Jahreswerte der signifikanten Wellenhöhe knapp erreicht (BSH 2017b) Die Forschungsplattform FINO3 besteht aus:

Monopile (Gründungsrohr) mit einer Einbindetiefe von ca. 30 Metern und einer Gesamtlänge von 55 Metern

Transitionpiece (Zwischenstück) mit Bootsanlegerkonstruktion Arbeitsdeck Helikopterdeck Steg für ozeanografische Messungen Vier Container mit Energieversorgungs- und Messgeräteinstallationen Dreiseitiger Gittermast mit Auslegern zwischen 30 und 105 Höhenmetern

Zahlreiche Forschungsprojekt sind in den letzten Jahren an der Forschungsplattform FINO3 bereits ge-nehmigt und erfolgreich durchgeführt worden (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH 2017c). Eine detailliertere Beschreibung für ein Aquakulturprojekt relevanter Forschungsprojekte ist in Kapitel 2.4.4.

1.4 Methodik zu Recherche und Bewertungsmodell der technischen und be-trieblichen Parameter (FuE)

1.4.1 Strategisches Vorgehen und Forschungsdesign (FuE) Zur realistischen Einschätzung der oben beschriebenen Situationen und zur Methodenevaluierung für eine praktische Umsetzung verschiedener Nutzungsszenarien wurden einerseits wissenschaftliche Publikatio-nen, Studien, Berichte und die Fachliteratur des Wirtschaftszweiges ausgewertet und andererseits relevan-te Akteure wie Behörden, Industrie und Experten der Aquakulturbranche befragt: Tabelle 1: Ergebnisse der Befragung von Experten aus verschiedenen Bereichen der aquatischen Res-

sourcennutzung über die Einschätzung der Machbarkeit einer Offshore-Aquakulturanlage in der Nordsee und die Bereitschaft zur Mitarbeit; Zahlen in Klam-mern entsprechen der Anzahl befragter Experten

Produktausrichtung des Aqua-kulturbetriebs

Ergebnis

Makroalgen (2) Interesse ein Projekt umzusetzen, vorhandene Erfahrung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen

Miesmuschel (1) Interesse ein Projekt umzusetzen, vorhandene Erfahrung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen

Page 28: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Seite 18 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Fische (2) Eventuell Interesse ein Projekt umzusetzen, vorhandene Erfah-rung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen aber mit großen Bedenken für eine Umsetzung an diesem Stand-ort

Mikroalgen (1) Generell Interesse ein Projekt umzusetzen aber große Bedenken über die Eignung des Standorts FINO3

Fische, Muscheln (12) Generell Interesse ein Projekt umzusetzen aber erscheint am Standort FINO 3 zur Zeit ungeeignet

22 Betriebe keine Rückmeldung Forschungsinstitute (Anzahl) Ergebnis

Mikroalgen (2) Generell Interesse ein Projekt umzusetzen aber am Standort FI-NO3 erscheint zu ungeeignet das Vorhaben umzusetzen

Makroalgen (2) Interesse ein Projekt umzusetzen, bereit vorhandene Erfahrung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen

Miesmuschel (2) Interesse ein Projekt umzusetzen, bereit vorhandene Erfahrung einzubringen und offene Fragen aus Vorgängerprojekten darzu-legen

Marine Wirkstoffe (1) keine Rückmeldung Offshore-Netzgehege-Design, Hal-tung (4)

Eventuell Interesse ein Projekt umzusetzen, vorhandene Erfah-rung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen aber mit großen Bedenken über die Eignung des Standorts

Fische (13) vorhandene Erfahrung und offene Fragen aus Vorgängerprojek-ten einzubringen aber sieht kaum eine Möglichkeit das Vorhaben an diesem Standort durchzuführen

Offshore-IMTA-Anlagen (1) Eventuell Interesse ein Projekt umzusetzen, vorhandene Erfah-rung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen aber mit großen Einschränkungen für die Eignung des Standorts

Aquakulturbereich (10) keine Rückmeldung Zuliefererindustrie Offshore-Aquakultur (Anzahl)

Ergebnis

Messinstrumente (10) Generell Interesse ein Projekt umzusetzen aber am Standort FI-NO 3 zu ungeeignet

Messinstrumente (2) Interesse ein Projekt umzusetzen, vorhandene Erfahrung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen

Netzgehege/Käfige (12) Generell Interesse ein Projekt umzusetzen aber am Standort FI-NO 3 zu ungeeignet für dieses Vorhaben

Käfige, Versorgungsboote (5)

keine Rückmeldung

Consulting Aquakultur (Anzahl) Ergebnis

Verbände, Unternehmen (2) Eventuell Interesse ein Projekt umzusetzen, vorhandene Erfah-rung und offene Fragen aus Vorgängerprojekten einzubringen aber mit großen Einschränkungen an diesem Standort

Das Ergebnis der Umfrage zeigt einerseits die große Zurückhaltung bezüglich Offshore-Aquakultur und nicht vorhandene technische Lösungen zur Nutzung dieses Standorts. Andererseits ist aber auch ein Inte-resse einiger Akteure zu verzeichnen in diesem Aquakulturzweig tätig zu werden. Der technische Aufbau und der praktische Betrieb von Offshore-Aquakulturanlagen sind deutschen Be-treibern durchaus möglich, wenn sie die erforderliche Fachkompetenz aufbauen oder einwerben. Daher sind die folgenden Alternativen Szenarien Möglichkeiten in dieser Branche wirtschaftlich einen Teil des Bedarfs zu decken.

Page 29: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 19

Alternative Szenarien sind jedoch dann rentable, wenn sie anfangs mit kleinen Einheiten lokale Märkte erobern. Hier handelt es sich in erster Linie um die Produktion hochwertiger Kleinmengen für flexible Vermarktung im lokalen Umfeld. Obwohl in Deutschland der Trend zu nachhaltig erzeugten Produkten deutlich ist, wird es sich hier aber stets um kleinere, mittelständische Betriebe handeln, die der Massen-ware ein anderes Vermarktungs-Image entgegensetzen. Die wirtschaftlichen Betriebsgrößen die hierfür sinnvoll sind, können die hohen Investitionen, die für Offhshore-Anlagen notwendig sind, nicht einspie-len. In Bezug auf die Entwicklung einer industriellen Offshore-Aquakultur erscheint es vielversprechend zu sein ebenfalls ein Technologie-Nutzungskonzept zu prüfen, das in der Aquakultur gebraucht wird und in Kooperation mit der etablierten Industrie diese Produkte in den globalen Markt einschleust, um graduell den Anteil auszubauen.

1.4.2 Grundsätzliche Methodik zur Auswahl (FuE) Der Projektauftrag besteht in einer umfassenden Beschreibung und Bewertung der Möglichkeiten an der FINO3 einen Piloten für die Offshore Aquakultur zu finden, der möglichst wirtschaftlich arbeitet; sich im besten Falle sogar rentiert. Der Auswahl- und Selektionsprozess unterscheidet sich vom Blickwinkel her deutlich von sonstigen typischen Standortanalysen: Normalerweise werden geeignete Standorte für ein bestimmtes technisch/biologisches Vorhaben ermittelt und bewertet. Hier ist es umgekehrt: Der Standort ist mit der FINO3 gegeben und es gilt nun, die biologisch, technisch und wirtschaftlich am geeignetste Spezies und deren technische Bewirtschaftung ermitteln. Die nachfolgende Darstellung visualisiert den Zusammenhang der grundsätzlichen Bausteine dieses Auswahlprozesses und ordnet die Kapitel dieses Gutachtens den Bausteinen zu.

Prof. Dr. Geisler

Auswahlprozess Szenario „Pilot an Fino3“

A) Biologische Eignung verschiedener Spezien zur Offshore-Bewirtschaftung

B) Technische Möglich-keiten der Offshore Aquakultur

C) Eigenschaften der Fino3 als Plattform für Offshore Aquakultur

D) Konsolidierung A+B zu mögliche Szenarien, z.B. „Forellen in Netzkäfigen“

Szenarien

Kriterien GewichtW ert S core W ert S core W ert S core W ert S core W ert S core W ert S core

Biologische Eignung für Standort Fino3 30% 6,86 6,05 7,83 4,00 6,98 7,33

Sauerstoffgehalt 4,3% 10 0,43 1 0,04 10 0,43 4 0,17 10 0,43 10 0,43

Strömung 6,4% 5 0,32 9 0,58 9 0,58 4 0,26 7 0,45 5 0,32

Seegangshöhe 4,3% 6 0,26 1 0,04 6 0,26 4 0,17 6 0,26 8 0,34

Temperatur 7,9% 7 0,55 8 0,63 5 0,39 4 0,31 5 0,39 7 0,55

Emmissionsrisiko 2,1% 5 0,11 1 0,02 10 0,21 4 0,09 8 0,17 5 0,11

Chlorophyll a 2,9% 7 0,20 10 0,29 10 0,29 4 0,11 7 0,20 9 0,26

Trübung 2,1% 9 0,19 10 0,21 9 0,19 4 0,09 9 0,19 9 0,19

Technische Eignung für Standort Fino3 30% 6,57 2,93 6,48 0,00 6,36 6,50

Wassertiefe 7,5% 5 0,38 1 0,08 5 0,38 0,00 5 0,38 5 0,38

Notwendigkeit der Erreichbarkeit 2,7% 9 0,25 3 0,08 9 0,25 0,00 9 0,25 8 0,22

Infrastruktur Offshore 4,8% 7 0,33 5 0,24 6 0,29 0,00 6 0,29 7 0,33

Messanforderungen 3,4% 8 0,27 4 0,14 9 0,31 0,00 8 0,27 8 0,27

Datenanforderung 4,1% 8 0,33 3 0,12 8 0,33 0,00 8 0,33 7 0,29

Bauanforderungen vor Ort 6,1% 5 0,31 3 0,18 5 0,31 0,00 5 0,31 6 0,37

Anforderungen Onshore Basis 1,4% 8 0,11 3 0,04 7 0,10 0,00 7 0,10 7 0,10

Wirtschaftliche/ Politische Eignung 40% 4,93 2,56 4,95 0,00 4,76 4,91

Investitionsausgaben 3,6% 7 0,25 2 0,07 7 0,25 0,00 7 0,25 6 0,22

Betriebsausgaben 3,6% 7 0,25 2 0,07 6 0,22 0,00 6 0,22 7 0,25

Robustheit Anlagenszenario 7,3% 3 0,22 2 0,15 3 0,22 0,00 3 0,22 4 0,29

Erträge 1,5% 3 0,04 3 0,04 5 0,07 0,00 3 0,04 7 0,10

Akzeptanz Stakeholder 4,4% 9 0,39 5 0,22 10 0,44 0,00 9 0,39 8 0,35

Genehmigung Umweltrecht 8,0% 5 0,40 3 0,24 5 0,40 0,00 5 0,40 5 0,40

Genehmigung Baurecht 2,9% 5 0,15 2 0,06 4 0,12 0,00 4 0,12 3 0,09

Versicherungsfähigkeit 8,7% 3 0,26 2 0,17 3 0,26 0,00 3 0,26 3 0,26

Summe 100% 6,00 3,72 6,27 1,20 5,91 6,11

Austernkultur

Miesmusche

lkultur Fischzucht

Makroalgen

kultur

Technisches

Projekt IMTA

E) Erstellung eines Kriterienkatalogesmit dem die Szenarien aus D) für Ihre Eignung an der Fino3 bewertet, z.B. Strömung, Wassertiefe, Akzeptanz etc.

F) Bewertung der Szenarien aus D) mit einem Scoringmodell anhand von E)

G) Ermittlung der Attraktivsten Szenarien für die Fino3. Bei mehreren geeigneten Szenarien Endauswahl ggf. über geeignete Industriepartner

H) Detaillierung des besten Szenarios: 1. Grobe technische Planung, 2. Businessplan und 3. Detaillierte Risikoanalyse

A) Geeignete Spezies für Offshore-Aquakulturen: Zunächst gilt es, die biologische Eignung verschie-

dener Spezies zur Offshore Bewirtschaftung darzustellen. Hier gelten zunächst keine Einschränkun-

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Seite 20 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

gen; alle Spezies, die real schon in Offshore Aquakulturen existieren oder die laut Literatur dort mög-lich wären, werden prinzipiell einmal aufgeführt. Es erfolgt keine sofortige Verengung auf Arten, die in der Nordsee am vorgesehenen Standort optimal wären. Nur so wird gewährleistet, dass kein früh-zeitiger Ausschluss nur scheinbar ungeeigneter Kandidaten verfolgt (Kap. 1.5).

B) Technik und Organisation für Offshore-Aquakulturen: Die technischen Möglichkeiten der Offs-hore-Aquakultur beziehen ebenfalls alle real existierenden und theoretisch vorgeschlagenen Optionen bzw. Lösungsmöglichkeiten mit ein (Kap. 2.4). Es erfolgt noch kein Ausschluss von technischen Or-ganisationsformen/Equipment (Netzgehege etc.), die in einem Windpark ungeeignet wären. In diesem Projektauftrag geht es darum, an der FINO3 Offshore-Aquakultur möglichst rentabel zu erforschen, noch nicht darum einen Windpark auszustatten. Nicht im Mittelpunkt stehen hier die typischen tech-nischen Anlagen, die in der Onshore-Aquakultur verwendet werden (Kap. 2.4). Sie tauchen nur dann auf, wenn sie prinzipiell auch für Offshore geeignet wären.

C) Eigenschaften der FINO3 und Ihrer Umgebung: Der Projektauftrag bezieht sich ausdrücklich auf die Forschungsplattform FINO3 (Kap. 1.1). Damit steht der Standort für eine mögliche Anlage fest und die Eigenschaften dieses Standorts müssen umfassend beschrieben werden. Dazu gehört nicht nur die natürliche Umgebung, wie zum Beispiel Wassertiefe, Salzgehalt, etc. (Kap. 3.1), sondern auch die technischen Eigenheiten (z.B. vorhandene Messtechnik) und die rechtlichen/politischen Vorausset-zungen dieses Standortes (Kap. 4.1). Der feststehende Standort FINO3 könnte aufgrund dieser Eigen-schaften für einige Spezies zum Beispiel wirtschaftlicher genutzt werden als für andere.

D) Konsolidierung; Szenario = Spezies + Technik: Die Vielzahl möglicher Spezies wurde in der bio-logischen Bewertung (A) schon auf ihre grundsätzliche Eignung für eine Offshore-Bewirtschaftung geprüft. Sollten sich einige als schon theoretisch völlig ungeeignet erweisen oder praktisch schon nachhaltig gescheitert sein, werden sie nicht für konkrete Szenarien verwendet. Wenn sie geeignet sind, dann gehört dazu auch eine passende technische und organisatorische Form; dies nennen wir ein „Szenario“. Ein Szenario muss immer die Spezies und die technische Organisationsform nennen; wie zum Beispiel „Forelle in Netzgehegen“. Insgesamt wurden fünf biologisch technische Szenarien iden-tifiziert, bei denen sich ein intensiver Bewertungsaufwand lohnt (Kap. 3).

E) Ermittlung von Bewertungskriterien: Die Bewertung geeigneter Szenarien kann nur auf Basis der Eigenschaften der FINO3 Plattform erfolgen. Deshalb werden aus den technischen und natürlichen Gegebenheiten an dem festgelegten Standort Kriterien ermittelt, mit denen die Szenarien deutlich voneinander unterschieden werden können. Die 22 Bewertungskriterien wurden grob in drei Blöcke unterteilt: Biologische (Kap. 3.3), technische und wirtschaftlich/politische Eignung (Kap. 3.4, 3.5). Insbesondere letzterer kommt entscheidende Bedeutung zu, da Genehmigungsverfahren, Akzeptanz und das Wirtschaftlichkeitspotenzial wohl die größten Hürden für einen rentablen Piloten darstellen dürften.

F) Bewertung der Szenarien mit einer Nutzwertanalyse (=Scoring-Modell): Im Scoring-Modell wer-den schließlich die konsolidierten Szenarien (D) anhand der abgeleiteten Bewertungskriterien (E) eva-luiert. Jedes Szenario wird hinsichtlich jedes Kriteriums bewertet und die Ergebnisse werden in einem Gesamtpunktwert zusammengefasst (Kap.3.6). Die genaue Beschreibung des von uns aufgestellten Scoring-Modells findet sich in Kapitel 3.2. Hier werden bewusst alle möglichen und sinnvollen Vor-schläge aus biologischer und technischer Sicht aufgeführt. Selbst wenn einige Szenarien in diesem konkreten Fall auf große Probleme in Genehmigung und politischer Durchsetzbarkeit stoßen, dann sollten diese nicht von vorneherein aussortiert werden. In anderen Ländern oder hier zu anderen Zei-ten könnten andere rechtliche Rahmenbedingungen herrschen; diese anderen Bedingungen könnten dann durch andere Punktevergabe ausgedrückt werden und zu anderen Ergebnisse führen.

G) Endgültige Auswahl eines geeigneten Pilot-Szenarios: Aus dem Scoring-Modell (F) erhalten wir Ergebnisse hinsichtlich der Szenarien, die sich in einem relativen Vergleich durchgesetzt haben. Soll-ten hier mehrere Szenarien Kopf an Kopf liegen, dann wird das Beste wie folgt ausgewählt: Zum ei-nen würden wir Szenarien bevorzugen, für die es interessierte Industriepartner gibt; andernfalls wäre die gesamte Finanzierung und auch das technische Know-how alleinige Aufgabe öffentlicher Institu-

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 21

tionen. Zum anderen würden Experten noch einmal intensiver zur rechtlichen und genehmigungs-rechtlichen Machbarkeit befragt. Hier müssten dann die ganz konkreten heutigen Bestimmungen hier im Land das letzte Urteil über die im Scoring-Modell erfolgreichen Szenarien fällen (Kap. 3.7).

H) Technische und wirtschaftliche Grobplanung Pilot-Szenario: Um eine intensive Untersuchung zu ermöglichen, wird nur das geeignetste und rentabelste Szenario weiter detailliert. Für dieses erfolgt im zweiten Teil dieses Gutachtens eine grobe technische und organisatorische Vorplanung. Diese Detail-lierung der technischen Bestandteile und möglicher organisatorischer Abläufe im Betrieb werden dann so gut wie möglich mit Ressourcenmengen und Preisen bewertet, so dass der Aufwand abge-schätzt werden kann. Ebenfalls wird eine mögliche Einnahmeseite also Ertrag an Biomasse mal der entsprechenden Preise für die Prognose des Umsatzes verwendet. Das Ganze fließt in einen Business-plan, der öffentlichen und privaten Kapitalgebern ermöglicht, eine Investitionsentscheidung zu treffen oder zumindest eine Detailplanung des Piloten zu beauftragen (Kap.4). Abgerundet wird die Detail-planung für das erfolgversprechendste Szenario durch eine detaillierte technische und wirtschaftliche Risikoanalyse (Kap. 5), sowie eine ökologische Eingriffsfolgenabschätzung (Kap. 5.1). Diese sollen sich sowohl auf das Projekt zu Aufbau der Anlage, als auch auf den Betrieb des Piloten beziehen.

1.5 Methodik zu Recherche und Bewertungsmodell der biologischen Para-meter (GMA)

Eine umfassende Literaturrecherche bildete die Grundlage zur Identifikation möglicher Organismenklas-sen und damit verbundene Nutzungsszenarien. Vier Kernprämissen wurden etabliert, um mögliche Kan-didatenorganismen zu identifizieren und auszuwählen. Für diese Kandidatenvorauswahl wurden insge-samt 15 Parameter intensiv recherchiert. Diese Parameter wurden anschließend grob mit den an FINO3 vorherrschenden biotischen und abiotischen Umweltbedingungen verglichen und eine Auswahl möglicher Nutzungsorganismen getroffen. Diese Auswahl an Nutzungsszenarien wurde daraufhin anhand von sie-ben, aus biologischer Sicht, für die Kultivierung wichtigsten Parameter intensiv bewertet und evaluiert. Die, auf Basis dieses Bewertungsmodells, vielversprechendsten Nutzungsszenarien wurden auf mögliche Eingriffsfolgen für das Habitat Nordsee hin evaluiert, sowie einer betriebswirtschaftlichen Betrachtung unterzogen.

1.5.1 Kernprämissen zur Kandidatenauswahl Die folgenden Kernprämissen wurden definiert, um eine Auswahl möglicher Kandidatenorganismen für eine Offshore-Kultivierung zu treffen:

A) Die zu kultivierende Art muss in der Nordsee heimisch sein. Eine Einführung von Neozoen (engl. Invasive Alien Species) ist nach der EU-Verordnung Nr. 1143/2014 (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2014) zur Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie nicht gestattet. Das EU Parlament hat dazu eine Liste mit Arten herausgegeben (http://ec.europa.eu/environment/nature/pdf/IAS_brochure_species.pdf), die für die EU eine be-sondere Bedrohung darstellen. Diese beinhaltet jedoch keine der hier betrachteten Kandidatenor-ganismen. Gleichzeitig bedarf das Ausbringen gebietsfremder Tierarten in der freien Natur einer Genehmigung der zuständigen Behörde nach dem Bundesnaturschutzgesetz und dem Naturschutz-recht des Landes Schleswig-Holstein.

B) Die zu kultivierende Art muss bereits eine etablierte Aquakulturart sein. Diese Prämisse wird als erfüllt betrachtet, wenn die globale mittlere Jahresproduktion im Zeitraum zwischen 2000 und 2015 (nach überarbeiteten Zahlen der FAO von 2017) bei > 2500 t liegt. Eine Etablierung neuer Aquakulturarten ist zu langwierig und aufwändig.

C) Sollte eine Aquakulturart, definiert nach Prämisse B, Prämisse A nicht erfüllen, d.h. in der Nord-see nicht heimisch sein, jedoch bereits durch langjährige Kultivierung in der Nordsee (oder dem erweiterten Nordost-Atlantik) als „etabliert“ gelten, wird sie ebenfalls betrachtet. Dies gilt insbe-sondere für die Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) und die Pazifische Felsenauster (Crassostrea gigas).

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Seite 22 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

D) Sollte eine in der Nordsee nach Prämisse A heimische Art, jedoch nicht nach Prämisse B als Aquakulturart etabliert sein, wird sie trotzdem betrachtet, wenn aus der Literatur eine Empfehlung für das Vorantreiben der Kultivierung bekannt ist oder bereits große Fortschritte bei der Etablie-rung erzielt wurden. Dies gilt insbesondere für den Schellfisch (Melanogrammus aeglefinus) und die Dicklippige Meeräsche (Chelon labrosus), sowie Braun- und Rotalgen (Fingertang - Lamina-ria digitata, Zuckertang - Saccharina latissima / Laminaria saccharina, Palmentang - Laminaria hyperborea, Lappentang - Palmaria palmata, Blutroter Meerampfer - Delesseria sanguinea).

1.5.2 Beschreibende Parameter möglicher Kandidatenorganismen Alle Organismen, welche durch die Kernprämissen für eine nähere Betrachtung ausgewählt wurden, wur-den für die folgenden 15 Parameter beschrieben und tabellarisch zusammengefasst:

1) Wissenschaftliche Bezeichnung 2) Bewertung der Marktetablierung 3) Aquakulturproduktion Europa: durchschnittliche Jahrestonnen von 2010 bis 2015 4) Aquakulturproduktion Europa: Jahrestonnen für 2015 5) Natürliches Habitat und Biologie 6) Sauerstoffbedarf 7) Temperaturregime 8) Sensitivität gegenüber Strömung und Wellengang 9) Natürlicher Salinitätsbereich 10) Sensitivität gegenüber Eutrophierung und notwendige Wasserqualität 11) Nachwuchsorganismen 12) Ernährungsphysiologie 13) Haltungsmethoden 14) Nutzungsrisiken 15) Krankheitsanfälligkeiten

1.5.3 Biotische und abiotische Umweltfaktoren am Standort FINO3 Zwei Datenbanken wurden genutzt, um die biologische Eignung der ausgewählten Organismen zu bewer-ten und um die biotischen und abiotischen Umweltbedingungen am Standort FINO3 möglichst genau zu beschreiben:

A) Datenbank COSYNA (Coastal Observing System for Northern and Arctic Seas): Helmholtz-Zentrum für Material- und Küstenforschung Geesthacht (2017).

B) FINO-Datenbank: Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (2017). Projektträger Jülich und Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Zur Bewertung der Umweltbedingungen wurden alle verfügbaren Daten im Zeitraum 01.01.2013 bis ein-schließlich 08.03.2016 für die folgenden neun Parameter genutzt (für Seegangshöhe und Strömungsge-schwindigkeit wurden zusätzlich alle verfügbaren Daten im Zeitraum vom 31.01.2014 bis einschließlich 24.04.2017 genutzt): Tabelle 2: Biotische und abiotische Umweltfaktoren am Standort.

Parameter Einheit Wassertiefe Datenbank Sauerstoff 1m; 17m COSYNA

Gelöst mg/l Sättigung %

Temperatur °C 6m; 12m; 18m FINO Salinität PSU 1m; 17m COSYNA Trübung NTU 1m; 17m COSYNA Chlorophyll a µg/l 1m; 17m COSYNA Nitrat µmol/l 1m; 17m COSYNA Nitrit µmol/l 1m; 17m COSYNA

Page 33: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 23

Seegangshöhe m FINO signifikant maximal

Strömungsgeschwindigkeit m/s 2m; 10m; 18m FINO

Die Daten der jeweiligen Parameter wurden mit zwei verschiedenen Methoden ausgewertet: A) Eine Zeitreihenanalyse, d.h. die Betrachtung der Messwerte im Jahresverlauf, sowie auftretende

Minima und Maxima wurden herangezogen, um eine grobe Auswahl derjenigen Kandidatenorga-nismen zu treffen, die am besten an die vorherrschenden Gegebenheiten angepasst sind.

B) Eine deskriptive, statistische Häufigkeitsanalyse über den gemessenen Zeitraum in Form von Quantil-Berechnungen wurde genutzt, um eine intensive Feinauswahl für mögliche Nutzungssze-narien zu erstellen und auch um diese anschließend zu bewerten.

Abbildung 11: Zeichnung FINO3 mit Messeinheiten. © 2017 Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydro-

graphie

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Seite 24 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

1.5.4 Identifikation geeigneter Nutzungsszenarien Eine Grobauswahl der Kandidatenorganismen anhand der vorherrschenden biotischen und abiotischen Bedingungen resultierte in vier potentielle Kulturorganismen. Diese, sowie ein multitrophischer Ansatz aus zwei Kandidaten, wurden nun nach einem standardisierten Verfahren auf ihre Eignung hinsichtlich Wachstum und Überleben auf Basis der gegebenen biologischen Standortbedingungen hin überprüft und nach einem Punktesystem bewertet. Als wichtig haben sich die Parameter Sauerstoff, Temperatur, Chlo-rophyll-a, Trübung, Seegangshöhe, Strömung und Emissionsrisiko herauskristallisiert. Das Emissionsri-siko geht als biologischer Parameter in die Bewertung ein, da er nicht den Zielorganismus, sondern das umgebende Ökosystem in den Fokus stellt. Dabei werden die zu erwartenden Auswirkungen jedes Kulti-vierungsszenarios berücksichtigt und zueinander in Relation gestellt. Im Gegensatz zu den übrigen Be-wertungsparametern werden hier nicht tatsächliche Messwerte berücksichtigt, sondern die unterschiedli-chen Zielorganismen einem Ranking – basierend auf den biologischen Eigenschaften jedes Organismus – unterzogen. Eine detaillierte Ausarbeitung zu erwartender ökologischer Auswirkungen wird in Kapitel 6 vorgestellt. Das Bewertungssystem basiert auf den beiden Auswertungsmethoden der biologischen Parameter – die Zeitreihenanalyse und die statistische Häufigkeitsanalyse – sowie den biologischen Anforderungen der Kandidatenorganismen. Zuerst wird die zu betrachtende Anforderung an einen Parameter (z.B. eine opti-male Wassertemperatur zwischen 15 und 20°C) anhand der Häufigkeitsverteilung und der auftretenden Dauer über den Messzeitraum in Kategorien (A, B, C und a, b, c) eingeteilt:

Tabelle 3: Einteilung der betrachteten Messwerte nach Häufigkeit und Dauer während des Messzeit-raums.

Häufigkeit Dauer

0 – 33% selten A a sehr kurz < 1 Monat

33 – 66% manchmal B b kurz 1 – 3 Monate

66 – 100% häufig C c lang > 3 Monate

Die Bewertung von Häufigkeit und Dauer des zu betrachtenden Parameterbereichs führt zu einer Paarung der jeweiligen Kategorienbezeichnungen (z.B. Ca, wenn der Messwert zwar häufig auftritt, aber jeweils nur weniger als einen Monat in Folge). Diese Paarungen werden mit einer Punkteskala von 1-9 gleichge-setzt – in positiver Folge, wenn der Messwert sich positiv auf den Zielorganismus auswirkt und in negati-ver Folge, wenn sich der Messwert negativ auf den Zielorganismus auswirkt:

Abbildung 12: Bewertung von Häufigkeit und Dauer der Messwerte anhand einer Punkteskala von 1

bis 9. Seltene und sehr kurz auftretende positive Umweltbedingungen erhalten nur 1 Punkt, wohingegen häufige und lang auftretende positive Umweltbedingungen 9 Punkte erhalten. Umgekehrt erhalten häufige und langanhaltende negative Umweltbedingungen nur 1 Punkt, sowie seltene und sehr kurz auftretende nega-tive Umweltbedingungen 9 Punkte.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 25

Im Normalfall haben Organismen für jeden Umweltparameter einen Optimalbereich für Wachstum und Gesundheit. Darüber oder darunter liegen suboptimale Bereiche mit unterschiedlichen Auswirkungen auf den Organismus. An den Grenzen der suboptimalen Bereiche liegen normalerweise die letalen Grenzbe-reiche, d.h. der Organismus stirbt. Wenn Messwerte diesen Grenzbereich erreichen, wird dies mit 0 Punk-ten bewertet. Der Mittelwert aller Punktevergaben für einen Umweltparameter fließt anschließend in die Bewertung durch das Scoringmodell ein. Ist ein Parameter biologisch betrachtet irrelevant für einen Kandidatenorganismus, wird der Parameter mit 10 Punkten bewertet.

1.6 Glossar und Nomenklatur AWZ: Ausschließlich Wirtschaftszone: Das Meeresgebiet nach Art. 55 des Seerechtsübereinkommens ( (UN 1982) der Vereinten Nationen jenseits des Küstenmeeres. Küstenmeer und AWZ dürfen zusammen bis zu 200 Seemeilen (sm) (370,4 km) ab der Basislinie betragen (daher auch 200-Meilen-Zone). Darin kann der angrenzende Küstenstaat in begrenztem Umfang souveräne Rechte und Hoheitsbefugnisse wahrnehmen, insbesondere das alleinige Recht zur wirtschaftlichen Ausbeutung einschließlich des Fisch-fangs. AWZ Nordsee-ROV: Verordnung über die Raumordnung in der deutschen ausschließlichen Wirtschafts-zone in der Nordsee FuE: Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH GMA: Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH LAT: Lowest Astronomical Tide, LAT (Höhe des niedrigstmöglichen Gezeitenwasserstands) Nearshore: zwischen der Küste und drei Seemeilen Offshore: Mindestentfernung von drei Seemeilen zur Küste nach Definition des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) ROG: Raumordnungsgesetz SM: Seemeilen; 1SM = 1,852 km

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Seite 26 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

2 Recherche zur aktuellen Situation der Offshore Aquakultur

In diesem Kapitel sind verschiedene Aspekte zur Entwicklung der Offshore-Windenergie und Offshore-Aquakultur, sowie mögliche Konflikte und der aktuelle Stand der biologischen und technischen Situation dargestellt.

2.1 Übersicht Windparks weltweit, Europa, Nordsee (FuE, AP1)

2.1.1 Übersicht zu Windparkanlagen weltweit und an europäischen Küsten Der Ausbau der Offshore-Windenergie nimmt in den letzten Jahren weltweit, wie auch in Deutschland und Europa deutlich weiterhin zu. Die installierte Gesamtkapazität der Offshore-Windparks betrug zum Jahresende 2016 weltweit 14.400 MW, davon entfielen etwa 90 % auf Europa (Internationales Wirt-schaftsforum Regenerative Energien (IWR) 2017). Größere Offshore-Windparks außerhalb Europas wur-den in China zwar nur mit insgesamt 1600 MW installiert (Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) 2017). Mit einem massiven Ausbau ist jedoch in naher Zukunft zu rechnen. Der positive Wachstumstrend dieser Branche ist eindeutig und damit auch die Notwendigkeit diese Flächen mehrfach durch z.B. Offshore-Aquakultur zu nutzen (siehe auch Kapitel 1.1.1, 2.2 und 9, Abbildung 15). Die Forschungsplattform FINO3 liegt als Offshore-Anlage in der Nordsee im Scherpunktgebiet des inter-nationalen Ausbaus der Offshore-Windenergie in Europa (Abbildung 13). Nachdem Dänemark in den 90er Jahren Nearshore-Windparks installierte, haben Dänemark und Großbritannien seit 2001/2002 bzw. 2003/2004 in die kommerzielle Offshore-Windenergieproduktion investiert. Auch derzeit ist europaweit Großbritannien mit rd. 5.200 MW führend vor Deutschland mit rd. 4.100 MW, Dänemark mit rd. 1.270 MW und den Niederlanden mit rd. 1.120 MW in der Offshore-Windenergiegewinnung.

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Abbildung 13: Überblick der Windparks aller Entwicklungsstufen in Europa. Das Kreisdiagramm zeigt die Anteile der Entwicklungsstufen in %., Stand 29.6.2015 (EEA 2015)

Die Offshore-Windbranche ist gekennzeichnet durch ein breites Spektrum der Akteure aus den ver-schiedensten Industrie- und Dienstleistungssektoren. Die Wertschöpfungskette erstreckt sich von der Pla-nung und Finanzierung der Anlagen über die Produktion von Offshore-Windkraftanlagen und Großkom-ponenten, den Transport und die Errichtung bis hin zum Betrieb und zur Wartung der Windparks.

2.1.2 Übersicht Windparks in Deutschland Aus rechtlichen Gründen erstreckt sich das Gebiet für die Nutzung und den Ausbau der Offshore-Windenergie in deutschen Gewässern außerhalb der 12-Seemeilen-Zone in der AWZ (Abbildung 14, Ab-bildung 15). Ein Großteil der bereits ans Netz angeschlossenen, in Bau befindlichen bzw. geplanten Pro-jekten liegt damit in den Hochseegewässern der deutschen Nord- und Ostsee (Abbildung 14).

Abbildung 14: Übersicht Offshore Windparks Deutschland, Stand Januar 2017 (IWR 2017, 2017) Die ersten Offshore-Pilot-Projekte in Deutschland wurden als Nearshore-Anlagen in den Jahren 2004 (Enova Offshore Ems-Emden), 2006 (Offshore-Anlage Rostock) und 2008 (Hooksiel) in Betrieb genom-men, bevor im Jahr 2010 mit dem Offshore-Testfeld Alpha-Ventus Deutschlands erster Hochsee-Windpark folgte. Auch im Jahr 2017 ist, wie schon in den Vorjahren, ein starker Ausbau der Offshore-Windenergie in Deutschland zu verzeichnen. Insgesamt wurden bis Mitte 2017 Offshore-Windenergieanlagen mit einer Gesamtkapazität von 4749 MW an das Netz angeschlossen. 108 Windparks mit einer Leistung von 626 MW wurden 2017 offiziell in Betrieb genommen (2016: 580 MW, 2015: 2.370 MW, 2014: 400 MW, 2013: 400 MW, 2011: 48 MW, 2010: 60 MW). 2016 waren in Deutschland insgesamt Offshore-Windenergieanlagen mit einer Leistung von 12365 GWh in Betrieb (Stiftung Offshore-Windenergie 20.07.2017). Weitere 126 Fundamente sind bereits installiert (Deutsche WindGuard 2017).

Abbildung 15 und Tabelle 3 veranschaulichen die für die Nordsee typischen häufig geringen Wassertiefen und weiten Entfernungen von der Küste. .Die unterlegte Farbe in Abbildung 15 entspricht den Wassertie-

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fen und die Rahmenfarbe dem Umsetzungsstatus und schattierte Bereiche zeigen die Natura 2000 Gebie-te. Offshore-Windparks in geringen Wassertiefen (<40m) oder in Natura 2000 Gebieten sind für eine Co-Nutzung mit Aquakultur aufgrund der physikalischen und rechtlichen Rahmenbedingungen sehr be-schränkt nutzbar oder nahezu ungeeignet. Diese Aspekte werden als Faktoren im Scoring-Modell in Kapi-tel 3 berücksichtigt.

Abbildung 15: Karte der Offshore-Windparks in der deutschen AWZ, Nordsee. Quelle: (Buck und Langan 2017a), modifiziert nach (Gimpel et al. 2015)

Tabelle 4: Übersicht der deutschen Windparks und für die Planung einer Offshore-Aquakultur rele-

vante Faktoren, Stand 9.3.2017

Windparks am Netz

Name Fläche (km²) Fundament Wassertiefe

(m) Küstenentfernung

(km) Dan Tysk 70 Monopile 23-32 70 Butendiek 33 Monopile 17-22 32

Amrumbank West 32 Monopile 20-58 36 Nordsee Ost 24 Jacket 25 30

Meerwind Süd/Ost 42 Monopile 23-26 50 Gode Wind II 57 Monopile 26-35 32 Gode Wind I 37 Monopile 26-35 33

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 29

Riffgat 6 Monopile 18-23 15 Borkum Riffgrund 1 35 Monopile 23-29 34

Alpha Ventus 4 Tripods & Jackets 30 45 Trianel Windpark Borkum 56 Tripods 29-33 52

Global Tech I 41 Tripod 40 93 BARD Offshore 1 59 Tripod 39-41 89

EnBW Baltic 2 27 Monopiles & Jackets 23-44 32 EnBW Baltic 1 7 Monopile 16-19 15

Sandbank 60 Monopile 25-34 90

In der Bauphase

Name Fläche (km²) Fundament Wassertiefe

(m) Küstenentfernung

(km) Nordergründe 6 Monopile 15 13 Nordsee One 4 Monopile 27-30 40

Veja Mate 51 Monopile 39-41 91 Wikinger 34 Jacket 36-42 30

In Genehmigungsverfahren

Name Fläche (km²) Fundament Wassertiefe

(m) Küstenentfernung

(km) Merkur Offshore 47 Tripod 27-33 45

Borkum Riffgrund II 43 Monopiles & Jackets 25-30 40 Albatros 39 noch nicht bekannt 39-40 105

EnBW Hohe See 42 Monopile 26-39 90 Deutsche Bucht 18 Tripod 40 87

2.2 Übersicht Offshore-Aquakultur (FuE, AP1; GMA, AP1)

2.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung (FuE) Aquakultur produziert weltweit aus einer Vielzahl von Organismen (ca. 350 Arten) verschiedene Produk-te wie z.B. Nahrungs- und Futtermittel, Energie, chemische und pharmazeutische Produkte. Der stark steigende Bedarf an diesen Produkten, aber auch die Importabhängigkeit einiger EU-Länder wie z.B. Deutschland und die globale Entwicklung der Aquakultur werden in Kapitel 1.1.2 dargestellt. Insbesonde-re der Nutzungsdruck auf die Küsten steigt ständig an. Dies bedeutet eine häufig bereits bestehende weit-gehende Überlastung der Flüsse und Küstengewässer durch vielfältige Nutzungen. Daher wird seit Jahren die Offshore-Aquakultur als zukunftsweisende Alternative zur Küstenaquakultur getestet und entwickelt. Während für die Produktion von neuen marinen Fischarten in der Aquakultur noch einige Probleme wie die erfolgreiche kontrollierte Fortpflanzung bewältigt werden müssen, um wirtschaftlich zu werden, kön-nen mehrere Fischarten, Krebse, Makroalgen und Tang schon seit Jahren erfolgreich auch in Offshore-Anlagen kultiviert werden (Hubold und Klepper 2013). Dies zeigt die Zukunftsfähigkeit weiter Bereiche der marinen Aquakultur. Besonders in den letzten Jahren haben vielfältige Versuche gezeigt, dass die erfolgreiche Kultivierung gefragter Organismen in Offshore-Anlagen auch in der Nordsee im Prinzip wirtschaftlich möglich ist (Buck und Langan 2017a). Der steigende Bedarf für marinen Fisch und andere Artengruppen und die gleichzeitige Problematik der überfischten natürlichen Bestände sowie weitere Konfliktpunkte treiben die neuen Initiativen und sind in Kapitel 1.1.1 ausführlich dargestellt. Sie unter-streichen die Notwendigkeit in Zukunft bestimmte marine Arten in Offshore-Anlagen zu kultivieren. Die Mehrfach-Nutzung von Offshore-Konstruktionen wie z.B. Windkraftanlagen ist wirtschaftlich extrem sinnvoll, um den maximalen Nutzen eines Gebietes aber auch einer Investition unter ökologisch nachhal-tigen Kriterien zu erzielen. Eine Berücksichtigung der Co-Nutzung bereits in der Planung würde die Kos-ten für Genehmigungen, Infrastruktur und Logistik für Windparks und Aquakultur reduzieren. Onshore-

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Aquakulturanlagen müssen ebenfalls langjährige kostenaufwendige Planungs- und Genehmigungsverfah-ren durchlaufen. Wirtschaftliche vorteilhaft ist diese Kombination auch in Hinsicht auf andere Nutzungen im Offshore-Bereich. So werden z.B. Schifffahrtswege, Fischerei, Erholung und weitere öffentliche Nutzungsformen des Meeres nicht durch zusätzlichen Raumanspruch eingeschränkt. Die Chancen der Offshore-Aquakultur werden weltweit seit mehr als zwei Jahrzehnten erforscht und ge-nutzt. Einige Beispiele sind in Kapitel 2.4 aufgeführt. Noch stellt die Offshore-Aquakultur nur einen sehr kleinen Anteil an der gesamten Aquakulturproduktion dar, aber der Trend ist weltweit eindeutig zuneh-mend. Als weiterer positiver Aspekt des Offshore-Farming ist festzuhalten, dass die Exposition der Organismen gegenüber Umweltverschmutzungen aus anderen Küstenindustrien im Offshore-Bereich häufig deutlich geringer sind als in Binnen- und Küstengewässern. Eine zu hohe Schadstoff-Belastung der Produkte durch Abwässer, z.B. organische Fracht, Bakterien, Parasiten, Krankheitskeimen, Pestiziden, toxische Algen und Chemikalien) kann die gesamte Ernte vernichten und hat daher im Offshore-Bereich ein stark reduziertes Risiko.

2.2.2 Offshore-Aquakultur im internationalen Vergleich (GMA) Die Offshore-Aquakultur war in den vergangenen 10 Jahren Gegenstand unterschiedlicher nationaler und internationaler Studien. Im Folgenden werden die Executive Summaries (übersetzt und in gekürzter Fas-sung) der für diese Studie wichtigsten Berichte chronologisch aufgeführt:

(1) Complementary Benefits of Alternative Energy: Suitability of Offshore Wind Farms as Aquaculture Sites. Inshore Fisheries and Aquaculture Technology Innovation and Development SEAFISH – Project Ref: 10517. (Mee 2006) – Großbritannien

Das starke Wachstum der Lachsproduktion in Großbritannien hat dazu geführt, dass fast alle verfügbaren marinen Nearshore-Produktionsstandorte für diese Fischzucht genutzt wurden. Nur die Etablierung von Offshore-Standorten und technologische Verbesserungen konnten ein nachhaltiges Wachstum der Aquakulturindustrie in Großbritannien garantieren. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Offshore-Windindustrie Großbritanniens an einer Etablierung der Aquakultur in den Windparks nicht interessiert ist, aber empfänglich für Untersuchungen zur Verbesserung des Unterwasser-Lebensraumes ist, um die Auswirkungen von Offshore-Windparks auf die Fischerei zu reduzieren. Trotz landesweiter Bemühungen konnten noch keine, an die Anforderungen der Offshore-Windparkstandorte angepassten, neuen kommerziell kultivierbaren Arten etabliert werden. Die Technologie für Aquakulturanlagen in Offshore-Standorten existiert, wurde aber noch nicht ausprobiert. Jedoch können nur marine Raumplanungsschritte der nationalen Crown Estate und semikommerzielle Pilotstudien das Konzept der Offshore-Aquakultur Großbritanniens voranbringen.

(2) Analysis of coastal and offshore aquaculture: Application of the FARM model to multiple sys-tems and shellfish species. (Ferreira et al. 2009) – EU

Das Farm Aquaculture Resource Management (FARM) - Modell wurde entwickelt, um potentielle Ern-ten, wichtige Finanzdaten und Auswirkungen auf die Wasserqualität im Produktionsmaßstab zu simulie-ren. Das Modell wurde in fünf sehr unterschiedlichen Produktionssystemen der Europäischen Union ge-testet: Schottland (Pazifische Auster), Frankreich (Miesmuschel), Slowenien (Mittelmeer-Miesmuschel), Italien (Mittelmeer-Miesmuschel) und Portugal (Japanische Teppichmuschel). Das FARM-Modell basiert auf Messdaten, Modellierungen und einer Kombination aus beiden. Die Ergebnisse (bezogen auf Ge-samtbiomasse bzw. Frischgewicht) stimmen grundsätzlich mit der jährlichen Produktion jedes Produkti-onsbetriebes überein. Die jeweilige Stickstoff-Massenbilanz wurde ebenfalls mit dem FARM-Modell ermittelt. Die Ergebnisse des Modells können vor allem dazu verwendet werden, das Produktionspotenzi-al und die Gewinnmaximierung gemäß der Saatmuscheldichte und/oder ihrer räumlichen Verteilung zu analysieren. FARM integriert zusätzlich das bekannte ASSETS-Modell zur Bewertung potentieller Aus-wirkungen der Produktionsbetriebe durch Eutrophierung. Die Ergebnisse der FARM-Modellierung kön-

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nen deshalb von Betrieben entweder dazu verwendet werden, das Produktionspotenzial zu analysieren oder für eine Umweltprüfung zu den Auswirkungen der Produktion auf die Wasserqualität. Des Weiteren ist es ein nützliches Instrument für den Stickstoff-Handel für alle Stakeholder im Rahmen eines integrier-ten Einzugsgebietsmanagementplans.

(3) Expanding Mariculture farther offshore - Technical, environmental, spatial and governance challenges. FAO Technical Workshop. (Lovatelli et al. 2010) – Global

Das Ziel dieses Workshops war es, die wachsende Notwendigkeit zu diskutieren, landbasierte und küs-tennahe Aquakulturproduktionssysteme offshore zu transferieren, sowie der FAO, Regierungen und dem privaten Sektor Handlungsempfehlungen zu geben. Es wurden allgemeine "Arbeitskriterien" vorgeschla-gen, um marine Aquakulturaktivitäten in drei große Kategorien einzuteilen: (i) Küstennahe Marikultur, (ii) Küstenferne Marikultur und (iii) Offshore-Marikultur. Es wird als wahrscheinlich angesehen, dass diejenigen Aquakulturarten mit der aktuell höchsten Produktion, wie zum Beispiel der Atlantische Lachs, die Entwicklung der Offshore-Marikultur anfänglich vorantreiben werden. Dennoch sind zusätzliche An-strengungen erforderlich, um passendere Arten zu finden, sowie Forschung & Entwicklung und den Technologietransfer zu verbessern, um die Entwicklung der Offshore-Marikultur voranzubringen. Es wird außerdem empfohlen, sich auf die Kultivierung von Organismen niedriger trophischer Ebenen (bspw. Filtrierer) zu konzentrieren, um die Auswirkungen auf Ökosysteme zu minimieren und eine langfristige Nachhaltigkeit der Aquakultur sicherzustellen. Ebenso müssen Risikobewertungen und/oder Umweltver-träglichkeitsprüfungen, sowie konstantes Monitoring immer vor der Erbauung von Offshore-Farmen durchgeführt werden. Eine permanente Umweltüberwachung muss außerdem sichergestellt werden.

(4) Growth performance and condition of oysters (Crassostrea gigas and Ostrea edulis) farmed in an offshore environment (North Sea, Germany). (Pogoda et al. 2011) – Deutschland

Ziel dieser Studie war es, die biologische Eignung zweier Kandidaten für die Austernkultur, die Pazifi-sche Auster Crassostrea gigas und die Europäische Auster Ostrea edulis zu untersuchen. Wachstumsra-ten, Kondition und Mortalitäten in einer Offshore-Umgebung wurden untersucht, indem 2004 und 2007 an vier verschiedenen Standorten Austernsaaten ausgebracht und alle sechs Wochen von April bis Okto-ber Proben entnommen wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass beide Austernarten in einer Offshore-Umgebung erfolgreich wachsen können. Die mittleren Wachstumsraten ähneln dabei denen von Individu-en aus Küstenhabitaten. Der Konditionsfaktor zeigt saisonale Schwankungen bei beiden Arten. Die Über-lebensrate für beide Arten betrug 2007 über 99%. In der vorherigen Studie im Jahr 2004 wurde jedoch eine hohe Sterblichkeitsrate für O. edulis an einem Standort beobachtet. Unterschiede wurden bei der Zunahme der Schalenlänge und der Trockenmasse zwischen Standorten und Größenklassen beobachtet. Unter Berücksichtigung dieser Ergebnisse werden Standortauswahlkriterien für verschiedene Offshore-Standorte vorgestellt, welche vor der Auswahl eines geeigneten Standortes für die Austernzucht sorgfältig geprüft werden sollten.

(5) Offshore aquaculture farming - Report from the initial feasibility study and market require-ments for the innovations from the project. (Ögmundarson et al. 2011) – Island

Dieser Bericht stellt eine Bewertung der technischen Anforderungen und des Marktpotentials für ein Ver-ankerungssystem dar, welches für den Einsatz zur Aquakultur von Muscheln in exponierten Offshore-Gebieten geeignet ist. Es wurde eine Erhebung aller aktuellen Technologien für die Muschelzucht durch-geführt, einschließlich jener in küstennahen Umgebungen, Offshore-Umgebungen und teilexponierten Umgebungen. Das Verankerungssystem, das den Anforderungen einer Offshore-Umgebung am ehesten gerecht wird, ist der Helikal- oder Schraubanker, der ohne den Einsatz eines Tauchteams angebracht wer-den kann.

(6) Aquaculture in Welsh Offshore Wind Farms: A feasibility study into potential cultivation in offshore wind farm sites. (Syvret et al. 2013) – Großbritannien

In dieser Studie werden technische und biologische Optionen für die Etablierung einer Aquakultur in Offshore-Windparks in Wales betrachtet. Der offensichtlichste Kandidat für wirtschaftlich rentable Aquakultur in Offshore-Windparks ist die Miesmuschel (Mytilus edulis). Versuche von Deepdock Ltd.

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haben bewiesen, dass die Bodenkultivierung von Miesmuscheln ohne negative Auswirkungen auf Wind-parkbetreiber durchgeführt werden kann. Die Technologie für die Muschelzucht mit befestigten Struktu-ren im Freiwasser ist vorhanden und muss nun durch kommerzielle Piloten verbessert werden. Diese Pilo-ten würden auch eine Bewertung der Umweltauswirkungen, sowie der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit dieser Technologien ermöglichen (mit Miesmuscheln als anfängliche Test-Art). Sobald Aquakulturbetrei-ber Erfahrungen mit Offshore-Bedingungen gesammelt haben, besteht die Möglichkeit andere Arten zu kultivieren (z.B. die Pazifische Auster, Crassostrea gigas, oder die heimische Auster, Ostrea edulis). Die Erträge für die Erzeugung von Algen zur Energieerzeugung wären gegenwärtig im Verhältnis zu den Produktionskosten für Trockenmasse zu niedrig, um dies zu einer realisierbaren Option zu machen.

(7) A Triple P review of the feasibility of sustainable offshore seaweed production in the North Sea. (Sander van den Burg (ed.) et al. 2013) – Niederlande

Diese Studie konzentrierte sich auf das Potenzial von in der Nordsee kultiviertem Seetang als nachhaltige und gewinnbringende Ressource für Futter- und Non-Food-Anwendungen. Die Produktion von Seetang kann im Rahmen von Multi-Use-Plattformen auf See erfolgen. Verschiedene wirtschaftliche, ökologische und soziale Herausforderungen wurden identifiziert, die angegangen werden müssen, um dieses Potenzial zu nutzen.

(8) Open-ocean sea Scallop (Placopecten magellanicus) culture trials in Chaleur Bay, Canada: Combaring culture gears and husbandry practices. (Davidson et al. 2014) – Kanada

In dieser Feldstudie wurden Wachstum und Überleben von Jakobsmuscheln (Placopecten magellanicus) in einer Offshore-Umgebung der Chaleur Bay in Kanada bewertet. Als Untersuchungsgebiet diente eine etablierte Muschelfarm, in der seit 2004 Miesmuscheln (Mytilus edulis) offshore gezüchtet werden. Ver-schiedene Ansätze und Kultivierungstechniken wurden dazu getestet: Perlnetze, Laternennetze, Dark Sea-Körbe, OysterGro®- und Kenny cabins. Die Kenny cabins sind nicht patentierte Kultivierungsbehälter, die von Kenny Aquaculture Inc. konzipiert und gebaut wurden. Drei verschiedene Aufwuchstechniken wurden verglichen: 1) zwei Jahre in Aufhängungen, 2) zwei Jahre in Bodenkultur und 3) das erste Jahr in Aufhängungen und das zweite Jahr in Bodenkultur. Die besten Wachstumsraten wurden bei Jakobsmu-scheln erzielt, die zwei Jahre in Aufhängungen verbracht hatten. Die beste Performance in Kombination aus Wachstumsrate und Überleben zeigten die Kenny cabins. Jakobsmuscheln aus Laternennetzen hatten die beste Wachstumsleistung, jedoch die niedrigste Überlebensrate. Als Ursache für diese Resultate wird die Effektstärke der Wellenbewegung angesehen, da Kenny cabins starr und robust sind, während Later-nennetze flexibel sind.

(9) Modular Multipurpose Offshore Platforms – Innovative Opportunities for Aquaculture. TROPOS. (Brito 2015) – Spanien, Griechenland, Großbritannien

Das TROPOS-Projekt zielte darauf ab, ein schwimmendes, modulares Mehrzweck-Plattformsystem für den Einsatz in tiefen Gewässern zu entwickeln. Der erste geografische Fokus soll auf die Mittelmeerregi-on, sowie Tropen und Subtropen gelegt werden, aber flexibel genug sein, um örtlich nicht gebunden zu sein. Das schwimmende Design erleichtert den Zugang zu Tiefseegebieten in denen der Einsatz konventi-oneller Plattformtypen nicht möglich ist. Der modulare Multi-Use-Ansatz ermöglicht die Integration vier verschiedener Sektoren: Transport, Energie, Aquakultur und Freizeit (engl.: Transport, Energy, Aquacul-ture, Leisure = TEAL). Drei unterschiedliche Konzepte wurden im Rahmen von TROPOS entwickelt: das Green & Blue-Konzept, Leisure Island und der Sustainable Service Hub. Entsprechende Standorte für die verschiedenen Konzepte wurden identifiziert und endgültige TROPOS-Szenarien wurden mithilfe eines speziell entwickelten GIS-basierten Tools definiert: (1) Green & Blue-Szenario soll nördlich von Kreta implementiert werden und die Nutzung von Windenergie und Fisch- und Algenaquakultur integrieren; (2) Leisure Island als Freizeitinsel vor der Küste von Gran Canaria, die Freizeiteinrichtungen mit der Nut-zung von Solarenergie kombiniert; (3) der Sustainable Service Hub in der Dogger Bank (Nordsee, Verei-nigtes Königreich), der sich auf die verkehrs- und energiebezogenen Bedürfnisse des Offshore-Sektors für erneuerbare Energien konzentriert, d.h. Dienstleistungen für Offshore-Windparks anbietet. Zusätzlich wurden zwei Zukunftsszenarien entwickelt: ein Green & Blue-Szenario in Taiwan, das die Aquakultur und OTEC integriert; und den Offshore Container Terminal in Panama, welcher als zentraler Energie-

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und Verkehrsknotenpunkt dient. Ziel war es, Multi-Use Offshore-Plattformkonzepte zu entwickeln, die eine nachhaltige und umweltschonende, sowie synergetische Nutzung mariner Ressourcen ermöglichen.

(10) Lessons from stakeholder dialogues on marine aquaculture in offshore wind farms: Per-ceived potentials, constraints and research gaps. (Wever et al. 2015) – Deutschland

Anhand einer Fallstudie in Deutschland untersucht dieser Bericht die praktische Implementierung der Offshore-Aquakultur in Offshore-Windparks im Hinblick auf die verschiedenen beteiligten Akteure. Durch einen transdisziplinären Forschungsansatz wurden die wirtschaftlichen Überlegungen und Interes-sen der beteiligten Stakeholder-Gruppen erarbeitet. Dieser Bericht beruht auf einer Stakeholder-Analyse (insbesondere eines Stakeholder-Workshops) und präsentiert dessen Ergebnisse. Im Fokus standen Wis-senschaftler, sowie private und öffentliche Stakeholder, die in aktuelle Forschungsthemen zur Kombinati-on von Offshore-Windparks und Aquakultur in der deutschen Nordsee involviert sind. Die Studie identi-fiziert die allgemeine Akzeptanz, sowie Chancen und Hemmnisse eines solchen Multi-Use-Szenarios in der Gesellschaft (wie von den Interessengruppen wahrgenommen) und den wichtigsten Forschungsbedarf. Die Ergebnisse bestätigen die Annahme, dass es einen klaren Bedarf und auch die Bereitschaft seitens politischer Entscheidungsträger und der wissenschaftlichen Gemeinde gibt, nachhaltige, ressourcen- und raumeffiziente Lösungen für einen Multi-Use-Ansatz zu finden.

(11) Offshore-Site-Selection für die nachhaltige und multifunktionale Nutzung von Meeresarea-len in stark genutzten Meeren am Beispiel der Nordsee. (Pogoda et al. 2016; Johann Heinrich von Thünen-Institut 2015; Czybulka und Francesconi 2015) – Deutschland

Ziel des Verbundprojektes Offshore Site Selection (OSS) des Alfred-Wegener-Instituts, des Johann Hein-rich von Thünen-Instituts und der Universität Rostock war die Erstellung eines 'Multi-Use-Fahrplans' als Hilfestellung für die zukünftige (bestehende und weitere) Nutzung von Meeresflächen in der deutschen Bucht am Beispiel 'Aquakultur' in Kooperation mit anderen Nutzungen wie Offshore-Windenergieanlagen (WEA) sowie neuen Strategien im Bereich der passiven Fischerei. Durch diese Mehrfachnutzung sollte der Einfluss auf das Ökosystem geordnet und reduziert werden. Es wurde ein Modell erstellt, welches als Planungshilfe die zukünftige Bewirtschaftung von Meeresflächen im Rahmen der Aquakultur/Windparkkombination erleichtert. Außerdem wurden Testflächen identifiziert, die für eine solche multiple Nutzung geeignet erscheinen. Zusätzlich wurden im Verbundprojekt biologische Parameter bearbeitet um in einem integrierten, multitrophischen Aquakultursystem (IMTA) ein Gleich-gewicht zwischen Nährstoffeintrag durch Futter und Nährstoffentzug zu erreichen. Für die Marikultur in der AWZ existieren bislang keine Anträge und dementsprechend auch kein Standarduntersuchungskon-zept (StUK). Anhand eines Antrages auf Genehmigung einer Pilot-Marikulturanlage in Doppelnutzung mit WEA wurde eine 'Checkliste' und im Zusammenwirken mit dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) anschließend ein StUK für die Errichtung und den Betrieb von Marikulturen in der AWZ entwickelt. Folgende Publikationen entstanden aus dem Verbundprojekt:

Stelzenmüller V, Diekmann R, Bastardie F, Schulze T, Berkenhagen J, Kloppmann MHF, Krause G, Pogoda B, Buck BH, Kraus G (2016) Co-location of passive gear fisheries in offshore wind farms in the German EEZ of the North Sea: a first socio-economic scoping. J Environ Manag 183(3):794-805, DOI:10.1016/j.jenvman.2016.08.027

Gimpel A, Stelzenmüller V, Grote B, Buck BH, Floeter J, Nuñez-Riboni I, Pogoda B (2015) A GIS modelling framework to evaluate marine spatial planning scenarios: Co-location of offshore wind farms and aquaculture in the German EEZ. Mar Policy 55(1):102-115, DOI:10.1016/j.marpol.2015.01.012

Buck BH, Ebeling MW, Michler-Cieluch T (2010) Mussel cultivation as a co-use in offshore wind farms: potential and economic feasibility. Aquacult Econ Manag 14(4):255-281, doi:10.1980/13657305.2010.526018

(12) The feasibility of offshore aquaculture and its potential for multi-use in the North Sea. (Jan-sen et al. 2016) – Niederlande

Ziel dieser Studie war es, einen Beitrag zur Diskussion über die Durchführbarkeit und Entwicklung von Offshore-Aquakultur und ihr Potenzial für die Mehrfachnutzung mit anderen marinen Nutzungsaktivitä-

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ten zu leisten. Ein Überblick über nationale und internationale Projekte bildet die Grundlage der Studie, in dem die niederländische Nordsee als Fallstudiengebiet genutzt wird. Eine Analyse technischer, ökonomi-scher und ökologischer Limitierungen zeigte, dass das Potenzial für die Fischzucht begrenzt ist, dass die Produktion von Makroalgen an Potenzial gewinnt, sobald die mit der Verarbeitung verbundenen Schwie-rigkeiten überwunden werden und dass die Muschelzucht für die nahe Zukunft das größte Potenzial be-sitzt. Ein Raumverteilungsmodell zeigte, dass die Offshore-Produktion von Muscheln in Windparks profi-tabel sein kann. Das kommerzielle Interesse für die Weiterentwicklung der Offshore-Kultivierung von Muscheln ist jedoch immer noch begrenzt. Mögliche Maßnahmen zur Förderung der weiteren Entwick-lung der Muschelindustrie für die Regierung, den privaten Sektor, Forschungsinstitute und Organisatio-nen der Zivilgesellschaft werden vorgestellt.

(13) Opportunities for the development of flat oyster populations on existing and planned wind farms in the Dutch section of the North Sea. (Smaal et al. 2017) – Niederlande

In dieser Studie wurden Möglichkeiten für die Kultivierung der Europäischen Auster (Ostrea edulis) in bestehenden und geplanten Windparks in der niederländischen Nordsee betrachtet. Im Auftrag des nieder-ländischen Wirtschaftsministeriums wurden die Anforderungen identifiziert, die die Europäische Auster an ihr Habitat stellt, mit einem Fokus auf die Habitatvorteile von Windparkstandorten in der Nordsee. Die Studie setzt voraus, dass an diesen Windparkstandorten keine störenden Aktivitäten am Meeresboden durchgeführt werden, welche sich nachteilig auf Europäische Austern auswirken würden.

2.3 Potentielle Konflikte mit anderen Offshore-Nutzern (FuE) Die Vorgehensweise einen geeigneten Standort für eine geplante Nutzung durch die Aquakultur, wie z.B. der Aufzucht bestimmter Arten und Anwendung spezifischer Techniken zu finden, ist aus zahlreichen Gründen kaum möglich. Die vielfältigen Interessen und bereits bestehenden Nutzungen im Offshore-Bereich geben die potentiellen Standorte vor. Vor allem gesetzliche Restriktionen schließen viele Gebiete aus und verlagern die möglichen Standorte in größere Entfernung von der Küste. Die vielfältigen Nutzun-gen in der AWZ sind in Kapitel 1.1.1 beschrieben. So ist ein Offshore-Aquakulturprojekt in die bestehen-den Planungen und Nutzungen wie z.B. der Windkraft nur schwierig einzubinden. Generell sind in der AWZ Konfliktpunkte mit folgenden Nutzungsformen zu beachten:

Offshore-Windparks Naturschutzgebiete Kommerzielle Fischerei Angelfischerei Kabeltrassen Plattformen: Erdöl-, Erdgas-, Umspann-, Konverter- und Windkraftplattformen Rohrleitungen Schifffahrtswege touristischer Bootsverkehr Militärische Übungsgebiete Sedimentgewinnung Einbringungsgebiete Reedegebiet für Schiffe Hafenanlagen

Ein möglicher Konfliktpunkt sind Verankerungen von Offshore-Anlagen und Leitungen und Ankermög-lichkeiten für Versorgungsschiffe. Hier müssen Verankerungen für ein Aquakulturprojekt sich entspre-chend in die bereits bestehenden Planungen einfügen. An der FINO3 muss innerhalb des 500m Radius um die Plattform eine Ankermöglichkeit mit 4 Ankern für ein Tauchschiff freigehalten werden. Ein Aquakulturprojekt an der FINO3, bzw. im Gebiet der EU, würden viele mögliche Konfliktpunkte nicht entstehen bzw. sind bereits durch den gesetzlichen Rahmen in der Planung auszuschließen. So sind be-

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sonders negative Auswirkungen auf die Umwelt durch verschiedene Gesetze wie z.B. der EU-Meeresstrategierahmenrichtlinie (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2008) bereits durch Berücksichtigung in der Planung auszuschließen. Es bleibt aber festzuhalten, dass trotz dieser vielfältigen möglichen Konfliktpunkte die sich überschneidenden Interessen mit anderen Nutzern im Offshore-Bereich in Grenzen halten und deutlich geringer sind als in Binnen- oder Küstengewässern.

2.4 Stand der Technik technischer Konzepte für Offshore-Aquakultur (FuE, AP1)

Neben dem biologischen Betrachtungswinkel der Machbarkeitsstudie bildet die tech-nisch/betriebswirtschaftliche Betrachtung der Machbarkeit von Offshore-Aquakultur am Standort der FINO3 den zweiten Schwerpunkt dieser Studie. Allerdings sind auch die im Bau befindlichen Windkraft-anlagen ausschließlich zur Energieerzeugung konzipiert worden. Eine direkte Verknüpfung von Aquakul-tur mit z.B. dem Transitionpiece einer Windkraftanlage ist derzeit nicht möglich. Die entstehenden Kräfte sind für eine Kombination der beiden Technologien in der Entwicklung der Windkraftanlagen nicht be-rücksichtigt worden.

2.4.1 Technische Anforderungen an die Offshore-Aquakultur im Vergleich zur Onshore-Aquakultur (FuE)

Der Hauptunterschied an die technischen Anforderungen einer Offshore-Aquakulturanlage im Vergleich zu einer Onshore-Aquakulturanlage resultiert aus den deutlich raueren Offshore-Bedingungen, wie z.B. Wellenhöhe, Strömungsgeschwindigkeiten und hohen Windstärken mit äußerst starkem „Engergie-Impact“. Diese Parameter erreichen viel stärkere Schwankungen als in geschützten Onshore-Anlagen und bedingen daher extrem widerstandsfähige und auf die speziellen Anforderungen von Extremstandorten abgestimmte Strukturen, Materialien und Anlagendesign. Abbildung 16 veranschaulicht die Wirkung von Wellen auf tiefere Wasserlagen.

Abbildung 16: Abnahme der Wellenenergie mit der Wassertiefe Der Radius der Kreisbewegung der Wassermolekühle nimmt exponentiell mit zunehmender Wassertiefe ab. Somit wirkt sich eine Welle etwas bis zu einer Wassertiefe aus, die der Hälfte der Wellenlänge ent-spricht. In darunterliegenden Tiefen beträgt die Wasserbewegung nur noch ca. 4 % des Wertes an der Oberfläche. Im Offshore-Bereich kommen z.B. regelmäßig auch außerhalb der Frühjahrs- und Herbst-stürme Wellen mit einer Höhe von 8m und entsprechend großen Auswirkungen vor ( (BSH 2017b). Ver-luste in Aquakulturanlagen werden durch ein Absenken der Anlage in größere Tiefen vermieden oder reduziert.

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Ein weiterer durch Wind, Wellen und Strömung sehr genau zu testender Punkt ist die Verankerungstech-nik. Diese muss in Onshore-Anlagen ebenfalls an diese Faktoren angepasst werden aber nicht unter Be-rücksichtigung so starker Amplituden wie im Offshore-Bereich. Deutlich höhere Anforderungen an das Material entstehen im Offshore-Bereich durch den höhren Salz-gehalt des Wassers und höhere Sonneneinstrahlung was zu einer schnelleren Korrosion führt. Auch spezielle Techniken und Verfahren zur Installation und im Betrieb der Anlagen sowie eine sehr gute Organisation und ein vorausschauendes und flexibles Management dieser weit draußen im Meer befindli-chen Anlagen sind unumgänglich. Besonders im Betrieb ergeben sich bei Offshore-Aquakulturanlagen im Vergleich zu Onshore-Aquakulturanlagen mehrere Unterschiede. Dies betrifft insbesondere den Aspekt der Wartung und Reparatur der Anlagen. Offshore-Aquakulturanlagen sind naturgemäß deutlich schwie-riger zu erreichen, wobei insbesondere bei starken Winden und Nebel tagelang überhaupt nicht erreicht werden können, so dass an diesen Tagen auch keine Instandsetzung, Wartung und eventuell dringende Reparaturen stattfinden können was im Extremfall zum Verlust der Anlage führen kann. Die Plattform FINO3 liegt 80 km von der Küste entfernt. Daher liegen die Betriebs- und Wartungskosten deutlich ober-halb der Kosten von vergleichbaren Aquakulturbetrieben an Land.

Generell und an der FINO3 ist ein Übersetzen von Wartungsbooten zu den Windkraftanlagen bis zu einer Wellenhöhe von ca. 1,5m möglich. Ein Vorteil von Offshore-Anlagen gegenüber Nearshore- oder Onshoreanlagen ist die höhere Sicherheit hinsichtlich Sabotage und Diebstahl. Eine weitere Herausforderung für die Offshore-Aquakultur im Vergleich zur Onshore-Aquakultur ist in Deutschland die Bindung an die AWZ. Die AWZ ist ein durch das Seerechtsübereinkommen der Verein-ten Nationen definiertes Gebiet 200 Seemeilen vor der Küste eines Staates. In diesem Gebiet hat der Staat besondere Befugnisse zur Nutzung der marinen Ressourcen. Weitere Ausführungen siehe Kapitel 4.1.

2.4.2 Vorhandene Anlagendesigns: Fische, Algen, Muscheln (FuE) In der Vergangenheit sind zahlreiche Projekte zur Prüfung der technischen Machbarkeit verschiedener Offshore-Aquakulturdesigns durchgeführt worden. Im Folgenden werden exemplarisch einige erprobte und erfolgreich getestete Designs beschrieben, die grundsätzliche Aspekte des technischen Stands dieser Branche darstellen.

2.4.2.1 Fische in Netzgehegen Es gibt vielfältige Verfahren, nach denen Netzgehege klassifiziert werden können (Lekang 2013). Eine Klassifizierung bezieht sich auf die Lage des Netzgeheges im Wasser: schwimmend an der Oberfläche, abgetaucht oder tauchfähig. Eine andere Klassifizierung bezieht sich auf den Typ der Netze, die in den Netzgehegen zum Einsatz kommen; steif oder flexibel. Bei der steifen Form werden flexible Netze auf feste Rahmenkonstruktionen gespannt. Der Vorteil von steifen Metallnetzen ist, die Formstabilität unab-hängig vom Einfluss der Wellen. Eine andere Klassifizierung greift die Form der Netze auf. Diese können offen oder geschlossen. Bei den geschlossenen wird Wasser zum Befüllen und eine Ablaufpumpe benö-tigt. Die häufigste Unterteilung erfolgt in vier Systemklassen, die nach ihrer Eignung gegenüber starker Strömung und Wellenkräften unterschieden werden. Nachfolgend werden diese Systeme kurz vorgestellt (Buck 2002):

Klasse 1 Netzgehege: Schwerkraftnetzgehege (Gravity Cage) In der intensiven Aquakultur werden häufig diese Systeme genutzt. Sie haben meistens folgende Haupt-bestandteile:

Ein Netz (-tasche netbag), das mit Gewichten am Boden nach unten gezogen wird, um es unter Spannung zu halten und die Verformung durch der strömungs- und windbedingten Schwerkräfte zu minimieren und das Nutzungsvolumen stabil zu halten. Taschenbildung, in die die Fische hin-

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einfliehen, müssen wegen der mechanischen Belastung (Verletzung, Krankheiten) vermieden werden.

Ein Sprungnetz, das am oberen Netzrand befestigt ist, um das Entkommen der Fische zu verhin-dern

Ein Cage collar, der das Netz spannt und die Bojen in der richtigen Position in der Wassersäule hält

Vertäuungssysteme Die so konstruierten meistens runden Anlagen haben in Gewässern ohne oder mit geringer Strömung ein konstantes Volumen. Nachteilig in so einem beweglichen System sind die Bewegungen der Gewichte bei stärkerem Wellengang. Die Beschleunigung der Gewichte nach unten kann verlangsamt sein, was zu ei-ner Verringerung des Volumens führt oder auch das gesamte Netzgehege unter Wasser ziehen kann.

Klasse 2 Netzgehege: Anchor Tensioned Cages Die Anchor Tensioned Cages werden fest am Boden verankert. Die von außen auf die Netzwand wirken-den Kräfte, halten die Ankerleinen unter Spannung und wirken so einer Deformierung entgegen. Dieser Vorteil gegenüber anderen Netzgehegen erlaubt eine höhere Besatzdichte. Ein weiterer Vorteil ist der gute Sauerstoffaustausch schon bei geringer Strömung. Die Spannung im Netz vereinfacht die Pflege, wie z.B. das Entfernen von Biofouling. Allerding kollabiert unter Verlust der Ankerspannung das Netzgehege und kann nicht mehr geschleppt werden.

Klasse 3 Netzgehege: Self supporting Cages Diese Anlagen haben oft eine hexagonale, runde, konische oder bikonische Form (self-tensioned und self-supporting Cages) und sind meistens zu 2/3 ihrer Gesamthöhe untergetaucht Abbildung 17. Die Säulen und Pfeiler halten das Netzgehege, unabhängig von ihrer Verankerung, unter ständiger Spannung, sodass er sich selbst stützt. Dieses Design zeigt eine Formstabilität auch bei höherem Wellengang.

Abbildung 17: Selfsupporting cage, Firma Innovasea

Klasse 4 Netzgehege: Rigid self-supporting cages Netzgehege dieser Klasse sind völlig starr, haben häufig eine kastenförmige Gestalt und können in eine oder mehrere Netzgehege unterteilt werden. Aufgrund dieser starren Form behalten sie ihre Gestalt und ihr Volumen. Heute wird ein weiterentwickeltes Netzgehege in geodätischer Form in den USA (z.B. Ha-waii) aber auch Italien ausschließlich über tiefem Wasser, mehr als 100 m Wassertiefe, eingesetzt (Abbildung 18). Das Netzgehege ist dauerhaft untergetaucht und wird nur noch zum Säubern und Ernten über Wasser gehalten.

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Abbildung 18: Das Aquapod Netzgehege (Quelle: (InnovaSea 2017; Goudey et al. 2009)

Innovationen: Wie schon in Kapitel 1.4.1 beschrieben, handelt es sich bei der Offshore-Aquakultur um eine stark ex-pandierende Branche mit großen Konkurrenten, die laufend neue Entwicklungen in immer größeren Maß-stäben auf den Markt bringen. Die folgenden Beispiele geben einen kleinen Einblick in die aktuellen In-novationen und veranschaulichen in welchen Größenordnungen sich die zukünftige Produktion abspielt. Es wird auch deutlich, dass sich die Aquakultur weg von den küstennahen Anlagen hin zu mehr exponier-ten Standorten bewegt, die auch in Küstennähe liegen können aber typischen Offshore-Bedingungen aus-gesetzt sind.

The Egg

Die hauptsächlich für die Lachszucht konzipierte Aufzuchtanlage „The egg“ ist ein neues Konzept, das versucht Lösungen für die immer wieder kritisierten Faktoren Umweltverträglichkeit und soziale Akzep-tanz zu bieten. Das Design eines geschlossenen Tanks, in Form eines Eis, ist zu 90 % abgetaucht und mit Wasser befüllt. Die über der Wasseroberfläche liegenden 10 % sind mit Luft gefüllt und das Ei in einem Ankerrahmen vertäut. Ziel dieses Systems ist es eine Alternative zu den gängigen gravitiy cages zu bie-ten. Die Fütterung erfolgt automatisiert über Futterautomaten und Futterpellets werden mit dem Wasser-strom nach oben getragen, was eine leichte Kontrolle der gefressenen Menge und eine genauere Dosie-rung der Futtermenge als in offenen Netzgehegen ermöglicht. Das Abfischen erfolgt ebenfalls automati-siert über ein ausklappbares Netz, das nicht fangfähige Fische entkommen lässt.

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Abbildung 19: The Egg ist ein neues Konzept zur Aufzucht von Fischen/ Lachsen des norwegischen

Aquakulturunternehmens Hauge-Aqua Durch die Strömung lassen sich Fischfäkalien und andere Partikel abtrennen, die vor dem Auslaufen her-ausgefiltert werden und später als Ressource weitergenutzt werden. Ein Problem als Kostenfaktor und aus Umweltsicht stellen immer wieder entkommene Fisch aus Aqua-kulturanlagen dar. Dieses Risiko wird mit diesem Design reduziert (Hauge Aqua 2017).

Ocean Farm 1

Diese Offshore-Aquakulturanlage wurde im Juni 2017 fertiggestellt und wird in der zweiten Jahreshälfte 2017 in Betrieb genommen und wird damit die erste automatisierte Offshore-Lachsfarm und gleichzeitig die größte Fischfarm der Welt sein. Sie dient hauptsächlich Forschungs- und Entwicklungszwecken für zukünftige Offshore-Fischhälterung in ähnlich großen Dimensionen wie diese Anlage.

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Abbildung 20: Offshore-Aquakulturanlage Ocean Farm 1 der Firma SalMar (Quelle: SalMar 2017)

Höhe: 68m Durchmesser: 110m Wassertiefe: 100-300m Volumen: 250.000m³ Netzmaterial: Dyneema (UHMW-Polyethylen) Open/ Closed fishfarming: open Fischart: Lachs Status: In Betriebnahme Einsetzen der Fische Q3 2017

2.4.2.2 Makroalgen in Ringsystemen Weltweit werden seit langem Makroalgen in der Offshore-Aquakultur, vor allem in Asien, mit unter-schiedlichen an die jeweiligen lokalen Bedingungen angepassten Methoden, kultiviert. In dieser Studie werden im Folgenden die technischen Systeme betrachtet, die für den vorgesehenen Standort in der Nord-see relevant sind. Es wurden in der Vergangenheit zahlreiche Versuche unternommen Makroalgen unter den harten Bedin-gungen im Offshore-Bereich der Nordsee und in der Kombination mit Windkraftanlagen zu kultivieren (Buck et al. 2004; Buck et al. 2017a). Die Systeme zur Kultivierung der Makroalgen unterscheiden sich unter anderem im Design, Material, Arbeitsaufwand und dem Standort. Sie variieren von Langleinen bis zu Strukturen, die speziell zu diesem Zweck entwickelt wurden, wie z.B. die patentierte Ringstruktur des Alfred-Wegener-Instituts in nachfolgender Abbildung 22. Grundsätzlich benötigen sie eine schwimmende Struktur, an die sie sich mit ihren Rhizoiden (wurzelähnlichen Strukturen) verankern können. Diese

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Strukturen müssen verschiedene Herausforderungen im Offshore-Bereich erfüllen. Es ist die Verankerung der schwimmenden Elemente zu gewährleisten wozu z.B. Gründungsstrukturen von Windkraftanlagen sich als sehr geeignet erweisen (Buck et al. 2017a), andererseits muss die Alge sich auch bei stärkeren Strömungen sicher verankern können. In den letzten ca. 20 Jahren wurden in der Deutschen Bucht vor allem vier Systeme zur Kultivierung der Makroalge Laminaria saccharina unter harschen Bedingungen inklusive verschiedener Verankerungsmethoden und der geernteten Biomasse untersucht: Langleinen, eine „Leiter-Anordnung“, eine „Gitter-Anordnung“ und eine Ringstruktur (Abbildung 21).

Abbildung 21: Verschiedene getestete Designs zur Kultivierung von Makroalgen in Windparks. a)

Ringsystem, b-d und h-l) Einzelkomponenten des Ringsystems, e) Langleinendesign, f) Leiter-Anordnung, g) Gitter-Anordnung (Quelle: Buck & Langan 2017)

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Abbildung 22: Makroalge Laminaria saccharina an einem Ringsystem für die Offshore-Aquakultur im

Hafen von Helgoland (Quelle: AWI/Dr. Cornelia Buchholz) Die Ringstruktur stellte sich als besonders geeignet heraus während die anderen Designs sich besonders bei starkem Seegang als nachteilig erwiesen (Buck et al. 2017a). Die Algen an der Langleinen-Variante erfuhren aufgrund starker Turbulenzen einen großen mechanischen Abrieb und sind daher nicht für die Bedingungen in der Nordsee geeignet. Die Leiter- und Gitter-Anordnungen zeigten ebenfalls größere Problempunkte, z.B. die Befestigungspunkte der Gewichte. Generell ist bei allen technischen Lösungen unter den oft schwierigen und immer wetterabhängigen Offshore-Bedingungen der Arbeitsaufwand in der Nordsee ein entscheidender Faktor (ist z.B. die Befestigung der Laborkulturen onshore oder offshore möglich?). Als Fazit der langjährigen Versuche ist festzuhalten, dass technische Lösungen für eine Offs-hore-Aquakultur von Makroalgen in der Nordsee möglich sind, wenn verschiedene oben genannte Punkte berücksichtigt werden.

2.4.2.3 Muscheln an Pfählen, Langleinen, in Bodenkäfigen

Miesmuschel Muscheln habe eine hohe Reproduktion und ihre Larven sind mobil. Diese Tatsache prägt auch das tech-nische Design vorhandener Anlagen. So handelt es sich in der Regel um Semikulturen.d.h. es werden Jungmuscheln (ca. 1cm) aus Naturbänken abgefischt und anschließend ins Zuchtgebiet eingebracht bzw. in die Zuchtvorrichtung umgesetzt. Allerdings werden an der Westküste der USA und Kanada die einge-führten Miesmuscheln in Bruthäusern künstlich vermehrt (Buck et al. 2017c). Die am weitesten verbreite-ten Methoden der Muschelzucht sind die Kultivierung auf künstlichen Kollektoren (z.B. Langleinenkul-tur), die Haltung in Drahtkörben bzw. Netzsäcken und die Bodenkultur. Die Bouchot-Methode besteht aus Pfeilern im Gezeitenbereich, die mit Muscheln bewachsen sind. Sie verbleiben dort bis zur marktfähigen Größe.

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Abbildung 23: Bouchot-Methode zur Kultivierung von Miesmuscheln in Frankreich (Quelle: Delalan-

de-Peche, 2017) Am weitesten und erfolgreichsten verbreitet ist die Kultivierung an Langleinen oder an schwimmenden Strukturen befestigten Leinen. Bei letzterer Methode ist mehr Handarbeit nötig, da weniger Möglichkei-ten einer Automatisierung vorhanden sind, z.B. sind diese Anlagen von kleinerer Dimension verglichen zu Langleinen. Diese Methode ist in Europa vor allem in Spanien sehr verbreitet (Buck et al. 2017c).

Miesmuscheln an Langleinen

In der Langleinenkultur dienen überwiegend Seile aus Kunststoff als Anheftungsmaterial für Jungmu-scheln. Die Seile sind sowohl an der Oberfläche an einer mehrere hundert Meter langen Leine, an Bojen oder anderen Schwimmkörpern als auch am Boden fixiert (Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefun-den werden.). Die Muscheln wachsen an Seilen, die an der Langleine befestigt sind. Um ein optimales Wachstum der Muscheln zu erreichen, wird versucht einige Faktoren, wie mechanischer Abrieb und zu starke Bewegun-gen der Langleinen durch z.B. den Einsatz besonders wasserwiderstandsarmer Bojenformen (pencil floats) im Wasser zu reduzieren. Größere Wassertiefen reduzieren den mechanischen Stress für die Mu-scheln. Allerdings ist immer eine Balance zu finden zwischen der abnehmenden Nahrungsverfügbarkeit in lichtärmeren weniger durchströmten Wasserschichten mit zunehmender Tiefe. Der Abstand zwischen den einzelnen Langleinen in einer Muschelfarm hängt von den Bedingungen wie z.B. Wege für Arbeits-boote ab. Wie in allen Offshore-Anlagen ist auch bei dieser Methode die Verankerung angepasst an die lokalen extremen Bedingungen eine immer wieder zu untersuchende Herausforderung. Gegenüber der Bodenkultur ist die Langleinenkultur zwar arbeitsaufwendiger aber die Muschel wächst schneller, enthält weniger Schadstoffe und Sand.

Miesmuscheln in Bodenkultur

Die Möglichkeit einer Bodenkultur für Muscheln hängt von der Wassertiefe ab und in welcher Tiefe noch ausreichend Phytoplankton als Nahrung vorhanden ist. Die an anderer Stelle gefischten Jungmuscheln werden für ein besseres Wachstum in geringerer Dichte und zur leichteren Ernte in küstennahe Gebiete verbracht (Seed und Suchanek 1992);(Seaman und Ruth 1997).

Auster In Küstennähe werden Austern in Bodenkultur (Aussähen auf einem geeigneten Untergrund und Abfi-schen mit Netzen) oder auf sogenannten Tischen (Austern wachsen in Säcken (Pochets) auf Gestellen im

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flachen Gezeitenbereich) kultiviert. Der Arbeitsaufwand ist relativ hoch und zusätzlich müssen die Aus-tern bei Eisgang in Onshore-Becken überwintern. Eine weitere Methode ist die Kultivierung von Austern an Langleinen von Flößen hängend vertikal oder zwischen Verankerungen horizontal gespannt. Im Offs-hore-Bereich wachsen Austern an einer verankerten Langleine, die durch Bojen Auftrieb hat, in soge-nannten „Laternennetzen“. In 2014 wurden weltweit 5,2 Mio. Tonnen Auster produziert. Die Pazifische Auster dominierte weit über der Europäischen Auster. In Europa wurden von den 90.000 t in Frankreich 75.000 t kultiviert. Es folgen Irland und die Niederlande mit der höchsten Produktion. Die Europäische Auster wurde vorwiegend von Frankreich mit 2500 t auf den Markt gebracht (FAO 2016).

Abbildung 24: Beispiele für künstliche Riffe in der Adria. (1) und (2) Pyramidenanordnung, (3) Ver-bindungen für Langleinen und (4) Käfige für Muschelzucht. Quelle: (Bombace et al. 2000); (Tassetti et al. 2015)

2.4.3 Vorhandene Multi-Use Konzepte für Aquakultur und Windkraft (FuE) Durch vor allem Übernutzung der Wildbestände, sowie steigende Anforderungen an die Umwelt und Wasserressourcen bei steigendem Bedarf mariner Produkte führen zu einer rapiden Entwicklung in der Aquakultur. Der abnehmende zur Verfügung stehende Raum bedingt die Entwicklung von Aquakultu rmöglichkeiten auch in harschen Gebieten wie dem Offshore-Bereich. Wie schon seit langem im Inland

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Wasserressourcen einer Mehrfachnutzung unterliegen, so werden auch Offshore-Gebiete von verschiede-nen Interessenten beansprucht und die für Planungen zur Verfügung stehende Gebiete werden deutlich kleiner. Daher war in den letzten Jahren ein zentrales Forschungsthema die nachhaltige Mehrfachnutzung von Offshore renewable energy Systems. Der Slogan „Maximizing the benefit of a piece of land“ (Buck 2009) ist eine mögliche Lösung zur Durchführung von offshore Multi-Use-Konzepten in Kombination mit erneuerbaren Energien-Systemen. Aquakulturaktivitäten in den Offshore-Bereich zu verlagern und am selben Standort mit anderen Nutzungen zu kombinieren (Multi-Use-Nutzung), befindet sich zurzeit noch stark in der Entwicklung. Diese Projekte investieren in robuste Technologien und erforschen Sys-temdesigns, die für die Aufzucht von Spezien in maritimen Bereichen von hoher Energie anwendbar sind. Multi-Use-Szenarios als auch IMTA-Konzepte befinden sich derzeit häufig noch im technischen Maß-stab. Mit dem Bau der Offshore-Windparks und den zunehmenden Entfernungen von der Küste fand immer stärker das Design der Anlagen Beachtung, um den in schwierigen Umweltbedingungen zu bestehen und wirtschaftlich zu arbeiten. Es wurden verschiedene Kombinationen bestehender Offshore-Strukturen, z.B. Windturbinen oder Ölbohrplattformen, mit Designs von Aquakultursystemen entworfen. Bereits beste-hende Offshore-Konstruktionen bieten viele Möglichkeiten für Aquakulturproduktionsanlagen z.B. als Verbindungspunkte für Verankerungen von Netzgehegen oder Langleinen, oder als Befestigungen für Fütterungs- oder Aufzuchtsysteme (Abbildung 25).

Abbildung 25: Beispiele für potentielle Multi-Use-Konzepte von Offshore-Windkraft- und Aquakultur-anlagen. Quelle: Buck et al. 2008

Diese Möglichkeiten beinhalten Auster-Käfige und Muschelzucht an Langleinen zwischen den Wind-krafträdern oder Ringsysteme, die direkt an den Pylonen befestigt werden und an diesen absenkbar sind (Buck et al. 2004).

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Weitere hier kurz skizzierte Beispiele für Muli-Use-Konzepte sind die EU-Projekte MERMAID, H2Ocean und TROPOS. MERMAID: Ziel dieses EU-Projekts war die Erstellung eines Konzepts zur Entwicklung von Offshore-Plattformen, die einem Multi-Use-Konzept mit den Faktoren Energie, Aquakultur und Transport entspre-chen (Christensen et al. 2015).

Projektanlagen: Kriegers Flak, Ostsee Gemini site, Nordsee Ubiarco and Santoña, Atlantik Area offshore Venice, Mittel-

meer

Windfarm + Lachs/ Forellen Windfarm + Muscheln, Seegras Windfarm + Wellenenergie Windfarm + Seebrasse, See-

barsch Kriegers Flak

Abbildung 26: Lage der Projektanlage Kriegers Flak mit Wassertiefenangaben im Rahmen des EU-

Projekts MERMAID

Standort Entfernung 15 km zur dänischen/ schwedischen Küste Wassertiefe 18-40 m Wassertemperatur 0-20°C Wellenhöhe 1-1,5 m Meeresboden Sand Salzgehalt 7-9 psu Windkraftanlage Gesamtleistung 600 MW Aufteilung 2 Areale Turbinen 80 x 8 MW Wassertiefe 25 m Aquakultur jährliche Produktion 10.000 t Lachs/ Forellen

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Anordnung Zwischen den Arealen Netzgehege 12-14 Stück

45 m Durchmesser 12-15 m Ttiefe schwimmend oder absenkbar

Fütterung mittels Druckluft durch Rohre

Gemini Site Ein weiterer Standort innerhalb des EU-Projekt MERMAID ist die oben genannte Gemini site in der Nordsee mit folgenden Faktoren:

Standort Entfernung 55 km zur niederländischen Küste

Wassertiefe 29,5-33,4 m Wassertemperatur 2-20°C Wellenhöhe <2,1 m (10-11 m alle 50 Jahre) Meeresboden Sandig, teilweise dünne lehmige Schichten Salzgehalt 32,5-35 psu Strömungsgeschwindigkeit 0-0,6 m/s Windkraftanlage Windgeschwindigkeit 8 m/s

Gesamtleistung 900 MW

Aufteilung 3 Areale (2 mit je 300 MW in Bau) Aquakultur Turbinen 150 x 4 MW

jährliche Produktion 48.000 t Muscheln 480.000 t Seegras

Area offshore Venice

Standort Entfernung 27 km zur venezianischen Küste Wassertiefe 25 m Wassertemperatur 9-20°C Wellenhöhe 1,3 m Meeresboden Sand, Schlamm Salzgehalt 26-29 psu Windgeschwindigkeit 4,5 m/s Windkraftanlage Gesamtleistung 13,2 MW Anordnung Quadratisch, 1 Turbine an jeder Ecke Turbinen 4 x 3,3 MW VESTAS V112 Aquakultur jährliche Produktion 2.000 t Seebarsch, Seebrasse Anordnung zwischen den Turbinen Netzgehege 56 Stück

32 m Durchmesser 9 m Tiefe

H2Ocean

Das Ziel dieses EU-Projekts war die Design-Entwicklung für eine Multi-Use-Plattform, die die Produkti-on von Wasserstoff als Energiespeicher mit Hilfe von Wind- und Wellenenergie Energie nutzt sowie eine IMTA-Aquakulturanlage integriert (EU Kommission 2016). Die Entfernung zur Küste beträgt 25-100km bei einer Wassertiefe von <100m.

Aquakultur:

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Seite 48 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

jährliche Produktion 10.000 t Lachs/ Forellen/ Seebarsch 1500 t Seegras 500 t Muscheln

Netzgehege 34 Stück 4 m Durchmesser 15 m Tiefe schwimmend oder absenkbar

Mögliche Standorte Nordatlantik, vor Portugal Nordsee, vor Schottland Mittelmeer, vor Sardinien

Energiereiche Wellen Windenergie Gute Wind/Welleneigenschaften

Abbildung 27: Design der Multi-Use-Anlage im EU-Projekt H2Ocean

TROPOS (“Modular Multi-use Deep Water Offshore Platform Harnessing and Servicing Mediterranean, Subtropi-cal and Tropical Marine and Maritime Resources”): Ziel dieses Projekts war die Entwicklung einer schwimmenden Multi-Use-Plattform für tiefe Meeresgebiete vorwiegend in mediterranen, tropischen und subtropischen Gegenden. Allerdings sollte sie so gestaltet sein, dass sie auch in anderen geographischen Gebieten einsetzbar ist. Es wurden die vier Bereiche Transport, Energie, Aquakultur und Freizeit (Tou-rismus) in diesem Konzept verbunden (Brito 2015). Folgende Modelle wurden innerhalb dieses Projekts konzipiert: Projektanlagen: Nördlich von Kreta

Süd-westlich von Taiwan Süd-westlich von Gran Canaria Dogger Bank Golf von Panama

Energie + Fisch + Mikroalgen Wärmekraftwerk + Fisch + Makroalgen Solarfarm + Hotel Windenergie + Wartungszentrale Windenergie + Offshore Container Ter-

minal

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Die Projekte vor Kreta und vor Taiwan beinhalten die Komponente Aquakultur. Hier eine kurze Skizze:

Green & Blue, Kreta

Abbildung 28: Design der Multi-Use-Anlage „Green & Blue“ vor Kreta im EU-Projekt TROPOS

Standort Entfernung zur Küste 100 km Wassertiefe 450 m Windkraftanlage Gesamtleistung 600 MW Aufteilung 30 Satelliteneinheiten mit je 2 Turbinen Turbinen 60 x 2-3,3 MW Teilweise mit Photovoltaikanlagen Aquakultur Art Fisch + Mikroalgen Anordnung An jeder Satelliteneinheit Netzgehege 30 Netzgehege, 30 Algenschwimmer

Green & Blue, Taiwan

Abbildung 29: Design der Multi-Use-Anlage Green & Blue Taiwan im EU-Projekt TROPOS

Standort Entfernung zur Küste 5,5 km Wassertiefe 300-400 m Wärmekraftwerke Gesamtleistung 8 MW Aquakultur Art Fisch + Makroalgen Aufbau 30 schwimmende Satelliteneinheiten Anordnung Algen stromabwärts der Fischanlage

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Ein Fazit aus der Betrachtung der oben beschriebenen verschiedenen technischen Designs und Modell-projekten zur Offhore-Aquakultur in Verbindung mit anderen Offshore-Anlagen ist die frühzeitige Be-rücksichtigung beider Anforderungen bereits in der Planung.

2.4.4 Technische und betriebliche Situation am Standort FINO3 (FuE) Die erforderliche Infrastruktur für eine Offshore-Aquakulturanlage ist ein wesentlicher Faktor für die technische und betriebswirtschaftliche Machbarkeit. Eine Koppelung einer Aquakulturanlage an die For-schungsplattform FINO3 berücksichtigt die folgende vorhandene technische Ausstattung: Die autarke Stromversorgung auf der Plattform wird durch vier Generatorsets à 32 KW gewährleistet. Diese stellen 230V- und 400V-Netzspannungen zur Verfügung. Für die Überbrückung der Umschaltvor-gänge zwischen den Aggregaten sichert eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV).

Kommunikation Zurzeit stehen auf der Plattform zwei Satelliten-Verbindungen zur Verfügung. Eine dritte Verbindung ist in Planung. Es kann über das Computernetzwerk mittels eines VoIP-Telefons telefoniert werden. Die Da-ten werden auf der Plattform auf einem Fileserver gesammelt. Dieser spiegelt die Daten täglich auf einen Server an Land, auf den die Wissenschaftler zugreifen können.

Weitere Ausstattung

Messgerätecontainer mit freien Rackplätzen Magazin/Lagercontainer Werkstattcontainer 1,5t Kran Windenausleger im Mast Tauchpumpe mit Schlauch, um temp. Seewasser auf die Plattform zu pumpen 3-Bein für Lasten in/aus dem Pfahlinnenraum Lampen und Strahler zur Ausleuchtung der Decks und des Anlegers Für eine Notübernachtung auf der Plattform stehen drei Kojen und zwei Feldbetten in zwei Contai-

nern zur Verfügung. Häufig sind Daten zur Analyse der Durchführbarkeit von Offshore-Aquakulturprojekten in unzureichen-dem Umfang und in zu geringer zeitlicher und räumlicher Auflösung vorhanden (Fisher und Rahel 2004). Die FuE-Zentrum FH Kiel GmbH hat als Betreiber der Offshore-Forschungsplattformen FINO1 und FI-NO3 eine langjährige Erfahrung und Spezialwissen im Offshore-Bereich. Daher sind für den Standort FINO3 umfassende und standortbezogene Daten für ein Analysemodell vorhanden. In den letzten Jahren sind zahlreiche Forschungsprojekte an der Plattform FINO3 durchgeführt worden. Für ein mögliches Aquakulturprojekt können die Ergebnisse der folgenden Projekte bereits als vorliegen-der Teil der Planung genutzt werden, was erheblichen Arbeitsaufwand und Kosten spart sowie das Risiko reduziert Faktoren falsch einzuschätzen. Schallfeld: Ziel war die Vermessung des Schallfeldes bei FINO3 sowie dessen mögliche Änderung durch den Bau und Betrieb der Offshore-Windparks DanTysk und Sandbank. Damit wurde die Korrelation des Unterwasserschalls mit Umweltparametern sowie mit Bau- und Betriebsparametern der Windparks unter-sucht. Somit können fundierte Aussagen zur umweltbedingten Veränderlichkeit der Schallausbreitung und -Verteilung sowie zu den physikalischen Grenzen der Vorhersagbarkeit von Schalldrücken im Zu-sammenhang mit Baumaßnahmen unter Wasser abgeleitet werden, die für Baumaßnahmen gesetzlich vorgeschrieben sind. Diese wissenschaftlichen Grundlagen zur Bewertung von Einflüssen auf die Umwelt und zur Entwicklung von Maßnahmen zur Vermeidung von negativen Einflüssen auf das Vorkommen von Schweinswalen in der näheren Umgebung von FINO3 können bereitgestellt und die gesetzlichen An-forderungen erfüllt werden (Gerdes et al. 2016). Lebensdauervorhersage: Eine zuverlässige Vorhersage der Lebensdauer von Offshore-Anlagen ist selbst nach heutigem Stand kaum zu realisieren. Dies wird in Zukunft für Betreiber und Hersteller aber zu

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einem konkreten Problem, wenn die Entscheidungen über Investitionen anstehen. Durch empirische Er-fassung verschiedenster Messdaten auf der FINO3-Plattform soll eine allgemein anwendbare Mess- und Berechnungsmethodik zur Lebensdauerprognose entwickelt werden, die für feststehende Offshore-Bauwerke - wie z.B. Offshore-Windenergieanlagen oder Aquakulturanlagen - angewendet werden kann. So können kostenintensive Wartungen und Prüfungen optimiert geplant werden und die Wirtschaftlich-keit erhöht. Antibewuchsschichten: In die Betrachtung der mechanischen Strukturen sind mikromechanische und elektrochemische Prozesse häufig nicht miteingerechnet. Gerade aber wegen der spezifischen hochkorro-siven Meerwasserumgebung sind diese Prozesse von höchster Bedeutung, da sie eine Struktur soweit ab-schwächen können, dass die Folgen katastrophal sein könnten. Zusätzlich sind die kultivierten Organis-men ständig zu überwachen, um bei einer unerwünschten Entwicklung schnell reagieren zu können. Opti-sche Überwachungsgeräte mit Verbindung zu einem Onshore-Überwachungszentrum könnten hier Abhil-fe schaffen und erhebliche Kosteneinsparungen bewirken. Leider werden diese Geräte in kürzester Zeit mit kleinen Meerorganismen bewachsen und funktionsuntüchtig gemacht. Es war Aufgabe eines Teilvor-habens transparente, freisetzungsfreie Anti-Biofouling-Schichten zu entwickeln und ihre Funktionsfähig-keit auf der FINO3-Plattform zu testen. Korrosionsschutz: Im Meer eingesetzte Anlagen sind extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt. Die sensiblen Anlagenteile der Anlage müssen diesen Witterungsbedingungen trotzen, denn der Ausfall von Bauteilen zieht automatisch höhere Wartungs- und Instandhaltungskosten nach sich, welche aufgrund der exponierten Lage und den damit verbundenen größeren Wegstrecken mit einem wesentlich höheren Fak-tor zu Buche schlagen als an Land befindliche Anlagen. In der Offshore-Anlagennutzung liegen noch keine umfangreichen Erfahrungen in Punkto Korrosionsschutz vor. Auch existieren bis heute keine über-geordneten Regeln oder Standards hierzu. Ein weiterer Aspekt bei dem Einsatz von Korrosionsschutzsys-temen ist die Vermeidung der Kontamination des Meerwassers mit in den Schutzschichten enthaltenen Giften. Hier zielt die Entwicklung zukünftiger Korrosionsschutzoberflächen darauf ab grundsätzlich um-weltneutral zu sein, d.h. es werden keine giftigen Stoffe an die Umwelt abgegeben. Ziel dieses Projektes war die Entwicklung von Korrosionsschutzschichten für kleine bis mittelgroße und geometrisch komple-xe Bauteile wie z.B. Schäkel und Bolzen (Es-Souni 2014). Meteorologie und Hydrographie: Es werden Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur (Luft und Wasser), Feuchte, Druck (Luft und Wasser), Niederschlag, Sonneneinwirkung, Wellenparameter, Strö-mung und Leitfähigkeit im Wasser erfasst (BSH 2017b) sowie Ergebnisse dieser Messungen sind in Ka-pitel 3.1 verwendet. Dies sind wichtig Parameter für die Planung einer Offshore-Aquakulturanlage (siehe Kapitel 3.1). Auskolkung: Ein Vorhaben befasst sich mit der Gründung von Offshore-Anlagen und dem in diesem Zusammenhang wichtigen Phänomen der Auskolkung. Grundlage eines sicheren aber auch wirtschaftli-chen Designs jeder Offshore-Anlage ist die richtige Dimensionierung der Gründung oder Verankerung. Dabei ist ein wesentlicher Faktor der zu berücksichtigende Kolk. Darunter versteht man die Auswaschung von Sediment am Gewässerboden durch Strömung um das Bauwerk. Kolk schwächt die Gründung eines Offshore-Bauwerkes erheblich. Ziel des Vorhabens ist es, Prognosemethoden des Auskolkungsvorgangs an den Forschungsplattformen FINO1 und FINO3 zu modellieren und somit zur Planung von Gründungs- und Verankerungsstrukturen beizutragen, die Gegenstand internationaler aktueller Forschung sind. Flachwasser-ROV: Im Projekt "HeliROV" wurde ein ferngesteuertes kabelgeführtes Unterwasserfahr-zeug (ROV) speziell für den Einsatz von wiederkehrenden Prüfungen an Unterwasserstrukturen in einer maximalen Wassertiefe von 100 Metern konstruiert und gebaut. Ziel dieses Projektes ist eine Minimie-rung der Kosten. Daher soll der ROV nicht von einem Schiff aus, sondern direkt von der Plattform von Offshore-Windenergieanlagen aus zum Einsatz kommen. Der klein dimensionierte, leichte Tauchroboter ist für einen Hubschraubertransport geeignet. Er ist wirtschaftlich sowie technisch optimiert, wodurch Wartungs- und Betriebskosten deutlich gesenkt werden (Fachhochschule Kiel).

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Seite 52 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Wasserqualität: Die Wasserqualität ist ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl geeigneter Organismen für eine Offshore-Kultivierung (siehe Kapitel 3.1, 3.1). Wassertrübung, Sauerstoff- und Nährstoffgehalt und die im Wasser enthaltenen Algen werden in ein Projekt an der FINO3 bestimmt. Arbeitsschutz: Das Projekt „FINO3 Safety OWES“ bezieht alle Produktlebensphasen mit ein, von der Projektierung bis hin zur Wartung und Instandsetzung einschließlich Umbau und Recycling bezüglich Arbeitsschutz. Die im Rahmen des Projektes erarbeiteten Ergebnisse können teilweise für die Planung der rechtlichen Bedingungen für Sicherheit und Arbeitsschutz an einer Aquakulturanlage genutzt werden.

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2.5 Literaturrecherche zu biologischen Nutzungskonzepten für Offshore-Aquakultur (GMA, AP1)

Die folgenden Kernprämissen wurden definiert, um eine Auswahl möglicher Kandidatenorganismen für eine Offshore-Kultivierung zu treffen:

A) Die zu kultivierende Art muss in der Nordsee heimisch sein. Eine Einführung von Neozoen (engl. Invasive Alien Species) ist nach der EU-Verordnung Nr. 1143/2014 (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2014) zur Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie nicht gestattet. Das EU Parlament hat dazu eine Liste mit Arten herausgegeben (http://ec.europa.eu/environment/nature/pdf/IAS_brochure_species.pdf), die für die EU eine be-sondere Bedrohung darstellen. Diese beinhaltet jedoch keine der hier betrachteten Kandidatenor-ganismen. Gleichzeitig bedarf das Ausbringen gebietsfremder Tierarten in der freien Natur einer Genehmigung der zuständigen Behörde nach dem Bundesnaturschutzgesetz und dem Naturschutz-recht des Landes Schleswig-Holstein.

B) Die zu kultivierende Art muss bereits eine etablierte Aquakulturart sein. Diese Prämisse wird als erfüllt betrachtet, wenn die globale mittlere Jahresproduktion im Zeitraum zwischen 2000 und 2015 (nach überarbeiteten Zahlen der FAO von 2017) bei > 2500 t liegt. Eine Etablierung neuer Aquakulturarten ist zu langwierig und aufwändig.

C) Sollte eine Aquakulturart, definiert nach Prämisse B, Prämisse A nicht erfüllen, d.h. in der Nord-see nicht heimisch sein, jedoch bereits durch langjährige Kultivierung in der Nordsee (oder dem erweiterten Nordost-Atlantik) als „etabliert“ gelten, wird sie ebenfalls betrachtet. Dies gilt insbe-sondere für die Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) und die Pazifische Felsenauster (Crassostrea gigas).

D) Sollte eine in der Nordsee nach Prämisse A heimische Art, jedoch nicht nach Prämisse B als Aquakulturart etabliert sein, wird sie trotzdem betrachtet, wenn aus der Literatur eine Empfehlung für das Vorantreiben der Kultivierung bekannt ist oder bereits große Fortschritte bei der Etablie-rung erzielt wurden. Dies gilt insbesondere für den Schellfisch (Melanogrammus aeglefinus) und die Dicklippige Meeräsche (Chelon labrosus), sowie Braun- und Rotalgen (Fingertang - Lamina-ria digitata, Zuckertang - Saccharina latissima / Laminaria saccharina, Palmentang - Laminaria hyperborea, Lappentang - Palmaria palmata, Blutroter Meerampfer - Delesseria sanguinea).

Alle Organismen, welche durch die Kernprämissen für eine nähere Betrachtung ausgewählt wurden, wur-den für die folgenden 15 Parameter beschrieben und tabellarisch zusammengefasst:

1) Wissenschaftliche Artbezeichnung 2) Bewertung der Marktetablierung 3) Aquakulturproduktion in Europa: durchschnittliche Jahrestonnen von 2010 bis 2015 (Eurostat) 4) Aquakulturproduktion in Europa: gesamt Jahrestonnen für 2015 (Eurostat) 5) Natürliches Habitat und Biologie 6) Sauerstoffbedarf 7) Temperaturregime 8) Sensitivität gegenüber Strömung und Wellengang 9) Natürlicher Salinitätsbereich 10) Sensitivität gegenüber Eutrophierung und notwendige Wasserqualität 11) Nachwuchsorganismen 12) Ernährungsphysiologie 13) Haltungsmethoden 14) Nutzungsrisiken 15) Krankheitsanfälligkeiten

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Seite 54 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Tabelle 5: Biologische Beschreibung möglicher Kandidatenorganismen für eine Aquakultur am Standort FINO3

Organismus Atlantischer Lachs Regenbogenforelle Atlantischer Dorsch Steinbutt Bild (© FAO)

Art Salmo salar Oncorhynchus mykiss Gadus morhua Scophthalmus maximus

Marktetablie-rung

sehr gut sehr gut sehr gut sehr gut

Produktion in (t); ø 2010-15

1.424.162,93 282.400,82 9.276,57 10.692,25

Produktion in (t) 2015

1.584.034,58 290.650,79 78,58 10.172,98

Habitat und Biologie

Heimische Art in Euro-pa und Nordamerika (gesamter Nord-Atlantik); Diadrome Spezies: Reproduktion und Jungfischphase erfolgt im Süßwasser, Adulte wandern ins Salzwasser ab; Jungfi-sche erleben physiologi-schen Wandel vor Ab-wanderung = Smoltifi-kation, d.h. Anpassung an Salzwasser

Nicht-heimische Art; Vorkommen v.a. in kalten Binnengwäs-sern entlang der Pazi-fikküste Nordamerika, Russland und Asien bzw. im Pazifik; Dia-drome Ökotypen vor-handen (s. Atlanti-scher Lachs); auf-grund des schnellen Wachstums global äußerst beliebter Pro-duktionsfisch (auch Deutschland) und deshalb in viele Län-der als nicht-heimische Art einge-führt

Heimische Art im ge-samten Nord-Atlantik; tagsüber bilden Dorsche Schwärme in den tiefe-ren, kälteren Gewässer-schichten und verteilen sich nachts in der Was-sersäule um zu jagen;

Heimischer Plattfisch; der Steinbutt ist an der gesam-ten Ost- und Nordost-Atlantikküste verbreitet; Vorkommen gibt es auch in der Ostsee, dem Mittel-meer und dem Schwarzen Meer; adulte Tiere leben hauptsächlich auf sandigen und steinigen Untergrün-den, vor allem in Brack-wasserzonen; unter den Plattfischen weist der Steinbutt die größten Wachstumsraten auf

Sauerstoff Salmoniden benötigen sauerstoffreiches Was-ser mit ~ 9 mg l-1 O2-Gehalt; die Strömungs-geschwindigkeit des Wasserkörpers muss ausreichend sein, um diese Sauerstoffgehalte gewährleisten zu kön-nen

Gehört zur Gruppe der Salmoniden; gleiche Sauerstoffansprüche wie der Atlantische Lachs

Der Sauerstoffgehalt des Haltungswassers für Dorsche sollte 60% nicht unterschreiten, um die physiologische Funktionsfähigkeit der Kiemen aufrecht zu erhalten

Das Haltungswasser von Steinbutt wird mit Sauer-stoff angereichert oder belüftet, um einen Sauer-stoffgehalt nahe der Sätti-gung zu erhalten

Temperatur Vor allem in kühleren Gewässern beheimatet; optimale Temperaturen liegen zwischen 6 - 16°C, wobei auch höhe-re Temperaturen bis zu 20°C für kurze Zeit toleriert werden können; bestes Wachstum wird in einem Spektrum von 8 - 12°C erreicht

Obwohl sie kühlere Temperaturen präfe-riert, kann die Regen-bogenforelle in einem großen Temperaturbe-reich (0-24°C) überle-ben; optimale Wachs-tumsbedingungen liegen zwischen 12 und 21°C vor, wobei bestes Wachstum bei unter 16°C zu be-obachten ist

Dorsche haben einen hohen Temperaturtole-ranzbereich von -1°C bis 23°C, wobei die optimale Wachstums-temperatur allerdings bei <10°C liegen sollte

Der Steinbutt kann einen Temperaturbereich von 11 bis 23°C tolerieren, wobei der optimale Wachstums- und Produktionsbereich zwischen 14°C und 18°C liegt

Strömung und Wellengang

Nicht sensitiv. Nicht sensitiv. Wenig sensitiv. Steinbutt verträgt nur ge-ringe Strömungsgeschwin-digkeiten

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 55

Organismus Atlantischer Lachs Regenbogenforelle Atlantischer Dorsch Steinbutt Salinität Jungtiere benötigen

Süßwasser; Nach der Smoltifikation tolerie-ren Lachse Salzwasser bis zu 34‰ ohne Prob-leme

Obwohl eigentlich eine Süßwasserart, können Regenbogen-forellen nach dem Jungfischstadium an Salzwasser adaptiert werden und tolerieren dann problemlos Salz-gehalte bis zu 34‰; das Wachstum in Seewasser-Netzgehegen ist ten-denziell beschleunigt

Dorsche tolerieren auch gerine Salinitäten (<10‰), jedoch leben sie hauptsächlich in den hohen Salinitäten des Atlantiks (28-35‰)

Der Lebensraum des Steinbutts ist Seewasser, deshalb toleriert er Salini-täten von 15 bis 35 ‰

Eutrophierung und Wasser-qualität

Lachse benötigen eine sehr gute Wasserquali-tät, wie sie vor allem in höher gelegenen Flüs-sen und Quellbächen vorliegt; die Menge gelöster Partikel sollte im Jahresdurchschnitt 25 mg l-1 nicht über-schreiten

Ähnlich wie der At-lantische Lachs benö-tigen Regenbogenfo-rellen sehr gute Was-serqualität, sind je-doch gegen eine er-höhte, aber zeitlich begrenzte, Partikelbe-lastung robuster

Keine Angaben. Keine Angaben.

Nachwuchs Erfolgreiche Jungfisch-aufzucht in Europa ist gewährleistet; Eier und Spermien können prob-lemlos von Elterntieren gewonnen und befruch-tet werden; die befruch-teten Eier werden in kommerziellen Brutan-lagen bei < 10°C im Süßwasser erbrütet; die geschlüpfte Brut ernährt sich weiterhin von ih-rem Dottersack; nach Aufbrauchen des Dot-tersacks können die Jungfische mit kom-merziellem Trockenfut-ter bis zur Smoltifikati-on aufgezogen werden; durch künstliche Licht-regime kann der Zeit-punkt für das Ausbrin-gen in marine Netzge-hege genau bestimmt werden

Wie beim Atlanti-schen Lachs kann die Jungfischproduktion von Regenbogenforel-len ganzjährig prob-lemlos gewährleistet werden; die Aufzucht erfolgt wie für alle Salmoniden im Süß-wasser; die Jungfische werden dann entweder traditionell weiter im Süßwasser gemästet oder an Salzwasser adaptiert

Durch künstliche An-passung der Fotoperio-de können auch beim Atlantischen Dorsch das ganze Jahr über Jungfi-sche produziert werden; Dorsche sind im Ge-gensatz zu Salmoniden jedoch anfangs auf Lebendfutter angewie-sen und können erst nach einiger Zeit an Trockenfutter adaptiert werden

Nach Anpassung der Foto-periode, sowie Tempera-tur, können durch Abstrei-fen Jungfische produziert werden; die Larvenkultur ist wie beim Dorsch wäh-rend der ersten Wochen auf Lebendfutter angewie-sen, bevor eine Adaption an Trockenfutter passieren kann

Nahrung Lachsfutter ist kommer-ziell erhältlich - für alle Größenstadien und Haltungssysteme; die Futterverwertung ist optimiert und die Nähr-stoffexkretion minimiert

Kommerzielles und optimiertes Trocken-futter für Regenbogen-forellen ist für alle Lebensstadien und Haltungsformen er-hältlich

Atlantischer Dorsch wird mit kommerziell erhältlichem Trocken-futter gefüttert, welches ähnlich dem Futter für Salmoniden für die unterschiedlichen Le-bensstadien optimiert ist

Nach der Adaption an Trockenfutter kann der Steinbutt mit kommerziell erhältlichem optimierten Futter aufgezogen werden

Haltung Seewasser-adaptierte Jungfische werden normalerweise mit etwa 100 bis 120 g zur Mast in Seewassernetzgehege

Regenbogenforellen werden traditionell in Süßwasser produziert, entweder in Durch-fluss, Kreislaufanla-

Traditionell werden Dorsche in Netzgehe-gen gehalten und ge-mästet; Dorsche ver-bleiben etwa 2 bis 3

Mit etwa 100g werden die Jungfische in landbasierten Tanks oder speziellen Netzgehegen (eher selte-ner) auf ein mittleres

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Seite 56 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Organismus Atlantischer Lachs Regenbogenforelle Atlantischer Dorsch Steinbutt transferiert; zur Zeit werden viele unter-schiedliche Netzgehege und automatische Fütte-rungssysteme in der kommerziellen Lachs-haltung genutzt; die Haltungsdichten inner-halb der Netzgehege variieren je nach Nut-zungsintensität; tenden-ziell verbleiben Lachse etwa 1 bis 2 Jahre in den Mastgehegen bis zum Erreichen eines mittleren Schlachtge-wichts zwischen 2 und 4 kg; tendenziell wird versucht die Zeit in den Netzgehegen so kurz wie möglich zu halten; alternativ werden Lach-se in Kreislaufanlagen oder Teilkreislaufanla-gen gemästet, um eine lange Grow-Out-Phase in den Netzgehegen zu vermeiden

gen oder Teilkreis-laufanlagen; hier wer-den Forellen bis zu einer Portionsgröße von etwa 30-40 cm innerhalb von 9 Mona-ten gemästet; gleich-zeitig gibt es auch Produktion in Salz-wassernetzgehegen nach einer Adaptions-phase der Jungfische; während der Salzwas-serperiode können Forellen bis zu 3 kg in weniger als 18 Mona-ten wachsen

Jahre in den Netzgehe-gen und wachsen dabei auf ein mittleres Schlachtgewicht von 2 bis 4 kg

Schlachtgewicht von etwa 2 kg innerhalb von 18 bis 20 Monaten aufgezogen; die Fische werden haupt-sächlich in Kreislauf-, Teilkreislauf- oder Durch-flussanlagen mit Seewas-ser gehalten

Risiken Lachse können oft aus Netzgehegen entfliehen (sog. Escapees) und wandern in Flüsse ab; die größte Gefahr be-steht dabei durch Ver-paarung mit Wildfi-schen oder anderen Salmoniden, wodurch wilde Bestände gefähr-det sind; gleichzeitig erhöht sich die Verbrei-tung von Krankheiten; diese Probleme können aber durch neue Tech-nologien bereits stark reduziert werden

Wie auch Lachse können Regenbogen-forellen aus Netzge-hegen entfliehen, jedoch bleiben sie häufig für lange Zeit in der Nähe der Farm und können so wieder eingefangen werden; gleichzeitig verpaaren sie sich kaum mit heimischen Forellen-arten und stellen für den heimischen Gen-pool nur ein geringe Gefahr dar

Ein großes Problem von Dorschen in Netzgehe-gen sind auch hier Es-capees, da sich Dorsche durch unterschiedlichste Netzmaterialien durch-beißen können; Dorsche verpaaren sich auch mit wildlebenden Populati-onen und können so einen großen Einfluss auf die heimischen Bestände haben

Steinbutt benötigt einen konstanten Temperaturbe-reich und keine hohen Strömungsgeschwindig-keiten; bei zu niedrigen oder zu hohen Temperatu-ren wird die Futterauf-nahme eingestellt, was eine kommerzielle Produk-tion natürlich negativ be-einflusst

Anfälligkeiten Verschiedene Erkran-kungen können bei Zuchtlachsen auftreten und dadurch den Pro-duktionsbestand gefähr-den; Beispiele sind Furunkulose (Aeromo-nas salmonicida), Co-rynebakterielle Nie-renerkrankung (Reni-bacterium salmonina-rum), Rotmaulseuche (Yersinia ruckeri), Lachslaus (Lepeoph-theirus salmo-nis; Caligus elongatus)

Eine größere Gefahr für heimische Arten und den Produktions-bestand stellen Er-krankungen dar, die alle Salmoniden befal-len können (s. Atlanti-scher Lachs); durch gute Hygiene und Jungfische aus seu-chenfreien Beständen, sowie Impfungen, können Erkrankungen jedoch weitestgehend vermieden werden

Sowohl Wildfische als auch Dorsch in Aqua-kultur sind von ver-schiedenen Krankheiten betroffen, die ausbre-chen können; Beispiele hierfür sind Listonellose (Listonella anguilla-rum), Francisellose (Francisella noatunen-sis) oder atypische Furunkulose (Aeromo-nas salmonicida)

Auch der Steinbutt kann von verschiedenen Krank-heiten befallen werden, wobei vor allem Ektopara-siten wie Neoparamoeba pemaquidensis oder Trichodina spp. eine Rolle spielen; bakterielle Infek-tionen können beispiels-weise durch Aeromonas salmonicida oder Tenaci-baculum maritimun erfol-gen

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 57

Organismus Dorade Europäischer Wolfs-

barsch Schellfisch Dicklippige

Meeräsche Bild (© FAO)

Art Sparus aurata Dicentrarchus labrax Melanogrammus aegle-finus

Chelon labrosus

Marktetablie-rung

sehr gut sehr gut sehr gut kaum

Produktion in (t); ø 2010-15

84.387,97 64.519,61 Keine Produktion in Aquakultur

Keine Produktion in Aquakultur

Produktion in (t) 2015

~ 79.347,23 ~ 67.855,73 Keine Produktion in Aquakultur

Keine Produktion in Aquakultur

Habitat und Biologie

Die Nordsee gehört zum Lebensraum der Dorade, jedoch unter-schreiten die Tempera-turen im Jahresverlauf die letale Temperatur der Dorade von 4°C; sie kommt vor allem in Seegras-Gebieten vor und hat ihren optimalen Temperaturbereich zwischen 18 und 26°C; dadurch ist sie für eine Haltung in der Nordsee nicht geeignet

Das Habitat des Europäi-schen Wolfsbarsches liegt vor allem auf der östlichen Seite des Nord-atlantiks, im Mittelmeer-raum, sowie dem Schwarzen Meer; Wolfs-barsche sind Prädatoren mit relativ weit gefächer-tem Beutespektrum; die eigentlich pelagische Fischart kommt auch häufig in seichteren Ge-wässer, Estuaren oder küstennahen Flusssyste-men vor

Der Schellfisch gehört wie der Atlantische Dorsch zur Familie der Dorschartigen; er lebt vor allem in kühleren Abschnitten des Nord-atlantiks;

Das Verbreitungsgebiet der Dicklippigen Meeräsche ist der nord-östliche Atlantik bei Norwegen, die Nordsee und Großbritannien sowie die westliche und südliche Ostsee bis nach Westafrika im Bereich des Senegal, um die Kapverdischen und Kanarischen Inseln sowie das Mittelmeer. Die Dicklippige Meeräsche ist ein typi-scher Schwarmfisch und lebt im küstenna-hen Bereich. Gelegent-lich dringt sie auch in Lagunen und Fluss-mündungen ein. Diese Fische sind im Sommer vor allem an der Was-seroberfläche anzutref-fen.

Sauerstoff (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Wie bei allen Fischen sollte der Sauerstoffgeh-alt des Haltungswassers 60% nicht unterschreiten, um die physiologische Funktionsfähigkeit der Kiemen aufrecht zu er-halten

Wie bei allen Fischen sollte der Sauerstoff-gehalt des Haltungs-wassers 60% nicht unterschreiten, um die physiologische Funkti-onsfähigkeit der Kie-men aufrecht zu erhal-ten

Wie bei allen Fischen sollte der Sauerstoff-gehalt des Haltungs-wassers 60% nicht unterschreiten, um die physiologische Funkti-onsfähigkeit der Kie-men aufrecht zu erhal-ten

Temperatur (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Der Europäische Wolfs-barsch kommt in einem relativ breiten Tempera-turspektrum von 5 bis 28°C vor, wobei die Optimaltemperatur zwi-schen 22 und 28°C liegt; kältere Durchschnitts-temperaturen kann der Wolfsbarsch zwar tole-rieren, jedoch wirken

Optimale Temperaturen für Schellfisch liegen zwischen 4°C und 10°C; über 12°C nimmt das Wachstumspotenti-al ab; es gibt aber auch erfolgreiche Aufzucht in einem Temperatur-bereich von bis zu 20°C

Kommt in Temperatur-bereichen zwischen 10 und 18°C vor.

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Seite 58 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Organismus Dorade Europäischer Wolfs-barsch

Schellfisch Dicklippige Meeräsche

sich diese negativ auf die Zuwachsraten aus

Strömung und Wellengang

(Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Nicht sensitiv. Nicht sensitiv gegen-über Strömung; kann in Netzgehegen bei star-kem Wellengang See-krankheit entwickeln.

Keine Angaben.

Salinität (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Der natürliche Lebens-raum von Wolfsbarsch ist Seewasser, er kann je-doch auch Salinitäten von <10 ‰ tolerieren

Der natürliche Lebens-raum von Schellfisch ist der Nordatlantik mit Salinitäten von 28-35‰

Die Dicklippige Meeräsche kommt vor allem in Brackwasser-gebieten vor.

Eutrophierung und Wasserqua-lität

(Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Keine Angaben. Keine Angaben. Keine Angaben.

Nachwuchs (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Eine kontrollierte Repro-duktion und Jungfisch-aufzucht in Hatcheries ist ganzjährig möglich und gut etabliert (vor allem in Ländern des Mittelmeer-raumes); mit etwa 5g werden die Juvenilen dann normalerweise in Netzgehege überführt; Wolfsbarschlarven benö-tigen in der frühen Phase ebenfalls Lebendfutter, es gibt aber bereits gute Fortschritte die Zeitspan-ne bis zur Adaption an Trockenfutter stark zu verkürzen

Schellfische reprodu-zieren in der Zucht zwischen Februar und April bei etwa 8°C Wassertemperatur; die befruchteten Eier wer-den für etwa 100 Ta-gesgrade inkubiert und die geschlüpften Lar-ven anschließend in Aufzuchttanks mit Lebendfutter für einige Wochen gefüttert;

Bisher konnte keine gezielte Reproduktion der Meeräsche durch-geführt werden, was für eine Netzgehegehaltung zwingend notwendig ist.

Nahrung (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Kommerzielle gut ange-passte Futtermittel für alle Lebensstadien und Haltungsformen sind für den europäischen Wolfs-barsch erhältlich

Es existieren kommer-ziell erhältliche Futter-mittel für Schellfisch

Es existieren keine kommerziell erhältli-chen Futtermittel für die Dicklippige Meeräsche. Natürli-cherweise grast die Meeräsche hauptsäch-lich pflanzlichen Auf-wuchs (Algen) ab oder ernährt sich von Wir-bellosen.

Haltung (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Wolfbarsche werden hauptsächlich in Netzge-hege produziert und erreichen nach etwa 16 bis 24 Monaten eine Vermarktungsgröße von 400g; alternativ gibt es landbasierte Rezirkulati-onssysteme, in denen Wolfsbarsche in Tanks mit Seewasser gemästet werden

Jungfische werden mit etwa 5-20g zur Mast in Netzgehege transferiert, wo sie etwa 2,5 Jahre bis zu einem mittleren Schlachtgewicht von etwa 900g bleiben; das Wachstum von Schell-fisch ist trotz der nahen Verwandtschaft deut-lich langsamer als das des Atlantischen Dor-sches; allerdings gehört Schellfisch nicht zu den gut etablierten Aqua-kulturkandidaten

Eine Netzgehegehal-tung wurde in einem Projekt der CRM GbR, Kiel erfolgreich in der Kieler Förde getestet. Jedoch gibt es keine Erfahrungen in der Netzgehegehaltung unter offshore bzw. Nordsee-Offshore-Bedingungen.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 59

Organismus Dorade Europäischer Wolfs-barsch

Schellfisch Dicklippige Meeräsche

Risiken (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Der Wolfsbarsch ist eine physocliste Fischart, d.h. er besitzt eine vollständig geschlossene Schwimm-blase; deshalb muss bei absenkbaren Netzgehe-gen auf einen langsamen Druckausgleich geachtet werden; Wolfsbarsche sind oft kannibalistisch und aggressiv, weshalb regelmäßige Größensor-tierung unumgänglich ist

Ähnlich wie der Atlan-tische Dorsch neigt der Schellfisch dazu, Netze zu zerbeißen und aus den Netzgehegen aus-zubrechen; außerdem ist auch der Schellfisch eine physocliste Fisch-art, weshalb bei ab-senkbaren Netzgehegen auf Druckausgleich geachtet werden muss

s. Nachwuchs

Anfälligkeiten (Zu kalt – grundsätzlich nicht zur Kultivierung in der Nordsee geeig-net)

Wolfsbarsche in Produk-tionshaltung sind anfällig für eine Vielzahl von Krankheiten, die oft durch Stress mitverur-sacht werden, weshalb auf eine Reduzierung von Stress jeglicher Form geachtet werden sollte; wichtige, beispielhafte, Erkrankungen sind Vib-riose (Vibrio anguilla-rum; Vibrio ordali; Vib-rio spp), Mycobacteriose (Mycobacterium mari-num) oder die virale Encephaloretinopathie (Nodavirus)

Keine Angaben. Bisher keine Angaben.

Organismus Miesmuschel Pazifische Felsenauster Europäische Aus-

ter Fingertang (Braunal-ge)

Bild (© FAO)

Art Mytilus edulis Crassostrea gigas Ostrea edulis Laminaria digitata Marktetablie-rung

sehr gut gut mäßig bis gut mäßig

Produktion in (t); ø 2010-15

159.439,77 88.734,58 2.648,70 0,00 (Ernte erfolgt aus Wildbeständen; Irland, Frankreich, Großbri-tannien)

Produktion in (t) 2015

~ 167.727,03 ~ 88.885,72 ~ 2.862,18 0,00 (Ernte erfolgt aus Wildbeständen; Irland, Frankreich, Großbri-tannien)

Habitat und Biologie

Weit verbreitet in der nörd-lichen Hemisphäre, wächst die Miesmuschel vor allem in Gezeitenzonen; Miesmu-scheln nutzen Byssusfäden, um sich an Substrat zu befestigen

Die Pazifische Felsen-auster ist eigentlich keine heimische Art im Norda-talantik, jedoch verbreitet sie sich bereits seit den 90er Jahren in der Nord-see; eingeführt wurde sie

Die Europäische Auster ist vor allem im östlichen Nordat-lantik, dem Mittel-meer und dem Schwarzen Meer beheimatet; zu fin-

Der Fingertang ist an allen Küsten des Nord-atlantiks verbreitet und besiedelt vor allem die oberen Gezeitenzonen; auf felsigem/sandigem Untergrund kann der

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Seite 60 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Organismus Miesmuschel Pazifische Felsenauster Europäische Aus-ter

Fingertang (Braunal-ge)

zu Zuchtzwecken aus dem asiatischen Raum, da sie schneller wächst als die Europäische Aus-ter und temperaturtole-ranter ist

den ist sie haupsäch-lich in nährstoffrei-chen Estuarsyste-men und Küstenge-wässern auf unter-schiedlichstem Sub-strat bis etwa zu einer Tiefe von 80m

Fingertang dichte Tangwälder bilden

Sauerstoff Miesmuscheln können, wie alle Bivalvia, längere Zeit-räume unter sauerstoffar-men Bedingungen überle-ben

Austern können, wie alle Bivalvia, längere Zeit-räume unter sauerstoff-armen Bedingungen überleben

Austern können, wie alle Bivalvia, länge-re Zeiträume unter sauerstoffarmen Bedingungen über-leben; Bodenkultu-ren können aller-dings durch langan-haltende Sauerstoff-armut, bedingt durch zu hohen Sedimenteintrag, geschädigt werden

Nicht relevant.

Temperatur Die Miesmuschel kann in einem weiten Temperatur-bereich wachsen und sogar Extremtemperaturen von bis zu -10°C überleben; adulte Miesmuscheln wei-sen erst bei etwa 29°C ihre thermale Obergrenze auf

Der Temperaturtoleranz-bereich der Pazifischen Felsenauster liegt zwi-schen -2 und 35°C, wo-bei die Optimaltempera-tur für Reproduktion bei über 20°C liegt und für Wachstum zwischen 15 und 25°C liegt

Filtrationsraten und Wachstumsraten der Europäischen Aus-ter steigen mit der Temperatur an, wobei Optimaltem-peraturen zwischen 17 und 25°C liegen; kältere Temperatu-ren von <10°C kön-nen durch einen verlangsamten Me-tabolismus überlebt werden

Optimale Wachstums-temperaturen für Brau-nalgen liegen bei 10 bis 17°C; die Wasser-temperatur sollte auch 20°C nicht übersteigen, da ab 18°C der Thallus degradiert; tolerierbare Maximaltemperaturen sind aber auch von der jeweiligen Population und deren Anpassung an das gegebene Habi-tat abhängig und kön-nen auch über 20°C liegen; Letaltemperatur für den Fingertang liegt bei 22°C

Strömung und Wellengang

Die Miesmuschel kann sich an starke Strömungen an-passen und findet durch ihre Byssusfäden Halt, jedoch ist bei sehr starken Strö-mungen durch eine verrin-gerte Nahrungsaufnahme das Wachstum einge-schränkt; gleichzeitig kann durch Abrieb die Schale verletzt werden und zu hohe Strömungen schaden der Produktionsmenge durch abgerissene Muscheln in Kulturanlagen

Austern benötigen mode-rate Strömung (0.5-1m/s), um eine ausrei-chende Nährstoffzufuhr zu gewährleisten; zu starke Wellen und Strö-mungen schaden jedoch, weil sie Schalenabrieb begünstigen und damit zu Mortalitäten führen; gleichzeitig führen starke Strömungen auch zum Verlust der Austern durch Ablösen vom Sub-strat, was einen Einbruch in der Produktion zur Folge hat; im Gegensatz zur Miesmuschel besit-zen Austern keine Byssusfäden, um sich festzuhalten, sondern sie wachsen über ihre Kalk-

Auch die heimische europäische Auster bevorzugt eher moderate Strömun-gen; zu starke Wel-len und Strömungen schaden jedoch, weil sie Schalenab-rieb begünstigen und damit zu Morta-litäten führen; gleichzeitig führen starke Strömungen auch zum Verlust der Austern durch Ablösen vom Sub-strat, was einen Einbruch in der Produktion zur Folge hat; im Ge-gensatz zur Mies-muschel besitzen

Der Fingertang ist relativ widerstandsfä-hig gegenüber starken Strömungen

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 61

Organismus Miesmuschel Pazifische Felsenauster Europäische Aus-ter

Fingertang (Braunal-ge)

schale an geeignetem Hartsubstrat fest

Austern keine Byssusfäden, um sich festzuhalten, sondern sie wachsen über ihre Kalkschale an geeignetem Hart-substrat fest

Salinität Miesmuscheln sind euryha-lin und können in verschie-denen Salinitäten überleben - vom Seewasser (35‰) bis zu Brackwasser (4‰); allerdings sind die Wachs-tumsraten reduziert sobald die Salinität unter 18‰ sinkt

Optimale Salinitäten für bestes Wachstum liegen zwischen 25 und 32‰; die Gametogenese be-ginnt bereits ab 15‰

Präferierte Salinitä-ten der Europäi-schen Auster liegen zwischen 18 und 35‰; optimal sind Salinitäten über 30‰

Grundsätzlich können die meisten Tangarten große Variationen in der Salinität aushalten

Eutrophierung und Wasserqua-lität

Bei zu hohen oder zu nied-rigen Algenkonzentrationen wird die Filtrationsrate von Muscheln reduziert (> 6.3 - 10.0 μg chl a L−1); durch Filtration können Muscheln Schadstoffe aus dem Was-ser akkumulieren, was problematisch für den Ver-braucher sein könnte; durch starke Verdünnung sollte dieser Effekt offshore aller-dings vermindert sein; die Ansammlung von Mikro-plastik könnte allerdings problematisch werden

Durch Filtration können Austern, wie andere Muscheln, Schadstoffe aus dem Wasser akku-mulieren, was problema-tisch für den Verbraucher sein könnte; durch starke Verdünnung sollte dieser Effekt offshore allerdings vermindert sein; die Ansammlung von Mik-roplastik könnte aller-dings problematisch werden

Durch Filtration können Austern, wie andere Muscheln, Schadstoffe aus dem Wasser akkumulie-ren, was problema-tisch für den Ver-braucher sein könn-te; durch starke Verdünnung sollte dieser Effekt offsho-re allerdings ver-mindert sein; die Ansammlung von Mikroplastik könnte allerdings problema-tisch werden

Zu starke Partikel-/Sedimentbelastung führt zu verminderter Sichttiefe und Sonnen-einstrahlung unterhalb der Wasseroberfläche, und somit zu verringer-ter Photosynthese

Nachwuchs Durch photoperiodische Nachahmung normaler Reproduktionszyklen kön-nen Miesmuscheln künst-lich zur Reproduktion ge-bracht werden; die Mu-schellarven werden an-schließen an Seilen in Tanks bis zu einer Größe von 6-10mm aufgezogen und anschließend in Außen-systeme gebracht

In künstlichen Durch-flusssystemen und durch Temperaturschocks wer-den Austern zur Game-tenreifung gebracht; die Eier werden anschlie-ßend befruchtet und entwickeln sich in gro-ßen, unbelüfteten Tanks zu Larven; die sog. Veli-ger-Larven werden mit Lebendfutter gefüttert, bis sie reif sind, sich auf Substrat anzusiedeln; meist werden die jungen Austern in landbasierten Tanksystemen oder ma-rinen Aufzuchtgebieten in Landnähe bis zu einer Größe von etwa 15 mm aufgezogen

Larven der europäi-schen Auster wer-den hauptsächlich durch Absammeln wilder Bestände gewonnen; in weni-gen Fällen gibt es auch eine künstliche Produktion von Larven, die aller-dings noch nicht vollständig opti-miert ist

Die meisten Braunal-gen (Familie Laminari-ales) haben einen al-ternierenden Generati-onswechsel zwischen haploiden Gametophy-ten und diploiden Sporophyten, d.h. geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung

Nahrung Bivalvia ernähren sich extraktiv aus der Wasser-säule durch Filtration

Bivalvia ernähren sich extraktiv aus der Wasser-säule durch Filtration

Bivalvia ernähren sich extraktiv aus der Wassersäule durch Filtration

Der Fingertang ist ein photoautotropher Or-ganismus

Haltung Durch sehr schnelles Wachstum können Mies-muscheln innerhalb von 2-3

Es gibt verschiedene Kultivierungsmethoden (je nach Umweltbedin-

Für die Europäische Auster werden hauptsächlich Bo-

Mögliche Produkti-onsmethoden sind Langleinen, der Offs-

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Seite 62 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Organismus Miesmuschel Pazifische Felsenauster Europäische Aus-ter

Fingertang (Braunal-ge)

Jahren auf Marktgröße gebracht werden; dabei werden unterschiedliche Aufwuchsmethoden ge-nutzt, wie Boden-Aufwuchskultivierung, die sog. Bouchotkultivierung, eine Holzbohlenaufwuchs-methode die vor allem in Frankreich praktiziert wird, Floßkultivierung (v.a. USA) und Langleinenkultivie-rung; letztere stellt die mo-dernste Version der Mies-muschelkultivierung dar und wurde für starke Strö-mungen und hohen Tiden-hub entwickelt

gungen und Standort) mit denen die Pazifische Felsenauster innerhalb von 18-30 Monaten auf ein Lebendgewicht von ca. 70-100g aufgezogen wird; Bodenkultivierung: die jungen Austern wer-den in der Gezeitenzone auf hartem Substrat aus-gesät ca. 200 Stck./m², wo sie nach Möglichkeit ohne weiteren Aufwand bis zur Ernte verbleiben; Freistehende Kultivie-rung: die Austernsaat wird in Säcken oder Kisten auf freistehenden Rahmen in der unteren Gezeitenzone ausge-bracht; diese Methode erlaubt höhere Kultivie-rungsdichten pro m²; Hängekultur an Langlei-nen oder Floßen: diese Kultivierung erfolgt in tieferen Gewässern; die Austern haften an festem Substrat (Netze, Leinen, Kästen, etc.) vertikal in der Freiwasserzone

denkultivierung und freistehende Kulti-vierung betrieben (s. Pazifische Felsen-auster), wobei die Individuendichte deutlich geringer ausfällt, als bei der Pazifischen Felsen-auster und auch die Wachstumsraten etwas geringer sind

hore-Ring oder neuar-tige Netzsysteme

Risiken Zu beachten gilt, dass die Pazifische Felsenauster keine heimische Art ist, obwohl sie in der Nord-see bereits weit verbreitet ist; ungewollte Repro-duktion kann durch den Einsatz polyploider Aus-tern vermieden werden

Anfälligkeiten Vor allem die parasitäre und potentiell lethale Infek-tion mit dem Protozoen Marteilia maurini kann einen schwerwiegenden Einfluss auf die Produktion haben; darüberhinaus kön-nen virale und bakterielle Infektionen, wie bspw. Picornaviridae-like viru oder Rickettsia-like orga-nisms; Chlamydia-like organisms den Bestand bedrohen

Verhältnismäßig wenig Erkrankungen können für Pazifische Felsenauster-kulturen zum Problem werden; Beispiele wären Mikrocytos mackini, eine parasitäre Protozoe, sowie eine bakterielle Infektion mit Nocardia crassostreae; Austernlar-ven und Jungaustern können in Brutanstalten vor allem von Vib-rio spp. befallen werden

Eine Erkrankung durch den Protozoen Bonamia ostreae stellt für Wild- und Zuchtbestände die größte Gefahr dar und kann zu Morta-litätsraten von bis zu 80% führen; weitere Gefahren stellen bspw. eine Infektion mit Herpesviren oder andere Proto-zoen dar; Bewuchs mit bspw. Würmern oder anderen Auf-wuchsorganismen können die Qualität für die Vermarktung beeinträchtigen

Laminariales wurden in der Vergangenheit vor allem in Asien von Bakterien infiziert, wie bspw. Alteromonas sp., Vibrio sp. oder Flavobacterium sp.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 63

Organismus Zuckertang (Braunal-

ge) Palmentang (Braunal-ge)

Lappentang (Rotalge) Blutroter Meeramp-fer (Rotalge)

Bild (© FAO)

Art Saccharina latissima,

Laminaria saccharina Laminaria hyperborea Palmaria palmata Delesseria sanguinea

Marktetablie-rung

mäßig gut (Alginate) mäßig bis gut Nicht bekannt

Produktion in (t); ø 2010-15

8,60 2.215,76 1,50 0,13

Produktion in (t) 2015

50,00 2.206,06 0,00 0,39

Habitat und Biologie

Auch der Zuckertang ist an allen Küsten des Nordatlantiks verbreitet und besiedelt wie der Fingertang vor allem die oberen Gezeitenzonen auf felsigem/sandigem Untergrund bis zu 30 m Tiefe

Der Palmentang wächst hauptsächlich auf felsi-gem Untergrund im Sublitoral bis zu einer Tiefe von 10m; verbrei-tet im gesamten Nordat-lantik; der Palmentang bildet ebenfalls große Tangwälder und kommt auch in stark wellen- und strömungsexponier-ten Gebieten vor

Der Lappentang wächst in der gesamten Gezei-tenzone und im Sublito-ral, verbreitet im gesam-ten Nordatlantik, aber auch in Japan und Ko-rea; meist ist der Lap-pentang in eher ge-schützteren Küstenbe-reichen mit moderatem Wellengang zu finden; wächst auch auf Kelpal-gen, v.a. Palmentang

Der Blutrote Mee-rampfer ist vor allem in felsigen, schattigen Gebieten, bevorzugt in Gezeitenbecken, zu finden. Es bevorzugt die Nähe zu Kelpwäl-dern von L. hyperbo-rea und wächst auch auf ihnen.

Sauerstoff Nicht relevant. Nicht relevant. Nicht relevant. Nicht relevant. Temperatur Optimale Wachstums-

temperaturen für Brau-nalgen liegen bei 10 bis 17°C; die Wassertempe-ratur sollte auch 20°C nicht übersteigen, da ab 18°C der Thallus degra-diert; tolerierbare Ma-ximaltemperaturen sind aber auch von der jewei-ligen Population und deren Anpassung an das gegebene Habitat ab-hängig und können auch über 20°C liegen; Letal-temperatur für den Zu-ckertang liegt bei 23°C

Optimale Wachstums-temperaturen für Brau-nalgen liegen bei 10 bis 17°C; die Wassertempe-ratur sollte auch 20°C nicht übersteigen, da ab 18°C der Thallus degra-diert; tolerierbare Ma-ximaltemperaturen sind aber auch von der jewei-ligen Population und deren Anpassung an das gegebene Habitat ab-hängig und können auch über 20°C liegen; Letal-temperatur für den Pal-mentang liegt bei 21°C

Optimale Wachstums-temperaturen für Lap-pentang liegen zwischen 15 und 20°C; Fertilität wird nur zwischen 5 und 7°C erreicht; Tempera-turen >20°C sind für den Lappentang letal

Der Meerampfer tole-riert 23°C für etwa eine Woche, stirbt aber sehr schnell bei Tem-peraturen über 25°C. Optimales Wachstum bieten Temperaturen zwischen 10 und 15°C, sowie optimale Foto-syntheseraten bei 20°C. Die Tempera-turtoleranz ist an die vorherrschende Salini-tät gebunden und re-duziert sich deutlich mit sinkender Salinität.

Strömung und Wellengang

Der Zuckertang ist im Vergleich zum Fingert-ang weniger wider-standsfähig gegenüber starken Strömungen; starker Wellengang kann zum Ablösen der Pflanze vom Substrat führen

Der Palmentang kommt auch in stark exponier-ten Gebieten vor

Der Lappentang ist eher in geschützten Berei-chen zu finden und es ist unklar, ob er starken Wellengang aushalten kann; allerdings ist er in starken Gezeitenströ-mungen zu finden

Natürlicherweise kommt der Meeramp-fer in stark Wellen- und Gezeitenbewegten Gewässern vor. jedoch wird er auch durch die Kelpwälder geschützt.

Salinität Grundsätzlich können die meisten Tangarten große Variationen in der

Grundsätzlich können die meisten Tangarten große Variationen in der

Photosyntheseraten von Lappentang sind maxi-mal bei 32‰, sind aber

Der optimale Salzgeh-alt liegt zwischen 18 und 40‰.

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Seite 64 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Organismus Zuckertang (Braunal-ge)

Palmentang (Braunal-ge)

Lappentang (Rotalge) Blutroter Meeramp-fer (Rotalge)

Salinität aushalten Salinität aushalten ausreichend bis zu einer Salinität von 21‰

Eutrophierung und Wasserquali-tät

Zu starke Partikel-/Sedimentbelastung führt zu verminderter Sichttiefe und Sonnen-einstrahlung unterhalb der Wasseroberfläche, und somit zu verringer-ter Photosynthese

Zu starke Partikel-/Sedimentbelastung führt zu verminderter Sichttiefe und Sonnen-einstrahlung unterhalb der Wasseroberfläche, und somit zu verringer-ter Photosynthese

Rotalgen sind grund-sätzlich gut an schlechte Lichtverhältnisse adap-tiert und können somit auch bei starker Trü-bung gut wachsen; Ro-talgen reagieren aller-dings sensitiv auf Öl-kontamination im Was-ser.

Rotalgen sind grund-sätzlich gut an schlechte Lichtver-hältnisse adaptiert und können somit auch bei starker Trübung gut wachsen; Rotalgen reagieren allerdings sensitiv auf Ölkonta-mination im Wasser.

Nachwuchs Die meisten Braunalgen (Familie Laminariales) haben einen alternieren-den Generationswechsel zwischen haploiden Gametophyten und diploiden Sporophyten, d.h. geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung

Die meisten Braunalgen (Familie Laminariales) haben einen alternieren-den Generationswechsel zwischen haploiden Gametophyten und diploiden Sporophyten, d.h. geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung

Nahrung Der Zuckertang ist ein photoautotropher Orga-nismus

Der Palmentang ist ein photoautotropher Orga-nismus

Der Lappentang ist ein photoautotropher Orga-nismus

Der Blutrote Mee-rampfer ist ein photo-autotropher Organis-mus

Haltung Mögliche Produktions-methoden sind Langlei-nen, der Offshore-Ring oder neuartige Netzsys-teme

Mögliche Produktions-methoden sind Langlei-nen, der Offshore-Ring oder neuartige Netzsys-teme; der Palmentang zeigt im Vergleich ge-ringere Wachstumsraten

Es gibt keine Erfahrung mit der Zucht von Lap-pentang in der Nordsee; auch zeigt er ver-gleichsweise langsames Wachstum

Langleinenkultivie-rung v.a. in tieferen Wasserschichten ist notwendig, um zu starke Wellenbewe-gungen zu vermeiden

Risiken Keine Angaben. Keine Angaben. Keine Angaben. Keine Angaben.

Anfälligkeiten Laminariales wurden in der Vergangenheit vor allem in Asien von Bakterien infiziert, wie bspw. Alteromonas sp., Vibrio sp. oder Flavobacterium sp.

Laminariales wurden in der Vergangenheit vor allem in Asien von Bakterien infiziert, wie bspw. Alteromonas sp., Vibrio sp. oder Flavobacterium sp.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 65

3 Identifizierung und Analyse für FINO3 geeigneter Konzepte (Nutzungsszenarien)

In der vorliegenden Szenarienbildung werden einige „theoretische“ Szenarien beispielhaft logistisch be-trachtet und ihre Anforderungen dargestellt, bevor ein spezifisches Beispiel anhand des festgelegten Standortes und vorgegebener Artenauswahl näher betrachtet wird. Zunächst werden daher verschiedene zurzeit vorhandene aber stark einschränkende Faktoren, wie z.B. noch fehlende technische Lösungen für den Offshore-Bereich, bewusst unbeachtet gelassen, um einem weiträumigen Denkansatz zu ermöglichen.

3.1 Einschätzung der biotischen und abiotischen Bedingungen am Standort FINO3 (GMA, AP2)

Um ein geeignetes Nutzungskonzept (Nutzungsszenario) zu entwickeln, müssen die biotischen und abio-tischen Bedingungen am Standort genau betrachtet und definiert werden. Dazu wurden zwei Datenbanken genutzt: die Datenbank COSYNA (Coastal Observing System for Northern and Arctic Seas) des Helm-holtz-Zentrum für Material- und Küstenforschung Geesthacht (2017), sowie die FINO-Datenbank des Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (2017) (Projektträger Jülich und Bundesministerium für Wirtschaft und Energie). Zur Bewertung der Umweltbedingungen wurden alle verfügbaren Daten für die neun Parameter Sauerstoff (gelöst, Sättigung), Temperatur, Salinität, Trübung, Chlorophyll-a, Nitrat, Nit-ritm Seegangshöhe (maximal, signifikant) und Strömungsgeschwindigkeit genutzt. Die Daten der jeweili-gen Parameter wurden mit einer Zeitreihenanalyse und einer deskriptiven, statistischen Häufigkeitsanaly-se ausgewertet.

3.1.1 Sauerstoff Alle heterotrophen Organismen (= verwenden organische Stoffe als Energiequelle und für den Anabolis-mus) benötigen Sauerstoff zum Überleben. Dabei können im Wasser lebende Organismen ausschließlich den im Wasser gelösten Sauerstoff nutzen. Sauerstoff hat im Wasser eine deutlich reduzierte Löslichkeit im Vergleich zur Luft, weshalb auch der Volumenanteil von Sauerstoff in Wasser nur etwa 1% ausmacht. Die Löslichkeit des Sauerstoffs in Wasser hängt explizit von der Temperatur des Wasserkörpers, sowie an der Wasseroberfläche vom herrschenden Luftdruck ab. Sauerstoff gelangt sowohl durch Diffusion an der Wasseroberfläche von der Luft in den Wasserkörper, wie auch durch sauerstoffproduzierende Pflanzen oder Phytoplankton (Schäperclaus und Lukowicz 1998). Das Zusammenspiel aus sauerstoffproduzieren-den Pflanzen oder Algen und sauerstoffzehrenden mikrobiellen Prozessen sorgen in der Nordsee für star-ke Schwankungen des Sauerstoffgehaltes. Diese Schwankungen werden außerdem durch Strömungen, Wellenbewegungen und daraus folgender Wasserkörperdurchmischung und weiterem Gasaustausch, so-wie durch Sonneneinstrahlung und damit verbundenes Algenwachstum weiter bestärkt (Fondriest En-vironmental 2013).

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Seite 66 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Abbildung 30: Sauerstoffsättigung Sauerstoffsättigung in % als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis März 2016 in einer Wassertiefe von -1m, sowie -17m (Abbildungen links). Sauerstoffsättigung in % als Boxplot mit Minimum, Maximum, Mittelwert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeitraum bei -1m und -17m (Abbildungen rechts). Sauerstoffzehrend sind allerdings auch Algen und Makrophyten bei vermindertem Lichteinfall, da die Fotosyntheserate stark reduziert ist und damit die Sauerstoffproduktion der Sauerstoff-Veratmung unter-liegt. Kommt es zu erhöhten sauerstoffzehrenden Prozessen und ist der Sauerstoffeintrag in den Wasser-körper vermindert, kommt es zu anoxischen Bedingungen, sog. sauerstoffarmen Zonen, welche für Was-serorganismen, wie bspw. Fische sofort zum Tode führen können. Mollusken mit Gehäuse, wie bei-spielsweise Austern oder Miesmuscheln, können durch das Schließen ihres Gehäuses für kurze Zeit anoxische Bedingungen überleben, aber Wachstum und Nährstoffverwertung werden unter längerem Sauerstoffmangel reduziert (Tyler-Walters 2008). Eine Berücksichtigung der Sauerstoffverhältnisse vor Ort ist für eine Bewertung möglicher Aquakulturkonzepte für den Standort FINO3 also zwingend not-wendig. Aufgrund von Strömungen und vertikalen Wasserkörperschichten, sowie sauerstoffzehrender Prozesse in Bodennähe oder ebenfalls sauerstoffzehrender Algenblüten in höheren Wasserschichten, wird der Sauerstoffgehalt sowohl in 1m Wassertiefe, wie auch in 17m Wassertiefe betrachtet.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 67

Abbildung 31: Sauerstoffkonzentration Sauerstoffkonzentration in mg/l als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis März 2016 in einer Wassertiefe von -1m, sowie -17m (Abbildungen links). Sauerstoffkonzentration in mg/l als Boxplot mit Minimum, Maximum, Mittelwert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeit-raum bei -1m und -17m (Abbildungen rechts). Für die Bewertung der Sauerstoffverhältnisse werden zwei verschiedene Messgrößen genutzt, einmal die Sauerstoffsättigung und einmal die Konzentration an gelöstem Sauerstoff im Wasserkörper. Unter norma-len atmosphärischen Bedingungen kann sich eine bestimmte maximale Menge an Sauerstoff im Wasser lösen, d.h. die Sauerstoffsättigung liegt bei 100%. Für Organismen wichtiger ist allerdings die tatsächlich vorhandene Konzentration an gelöstem Sauerstoff, die direkt abhängig von der Wassertemperatur ist. Gerade der gelöste Sauerstoff kann innerhalb von Minuten schwanken und somit im ungünstigsten Fall bspw. einen gesamten Fischbestand vernichten, da keine genügende Sauerstoffversorgung über die Kie-men mehr gewährleistet werden kann. Bei höheren Wassertemperaturen sinkt die Löslichkeit des Sauer-stoffs in Wasser und die Verfügbarkeit für Organismen ist deshalb in den warmen Sommermonaten ge-ringer.

3.1.2 Temperatur Alle physiologischen Prozesse lebender Organismen sind direkt temperaturabhängig, da bspw. biochemi-sche Prozesse, enzymatische Reaktionen, Zellwachstum oder immunsystemische Vorgänge thermisch beeinflusst werden. Anders als bei Säugetieren können die meisten im Wasser lebenden Organismen, wie Fische, Mollusken und natürlich Pflanzen ihre Temperatur nicht selbst regulieren. Deren Stoffwechsel-prozesse hängen also direkt von der Umgebungstemperatur ab. Im Normalfall platzen Zellen bei Tempe-raturen unter 0°C, da das in den Zellen eingelagerte Wasser gefriert und bei Temperaturen über 45°C werden die meisten Proteine stark in ihrer Funktionsweise beeinträchtigt. So hohe Temperaturen werden in der Nordsee natürlich nicht erreicht, jedoch durchaus Temperaturen um den Gefrierpunkt. Auch schon Temperaturen über 20°C können für einige Organismen ein Problem darstellen, da viele einen ganz be-

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Seite 68 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

stimmten optimalen Temperaturbereich besitzen. Wenn die Umgebungstemperatur nicht diesem Bereich entspricht, können einige Organismen keinen ausreichend aktiven Stoffwechsel aufrechterhalten und Wachstum und Gesundheit sind damit gefährdet.

Abbildung 32: Wassertemperatur Wassertemperatur in °C als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis März 2016 in einer Was-sertiefe von -6m, -12m, sowie -18m (Abbildungen links). Wassertemperatur in °C als Boxplot mit Mini-mum, Maximum, Mittelwert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeitraum bei -6m, -12m, sowie -18m (Abbildungen rechts). Für die Aquakulturproduktion ist ein konstantes und möglichst effizientes Wachstum durch gleichblei-bende Umweltbedingungen von größter Bedeutung, jedoch sind diese in einem natürlichen Wasserkörper kaum gegeben und gerade bei jahreszeitlich bedingten Temperaturschwankungen von über 20°C ist es unbedingt notwendig die optimalen Temperaturbereiche der Kandidatenorganismen genau mit den vor-herrschenden Temperaturregimen zu vergleichen.

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Die Temperatur der Nordsee wird hauptsächlich durch die Sonneneinstrahlung, sowie natürlich durch Strömungen und Gezeiten beeinflusst. Das Zusammenspiel aus Strömungen und Bodenrelief der Nordsee können für vertikale Temperaturschichten im Wasserkörper sorgen (Mittelstaedt 2002). Deshalb wurde der Temperaturverlauf in 6m, 12m und 18m Tiefe betrachtet, da die verschiedenen potentiellen Nut-zungskonzepte in unterschiedlichen Wassertiefen angesiedelt werden würden. So würden Netzgehege für Fische beispielsweise die gesamte Wassersäule ausnutzen, wohingegen Makroalgenkulturen – je nach verwendeter Technik – eher horizontal in den oberen Wasserschichten ausgebracht werden würden. Die stark durch Winde beeinflussten Oberflächenströmungen führen zu stärker variierenden Temperaturen nahe der Wasseroberfläche, wohingegen die durch die großen Tiefenströme der Nordsee beeinflussten tieferen Wasserschichten sich eher durch stabilere Wassertemperaturen auszeichnen.

3.1.3 Salinität Wie Temperatur und Sauerstoff stellt der Salzgehalt (=Salinität) der Nordsee einen abiotischen Faktor dar, der sich direkt auf den Stoffwechsel eines Organismus auswirkt. Der Salz- bzw. Ionengehalt von Zel-len unterscheidet sich meist stark vom Salzgehalt des umgebenden Gewässers und der Organismus muss Energie aufwenden, um dieses Ungleichgewicht osmotisch auszugleichen, damit Zellen nicht austrocknen oder platzen. Viele Fische können relativ große Schwankungen im Salzgehalt ausgleichen, jedoch können nur die wenigsten Süßwasserfische im Salzwasser überleben und umgekehrt. Eine effizient angepasste Ausnahme bilden da bspw. Salmoniden, wie der Atlantische Lachs oder die Bach-/Meerforelle. Bei den Wasserpflanzen haben sich gerade Makrophyten, die in den Brackwasserzonen der Nordsee beheimatet sind, an das ständige Wechselspiel aus hohen Salzgehalten durch die Nordsee und Süßwasserströmen aus den küstennahen Binnengewässern und Flüssen angepasst. Trotzdem haben auch die meisten Makroal-genarten, Muscheln oder Austern einen optimalen Salinitätsbereich, in welchem effizientes Wachstum möglich ist. Die Nordsee wird hauptsächlich durch salzhaltiges Wasser aus dem Nordatlantik gespeist und besitzt deshalb einen relativ gleichmäßigen und ungeschichteten Wasserkörper bezüglich des Salz-gehaltes (Mittelstaedt 2002). Durch Süßwasserzuflüsse in den Küstenregionen ist der Salzgehalt dort je-doch leicht reduziert. Im Jahresverlauf sind die Schwankungen des Salzgehaltes jedoch vernachlässigbar und für alle an Salzwasser adaptierte Organismen geeignet. Deshalb ist die Salinität auch kein Kriterium, welches für die folgende Auswahl geeigneter Nutzungskonzepte weiterhin berücksichtigt wird.

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Seite 70 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Abbildung 33: Salinität Salinität in PSU als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis März 2016 in einer Wassertiefe von -1m, sowie -17m (Abbildungen links). Salinität in PSU als Boxplot mit Minimum, Maximum, Mittel-wert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeitraum bei -1m und -17m (Abbil-dungen rechts).

3.1.4 Chlorophyll-a Die Konzentration des grünen Farbstoffs Chlorophyll-a wird genutzt, um die im Wasser vorhandene Menge an Phytoplankton zu schätzen. Phytoplankton sind frei in der Wassersäule schwebende Organis-men und besteht aus Algen und Cyanobakterien, welche Photosynthese zur Energiegewinnung betreiben. Dazu nutzen sie verschiedene Versionen der farbigen Chlorophylle (aber immer Chlorophyll-a) als Pho-torezeptor. Chlorophyll kann u.a. mit photometrischen Methoden gemessen werden und ein starker An-stieg der Chlorophyll-Konzentration im Wasser deutet üblicherweise auf eine Algenblüte hin (Fondriest Environmental 2014). Phytoplankton dient neben Zooplankton als Hauptnahrungsquelle für sog. Filtrierer (z.B. Muscheln) und eine Betrachtung der Chlorophyll-Produktion und damit verbundene Phytoplankton-Biomasse ist notwendig für eine Beurteilung des Wachstums und damit der Produktion bestimmter Ziel-arten. Marines Phytoplankton besteht hauptsächlich aus Dinoflagellaten und Diatomeen, aber natürlich auch aus anderen (Mikro-)Algenarten und Cyanobakterien. Da Phytoplankton auf die Anwesenheit von Sonnenlicht für die Photosynthese angewiesen ist, befindet sich Phytoplankton hauptsächlich in den obe-ren noch hellen Wasserschichten, der sogenannten euphotischen Zone (Rick und Wiltshire 2016). Bei der hier betrachteten Messreihe fällt auf, dass die Chlorophyll-a Konzentrationen im Frühjahr 2015 unnatürlich hoch ansteigen – auf bis zu 450 µg/l und im Verlauf des Jahres auf vergleichsweise hohen Werten bei etwa 100 µg/l verbleiben. Literaturdaten zum Chlorophyllgehalt in der der Nordsee liegen stets bei <50µg/l (vgl. HZG Cuxhaven, BSH MURSYS, Rick und Wiltshire 2016, Müller 2010), weshalb die Datenreihe von 2015 vermutlich durch einen Messfehler, eine falsche Sondenkalibrierung oder eine andere Messmethode entstanden ist. Bei den genutzten Daten ist immer zu beachten, dass es sich um Rohdaten handelt, die zwar in die jeweilige Datenbank eingepflegt werden, aber vor Veröffentlichung keiner Qualitätskontrolle unterzogen werden. Aus diesem Grund wird für die Szenarienbewertung nur der Datensatz vor 2015 genutzt.

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Abbildung 34: Chlorophyll-a Konzentration Chlorophyll-a Konzentration in µg/l als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis März 2016 in einer Wassertiefe von -1m, sowie -17m (Abbildungen links). Chlorophyll-a Konzentration in µg/l als Boxplot mit Minimum, Maximum, Mittelwert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeitraum bei -1m und -17m (Abbildungen rechts).

3.1.5 Trübung Die Wassertrübung bestimmt mit Hilfe optischer Methoden die Menge an kleinsten Partikeln in der Was-sersäule. Diese entstehen beispielsweise aus aufgewirbeltem Sand, Schlamm, Mineralien oder abgestor-benem organischen Material, aber natürlich auch aus Kleinstlebewesen wie Mikroalgen oder Bakterien. Die Trübung des Wasserkörpers wird durch die Streuung eines Lichtstrahls einer Sonde bestimmt, wel-cher das Wasser durchdringt und durch die vorhandenen Partikel abgelenkt wird. Je mehr Partikel im Wasser vorhanden sind, desto stärker wird der Lichtstrahl gestreut und desto höher ist die Trübung. Gera-de durch Stürme oder starke Tidenströmungen können Sedimente am Boden aufgewirbelt werden und erhöhen die Trübung der Wassersäule. Die Trübung wird mit einer optischen Sonde in der Einheit NTU (Nephelometric Turbidity Unit) gemessen. Eine zu starke Partikelbelastung kann negative Folgen für potentielle Kulturorganismen haben, so werden beispielsweise zu viele Partikel auf den Kiemen von Fischen abgelagert und verhindern eine ordnungs-gemäße Sauerstoffaufnahme. Gleichzeitig verhindert eine zu hohe Trübung außerdem, dass Fische Fut-terpellets sehen und fressen können, was nachhaltig Wachstum und Produktion der Tiere negativ beein-flusst. Muscheln und Austern ernähren sich durch Filtrieren der sie umgebenden Wassersäule, d.h. sie nehmen Nährstoffe vor allem aus Phyto- und Zooplankton auf. Bei steigender anorganischer Partikelbe-lastung im Wasser erhöhen Muscheln ihre Filtrationsrate, was zu höherem Energieverbrauch bei gleich-zeitig geringerer Nährstoffzufuhr führt. Eine längere Belastung dieser Art führt auch hier zu einge-schränktem Wachstum. Ab einer bestimmten Partikelkonzentration stellen Muscheln die Filtration voll-ständig ein, um Energie zu sparen. Auch auf Makroalgen kann eine zu starke Wassertrübung einen wachstumshemmenden Effekt haben, sobald das verfügbare Sonnenlicht zu stark gestreut wird und im Wasserkörper nicht mehr ausreichend für die Photosynthese zur Verfügung steht. Aus diesem Grund ist auch die Wassertrübung ein wichtiger Faktor, der in die Szenarienbewertung eingeht.

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Abbildung 35: Wassertrübung Wassertrübung in NTU als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis März 2016 in einer Was-sertiefe von -1m, sowie -17m (Abbildungen links). Wassertrübung in NTU als Boxplot mit Minimum, Ma-ximum, Mittelwert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeitraum bei -1m und -17m (Abbildungen rechts).

3.1.6 Nitrit & Nitrat Nitrit und Nitrat gehören zu den im Wasser gelösten Stickstoffverbindungen, die zwar als Makronährstof-fe wichtig für viele aquatische Organismen sind, aber in zu hohen Konzentrationen schädlich sein kön-nen. Problematische Konzentrationen treten aber hauptsächlich in Landnähe durch den Oberflächenab-fluss landwirtschaftlich genutzter Flächen auf. Nitrit und Nitrat können sich toxisch auf viele aquatische Organismen auswirken – vor allem eine chronische Belastung führt zu Wachstumseinbußen, Immun-schwächen oder Stressbelastung von bspw. Fischen. Gleichzeitig fungieren Stickstoffverbindungen auch in aquatischen Systemen als Düngemittel und können so starkes Algenwachstum hervorrufen. Wie bereits beschrieben ziehen große Algenblüten weitere Probleme nach sich: Sauerstoffmangel und anoxische Zo-nen, oder die Produktion von Algentoxinen, die sich schädlich auf andere Wasserorganismen auswirken können. Die am Standort vorliegenden Nitrit- und Nitrat-Konzentrationen aus dem Jahr 2013 bewegen sich jedoch für alle Zielorganismen in einem optimalen Rahmen und werden deshalb für die Szenarien-bewertung nicht weiter betrachtet.

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Abbildung 36: Nitrat-Konzentration Nitrat-Konzentration in µmol/l als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis August 2013 in einer Wassertiefe von -1m, sowie -17m (Abbildungen oben). Nitrit-Konzentration in µmol/l als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis August 2013 in einer Wassertiefe von -1m, sowie -17m (Abbil-dungen unten).

3.1.7 Seegangshöhe Die Seegangshöhe oder Wellenhöhe ist vor allem ein Parameter, der die Netzgehegestabilität oder Veran-kerungssysteme betrifft und nicht per se als biologischer Parameter anzusehen ist. Nichtsdestotrotz hat auch die Seegangshöhe einen direkten Einfluss auf die zu kultivierenden Organismen. So können einige Fische bei zu starkem Wellengang seekrank werden (Buck 2002). Einige Arten verbrauchen auch zu viel Energie beim Schwimmen, weil sie die meiste Zeit natürlicherweise in Ruhe am Boden liegen würden. Auch die Verankerungsstrukturen von Makroalgen oder von Miesmuscheln (Byssusfäden) können nur bestimmten Wellenhöhen standhalten und werden ansonsten vom Substrat abgelöst und sind damit für die Produktion verloren. Weiterhin kommt es vor allem bei Muscheln und Austern bei hohem Wellengang zu starkem Schalenabrieb: da die Schalen in erster Linie Schutzfunktion haben, werden die Tiere dadurch geschwächt und nachhaltig im Wachstum gehemmt. Für die Beurteilung der Produktionsszenarien wurde sowohl die Seegangshöhe signifikant, wie auch die maximale Seegangshöhe der Jahre 2014 bis 2017 (April) betrachtet. Beim Vergleich der Daten fällt auf, dass die mittlere maximale Seegangshöhe bei 2,4m liegt und die mittlere signifikante Seegangshöhe bei 1,5m. Gleichzeitig liegt die höchste Welle in diesem Zeitraum bei knapp 9m und trat jedes Jahr mindes-tens einmal auf.

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Abbildung 37: Seegangshöhe Seegangshöhe signifikant und maximal in m als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2014 bis April 2017 (Abbildung links). Seegangshöhe signifikant und maximal in m als Boxplot mit Minimum, Maximum, Mittelwert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeitraum (Abbildung rechts).

Tabelle 6: Seegangshöhe signifikant und maximal in m für die Jahre 2014, 2015, 2016, 2017 (April). Jahr Datenpunkte Mittelwert [m] Minimum [m] Median [m] Maximum [m]

Seegangshöhe signifikant 2014 6835 1,5 0,2 1,3 6,7 2015 6676 1,5 0,2 1,4 6,7 2016 6305 1,6 0,2 1,4 6,2 2017 1797 1,6 0,3 1,5 5,0

Seegangshöhe maximal 2014 6833 2,3 0,4 2,0 8,6 2015 6674 2,4 0,3 2,1 9,0 2016 6303 2,4 0,3 2,1 9,0 2017 1797 2,6 0,5 2,3 9,0

3.1.8 Strömung Die Strömungsstärke hat sowohl physikalische, als auch hydrochemische Auswirkungen auf potentielle Kulturorganismen. Wie bei starkem Seegang auch, können Fische ab einer bestimmten Stärke nicht mehr gegen die Strömung anschwimmen und verlieren dadurch Energie, welche sie bevorzugt in Wachstum investieren sollten. Makroalgen und Muscheln können sich nicht mehr an den Substratvorrichtungen fest-halten. Gleichzeitig wird es für filtrierende Organismen, wie Miesmuscheln, schwerer Nahrung aus der Wassersäule zu filtrieren. Allerdings sind Strömungen essentiell für den Stoffaustausch im Wasserkörper. Wassertemperaturen, Sauerstoffgehalt, aber auch Schadstoffkonzentrationen werden durch Wasserströ-mungen beeinflusst. Gerade Organismen in schwimmenden Netzgehegen (Fische, Austern) sind auf eine gute Durchströmung der der Gehege angewiesen, damit genügend Sauerstoff und Nährstoffe zu den Tie-ren transportiert werden kann. Vor allem bei intensiven Haltungsdichten in Fischnetzgehegen kann es in

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den inneren Bereichen zu stark sauerstoffarmen Bedingungen kommen, wenn kein genügender Was-seraustausch durch Strömungen gewährleistet werden kann (Johansson et al. 2007).

Abbildung 38: Strömungsgeschwindigkeit Strömungsgeschwindigkeit in m/s als zeitlicher Verlauf im Messzeitraum Januar 2013 bis März 2016 in einer Wassertiefe von -2m, -10m sowie -18m (Abbildungen links). Strömungsgeschwindigkeit in m/s als Boxplot mit Minimum, Maximum, Mittelwert, sowie 1%-, 50%- und 99%-Quantilen über den gesamten Messzeitraum bei -2m, -10m sowie -18m (Abbildungen rechts).

3.2 Scoring-Modell (FuE, AP2)

3.2.1 Wahl des Scoring-Modells Die Wahl eines Scoring-Modells als Analyseverfahren in dieser Machbarkeitsstudie erfolgte aufgrund der folgenden Schlüsselargumente:

Es wurde ein Analysemodell benötigt, welches eine Diskriminierung verschiedener Alternativen (in diesem Fall Nutzungsszenarien) auf der Basis von mehreren quantitativen und qualitativen Kriterien ermöglicht.

Einige der in den Kapiteln 3.1, 3.4und 3.5 entscheidenden Kriterien sind in einem weiten Rahmen diskutierbar und werden häufig durch subjektive persönliche Einschätzung bewertet. Zur Ent-scheidungsfindung muss jedoch die rationale Analyse und anschließende Bewertung dieser Krite-rien für jedes einzelne Nutzungsszenario ermöglicht werden.

Diese Anforderungen können effizient mit einem Scoring-Modell bearbeitet werden. International wird diese Methode für entsprechende Fragestellungen schon seit geraumer Zeit verwendet und wurde im deutschsprachigen Raum durch Zangemeister (1976) bekannt. Anwendungsgebiete sind im Bereich Con-trolling, Projektmanagement, in der Volkswirtschaftslehre, Vergaberecht und besonders bei der Standort-wahl von Betrieben unterschiedlicher Art mit den zu berücksichtigenden Standortfaktoren (Teuscher 2011; Kemnitz 2016). Das Scoring-Modell ermöglicht somit im Rahmen der systematischen Entscheidungsvorbereitung die Auswahl von komplexen Handlungsalternativen. Das Ergebnis ist eine Kennzahl für den Nutzen jeder Alternative ohne dabei an Transparenz des Entscheidungsprozesses einzubüßen. Mit diesem Modell wer-den monetäre und „weiche“ Faktoren zusammen analysiert und ermöglichen somit die Bewertung dieser komplexen vielschichtigen und sehr unterschiedlichen Sachverhalte. Dies wiederum verringert das Risiko von Fehlentscheidungen. Darüber hinaus ist das Modell flexibel. Es ist möglich Kriterien zu verwerfen

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oder hinzuzufügen sowie einen einzelnen Punktwert zu verändern und direkt die Auswirkungen auf das Gesamtergebnis des Szenarios zu ermitteln. Zuletzt erlaubt diese Scoring-Methode eine nachgeschaltete Sensitivitätsanalyse. Die Ungewissheit über die Entwicklung der Kriterien in der Zukunft kann das Ergebnis des Scoring-Modells beeinflussen. Es ist nicht gesichert, dass alle bisher aufgenommenen Kriterien oder Einschätzungen auch so in Zukunft Be-stand haben. Die Möglichkeit einer Verbesserung oder Verschlechterung wird zunächst nicht berücksich-tigt. Vor allem bei der Bewertung von langfristigen Projekten sollte aber die Möglichkeit in Betracht ge-zogen werden, dass sich die Bewertungen oder Gewichtungen einzelner Faktoren im Laufe der Zeit än-dern können.

3.2.2 Gliederung und Kriterien des Scoring-Modells Ziel des Scoring-Modells ist es die Eignung des jeweiligen Szenarios hinsichtlich der in Tabelle 7 aufge-nommenen Kriterien zu bestimmen. Tabelle 7: Kriterien zur Bewertung der Eignung verschiedener Nutzungsszenarien für die Offshore-

Aquakultur am Standort FINO3, Nordsee

Biologische Technische Wirtschaftliche/Politische Sauerstoffgehalt Wassertiefe Investitionsausgaben Strömung Notwendigkeit der Erreichbarkeit Betriebsausgaben Seegangshöhe Infrastruktur Offshore Robustheit Anlagenszenario Temperatur Messanforderungen Erträge Emmissionsrisiko Datenanforderungen Akzeptanz Stakeholder Chlorophyll a Bauanforderungen vor Ort Genehmigung Umweltrecht Trübung Anforderungen Onshore Basis Genehmigung Baurecht Versicherungsfähigkeit

Als erster Schritt wurden basierend auf einer intensiven Literaturrecherche in den drei Blöcken „Biolo-gie“, „Technik“ und „Wirtschaftlich-Politisch“ insgesamt 22 Kriterien als entscheidend für die Analyse der Eignung eines Nutzungsszenarios identifiziert. Bei der Bewertung der verschiedenen Szenarien für diesen vorgegebenen Standort ist es wichtig, dass die ausgewählten Kriterien für die Nutzungsszenarien auch unterschiedliche Ergebnisse liefern. Kriterien, die für alle Nutzungsszenarien eine gleiche Bewer-tung erreichen, führen daher nicht zu einer Unterscheidung und werden nur im Text erläutert. Sie sind nicht als Kriterien für ein Scoring-Modell geeignet. Es werden alle 22 Kriterien auch auf jedes Szenario angewandt. Die Erläuterung der einzelnen Kriterien und deren Grundlagen für das Scoring-Modell findet ausführlich in den Kapiteln 3.3, 3.4 und 3.5 statt. Diese Kriterien wurden anschließend gewichtet (Kapitel 3.2.3). Als nächster Schritt erfolgte die Vergabe von Punkten für jedes Kriterium pro Nutzungsszenario (Kapitel 3.2.4). Als letzter Schritt wird ein Gesamtergebnis, ein sogenanntes Score, für jedes Nutzungs-szenario errechnet (Kapitel 3.6), das als Endergebnis des Scoring-Modells eine Entscheidungsgrundlage für die Auswahl eines Nutzungsszenarios dient.

3.2.3 Gewichtung Der zentrale Analyseschritt bei der Erstellung des Scoring-Modells ist die Gewichtung der zuvor festge-legten Kriterien. Die Gewichtungsfaktoren geben die Bedeutung der einzelnen Kriterien an. Die Gewich-tungen sind rein subjektiv. Der Entscheider bestimmt, was wichtiger ist und was weniger wichtig ist. Um das Scoring-Modell und die Entscheidungsfindung transparent zu halten, erfolgt die Gewichtung eben-falls nicht willkürlich, sondern nach folgender Methode: Zunächst werden die drei Kriterienblöcke Biologie, Technik und Wirtschaft/Politik entsprechend ihrer Bedeutung für eine Machbarkeit prozentual gewichtet (Tabelle 8 oberste Zeile pro Block, letzte Spalte). Die Vielzahl der Kriterien werden aufgrund einer Präferenzanalyse gewichtet. Als nächstes werden alle Kriterien miteinander verglichen und es wird ausgewählt, welches Kriterium wichtiger ist (Tabelle 8). Beispielsweise wird entschieden, ob der Sauerstoffgehalt (Spalte A) wichtiger, gleich wichtig oder weni-ger wichtig ist als die Strömung (Zeile 1). Diese Einschätzungsergebnisse werden für jedes Kriterium

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 77

addiert (z.B. 6 für Sauerstoffgehalt). Diese Einzelsummen ergeben aufsummiert eine Gesamtsumme für jeden Kriterienblock (z.B. 42 für den obersten Kriterienblock „Biologie“). Als letzter Schritt werden die Einzelsummen für jedes Kriterium als Prozentsatz der Gesamtgewichtung dargestellt (z.B. 4,3% für Sau-erstoff). Die relevanten Kriterien für die Nutzungsszenarien wurden in Tabelle 8 zusammengefasst und nach ihrer Bedeutung für das Nutzungsvorhaben gewichtet.

3.2.4 Punktevergabe Nachdem den Kriterien Gewichtungen zugeordnet wurden, müssen jetzt die Kriterien der verschiedenen Nutzungsszenarien bewertet werden. Es wird für jedes Szenario (Miesmuschel, Makroalge, Fisch, IMTA, Auster) anhand einer Punkteskala von 1-10 eingeschätzt, inwieweit es für den gegebenen Faktor am Standort FINO3 geeignet, umsetzbar und realisierbar ist. In der hier vorgenommenen Bewertung entspricht der Punktwert 10 einer uneingeschränkten Umsetzbar-keit des Nutzungsszenarios für das entsprechende Standortkriterium. So ist zum Beispiel das Nutzungs-szenario Makroalgenkultur unter dem Standortkriterium Sauerstoffgehalt uneingeschränkt möglich. Je eingeschränkter, problematischer oder auch weniger effizient die Machbarkeit eines Nutzungsszenarios aufgrund eines betrachteten Standortkriteriums wird, desto niedriger wird der Punktwert. Das Nutzungs-szenario Fischzucht ist beispielsweise mit dem Standortkriterium Wassertiefe zurzeit nicht möglich und erhält den Punktwert 1 (Tabelle 15). Die Erläuterung der einzelnen Punktvergaben für jedes Kriterium wird in den Kapiteln 3.3, 3.4 und 3.5 vorgenommen.

3.2.5 Ermittlung des Scores Wurde jedem Kriterium eine Gewichtung und ein Punktwert zugewiesen, ist der nächste Analyseschritt einen Gesamtnutzwert zu berechnen. Hier werden der Punktwert mit der Gewichtung pro Kriterium und Nutzungsszenario miteinander multipliziert. Das Ergebnis ergibt einen Einzelscore. Zum Beispiel wird in Tabelle 15 der Einzelscore für die Miesmuschelkultur bezüglich des Sauerstoffgehaltes durch die Multi-plikation von 4,3% (Gewichtung) x 9 (Bewertung) = 0,39 (Einzelscore) errechnet. Diese Einzelscores werden pro Nutzungsszenario zu einem Gesamtscore addiert. Im Fall der Miesmuschelkultur ergibt sich nach folgender Berechnung somit ein Gesamtscore von 5,91. So ist ersichtlich welche Eignung das jewei-lige Nutzungsszenario für den Standort FINO3 haben kann. Ein höherer Gesamtnutzwert entspricht einer höheren Eignung des Nutzungsszenarios für den Standort FINO3. In den folgenden Kapiteln wird die Ermittlung der einzelnen Punktwerte für jedes Kriterium des jeweiligen Nutzungsszenarios erläutert.

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Tabelle 8: Gewichtung der Bewertungskriterien 2 = Spalte A wichtiger als Zeile 1 1 = unentschieden 0 = Zeile 1 wichtiger als Spalte A

Sauerstoffgehalt Strömung Seegangshöhe Temperatur Emissionsrisiko Chlorophyll a Trübung 42

30%

Sauerstoffgehalt x 1 1 1 1 1 1 6 4,29%

Strömung 1 x 2 0 2 2 2 9 6,43%

Seegangshöhe 1 0 x 0 2 1 2 6 4,29%

Temperatur 1 2 2 x 2 2 2 11

7,86%

Emissionsrisiko 1 0 0 0 x 1 1 3 2,14%

Chlorophyll a 1 0 1 0 1 x 1 4 2,86%

Trübung 1 0 0 0 1 1 x 3 2,14%

2 = Spalte A wichtiger als Zeile 1 1 = unentschieden 0 = Zeile 1 wichtiger als Spalte A

Wassertiefe Notwendigkeit der Erreichbar-keit

Infrastruktur Offshore

Messanforderun-gen

Datenanforde-rung

Bauanforderun-gen vor Ort

Anforderun-gen Onshore Basis

44

30%

Wassertiefe x 2 2 2 2 1 2 11

7,50%

Notwendigkeit der Er-reichbarkeit

0 x 0 0 2 0 2 4 2,73%

Infrastruktur Offshore 0 2 x 2 0 1 2 7 4,77%

Messanforderungen 0 2 0 x 1 0 2 5 3,41%

Datenanforderung 0 0 2 1 x 1 2 6 4,09%

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Bauanforderungen vor Ort 1 2 1 2 1 x 2 9 6,14%

Anforderungen Onshore Basis

0 0 0 0 0 0 x 2 1,36%

2 = Spalte A wichtiger als Zeile 1 1 = unentschieden 0 = Zeile 1 wichtiger als Spalte A

Investitionsausga-ben

Betriebsausga-ben

Robustheit Anlagenszena-rio

Erträge Akzeptanz Stakeholder

Genehmigung Umweltrecht

Genehmi-gung Bau-recht

Versicherungsfä-higkeit

55

40%

Investitionsausgaben x 2 0 2 0 0 1 0 5 3,64%

Betriebsausgaben 0 x 0 2 2 0 1 0 5 3,64%

Robustheit Anlagenszena-rio

2 2 x 2 2 0 2 0 10

7,27%

Erträge 0 0 0 x 0 0 2 0 2 1,45%

Akzeptanz Stakeholder 2 0 0 2 x 1 1 0 6 4,36%

Genehmigung Umwelt-recht

2 2 2 2 1 x 1 1 11

8,00%

Genehmigung Baurecht 1 1 0 0 1 0 x 1 4 2,91%

Versicherungsfähigkeit 2 2 2 2 2 1 1 x 12

8,73%

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Seite 80 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

3.3 Identifikation möglicher Nutzungskonzepte (Nutzungsszenarien) am Standort FINO3 aus biologischer Sicht (GMA, AP3)

Aus allen Kandidatenorganismen die unter 2.5 aufgelistet und beschrieben wurden, werden diejenigen Organismen mit den vielversprechendsten Nutzungsmöglichkeiten anhand der für eine kommerzielle Aquakulturanlage wichtigsten Parameter ausgewählt. Hierbei werden vor allem Wassertemperatur, Strö-mung und Wellengang berücksichtigt, wie auch praktische Parameter: bereits etablierte Produktionsver-fahren, kommerzielle Futterverfügbarkeit oder die einfache Verfügbarkeit von Nachwuchsorganismen. Die Auswahl erfolgt nach einer groben Bewertung: geeignet (+), bedingt geeignet (0), nicht relevant (/) und nicht geeignet (-), und ist im Folgenden tabellarisch dargestellt. Tabelle 9: Grobauswahl aller Kandidatenorganismen unter Berücksichtigung der Standortbedingun-

gen, sowie Produktionsvoraussetzungen. Grün gekennzeichnet sind diejenigen für eine weitere detaillierte Bewertung ausgesuchten Organismen. Organismus Temperatur Strömung

& Wellen-gang

Etablierung Produktion

Kommerzielles Futter

Nachwuchsorganismen

Atlant. Lachs 0 + + + + Regenbogenforelle + + + + + Atlant. Dorsch + + + + 0 Steinbutt 0 - + + 0 Dorade - 0 + + 0 Europ. Wolfsbarsch - + + + + Schellfisch 0 0 0 + 0 Dicklippige Meeräsche 0 + 0 - - Miesmuschel + 0 + / + Pazif. Felsenauster + 0 + / + Europ. Auster + 0 0 / 0 Fingertang 0 + 0 / + Zuckertang 0 0 + / + Palmentang 0 + + / + Lappentang + - - / + Blutroter Meerampfer + 0 - / +

Diese Grobauswahl verdeutlicht, dass sich unter den Fischen die Regenbogenbogenforelle am besten für ein Nutzungsszenario eignet. Bei den Muscheln eigenen sich Miesmuscheln und die Pazifische Felsenaus-ter besonders, jedoch ist es gerade in Schleswig-Holstein aus naturschutzrechtlicher Sicht von großer Be-deutung die heimische Europäische Auster zu fördern. Außerdem gibt es in Schleswig-Holstein bereits Erfahrung mit der Produktion von Europäischen Austern (http://www.sylter-royal.de/), weshalb diese Art, genauso wie die Miesmuschel, in einem Nutzungsszenario näher betrachtet wird. Bei den Makroalgenar-ten eigenen sich vor allem Braunalgen für die Kultivierung. Hier ist besonders der Zuckertang hervorzu-heben, da man mit dieser Art in Deutschland die meiste Produktionserfahrung hat und wird deshalb in einem folgenden Nutzungsszenario näher betrachtet und bewertet. Als fünftes Szenario wird ein Integrier-tes Multitrophisches (IMTA) Nutzungsszenario aus Miesmuscheln und Makroalgen betrachtet, da dies vor allem aus ökologischen Gesichtspunkten einen Vorteil gegenüber einzelnen Kultivierungen bieten könnte. Die einzelnen Nutzungsszenarien werden nach dem in den Methoden beschriebenen standardisierten Ver-fahren (Kapitel 1.5.4) auf ihre Eignung hinsichtlich Wachstum und Überleben auf Basis der bereits be-schriebenen biologischen Standortparameter (Kapitel 3.1) überprüft und bewertet. Betrachtet werden im Folgenden für jedes Nutzungsszenario die Parameter Sauerstoff, Temperatur, Chlorophyll-a, Trübung,

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 81

Seegangshöhe, Strömung und das Emissionsrisiko des Szenarios. Nach einer kurzen biologischen Be-schreibung des Nutzungsszenarios folgt eine tabellarische Bewertung, sowie eine detaillierte Beschrei-bung der einzelnen Parameterbewertungen.

3.3.1 Nutzungsszenario 1: Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen Biologische Beschreibung Die Miesmuschel gehört zur Klasse der Bivalvia und besitzt eine zweiklapprige Kalkschale. Miesmu-scheln sind Weichtiere, mit rudimentärem Kopf, einem Fußmuskel zur Fortbewegung und zwei Schließ-muskeln zum Schließen der Schalen. Die Nahrungsaufnahme erfolgt über zwei Kiemenöffnungen zum Ansaugen und Ausströmen von Wasser. Im Wasser befindliche Nahrungspartikel werden über Kiemen-lamellen herausgefiltert. Gleichzeitig erfolgt so auch die Sauerstoffaufnahme aus dem Wasser. Durch eine am Fußmuskel befindliche Byssusdrüse werden sog. Byssusfäden gebildet, mit denen sich die Miesmu-schel am Boden oder Substrat befestigen kann. In Kulturen helfen Byssusfäden dabei, sich bspw. an Langleinen festzuhalten. Unverdauliche Partikel werden über sog. Pseudofaeces durch die Ausstromöff-nung wieder ausgeschieden.

Biologische Bewertung Tabelle 10: Biologische Bewertung für das Nutzungsszenario „Miesmuschel an Langleinen“ Parameter Score ø Zielgröße Details (Datenbereich) % Zeit Punkte Sauerstoff 9 Überleben; (2mg/l O2 für 1

Woche), (Jørgensen 1980)

Copt > 2 mg/L 100% 9

Temperatur 7 Wachstum (Scope for Growth), (Fly und Hilbish 2013)

Topt = [10;20]°C 59% 6

Tsubopt1 >20°C 1% 9

Tsubopt2 = [3;10]°C 40% 4

Tlet = <-10°C; >29°C 0% 9

Chlorophyll-a 7 Filtrationsrate, (Riisgård et al. 2011; Buck 2007)

Csubopt1 < 2,5 µg/L 60% 5

Copt = [2,5;10] µg/L 39% 6

Csubopt2 > 10 µg/L 1% 9

Trübung 9 Filtrationsrate, (Riisgård et al. 2011)

Csubopt < 15 cm Sichttie-fe; <50 NTU

< 1% 9

Seegangshöhe 6 Langleinen-Stabilität bis Seegangshöhe 6,5 m; Verankerung am Substrat, (Buck 2007)

Hmax (absolut) = 9 m 0

Hsubopt (absolut) > 6,5 m 1% 9

Hopt < 6,5 m 99% 9

Strömung 6 Verankerung am Substrat; Nahrungsverfügbarkeit; (Syvret et al. 2013)

Vopt = [0,5;1] m/s (Nah-rung)

29% 3

Verankerung (<1,5 m/s) 99% 9

Emissionsrisiko 5 Relative Bewertung / Ranking

1) Sauerstoff Miesmuscheln können ohne Probleme längere Zeiträume unter sauerstoffarmen Bedingungen überleben: Mytilus edulis ist zu anaerobem Stoffwechsel fähig und unter sauerstoffarmen Bedingungen schließt die Muschel ihre Klappen, was zu einem verringerten Sauerstoffaustausch und -verbrauch führt (Widdows et al. 1979). Durch Ausnutzen des anaeroben Stoffwechsels kann die Muschel Energie sparen. Der anaerobe Stoffwechsel nimmt auch bei niedrigen Temperaturen zu, und einige der Endprodukte des anaeroben Stoffwechsels können kryoprotektiv sein (siehe Temperaturänderungen unten). Mytilus edulis gilt als to-lerant gegenüber einem weiten Bereich von Sauerstoffkonzentrationen einschließlich Null. Besonders adulte Tiere zeigten eine hohe Toleranz gegenüber Sauerstoffarmut, z.B. 35 Tage bei 0,21 mg/l O2 bei 10ºC (Theede et al. 1969). Jørgensen (1980) beobachtete die Auswirkungen von Hypoxie (0,2 -1 mg/l) auf die benthische Makrofauna in Meeresgebieten in Schweden über einen Zeitraum von 3-4 Wochen. Miesmuscheln schlossen ihre Schalen als Reaktion auf die Hypoxie und überlebten so für 1-2 Wochen

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Seite 82 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

(Jørgensen 1980). Obwohl Mytilus edulis im Grenzbereich hoch tolerant gegenüber Hypoxie ist (2 mg/l O2 für 1 Woche), verursacht es metabolische Kosten und daher ein verringertes Wachstum (Tyler-Walters 2008). Die Toleranz für anoxische Bedingungen nimmt während der Larvenentwicklung zu. So-bald der Sauerstoffgehalt wieder auf ein optimales Niveau zurückkehrt, kann sich Mytilus edulis wahr-scheinlich innerhalb weniger Wochen erholen. Wie unter 3.1.1 erläutert, unterliegt der Sauerstoffgehalt am Standort FINO3 jahreszeitlichen Schwankungen, die allerdings ohne größere Auswirkungen für Miesmuscheln sind, vor allem da reduzierte Sauerstoffkonzentrationen nur von kurzer Dauer sind. Die Konzentrationen des gelösten Sauerstoffs liegen im beobachteten Zeitraum konstant über 2mg/l, was als minimale Konzentration für ein Überleben angesehen wird, und werden deshalb mit 9 Punkten (Kategorie Cc) bewertet.

2) Temperatur Die Miesmuschel kann in einem weiten Temperaturbereich (5-20°C) wachsen und sogar Extremtempera-turen von bis zu -10°C überleben (Williams 1970); adulte Miesmuscheln weisen erst bei etwa 29°C ihre thermale Obergrenze auf. Jedoch geht aus einer kontrollierten Laborstudie ebenfalls hervor, dass das Wachstumspotential zwischen 10 und 20°C am höchsten ist und bei 25°C wieder negativ wird, da der Stoffwechselumsatz den Energieerwerb übersteigt (Fly und Hilbish 2013). Auch die Temperaturen am Standort unterliegen jahreszeitlichen Schwankungen, die für eine Kultivie-rung zu betrachten sind. Die letalen Temperaturbereiche der Miesmuschel werden zu keinem Zeitpunkt im Messzeitraum erreicht (Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte). Der suboptimale obere Temperaturbereich von >20°C wird nur in 1% der Zeit erreicht und ist nur von sehr kurzer Dauer (Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte). Anders liegen 40% des Messzeitraums im suboptimalen Bereich zwischen 3 und 10°C und dann auch für länger als 3 Monate am Stück (Kategorie Bc-negativ: 4 Punkte). Ein für das Wachstum optimaler Temperaturbereich wird in 59% aller Messzeitpunkte erreicht, welche dann auch für einen langen Zeit-raum vorherrschen (Kategorie Bc-positiv: 6 Punkte). Somit ergibt sich ein durchschnittliches Scoring von 7 Punkten für den Parameter Temperatur.

3) Chlorophyll-a Bei zu hohen oder zu niedrigen Algenkonzentrationen wird die Filtrationsrate von Muscheln reduziert (Optimum: 6,3 – 10,0 μg/l Chlorophyll-a), um Energie zu sparen (Riisgård et al. 2011). Laborstudien ha-ben gezeigt, dass bei Chlorophyll-a-Konzentrationen von < 2,5 µg/l die Filtrationsrate von Miesmuscheln stationär verharrt. Bei Konzentrationen von > 15µg/l werden sog. Pseudofaeces gebildet, d.h. die Algen-partikel werden ohne Ingestion direkt wieder durch die Ausstromöffnung ausgeschieden. Dieser Vorgang soll die Kiemen vor einem Überladen mit Partikeln schützen, reduziert aber die Nährstoffaufnahme bei gleichzeitigem Energieaufwand für die Wasserfiltration. Die Chlorophyll-a-Konzentrationen am Standort FINO3 sind an die Wassertemperaturen, sowie die vorherrschende Licht- und Nährstoffverfügbarkeit für Mikroalgen gebunden. Somit unterliegen auch sie starken Schwankungen. Wie bereits beschrieben, wer-den aufgrund von Unregelmäßigkeiten im vorhandenen Datensatz nur Messwerte zwischen Januar 2013 und Januar 2015 für die Bewertung herangezogen. So liegt der Chlorophyll-a Gehalt 60% des Messzeit-raums unterhalb der Mindestkonzentration von 2,5 µg/l (Kategorie Bb-negativ: 5 Punkte). Im optimalen Konzentrationsbereich befinden sich 39% aller Messwerte – auch über einen Zeitraum von mehr als 3 Monaten hinweg (Kategorie Bc-positiv: 6 Punkte). Höhere Chlorophyll-a-Konzentrationen von > 10 µg/l kommen nur in 1% der Messpunkte vor (Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte). Im Durchschnitt ergibt das 7 Scoringpunkte für den Parameter Chlorophyll-a.

4) Trübung Die Menge an anorganischen Partikeln im Wasser hat einen Einfluss auf die Filtrationsrate von Muscheln und sollte für einen effizienten Energiehaushalt möglichst niedrig im Vergleich zu Nahrungspartikeln sein. Nach Buck (2007) sind Gebiete mit einer Sichttiefe von unter 15cm ungeeignet für die Muschelkul-tur – das entspricht einer Trübung von über 50 NTU (Steel und Neuhauser 2001). Die vorherrschenden Bedingungen hinsichtlich der Wassertrübung am Standort sind optimal für die Miesmuschelzucht geeig-net. Die Wassertrübung befindet sich im betrachteten Messzeitraum zu 99% der Zeit unter 30 NTU und zu 90% der Zeit bei knapp 7 NTU. Die Trübung wird deshalb mit 9 Punkten bewertet (Kategorie Cc-positiv).

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 83

5) Seegangshöhe Die Seegangshöhe oder Wellenhöhe wirkt sich vor allem auf die Stabilität der Haltungssysteme aus, so-wie auf die Verankerungsmöglichkeiten der Tiere selbst am Substrat der Kultivierungseinheit. Muscheln zeigen eine hohe physiologische Anpassungsfähigkeit gegenüber solchen Kräften, jedoch werden Fut-teraufnahme und Wachstum beeinträchtigt. Starke Wellen oder Strömungen rufen auch ein Loslösen der Muscheln vom Substrat hervor, was wiederum die Produktionsmenge verringert (Buck 2012a). Optimale Bedingungen für die Miesmuschelzucht an Offshore-Standorten zu definieren ist sehr komplex, allerdings gibt es einige Erfahrungswerte von Buck (2007), die als Grenzwerte genutzt werden können. So sollten absolute Wellenhöhen unter 6,5 m liegen, um sowohl die Langleinen-Stabilität wie auch die Verankerung der Muscheln selbst nicht zu gefährden. Am Standort traten im Zeitraum 1014 – 2017 jedoch auch Wel-lenhöhen von 9,0 m mindestens einmal pro Jahr auf, was die Kultivierung der Miesmuschel (ja nach Kul-tivierungssystem) stark beeinträchtigen könnte und deshalb mit 0 Punkten bewertet wird. 99% der Zeit liegt die Seegangshöhe allerdings im optimalen Bereich von < 6,5 m und nur 1% der Messwerte lagen > 6,5 m (Kategorie Cc-positiv und Aa-negativ: jeweils 9 Punkte). Dies ergibt eine durchschnittliche Sco-ring-Bewertung von 6 Punkten für den Parameter Seegangshöhe.

6) Strömung Die Wasserströmung ist für Muscheln essentiell, da sie sessil sind und auf den passiven Zustrom von Nahrungspartikeln angewiesen sind. Obwohl also eine starke Strömung auch einen Anstieg vorbeiströ-mender und verfügbarer Nahrungspartikel bedeutet, haben zu starke Strömungen einen negativen Einfluss auf die Physiologie der Filtration und hemmen außerdem durch eine starke Stressbelastung das Wachs-tumspotential von Miesmuscheln (Buck 2012a; Syvret et al. 2013). Gleichzeitig können auch starke Strömungen die Verankerung durch Byssusfäden lösen und so einen Verlust bereits produzierter Biomas-se hervorrufen. Auch hier muss für eine Bewertung auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden (Buck 2007). So blieben in Untersuchungen in der Deutschen Bucht Verankerungssysteme bis zu einer Strö-mungsgeschwindigkeit von 1,5 m/s stabil – Bedingungen wie sie auch am Standort FINO3 vorherrschen (Kategorie Cc-positiv: 9 Punkte). Für eine adäquate Nährstoffaufnahme sind Strömungsgeschwindigkei-ten zwischen 0,5 und 1 m/s optimal (Syvret et al. 2013), welche bereits in 2m Tiefe etwas weniger als ein Drittel der Zeit vorhanden sind (Kategorie Ac-positiv: 3 Punkte). Aus den Bedingungen für die Nähr-stoffaufnahme, sowie für die Leinen- und Verankerungsstabilität ergeben sich 6 Scoringpunkte für diesen Parameter.

7) Emissionsrisiko Das Emissionsrisiko einer Miesmuschelzucht wird in Relation zu Fischen oder Makroalgen mit 5 Punkten bewertet. Dabei wird berücksichtigt, dass Muscheln als filtrierende Organismen ihrer Umgebung Nähr-stoffe entziehen, jedoch aufgrund ihres Stoffwechsels auch bspw. Stickstoff in Form von Ammonium wieder ausscheiden oder durch Pseudofaecesbildung Nährstoffe, organische Partikel oder Toxine kon-zentrieren können (siehe Kapitel 5.1).

3.3.2 Nutzungsszenario 2: Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege Biologische Beschreibung Die Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) ist keine heimische Fischart der Nordsee, jedoch durch eine langjährige und intensive Nutzung im gesamten Nordostatlantik verbreitet. Die Regenbogenforelle gehört zu den Salmoniden und ist neben Karpfen die in Deutschland am stärksten produzierte Fischart. Der eigentlich aus Nordamerika stammende Fisch ist sehr anpassungsfähig was seine Umweltbedingun-gen angeht und kann auch suboptimale Bedingungen über einen längeren Zeitraum tolerieren. Durch jah-relange Forschung und Zucht gibt es verschiedene an die jeweiligen Produktionsbedingungen angepasste Stämme, optimierte Futtermittel und eine ganzjährige Jungfischproduktion. Salmoniden sind physiolo-gisch in der Lage unterschiedliche Salzgehalte zu tolerieren und können deshalb sowohl im Süßwasser als auch im Salzwasser produziert werden. Regenbogenforellen können außerdem sowohl in Gehegehaltung wie auch in Kreislauf- oder Durchflussanlagen produziert werden.

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Seite 84 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Biologische Bewertung Tabelle 11: Biologische Bewertung für das Nutzungsszenario „Regenbogenforelle im Netzgehege“ Parameter Score ø Zielgröße Details (Datenbereich) % Zeit Punkte Sauerstoff 1 Sauerstoffkonzentration

im Netzgehege (=80% des ursprgl. Wertes); Wachs-tum, FCR und Überleben

Copt > 8 mg/L 20% 2

Csubopt = [6;8] 70% 2

Cletal < 6 mg/L 10% 0

Temperatur 8 Wachstum (SGR), (Austreng et al. 1987; Hardy 2013)

Topt = [12;21]°C 50% 6

Tsubopt1 = [4;8]°C 25% 7

Tsubopt2 = [8;12]°C 25% 8

Tlet = 0°C 0% 9

Chlorophyll-a 10 Nicht relevant 10

Trübung 9 Futterverfügbarkeit, Kie-men nicht beeinträchtigt

Trübung < 160 NTU 100% 9

Seegangshöhe 1 Netzgehegestabilität; Wassertiefe = 22m, (Buck 2002; Cardia und Lovatelli 2015)

Hmax = 9 m; Hmax(sign) = 6,5 m

1

Strömung 9 Netzgehegestabilität; Wasserkörperqualität; (Buck 2002; Johansson et al. 2007)

Vmax > 0,75 m/s; < 1 m/s 0,1% 9

Vopt = [0,25;0,5] m/s 99% 9

Vsubopt = [0,5;0,75] m/s 0,9% 9

Emissionsrisiko 1 Relative Bewertung / Ranking

1) Sauerstoff Sauerstoff ist einer der limitierenden Faktoren in der Fischproduktion. Fische nehmen Sauerstoff aus dem Wasserkörper über ihre Kiemen auf, welcher für alle Stoffwechselvorgänge von elementarer Bedeutung ist. Die physiologische Grenze an gelöstem Sauerstoff unter welcher Fische an Sauerstoffmangel sterben, liegt bei etwa 6 mg/l. In intensiven Produktionssystemen muss deshalb stets für eine ausreichende Sauer-stoffzufuhr gesorgt werden. In den Netzgehegen einer Offshore-Anlage wird der Sauerstoffgehalt aus-schließlich durch das umgebende Wasser und die vorherrschende Strömung bestimmt. Obwohl der Sauer-stoffgehalt der Nordsee meistens um die 100% schwankt, ist der absolute Gehalt an gelöstem Sauerstoff abhängig von der Temperatur und oft sehr viel niedriger. Gleichzeitig ist gerade eine intensive Netzgehe-gehaltung anfällig für Sauerstoffmangel in den inneren und tieferen Bereichen des Fischnetzgeheges, wenn durch eine hohe Fischdichte und geringe Strömung kein ausreichender Wasseraustausch stattfinden kann. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Strömungsgeschwindigkeit in Netzgehegen um bis zu 26% reduziert wird und damit der Sauerstoffgehalt auf 70-80% des Ausgangswertes sinken kann (Johansson et al. 2007). Die Sauerstoffbedingungen am Standort FINO3 sind starken jahreszeitlichen und kurzfristigen Schwankungen unterlegen. Die Messwerte für den gelösten Sauerstoff wurden für die Bewertung um 20% reduziert, um die vorherrschenden Bedingungen in einem Netzgehege zu simulieren. Somit zeigte sich, dass optimale Sauerstoffkonzentrationen von >8 mg/l nur 20% der Zeit vorherrschen und dann auch nur in kurzen Zeiträumen (Kategorie Ab-positiv: 2 Punkte). Suboptimale Sauerstoffkonzentrationen zwi-schen 6 und 8 mg/l herrschten 70% der Zeit für ebenfalls weniger als 3 Monate am Stück (Kategorie Cb-negativ: 2 Punkte). Bei 10% aller Messwerte wurde sogar eine Sauerstoffkonzentration von unter 6 mg/l festgestellt, was als (mögliche) letale Konzentration mit 0 Punkten bewertet wird. So ergibt sich im Mittel nur eine Bewertung von 1 Punkt für den Parameter Sauerstoff.

2) Temperatur Der Temperaturbereich für optimales Wachstum von Regenbogenforellen liegt zwischen 12 und 21°C. Zwischen 8 und 12°C muss mit keinen gesundheitlichen Einschränkungen gerechnet werden, jedoch ist die Zunahme von Biomasse eingeschränkt. An kühlere Temperaturen adaptierte Fische können auch mit niedrigeren Temperaturen überleben, aber ebenfalls mit stark reduziertem Wachstum. Temperaturen um den Gefrierpunkt können zum Tode führen, da das Wasser in den Körperzellen gefriert. Die Hälfte aller

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 85

Messdaten liegt im optimalen Temperaturbereich zwischen 12 und 21°C (Kategorie Bc-positiv: 6 Punk-te). Ein Viertel der Messdaten befindet sich im suboptimalen Temperaturbereich zwischen 8 und 12°C (Kategorie Ab-negativ: 8 Punkte) und ein Viertel im Bereich zwischen 4 und 8°C (Kategorie Ac-negativ: 7 Punkte). Der Gefrierpunkt wird nie erreicht, weshalb das mit 9 Punkten in die Bewertung eingeht. So-mit ergibt sich eine mittlere Punktzahl von 8 für die Bewertung des Parameters Temperatur.

3) Chlorophyll-a Der Chlorophyll-a Gehalt der Nordsee ist für eine Regenbogenforellenzucht irrelevant und erhält deshalb eine Bewertung von 10 Punkten.

4) Trübung Die Wassertrübung als Maß für eine organische und anorganische Partikelbelastung ist für eine Forellen-produktion nur von Bedeutung, wenn die Partikelmenge die Kiemen bedeckt und dadurch die Sauerstoff-zufuhr behindert. Organische Partikel erhöhen außerdem das Risiko von Kiemeninfektionen und ernähren fakultative Fischpathogene. Des Weiteren, wenn der Lichteinfall durch eine zu hohe Belastung reduziert wird und die Fische das Futter nicht mehr sehen können. Somit wäre der Futterverbrauch im Vergleich zum Zuwachs zu hoch und gleichzeitig würde der Nährstoffeintrag in die Nordsee durch nicht aufge-nommenes Futter ansteigen. Am Standort FINO3 herrscht allerdings ganzjährig eine so geringe Trübung, dass keine Probleme zu erwarten sind (Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte).

5) Seegangshöhe Regenbogenforellen sind grundsätzlich nicht sensitiv gegenüber starkem Wellengang, jedoch sollten sie nicht innerhalb des Netzgeheges zu oft herumgeschleudert oder an die Gehegewand gedrückt werden, da dies zu Flossen- und Hautschäden führt, sowie zu erhöhtem Stress. Dies kann sowohl Sekundärinfektio-nen als auch vermindertes Wachstum nach sich ziehen. Den größten Einfluss hat der Wellengang auf die Stabilität und Verankerungssysteme des Netzgeheges. Hierbei ist auch die geringe Wassertiefe am Stand-ort zu berücksichtigen, welche es erschwert Netzgehege in ruhigeres Tiefenwasser abzusenken. Frühere Studien empfehlen eine maximale Wellenhöhe von < 9m und unter < 6,5m signifikant (Buck 2002). Bei-des wurde im beobachteten Messzeitraum mindestens einmal erreicht, weshalb dieser Parameter mit nur einem Punkt bewertet wird.

6) Strömung Unabhängig von der Betrachtung des Sauerstoffgehaltes in einem besetzen Netzgehege, spielt die Strö-mung ebenfalls eine wichtige Rolle für die Stabilität der Produktionseinheiten wie auch für Wasserkör-perqualität (Transport von Sedimenten, Algenblüten, Temperaturschichtungen, Verteilung der Ausschei-dungen, etc.) (Buck 2002; Cardia und Lovatelli 2015). Strömungsgeschwindigkeiten für eine Salmoni-denaquakultur sollten zwischen 0,25 und 0,5 m/s liegen und 1 m/s nicht überschreiten. Trotz der generell rauen Bedingungen am Standort FINO3 sind die punktuell gemessenen Strömungen relativ moderat und befinden sich 99% der Zeit im optimalen Bereich für Regenbogenforellen (Kategorie Cc-positiv: 9 Punk-te). Außerdem werden Strömungsgeschwindigkeiten von 1 m/s nicht überschritten und befinden sich nur 1% aller Messpunkte in Bereichen über 0,5 m/s (Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte). Somit wird der Para-meter Strömung mit durchschnittlich 9 Punkten für eine Forellenproduktion bewertet.

7) Emissionsrisiko Das Emissionsrisiko bzw. der Einfluss auf das umgebende Ökosystem ist bei einer Forellenzucht deutlich größer im Vergleich zu Muscheln, Austern oder Makroalgen, weshalb hier eindeutig nur 1 Punkt verge-ben werden kann. Trotz moderner Fütterungssysteme, die genau nach dem Bedarf der Fische Futter aus-geben, kann nicht verhindert werden, dass gelegentlich nicht gefressenes Futter in die Bereiche unter und um die Netzgehege herum gelangt. Gleichzeitig stellen die Stoffwechselausscheidungen der Fische das größte Problem dar, da diese sehr nährstoffreich sind und somit die biologische Aktivität im Boden stark erhöhen (was sauerstoffarme Bereiche zur Folge hat) oder Algenblüten fördert. Dies kann nur durch star-ke Strömungen verhindert werden, welche die daraus resultierende Stickstofffracht im Wasser stark ver-dünnt und auf eine große Fläche verteilt. Zusätzlich kann der Ausbruch der Tiere aus den Netzgehegen durch neueste Techniken zwar stark vermindert, aber nicht ausgeschlossen werden. Durch die offenen

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Seite 86 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Haltungssysteme, mit denen die Produktion direkt im Kontakt mit dem umgebenden Wasserkörper steht, ist die Gefahr einer Krankheitsausbreitung auf andere Organismen in der Nordsee ebenfalls grundsätzlich gegeben.

3.3.3 Nutzungsszenario 3: Makroalgen (Zuckertang, Saccharina latissima) an Langleinen Biologische Beschreibung Die vielversprechendsten Makroalgenarten für die Offshore-Aquakultur sind Braunalgen der Familie La-minariales. Dazu gehören u.a. der Fingertang (Laminaria digitata), der Zuckertang (Saccharina latissima) und der Palmentang (Laminaria hyperborea). Die drei Makroalgenarten unterscheiden sich nur wenig in ihrer biologischen Eignung, jedoch zeigen sich Palmen- und Fingertang deutlich widerstandsfähiger ge-genüber Strömungen und Wellengang im Vergleich zum Zuckertang, und der Fingertang ist resistenter gegen ungewollte kolonisierende Organismen (Sander van den Burg (ed.) et al. 2013). Dieser zeichnet sich auch durch eine stärkere Wachstumsleistung aus (Buck 2002). Bei wärmeren Wassertemperaturen haben der Zucker- und der Fingertang einen minimalen Vorteil gegenüber dem Palmentang. Allerdings konnte letzterer in den vergangenen Jahren eine deutlich höhere Produktion (seit 2010 durchschnittlich 2.200 t pro Jahr in Europa) für die Herstellung von Alginaten (vor allem in Norwegen und Irland) aufwei-sen. Frühere Studien sehen eine Eignung für die Kultivierung offshore für allem für den Finger- und den Palmentang (Johann Heinrich von Thünen-Institut 2015), wohingegen der Zuckertang eher in Küstennähe zu kultivieren sei. Da es in Deutschland (insb. Schleswig-Holstein) bereits Erfahrung mit der Kultivierung von Zuckertang gibt, wird dieser in einem Nutzungsszenario betrachtet. Grundsätzlich haben Braunalgen einen alternierenden Generationswechsel zwischen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflan-zung. Das Wachstum der Algen findet in den Wintermonaten zwischen September und März/April/Mai statt. In dieser Zeit wachsen die Keimlinge von 4mm zu 2m langem Kelp heran. Der aufgenommene Stickstoff wird über die Wintermonate gespeichert und im Frühling zu Protein umgewandelt (Sander van den Burg (ed.) et al. 2013).

Biologische Bewertung Tabelle 12: Biologische Bewertung des Nutzungsszenarios „Makroalgen an Langleinen“ Parameter Score ø Zielgröße Details (Datenbereich) % Zeit Punkte Sauerstoff 10 Nicht relevant 10

Temperatur 5 Wachstum und Überleben, (Buck 2002; Sander van den Burg (ed.) et al. 2013; Tyler-Walters 2007)

Topt = [10;17]°C 50% 6

Tsubopt1 = [5;10]°C 35% 4

Tsubopt2 < 5°C 5% 8

Tsubopt3 = [17;20]°C 8% 7

Tlet > 21°C 1% 0

Chlorophyll-a 10 Nicht relevant

Trübung 9 Lichtverfügbarkeit, (Tyler-Walters 2007)

< 1-1,5m Sichttiefe ~ 10-20 NTU

99% 9

Seegangshöhe 6 Langleinen-Stabilität bis Seegangshöhe 6,5 m; Verankerung am Substrat, (Buck 2002)

Hmax (absolut) = 9 m 0

Hsubopt (absolut) > 6,5 m 1% 9

Hopt < 6,5 m 99% 9

Strömung 9 Verankerung am Substrat, (Tyler-Walters 2007; Buck 2002)

Vopt < 2,5m/s 100% 9

Emissionsrisiko 10 Subjektive Bewertung / Ranking

1) Sauerstoff Im Gegensatz zu den anderen Kandidaten spielt der Sauerstoffgehalt kaum eine Rolle für eine Makroal-genkultur und kann deshalb vernachlässigt werden (10 Punkte).

2) Temperatur

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 87

Die Temperatur am Standort ist für eine Algenkultur elementar, da sowohl Wachstum als auch Fortpflan-zung direkt von der Temperatur abhängig ist. Angepasst an den Nordatlantik ist der Zuckertang eher Käl-teliebend und kann bereits ab Temperaturen von 21°C absterben. Vor allem in sehr warmen Sommern kommt es zu keiner Meiosporenbildung, was die Produktionsbiomasse beeinflussen könnte (Buck 2002). Optimale Wachstumsbedingungen für diese Braunalge bieten Temperaturen zwischen 10 und 17°C, wel-che etwa 50% des betrachteten Zeitraums für Zeiträume > 3 Monate vorherrschen (Kategorie Bc-positiv: 6 Punkte). Suboptimale niedrigere Temperaturen, sowie suboptimale höhere Temperaturen gibt es in je-weils 40 und 8% der Fälle, wobei sich Temperaturen über 17°C stärker negativ auswirken, als Tempera-turen unter 10°C (Kategorie Bc-negativ: 4 Punkte, Kategorie Ac-negativ: 7 Punkte und Kategorie Ab-negativ: 8 Punkte). Letale Temperaturen von mehr als 21°C wird bereits in 1% aller Messwerte erreicht. Auch wenn nur von kurzer Dauer, können solch hohe Wassertemperaturen nachhaltige Schäden verursa-chen und werden deshalb mit 0 Punkten bewertet. Somit ergibt sich ein durchschnittliches Scoring von 5 Punkten für den Parameter Temperatur.

3) Chlorophyll-a Auch der Chlorophyll-a Gehalt der Nordsee ist für Makroalgen nicht von Bedeutung, da die Konzentrati-onen weit unter einem Bereich liegen, in welchem es zu verringertem Lichteinfall und damit reduzierter Fotosynthese kommen könnte. Deshalb ist der Parameter vernachlässigbar und wird mit 10 Punkten be-wertet.

4) Trübung Die Wassertrübung ist entscheidend für den Lichteinfall in der Wassersäule, da Makroalgen fotosynthe-tisch Energie für Wachstum und Stoffwechsel erzeugen. Sichttiefen (Secchi-Scheibe) von 1-1,5m wären vorteilhaft (Tyler-Walters 2007). Dies entspricht einer Trübung von etwa 10-20 NTU. Diese Werte wer-den für fast 99% aller Messpunkte erreicht – sogar in 17m Wassertiefe – weshalb dieser Parameter mit 9 Punkten bewertet wird (Kategorie Cc-positiv).

5) Seegangshöhe Wie bei Miesmuschelkulturen ist die Wellenhöhe entscheidend für die Stabilität des Produktionssystems, sowie die Verankerung der Makroalgen am Produktionssubstrat. Dabei können Wellenhöhen bis zu 6,5m standgehalten werden (Gimpel et al. 2015). In diesem Bereich liegen 99% der betrachteten Messwerte (Kategorie Cc-positiv: 9 Punkte). Darüber (zwischen 6,5 und 9m) kommt es vermutlich jedoch zum Ab-lösen der Algen und Verlust von Biomasse (1% der Messwerte, Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte). Auch hier wirken sich Wellenhöhen von 9m voraussichtlich zerstörerisch aus (0 Punkte). Insgesamt ergibt sich ein Scoring von 6 Punkten für den Parameter Seegangshöhe.

6) Strömung Die Strömung spielt eine verhältnismäßig wichtige Rolle für eine Makroalgenaquakultur, da sie wie auch der Wellengang, mechanische Kräfte auf die Kultur einwirken lässt. Hier besteht ebenfalls die Gefahr, dass Algen ihre Verankerung zum Substrat (bspw. den Langleinen) verlieren und somit ein Teil der Pro-duktionsbiomasse verloren geht. Da es sich bei den Braunalgen um in der Nordsee beheimatete Organis-men handelt und diese auch hauptsächlich in Küstennähe und den damit verbundenen Gezeitenströmen zu finden sind, sind Braunalgen relativ gut an Strömungen angepasst. Als optimal werden Strömungsge-schwindigkeiten von < 2,5 m/s angegeben (Tyler-Walters 2007). Alle Messpunkte des betrachteten Zeit-raums am Standort FINO3 befinden sich in diesem optimalen Bereich (Kategorie Cc-positiv: 9 Punkte).

7) Emissionsrisiko Das Emissionsrisiko ist im Vergleich zu den anderen Kandidatenorganismen am geringsten, da es weder zu (merklichen) Ausscheidungen kommt, noch eine externe Fütterung benötigt wird. Auch eine Ausbrei-tung der Braunalgen birgt kein größeres Risiko, da es sich beim Zuckertang um eine heimische Art han-delt. Deshalb wird dieser Parameter für das Scoring-Modell mit 10 Punkten bewertet.

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Seite 88 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

3.3.4 Nutzungsszenario 4: IMTA – Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen Biologische Beschreibung Eine Integrierte Multitrophische Aquakultur ist ein Kultivierungsszenario bei welchem zwei oder mehr Organismen in räumlicher Nähe zusammen kultiviert werden. Im Allgemeinen werden in einer multitro-phischen Aquakultur gefütterte Aquakulturen (z. B. Fische, Garnelen) mit anorganischer extraktiver (z. B. Meeresalgen) und organischer extraktiver Aquakultur (z. B. Schalentiere) kombiniert (Buck et al. 2017c). Für die Nordsee wurde eine IMTA bestehend aus Miesmuscheln und Makroalgen bereits häufiger disku-tiert und soll auch hier Gegenstand einer Betrachtung sein. Bei einer multitrophischen Aquakultur aus Miesmuscheln und Makroalgen könnte das Gesamtkonzept von der Extraktion v.a. anorganischer Stick-stoffverbindungen aus den Ausscheidungen der Miesmuscheln profitieren und so den ökologischen Ein-fluss reduzieren. Für eine biologische Bewertung muss dabei jeweils der schwächste Wert für einen Kan-didaten berücksichtigt werden (zum Beispiel hat die Miesmuschel ein Scoring von 7 Punkten für den Pa-rameter Temperatur, Braunalgen jedoch 5 Punkte; für eine Bewertung des IMTA-Szenarios ergeben sich somit 5 Punkte). Ergänzen sich die beiden Kandidaten jedoch für einen Parameter mit positiven Auswir-kungen für beide (wie bspw. beim Emissionsrisiko) wird ein Mittelwert aus beiden Bewertungen verge-ben.

Biologische Bewertung Tabelle 13: Biologische Bewertung des Nutzungsszenarios IMTA. Parameter Score ø

Miesmuscheln Score ø

Makroalgen Score ø

IMTA Sauerstoff 9 10 9

Temperatur 7 5 5

Chlorophyll-a 7 10 7

Trübung 9 9 9

Seegangshöhe 6 6 6

Strömung 6 9 6

Emissionsrisiko 5 10 8

3.3.5 Nutzungsszenario 5: Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen Biologische Beschreibung Austern gehören ebenfalls zur Familie der Muscheln (Bivalvia) und besitzen wie die Miesmuschel zwei Schalen, die den Weichkörper vor der Umwelt schützen. Die Schalen sind im Vergleich zur Miesmuschel auffällig dick und hart, was sie deutlich widerstandsfähiger macht. Gleichzeitig können die beiden Scha-lenhälften vollständig geschlossen werden und ermöglichen Austern somit längere Trockenperioden un-beschadet zu überstehen. Auch Austern ernähren sich durch die Filtration des Wassers über ihre Kiemen-öffnung, weshalb sie ähnliche physiologische Ansprüche besitzt, wie die Miesmuschel.

Biologische Bewertung Tabelle 14: Biologische Bewertung des Nutzungsszenarios „Europäische Auster in Laternennetzen“. Parameter Score ø Zielgröße Details (Datenbereich) % Zeit Punkte Sauerstoff 9 Überleben; benchmark

level (1mg/l O2 für 1 Wo-che), (Brennan et al. 2016)

Copt > 1 mg/L 100% 9

Temperatur 7 Wachstum (Scope for Growth), (Bayne 2017)

Topt = [15;25]°C 40% 6

Tsubopt1 = [5;10]°C 40% 3

Tsubopt2 = [10;15]°C 20% 8

Tlet = -2°C / 35°C 0% 9

Chlorophyll-a 9 Wachstum, (Pogoda et al. 2011)

Hohe Planktonproduktion parallel zur Küste des nordfriesischen Wattenmeeres: optima-le Ernährungsbedingungen für gezüchtete

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 89

Parameter Score ø Zielgröße Details (Datenbereich) % Zeit Punkte Austern.

Trübung 9 Filtrationsrate

Seegangshöhe 8 Austernkäfige-Stabilität; Schalenabrieb, (Pogoda et al. 2011)

Hopt (signifikant) < 5,1 m 99% 9

Hsubopt (signifikant) > 5,1 m 1% 9

Hmax (absolut) = 9m -1 Punkt

Strömung 6 Haltungskörbe; Nahrungs-verfügbarkeit, (Syvret et al. 2013)

Vopt = [0,5;1] m/s (Nah-rung)

29% 3

Verankerung (<1,5 m/s) 99% 9

Emissionsrisiko 5 Subjektive Bewertung / Ranking

1) Sauerstoff Der Sauerstoffbedarf für Austern ist grundsätzlich mit dem für Miesmuscheln zu vergleichen. Aufgrund ihrer Schale können Austern längere Zeit sowohl Trockenperioden wie auch sauerstoffarme Bedingungen überstehen. Abhängig von der Temperatur können Austern etwa 7-10 Tage bei 18°C mit Sauerstoffbedin-gungen unter 2mg/l O2 auskommen und einige Wochen bei unter 5 °C (Lenihan 1999). Als Grenzwert wird 1mg/l O2 für eine Woche gesetzt (Brennan et al. 2016). Wie bereits für die Miesmuschel beschrie-ben, liegt der gelöste Sauerstoff über den gesamten Messzeitraum über diesem Grenzwert und wird des-halb mit 9 Punkten bewertet (Kategorie Cc-positiv).

2) Temperatur Eine britische Studie konnte zeigen, dass Austern bei Temperaturen unter 10°C ihre Stoffwechselrate absenken, um so niedrige Temperaturen länger zu überleben (Hutchinson und Hawkins 1992). Doch trotz erhöhter Mortalitäten können Austern durch ihre reduzierte Stoffwechselrate mehrere Wochen lang Tem-peraturen um den Gefrierpunkt standhalten (Korringa 1952). In kalten Sommern ist die Reproduktion von Austern jedoch deutlich eingeschränkt und wird sowohl mit einer reduzierten Nahrungsverfügbarkeit, als auch mit einer längeren Entwicklungszeit der Larven in Zusammenhang gebracht. Für das Wachstum optimale Temperaturen (Bayne 2017) zwischen 15 und 25°C herrschen am Standort FINO3 zu 40% der betrachteten Messpunkte (Kategorie Bc-positiv: 6 Punkte). Weniger optimale Bedingungen zwischen 10 und 15°C liegen 20% der Zeit vor (Kategorie Ab-negativ: 8 Punkte), sowie stark das Wachstum ein-schränkende Temperaturen zwischen 5 und 10°C ebenfalls 40% der Zeit (Kategorie Bc-negativ: 3 Punk-te). Letale Temperaturbereiche von <-2°C oder >35°C werden am Standort nie erreicht (Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte). Somit ergibt sich ein durchschnittlicher Score von 7 Punkten für den Parameter Tem-peratur.

3) Chlorophyll-a Der Chlorophyll-a Gehalt der Wassersäule ist auch für die Auster vor allem aufgrund der Nährstoffver-fügbarkeit von Bedeutung. Aus früheren Studien zur Austernzucht in norddeutschen Gewässern (Pogoda et al. 2011) geht hervor, dass die Planktonverfügbarkeit vor allem im nordfriesischen Wattenmeer optima-le Bedingungen für die Zucht von Austern bietet. Deshalb wird dieser Parameter für die Austernzucht mit 9 Punkten bewertet.

4) Trübung Der Bedarf von Austern an die Wasserqualität und die Partikelmenge in der Wassersäule kann mit denen von Miesmuscheln gleichgestellt werden und wird deshalb aufgrund der vorherrschenden Bedingungen am Standort ebenfalls mit 9 Punkten bewertet.

5) Seegangshöhe Für die Auswirkungen der Wellenhöhe auf eine Austernzucht ist vor allem die Stabilität der Austernkäfi-ge, wie auch die Stärke des Schalenabriebs und damit einhergehender Stress bedeutsam. Pogoda et al. (2011) haben den Einfluss der Seegangshöhe in der der Deutschen Bucht auf Austern bereits untersucht und legen einen Grenzwert bei etwa 5,1m signifikanter Wellenhöhe fest. Dieser Wert wird in 99% der betrachteten Messwerte unterschritten (Kategorie Cc-positiv: 9 Punkte) und in nur 1% der Zeitpunkte

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erreicht bzw. überschritten (Kategorie Aa-negativ: 9 Punkte). Von der durchschnittlichen Punktzahl muss jedoch 1 Punkt abgezogen werden, da die Folgen des starken Wellengangs, welcher in den letzten Jahren mindestens einmal im Jahr am Standort erreicht wurde, noch nicht abzuschätzen sind. Die Beschädigung der Schalen oder ein Ablösen der Byssusfäden führt zu Stress und kann nachhaltig die Gesundheit und das Wachstum der Tiere negativ beeinflussen (Buck 2012b). Die Seegangshöhe wird für eine Austern-zucht also mit 8 Punkten bewertet.

6) Strömung Strömungen von 0,5 bis 1 m/s werden für Austern als optimal angegeben, um sowohl eine gute Nähr-stoffverfügbarkeit, wie auch hohe Fitness und gutes Wachstum zu gewährleisten (Syvret et al. 2013). Für die Verankerungssysteme werden Strömungsgeschwindigkeiten von <1,5 m/s benötigt. Diese Geschwin-digkeiten werden in 99% aller Messpunkte nicht überschritten (Kategorie Cc-positiv: 9 Punkte). Die für die Nahrungsaufnahme optimale Strömung zwischen 0,5 und 1 m/s werden nur in 29% aller Messwerte erreicht, dafür über längere Zeiträume (Kategorie Ac-positiv: 3 Punkte). Somit ergibt sich eine durch-schnittliche Bewertung von 6 Punkten für den Parameter Strömung.

7) Emissionsrisiko Das Emissionsrisiko ist nach identischen Kriterien wie für die Miesmuschel mit 5 Punkten zu bewerten.

3.4 Identifizierung und Analyse für FINO3 geeigneter Konzepte (Nutzungs-szenarien) aus technischer Sicht (FuE, AP2)

Der Standort mit seinen Faktoren ist vorgegeben und es wird versucht ein geeignetes Aquakultur-Projekt für diesen Standort zu entwickeln. Unabhängig von den biologischen Eignungskriterien, wie z.B. Wachstumsraten, Nahrungskonversion, Besatzdichten, Futteranforderungen, natürliches Nahrungsangebot (Plankton und Seston für Muscheln) und Nährstoff-Flux am Standort (für Makro-Algen), gibt es auch einige technisch-biologische Parameter, die es für den ausgewählten Standort zu berücksichtigen gilt. Zur Bewertung der technischen Faktoren wurden der aktuelle Kenntisstand zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Studie verwendet. Diese Faktoren werden sich an anderen Standorten und mit fortschreitenden technischen Möglichkeiten teilweise ändern.

Technische Faktoren Ausschlaggebend für eine Umsetzung sind in erster Linie die biologischen Faktoren, da diese nicht beein-flussbar sind. Danach sind die technischen Möglichkeiten nach aktuellem Kenntnisstand zu betrachten, die an die biologischen Anforderungen der Zielarten teilweise angepasst werden können. An dritter Stelle sind in die Analyse die derzeitigen Kosten zu integrieren. Auch diese sind vom aktuellen Marktpreis ab-hängig und variieren von Standort zu Standort. Weiterhin müssen politische, rechtliche und auch soziale Faktoren berücksichtigt werden. Es wurden die anschließenden technischen und betriebswirtschaftlichen Faktoren zur Auswahl geeigneter Aquakultur-Projekte betrachtet, die für diesen Offshore-Standort maßgebend sind. Manche Faktoren in-teragieren wie z.B. Häufigkeit der Erreichbarkeit und Betriebsausgaben. Auch die Eliminierung von Sze-narien muss möglich sein, wenn ausschlaggebende Faktoren keine optimale Lösung zulassen.

Wassertiefe Entscheidend für die Einsatzmöglichkeiten verschiedener technischer Anlagen-Designs und Betriebsfor-men in der Offshore-Aquakultur ist oftmals die am Standort gegebene Wassertiefe. Ein übliches Verfah-ren, das auch im Zusammenhang mit hydrographischen Extremen zu betrachten ist, um die Anlage und ihre Organismen vor harschen Wetterbedingungen zu schützen und andere Interessenkonflikte, wie z.B. Bootsverkehr, zu reduzieren, besteht im permanenten oder zumindest vorübergehenden Absenken der Anlage in größere Tiefen. Für Windparks ist die Wassertiefe aus anderen Gründen entscheidend.

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Häufigkeit der Erreichbarkeit Jedes Nutzungsszenario erfordert spezifische Anforderungen an die Erreichbarkeit der Anlage zur regel-mäßigen Wartung, Kontrolle, kontinuierliche Fütterung, Instandhaltung, zeitgerechte Ernte, u.s.w. Kann die Anlage aufgrund der Wetterverhältnisse (z.B. Starkwinde, Seegang, Strömung) über längere Zeit oder nicht zum vorausbestimmten Zeitpunkt erreicht werden, kann dies wesentliche Auswirkungen auf Kosten und Ertrag haben und im Extremfall zu einem Verlust des gesamten Kulturbestandes oder der Anlage führen.

Infrastruktur Offshore Die Ausgestaltung der Infrastruktur vor Ort (offshore) beinhaltete viele existentielle Aspekte für die Um-setzung eines Aquakulturprojekte. Wichtige Elemente zur Evaluation eines Offshore-Standortes befassen sich mit der Festlegung von Infrastrukturen, die an der Anlage offshore verfügbar sein müssen. Hier kön-nen nur einige Situationen angedeutete werden, um das Prinzip zu verdeutlichen. Werden alle anderen Kriterien für ein Szenario positiv bewertet, kann eine nur unzureichend vorhandene Infrastruktur massive Probleme bedeuten (z.B. Fachkräfte fehlen, zu kleine Arbeitsfläche, Verfügbarkeit von Strom und Süß-wasser).

Messanforderungen Wachstum und Gesundheitszustand der kultivierten Organismen sowie die Veränderung relevanter Um-weltparameter müssen je nach Anlagenvariante unterschiedlich umfangreich und intensiv überwacht wer-den. Nur so kann eine erfolgreiche Produktion gewährleistet bzw. durch Anpassung in der Bewirtschaf-tung und eventuelles Eingreifen zur rechtzeitigen Vermeidung von Verlusten erreicht werden (Benetti et al. 2010; Ferreira et al. 2007). Zur Diskriminierung der verschiedenen Szenarien wird hier analysiert in-wieweit diese Anforderungen durch die Möglichkeiten an der FINO3 inklusiver Wartung der Geräte er-füllt werden können.

Datenanforderung Um zu entscheiden, ob die grundsätzlichen Anforderungen eines bestimmten Szenarios an diesem Stand-ort vertretbar erfüllt und Limitationen nicht überschritten werden, sind in unterschiedlichem Umfang häu-fig Datenerhebungen zu den Bedingungen am Standort notwendig. Diese können aufgrund von Satelli-tenbildern, Messungen, sowie anderen Messverfahren vor Ort erhoben werden.

Bauanforderungen vor Ort Jedes Nutzungsszenarium stellt unterschiedliche Bedingungen und begrenzt die Installationsmöglichkei-ten im Meer. Die Umsetzung oder ihre Variationen innerhalb eines Projekts (z.B. Verankerung) hängen damit entscheidend von den Möglichkeiten am Standort ab (Buck 2002; HSE 2013)(Wilson 1984). Mit welchem Aufwand kann das betrachtete Szenarium am Standort FINO3 realisiert werden?

Anforderungen Onshore Basis Jede Offshore-Aquakulturanlage benötigt zum Betrieb (Lager, Produktion von Besatzorganismen, Über-winterungsmöglichkeiten, etc.) und eventuell Weiterverarbeitung eine Landbasis, die die Infrastruktur ergänzend bereithält. Auch die Verfügbarkeit von Fachfirmen (z.B. Reparaturwerkstätten), Dienstleistern, allgemeine Materialversorgung und vor allem Verfügbarkeit von Fachkräften (Laboranten, Techniker, Biologen, Manager) an Land entscheiden über die Umsetzungsmöglichkeiten und Erfolgsaussichten einer Anlage (Benetti et al. 2010).

3.4.1 Nutzungsszenario 1: Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen Alle Verfahrensschritte der Miesmuschelzucht- und kultivierung finden im Meer statt. Muscheln haben eine hohe Reproduktionsrate und ihre Larven sind mobil. Die zuerst freischwimmenden Larven setzen sich in einem späteren Entwicklungsstadium an festen Substraten, am Boden und an Strukturen ab. Jung-

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muscheln für die kommerzielle Muschelaufzucht werden in Deutschland an ausgebrachten Strukturen durch Larvenansätze oder aus Wildbeständen auf natürlichen Brutfallgebieten geerntet. In diesem Szena-rio werden „Kollektoren“ (z.B. Gewebebänder) aufgehängt, an die sich mit der Strömung driftende Lar-ven heften. Eine andere Methode ist das Abfischen von Saatmuscheln vom Meeresboden, was aber nega-tive Auswirkungen auf die Umwelt haben kann falls nicht sorgfältig überwacht und geregelt und schon aus Sicht genehmigungsrechtlicher Problematik hier nicht als Option verfolgt wird, um auch nicht in be-stehende extensive und geregelte Muschelkulturen einzugreifen. Nach ca. 3 Monaten haben die jungen Miesmuscheln eine Größe von ca. 2 cm erreicht. Jetzt muss durch mechanisches Eingreifen (z.B. Über-führen der Muscheln auf Leinen oder sogenannte Socken) für das weitere Wachstum der Muscheln bis zur Marktgröße von 4-6cm gesorgt werden. Die Ernteperiode ist das Winterhalbjahr, dann sind die Mu-scheln am fleischreichsten und wohlschmeckendsten; zudem sind in dieser Jahreszeit Keime und Algen-toxine im Minimum. Die Muscheln verbleiben in der Langleinenanlage bis zur marktfähigen Größe von 4-6 cm Länge. In diesem Szenario dienen Langleinen, die durch 4t-Beton-Ankerblöcke am Meeresboden in der Position gehalten werden, als Substrat zur Saatmuschelgewinnung und für das weitere Wachstum bis zur Marktrei-fe. Die für diesen Standort geeigneten 200m langen Langleinen werden auf eine Höhe von 5-7m unter der Wasseroberfläche installiert, um einerseits nicht dem standorttypischen oberflächennahen Seegang (3.1.7) ausgesetzt zu sein, der durch kräftigen Wirbelschlag die Jungmuscheln abreist und andererseits in einer Tiefe steht, wo sich noch genügend Muschellarven festsetzen zu können (Buck et al. 2010). Zur Saatmu-schelgewinnung werden Gewebebänder an der zentralen Langleine angeordnet (Buck et al. 2010). Außer-dem hat diese Expositionstiefe noch genügend Freiwasser (Abstand vom Boden), um die Bodentiere (Räuber) fernzuhalten.

Die Verankerung dieser Konstruktion stellt eine besondere Herausforderung dar. Derzeitige Muschel-zuchtanlagen liegen fast ausschließlich in geschützten Buchten und sind zwar bezüglich hydrographischer Parameter wie Seegang, Wassertiefe und Strömung meistens nicht vergleichbar. Diese müssen zur Kos-tenreduktion möglichst ohne Tauchgänge und von einem kleinen Schiff aus installiert und gewartet wer-den können.

Die Ernte erfolgt in den Wintermonaten. Nahrungsgrundlage für die Schalentiere ist primär das Phyto-(pflanzliche)Plankton im Wasser, so dass ein Eintrag von Nährstoffen durch Zufüttern nicht erfolgt, was wiederum entscheidend ist hinsichtlich verschiedener Umweltgesetze und Genehmigungen sowie Akzep-tanz und Vermarktung. Die Aquakultur mit Miesmuscheln ist damit eine Betriebsform, die im Küstenvor-feld das über die Flüsse eingebrachte hohe Nährstoffangebot über das Phytoplankton extrahiert. Damit ist sie eine extensive und nachhaltige Nutzung mariner Ressourcen. Rechtlich müssen die Anforderungen der Lebensmittelkontrollen eingehalten werden. So werden in Muschelproben der Anlage überprüft, ob die gesetzlich vorgeschriebenen mikrobiellen und hygienischen Grenzwerte eingehalten werden. Jede Probe wird darüber hinaus auf Algengifte getestet. Einmal im Jahr erfolgt zusätzlich eine umfangreiche Analyse der Belastung der Muscheln mit Schwermetallen und anderen Umweltkontaminanten. Zusätzlich muss das „Erzeugergebiet“ in mikrobieller Hinsicht als geeignet klassifiziert werden (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004).

Ein alternatives Produktionsziel kann die Gewinnung und der Verkauf von Saatmuscheln sein. Die Pro-duktion von Saatmuscheln im Offshore-Bereich hat auch den Vorteil, relativ unbelastete Saatmuscheln erzeugen zu können. Saatmuscheln aus Küstennähe sind häufig mit toxischen Stoffen aus den Nordsee-einleitungen belastet.

In der Nordsee muss für die Kultivierung von Miesmuscheln eine Muschellizenz erworben werden.

Bewertung: Die Grundlagen für die in Tabelle 15 vergebenen Wertzahlen der einzelnen Faktoren sind folgende:

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Wassertiefe Die Wassertiefe muss mindestens 20m betragen (Langan R. und Horton F. 2003), um Material und Mu-scheln nicht dem Seegangs-Stress übermäßig auszusetzen. Unter diesen begrenzten extremen hydrogra-phischen Verhältnisse der Nordsee gibt es technische Möglichkeiten ein Langleinen-System für eine Mu-schelkultur zu installieren. In Gebieten mit geringen Wassertiefen kann die Filtrationsleistung der Mu-scheln durch Sedimentation und hohem Trübungsgehalt stark beeinträchtigt werden. Das führt auch zu geringem Wachstum und vermehrten Ausscheiden von Pseudo-faeces, die die organische Sedimentation verstärken. In Tiefen über 50m wird die Installation der Anlage schwierig bzw. zu kostenaufwendig. Die optimale Tiefe für Langleinen in der Nordsee wird mit 12-30m angegeben (Buck 2004).

Die Bewertung des Faktors Wassertiefe wird mit „5“ angegeben, da die Wassertiefe für eine Kultivierung unter den derzeitigen hydrographischen Bedingungen (Kap. 1.3.2) gut möglich ist aber der Standort keine Pufferzone für eine zunehmende Seegangshöhe oder Expansion der Anlage in die Tiefe bietet.

Notwendigkeit der Erreichbarkeit Die Miesmuschelkultur muss regelmäßig für verschiedene Anforderungen kontrolliert werden. In teilwei-se sehr kurzen zeitlichen Abständen muß die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen mikrobiellen und hygienischen Grenzwerte überprüft werden. So ist beispielsweise wöchentlich eine Probenahme zur Prüfung auf Algentoxine erforderlich. Liegt eine Datenbasis vor, die eine Einschätzung zum Risiko von toxischen Algenblüten erlaubt, sind größere Messabstände zulässig. Eine Analyse der Belastung der Mu-scheln mit Schwermetallen und anderen Umweltkontaminanten ist einmal pro Jahr erforderlich. Des Wei-teren ist eine Kontrolle zum Wachstum der Muscheln, der Wasserparameter und zum Vorkommen von Fressfeinden nötig. Ein erheblicher Teil dieser Probenahmen und Überwachungsmessungen können mit automatisierten Verfahren ohne Anwesenheit von Personal erfolgen. So wurden in der Vergangenheit viele Parameter auf der FINO3 mit einer Ferry-Box automatisch gemessen. Das Umsetzen der Saatmu-scheln auf ein anderes Wachstumssubstrat sowie die Ernte erfolgen jedoch ausschließlich durch personel-len Einsatz. Soll nachfragebezogen geerntet werden anstatt weniger Großernten, ist eine häufigere Er-reichbarkeit der Anlage von Land aus notwendig. Insgesamt können aber viele Vorgänge automatisiert werden. Eine ständige oder häufige Erreichbarkeit wäre in Kombination mit automatisierten Verfahren in der Miesmuschelzucht nicht notwendig. Hinzu kommt am Standort FINO3 die routinmäßigen Einsätze der Plattform-Ingenieure. Diese verfügen über ein umfangreiches Training und Kenntnisse für verschie-dene Wartungsarbeiten und anderweitigem personellen Einsatz, falls nötig. Daher wird dieses Kriterium für die Miesmuschelzucht für dieses Kriterium mit der Wertzahl 9 eingeschätzt. Wäre allerdings der Standortvorteil nicht verfügbar, müssten Logistikschritte vorbereitet sein, die bei Notfällen (z.B. unvor-hergesehenen extremen Stürmen) eine Sofortkontrolle erlauben.

Infrastruktur Offshore Die Anforderungen einer Miesmuschelkultur an die Offshore-Infrastruktur sind im Vergleich zu anderen Aquakulturformen begrenzt. Fachkräfte und andere Arbeitskräfte müssen offshore nur an wenigen Tagen vorhanden sein. Ein Schiff mit geeigneter Ausstattung, z.B. einem Kran, zur Ernte und Umsetzen der Mu-scheln ist jedoch erforderlich. Auch bei (Röckmann et al. 2017) wird der Offshore-Infrastrukturbedarf als sehr begrenzt beurteilt, wenn die Muschelfarm in Kombination mit einer anderen Offshore-Anlage betrie-ben wird. Elektrizität und der begrenzte Arbeitsplatz für Sortiervorgänge oder Lagerung von Material oder zur geschützten Installation von Probenahmegeräten sind auf der Plattform vorhanden. Auch die Möglichkeit Daten an Land zu übertragen oder an Land zu kommunizieren sind vorhanden. Daher dind durch dieses Szenario Synergie-Effekte vorhanden und minimieren die benötigte Infrastruktur, die bereits größtenteils durch die bestehenden Möglichkeiten auf der Plattform abgedeckt sind. Dies führt zu einer Wertzahl von 7 für dieses Kriterium.

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Seite 94 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Messanforderungen Zum einen müssen gesetzlich vorgeschriebene Messungen zu möglichen Belastungen des Gewässers durch z.B. Schadstoffe, Keime und toxische Algen teilweise sehr häufig (manche wöchentlich) erhoben werden (siehe Kriterium „Notwendigkeit der Erreichbarkeit“ und „Datenanforderungen“). Diese können eventuell durch automatisierte Verfahren geprüft werden aber die notwendige Technik steht nicht unbe-dingt in dem Umfang in offshore-getesteter Form zur Verfügung. Zum anderen müssen weitere chemi-sche und physikalische Umweltparameter wie Sauerstoff, Wassertemperatur, Nahrungsverfügbarkeit, Salzgehalt, Strömung, die wichtig für die Entwicklung der Muscheln und den Betrieb der Anlage sind, erfasst werden (Ferreira et al. 2007). Aufgrund des hohen Messaufwands resultiert mit 4 eine relativ nied-rige Wertzahl.

Datenanforderungen Diverse Parameter wie Seegang und Strömungen belasten das Material und erfordern ein angepasstes und geeignetes Design. Ein wichtiger Punkt ist die Wahl der Verankerung, die diesen Naturkräften gewachsen sein muss. Aber auch für die Abschätzung der Entwicklung der Organismen müssen eine Vielzahl von Faktoren be-kannt sein: Bestehen Daten zum:

Vorkommen von toxischen Algenblüten? Mikrobielle Belastung des Gewässers (E. coli, Salmonellen)? Schadstoffe und andere Kontaminanten? Wassertemperatur? Sauerstoff? Nährstoffe? Seegangshöhe? Strömung?

Zur Planung der Aquakulturanlage müssen einige Werte vorliegen bzw. im Vorfeld erhoben werden. In der Regel sollten Datensätze über 1 bis 2 Jahre erfaßt, und für die Planung verwertet werden. Einige Wer-te für z.B. Wassertemperatur, Sauerstoff, Seegangshöhe und Strömung sind sehr umfangreich in jahrelan-gen Zeitreihen am Standort bereits vorhanden und können genutzt werden (Helmholtz-Zentrum für Mate-rial- und Küstenforschung Geesthacht 2017; Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie 2017). Nachweise für eine Unbedenklichkeit des Gewässers in Bezug auf E. coli, Salmonellen und toxische Al-gen liegen für dieses Gebiet nicht vor und vorhandene küstennahe Daten sind nicht auf den Standort über-tragbar. Diese müssen noch erarbeitet werden. Daher wurde eine mittlere Wertzahl mit 5 vergeben.

Bauanforderungen vor Ort Die einzelnen Komponenten für eine Offshore-Miesmuschelanlage sind bekannt und auf dem Markte bei Anlagenbauern vorhanden. Die richtige Kombination der Bauelemente ist für den Standort noch nicht erarbeitet und muss auch in der Testphase geprüft werden. Daher ist die Pilotanlage noch risikobehaftet (World Fishing & Aquaculture 2017). Die Anlage kann an Land weitestgehend vormontiert werden. Der Transport vor Ort erfolgt durch ein Schiff. Es sind zur Prüfung der korrekten Installation und Installation von Messsonden sowie einer eventuellen Verbindung zur Plattform FINO3 Taucheinsätze notwendig. Diese sind der sehr wetterabhängig und teuer. Daher wird hier eine mittlere Wertzahl mit 5 eingetragen.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 95

Anforderungen Onshore Basis Die Onshore-Basis muss bestimmte Bedingungen erfüllen wie einen Anleger eines nahegelegenen Hafens sowie einen entsprechend ausgelegten Kran. Nach dem Transport in die Onshore Basis müssen Möglich-keiten zum Reinigen und Verpacken der Produkte sowie Kühlkapazitäten gegeben sein. Je nach Vermarktungsweg muss die Onshore Basis sogar als sogenanntes Versandzentrum ausgebaut werden, also auch hygienisch geeignet zum Reinigen und zum Verpacken von Lebensmitteln. Die genau-en Ansprüche werden mit dem zuständigen Amtsveterinär und dem Landesministerium abgesprochen; in der Regel kann man davon ausgehen, dass ein gekachelter Bereich vorgehalten werden muss, incl. Was-seranschluss und feuchtraumgeeigneter Elektrik. Weiter Anforderungen und Funktionen einer Onshore-Basis sind die Vorhaltung von Lagerfläche für Ma-terialien (Auftriebskörper, Leinen, Ausrüstungsteile für Boot, Ölzeug), sowie eine Werkstatt für Repara-turen und Anfertigung von spezifischen Teilen. Alles in allem sollten mindestens 500 m² Fläche zur Ver-fügung stehen (Krost et al. 2011). Allerdings erfolgt die Produktion vollständig im Offshore-Bereich, sodass keine speziellen Hälterungs-systeme und eigene Labore notwendig sind. Ferner bestehen solche Onshore-Strukturen in Norddeutsch-land merhfach und damit die Möglichkeit diese eventuell mitzunutzen. Daher wird dieses Kriterium mit der Wertzahl 8 als gut eingschätzt.

3.4.2 Nutzungsszenario 2: Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege Im Folgenden wird das Nutzungsszenario einer Aquakulturanlage mit Fischen skizziert:

In einem Bruthaus, als Teil einer Onshore-Basis, werden Forellen zunächst unter kontrollierten Bedin-gungen vermehrt. Die erzeugte Brut wird bis zum Erreichen einer besatzfähigen Mindestgröße in dieser Anlage herangezogen. Im Frühjahr werden die Jungfische in sauerstoffbelüfteten Behältern zur Offshore-Aquakulturanlage transportiert. Dort wachsen die Fische in Netzgehegen bis zur Marktreife heran. Im Herbst, Frühwinter werden die Tiere in der Regel abgefischt, geschlachtet und gekühlt. Sie werden ent-weder direkt vermarktet oder tiefgekühlt bis zum Verkauf gelagert. Theoretisch kann diese Art auch ganz-jährig in der Offshore-Aquakulturanlage verbleiben. Allerdings sind im Winter größere Futtermengen und Reinigungsarbeiten notwendig, während das Wachstum nahezu zum Stillstand kommt. Ein wichtiger Punkt ist die Frage der Verankerung solcher Netzgehegeanlagen. Die Verankerungssysteme müssen an die Bedingungen vor Ort angepasst sein. Sie sollen den Kräften, die auf hoher See wirken, standhalten und die Anlagen so an ihrem Standort auch bei antizipierten Extremwetterlagen sichern. Darüber hinaus sollen sie je nach Gehegekonstruktion ein gewisses Volumen aufweisen, seine Gestalt bewahren und auf Spannung halten.

Die Sedimentbeschaffenheit, die Wassertiefe, das Gewicht des zu haltenden Netzgeheges und die zu er-wartenden physikalischen Faktoren sind für die Planung des Verankerungssystems wichtig. Es gibt zahl-reiche Ankersysteme, die bereits langfristige Testreihen unter verschiedenen Expositionen durchgeführt haben. Die Leinen und Ketten, die die Aquakulturanlage halten sollen, werden je nach Größe, Tauchtiefe des Netzgeheges, mechanischer Wellenkraft und vorherrschender Strömung unterschiedlich ausgelegt und überwiegend vernetzt eingesetzt.

Bewertung:

Wassertiefe Es ist bekannt, dass viele Fischarten bei starkem Seegang in tieferes Wasser abtauchen. Sie können durchaus „seekrank“ werden. Hochfrequente Druckschwankungen komprimieren und expandieren die Schwimmblase massiv, da der Druckausgleich längere Zeit benötigt. Deshalb können diese nicht ausge-glichen werden. Wir haben also zwei Szenarien:

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Seite 96 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Physoclisten (Fische, die den Gasdruck in ihrer Schwimmblase durch eine Gasdrüse regeln = langsamer Vorgang) Physostomen (Fische die den Gasdruck ihrer Schwimmblase über einen offenen Verbindungsgang zwi-schen Schwimmblase und Darmkanal regeln). Für beide Gruppen sind Standorte, die häufig oder über längere Zeiträume (mehrere Tage bis Wochen) hohem Wellengang ausgesetzt sind (man muss immer die Extremwerte als Risikofaktor einbeziehen), ungeeignet, es sei denn, die Netzgehege sind über größere Tiefen installiert, in denen die Orbitalwellen und auch Wellenlängen nicht so verdichtet und überhöht auflaufen, oder über denen die Netzgehege kurz-zeitig während starke Sturmperioden abgesenkt werden können. Im letzteren Fall muss eine Luftglocke im Netzgehege installiert werden, über die die Physostomen den Druckausgleich ihrer Schwimmblase entsprechend durch Luftschnappen ausgleichen können (Kapitel 2.4.2.1 „Kiel Cage“). Um die Absenkung der Netzgehege bei höherem Wellengang zu ermöglichen, muss die Wassertiefe für die derzeit vorhandenen Netzgehegedesigns 25-100m betragen. Diese Angabe entspricht den Angaben verschiedener Hersteller und den Erfahrungen laufender Offshore-Aquakulturanlagen (Jansen et al. 2016); (Kapetsky et al. 2013). Unter den Netzgehegen muss eine Wassertiefe von mindestens 10m bis zum Grund frei bleiben, um einen ausreichenden Wasseraustausch durch Strömung zu gewährleisten. Dieser Faktor wurde aufgrund der geringen Wassertiefe, die ein notwendiges Absenken der Netzgehege unter den an diesem Standort gegebenen Seegangshöhen, nicht ermöglicht nur mit der Ziffer „1“ bewer-tet. Ein weiterer Grund für die sehr geringe Bewertung ist die fehlende Einsatzmöglichkeit einer Vielzahl der derzeit am Markt verfügbaren etablierten Netzgehege, die aufgrund ihrer Auslegung für die zu gerin-ge Wassertiefe ungeeignet sind. Weiterhin bleibt auch keine Möglichkeit die Pilotanlage für eine zukünf-tige Expansion zu realistischen Produktionsgrößen (Scaling-Up) durch größere und tiefer gehende Netz-gehege zu erweitern. Auch ein Puffer zwischen den Netzgehegen bei einer zunehmenden Seegangshöhe in der Nordsee ist nicht gegeben. Es bleibt zu beachten, dass im Bereich Netzgehegedesign zurzeit beson-ders in Norwegen, geforscht wird. Andere und eventuell geeignete sowie auch erprobte Versionen könn-ten später zur Verfügung stehen. Gegebenenfalls muss dann die Bewertung dieses Faktors neu beurteilt werden.

Notwendigkeit der Erreichbarkeit Während der Aufzucht von Fischen zur Marktgröße ist eine umfassende Kontrolle und sehr regelmäßige Pflege unumgänglich. Es müssen täglich mehrere Messungen durchgeführt werden (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004). Weiterhin müssen die Fische täglich gefüttert werden, die Gehege kontrolliert und andere Wartungsarbeiten erfüllt werden. Grundsätzlich steigt mit der Entfernung von der Küste der Aufwand für die Pflege wie z.B. Gehegereinigung (Johann Heinrich von Thünen-Institut 2015). Für einige Arbeitsschritte stehen inzwischen in der Offshore-Aquakultur automatisierte Techniken wie z.B. Futterautomaten und relativ große Futtervorratsbehälter zur Verfügung, die jedoch den personellen Arbeitsaufwand an der Offshore-Anlage nur sehr bedingt reduzieren. Auch die Pflege der Fische muss in enger Abstimmung mit den physikalischen, chemischen und biologischen Faktoren stattfinden. Bei Prob-lemen ist ein schnelles Eingreifen notwendig, um größere Verluste der Fische zu vermeiden. Daher be-steht die Notwendigkeit der regelmäßigen Erreichbarkeit der Anlage (Stelzenmuller et al. 2017; Lovatelli et al. 2010), was an diesem Offshore-Standort nicht in dem Umfang immer gegeben ist (Greiner et al. 2015). Aus diesem Grunde wurde die Wertzahl 2 für diesen Faktor unter dem gegebenen Szenario einge-tragen.

Infrastruktur Offshore Bedingt durch die Notwendigkeit eines intensiven Pflegeaufwandes ist eine umfassende Infrastruktur am Offshore-Standort notwendig (Krost et al. 2011; Rosenthal et al. 2012b). Es müssen umfangreiche Mess-geräte sowie ein Labor/Büro (Datenverarbeitung) verfügbar sein, sowie ein separater Steuerraum. Weiter-hin müssen Futtermittel und Geräte, Arbeitsmaterialien und einige wichtige Ersatzteile gelagert werden. Auch benötigt eine sehr gute Überwachung eine funktionierende Datenübertragung zur Landstation (Be-

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 97

netti et al. 2010). Am Standort FINO3 können einige dieser Anforderungen bereits gewährleistet werden. Somit wird eine mittlere Bewertung mit der Wertzahl 5 für diesen Faktor in das Bewertungssystem vor-genommen.

Messanforderungen Aus technischer Sicht sind die folgenden Instrumentarien für das erforderliche Monitoringprogramm an-zustreben (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004; Gentry et al. 2017; Lovatelli et al. 2010; Molony 2001):

Unterwasserkamera: Kontrolle des Fütterungsvorgangs, Appetit, Erfassung der Futterreste, Grad des Parasitenbefalls, eventuelle Beschädigungen der Netze, Verteilung der Fische in der Anlage, Größenverteilung, Wachstum

Sauerstoffsonden: Größenwachstum, Mortalitäten, Wohlergehen, Futterverwertung Temperatursensor: Größenwachstum, Mortalitäten, Wohlergehen Trübungssensor: Wasserqualität, Wohlergehen pH-Sensor: Wasserqualität, Wohlergehen CO2: Wasserqualität, Wohlergehen Strömungssensor: Schwimmverhalten, Wohlergehen, Fütterungskontrolle, Erfassung der auf die

Anlage einwirkenden Kräfte Salzgehalt: Wasserqualität, Wohlergehen Fluorimeter: Wasserqualität, Wohlergehen, Algenblüten

Zum Teil werden diese bereits an der Plattform FINO3 erhoben. Deshalb kann das sehr aufwendige Messprogramm teilweise durch Routinemessungen von der Plattform FINO3 übernommen werden. Ins-gesamt wird daher mit der Wertzahl 4 ein relativ niedriger Wert für diesen Faktor eingesetzt.

Datenanforderungen Über die Regenbogenforelle müssen vor der Umsetzung eines Szenarios umfangreiche Daten für eine erfolgreiche Kultivierung zur Verfügung stehen. Um Wachstumskurven und Erträge sowie die Wirt-schaftlichkeit am Standort errechnen zu können müssen allerdings vor Ort Daten gewonnen werden, die die theoretisch vorausberechneten Betriebswerte verifizieren (Stelzenmuller et al. 2017). Nur so können die notwendigen rechtlichen befristeteten Genehmigungen langfristig erhalten werden (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004). Auch für die Wahl des Netzgehegedesigns (Buck et al. 2017a) und der Verankerungstechnik müssen Daten vom Standort vorliegen (Krost et al. 2011). Ebenso sind für den Betrieb der Anlagen vorhandene Daten für eine Vielzahl existentieller Betriebsparameter wichtig So ist es jahreszyklisch immer wieder zu ermitteln, anhand der Temperaturkurve, wann die Werte es erlauben die vorgezogenen Fische aus der Onshore-Anlage in die Offshore-Anlage umzusiedeln. Wann muss die Offs-hore-Anlage betriebsfertig installiert sein, um keine Wachstumszeit zu verlieren? Wie muss die Onshore-Anlage betrieben werden, um zum vorberechneten Umsetzungstermin die Fische auch auf die erforderli-che Besatzgröße für die Offshore-Anlage gebracht zu haben? Teilweise sind diese Daten für die Offshore-Anlage aus früheren Messungen am Standort vorhanden, müssen aber teilweise noch erhoben werden. Aufgrund dieser Ausgangssituation wird für diesen Faktor für eine mittlere Bewertung die Ziffer 5 einge-setzt.

Bauanforderungen vor Ort Für die Fischzucht offshore müssen eine Vielzahl unterschiedlicher Bauanforderungen erfüllt werden. Fische müssen unmittelbar nach der „Ernte“ durchgehend bis zum Abtransport gekühlt werden. Es muss ausreichend Lagerfläche verfügbar sein sowie ein Bootsanleger und eine kleine Werkstatt, die den recht-lichen Vorschriften genügen. Dies gilt auch für entsprechende Verarbeitungsräume, Verankerungsmög-lichkeiten (HSE 2013), automatische Steuerung von Futterautomaten und Messeinrichtungen. Weiterhin muss Futter sachgerecht und in ausreichender Menge gelagert werden, um nur einige Einrichtungen zu nennen (Lovatelli et al. 2010). Nur wenige dieser Bauanforderungen sind bereits am Standort vorhanden.

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Die Mehrzahl müsste noch installiert werden. Diese (Kosten-)Situation führt für dieses Kriterium zu einer niedrigen Bewertung von 3.

Anforderungen Onshore Basis Die Kultivierung von Forellen in Offshore-Anlagen ist auf die Erbrütung und Anzucht von Jungfischen in Onshore-Anlagen, in der sie eine Mindestgröße erreichen müssen, angewiesen. Diese Onshore-Anlage muss eine Vielzahl unterschiedlicher aufwendiger Komponenten aufweisen, wie sie aus jahrzentelanger Zucht im Süßwasser bekannt sind (Benetti et al. 2010; Krost et al. 2011). Allerdings werden zusätzlich Verfahren zur graduellen Anpassung der Tiere von Süß- auf Salzwasser benötigt. Der Betrieb von Offs-hore und Onshore-Anlage bedürfen einer sehr guten logistischen Abstimmung. Diese gilt es noch in der Pilotphase zu erarbeiten. Daher wird hier eine relativ niedrige Wertzahl von 3 eingesetzt.

3.4.3 Nutzungsszenario 3: Makroalgen (Saccharina latissima) an Langleinen Besondere Schritte im verfahrenstechnischen Ablauf sind zu beachten. Im Herbst werden sporentragende Teile der Algen zur Reproduktion aus dem Freiland in eine landbasierte Station gebracht. Nach einer thermischen und mechanischen Behandlung werden die Zoosporen freigesetzt und nach 6 bis 8 Wochen Kultivierung in den Tanks – (etwa in der 2. Hälfte des Dezembers) werden die Kulturleinen von der Landstation in die Farm auf See verbracht. Die Pflanzen sind dann etwas 3 - 5 mm groß. Vor dem Aus-bringen ins Freiland wächst die vorgeschlagene Makroalgenart unter den Standort-Bedingungen (z.B. Strömung) zu einer an die Offshore-Bedingungen angepassten Wuchsform heran wobei sich die Veranke-rung der Alge am System verfestigt. Nur so sind mechanische Verluste in der Offshore-Kultur durch Ab-reißen bei harschen Wetterbedingungen zu minimieren und eine möglichst hohe Ernte zu erzielen. An-schließend verbleiben die Algen an einer schwimmenden Struktur im Offshore-Bereich bis zur Ernte mit einer Länge von 1,5-2m. Die Kulturleinen hängen von den Langleinen herab, bis in eine maximale Tiefe von etwa 2,50 m. In der deutschen Bucht wächst diese Art besonders gut in den Monaten Januar bis Juni (Kain 1979). Die Ernte erfolgt, wenn die Wassertemperaturen 17 °C erreichen. Anschließend werden die Algen an Land gebracht, dort getrocknet und die verschiedenen Extrakte aus der Trockenmasse für die unterschiedlichen Produkte gewonnen.

Bewertung:

Wassertiefe Die minimale Wassertiefe zur Kultivierung von Makroalgen beträgt 5-8m und maximal sollte sie 50m nicht überschreiten (Buck et al. 2004). In geringen Tiefen kann es zu beeinträchtigenden Schatteneffekten kommen. Die optimale Tiefe in der Nordsee für die Installation von Markoalgenkulturen wird mit 12-30m eingeschätzt (Buck 2004).

Die am Standort gegebene Wassertiefe ist daher ausreichend, um eine Aquakulturanlage für Makroalgen zu betreiben. Auch die Verankerungsanforderungen sind durch die relativ geringe Tiefe gut umsetzbar. Allerdings bestehen räumlich nur sehr eingeschränkte Expansionsmöglichkeiten. Eine prognostizierte Zunahme kurzfristiger extremer Seegangshöhen kann ebenfalls nicht durch ein zeitweises Ausweichen in größere Tiefen kompensiert werden. Daher wird für diesen Faktor eine mittlere Bewertungzahl mit „5“ vergeben.

Notwendigkeit der Erreichbarkeit Makroalgen benötigen einen relativ geringen Pflegeaufwand und sind aus Sicht dieses Faktors für eine Kultivierung im Offshore-Bereich gut geeignet (Stelzenmuller et al. 2017; Buck et al. 2017c). Sind die Algen im juvenilen Stadium in die Offshore-Anlage transferriert worden, müssen sie bis zur Ernte nicht mehr umgesetzt werden und können in der Regel auch harschen Wetterbedingungen ohne weitere Pflege standhalten (Kap. 3.3.3). Trotzdem sind gelegentliche Kontrollen an der Anlage angezeigt. Daher wird

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 99

hier in der Wertung mit der Wertzahl 9 eine gute Eignung dieses Nutzungsszenarios für diesen Faktor festgestellt.

Infrastruktur Offshore Es werden im Offshore-Bereich Arbeitsflächen, Bootsanleger, Material- und Gerätelager für die Kultivie-rung dieser Algen benötigt. Der Standort bietet hier bereits einige Möglichkeiten. Für eine Expansion der Algenkultur steht allerdings nur sehr wenig Platz zur Verfügung was insgesamt zu einer mittleren Bewer-tung für diesen Faktor mit der Wertzahl 6 führt.

Messanforderungen Zur Überwachung der Wachstumsbedingungen auf See sind einige Parameter zu messen. Die Anzahl der Parameter und der Messaufwand sind aber relativ gering und kann zum Teil durch bereits stattfindene Routinemessungen von der Plattform übernommen werden. Es werden bei dieser Algenzucht z.B. keine Nähr- oder Schadstoffe in die Umwelt abgegeben, die ein Umweltmonitoring notwendig machen. Die Makroalgenkultur extrahiert ausschließlich Nährstoffe. Dies führt zu einer guten Eignung des Nutzungs-szenarios und der Faktor wird mit der Wertzahl 8 belegt.

Datenanforderungen Die Datenanforderungen zur Planung einer solchen Anlage erfordern bezüglich verschiedener Parameter möglichst längere Zeitreihen, die allerdings vorhanden sind (Helmholtz-Zentrum für Material- und Küs-tenforschung Geesthacht 2017; Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie 2017). So ist z.B. die Wassertiefe entscheidend, um eine geeignete Verankerungstechnik zu planen. Weiterhin muss auch die Eignung der Parameter am Standort wie z.B. Strömung, Seegang durch Messreihen gut belegt sein, um einzuschätzen, ob die vorgesehene Art dort gute Wachstumsraten erzielt oder sich überhaupt an den Lei-nen halten kann. Einige Messreihen liegen sehr umfassend bereits für den gegebenen Standort vor andere sind noch unzureichend vorhanden und müssen detailliert und spezifisch erarbeitete werden. Daher wird hier die Machbarkeit mit der Wertzahl 5 eingeschätzt.

Bauanforderungen vor Ort Die Installation der Anlage bedingt aufwendige logistische Maßnahmen wie z.B. besonders die Veranke-rung mit einem Spezialschiff erfolgen muss und genaue Kontrollen der Positionierung unter Wasser er-fordert. Allerdings sind andere betriebstechnische Aspekte wie z.B. lange Taucheinsätze bei späteren Kontrolleinsätzen nicht erforderlich. Es wird die Eignung hinsichtlich dieses Faktors mit einer mittleren Wertzahl von 5 eingeschätzt.

Anforderungen Onshore Basis Die Kultivierung der ersten Stadien der Makroalgen und deren Anheftung an entsprechende Substrate zur Aussetzung sowie Einrichtungen für die Weiterverarbeitung nach der Ernte an Land sind nur einige An-forderungen an eine Onshore Basis. Es sind für diese Verfahrensschritte in einer Onshore-Basis eine ent-sprechende Ausstattung und erfahrenes Fachpersonal eine Voraussetzung (Leivur Gilli und Jørgen Hinge 2014). Solche Strukturen und teilweise geeignetes Personal sind auch in Schleswig-Holstein vorhanden. Theoretisch besteht trotz hoher Anforderungen die Möglichkeite einer Kooperation mit anderenn Betrie-ben zumindest in der Pilotphase. Daher wird die Eignung hier positiv gesehen und mit der Wertzahl 7 eingestuft.

3.4.4 Nutzungsszenario 4: IMTA - Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen Eine IMTA-Aquakulturanlage, kombiniert verschiedene Arten unterschiedlicher trophischer Ebenen, um Synergieeffekte zu nutzen. Angestrebt ist die Haltung von carnivoren Arten (Fische), die gefüttert und damit der Umwelt Nährstoffe zufügen, mit Arten, die diese Nährstoffe zum größten Teil wieder aufneh-

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men, wie z.B. Muscheln, Makroalgen, Seegurken. Ziel ist es eine weitreichende Rückführung bzw. Wie-derverwendung der anfallenden Nährstoffe zu erreichen und damit den zusätzlichen Nährstoffeintrag in das umliegende Ökosystem zu reduzieren. Wichtig sind die Auswahl der Arten und die Mengenrelation zwischen ausscheidenden und nährstoffaufnehmenden Arten im Gleichgewicht zu halten. Die nähstoff-aufnehmenden Arten haben hier nicht nur die Funktion des „Nährstoff-Recyclings“, sondern sie erzielen gleichzeitig ein verkaufsfähiges Produkt. Hier wird „Abfall“ also zu einer neuen verwertbaren Ressource. Ein weiterer Synergie-Effekt ist die doppelte Nutzung von Kostenpunkten wie z.B. Logistik und Infra-struktur. Angedacht sind auch im großen Maßstab IMTA-Anlagen, die ausschließlich nährstoffaufneh-mende Arten kultivieren in Gebieten, in denen Nährstoffe reichlich vorhanden sind, wie z.B. verschiedene Muschelarten und Makroalgen (www.catalinasearanch.com 2018). Somit sind die Ziele einer IMTA die Reduzierung des Risikos der Nährstoffbelastung am Standort bei gleichzeitiger Produktdiversifikation. Eine ausgeglichene Nährstoffbilanz kann erzielt werden. Dienen Makroalgen in einer IMTA als Nähr-stoffabsorber, so können sie das ganze Jahr in der Anlage verbleiben.

In diesem Szenario wird eine Kombination in der Kultivierung aus Miesmuschel und Makroalge an einem Standort betrachtet. Da Miesmuscheln unter Offshore-Bedingungen sich schneller adaptieren als in küs-tennahen Anlagen, ist auch die Zeit für das Wachstum bis zur Marktgröße deutlich kürzer (etwa 6-12 Wochen). Die Nutzung der Anlage durch weitere Arten kann in Betracht kommen, um eine jahreszykli-schelängere „Auslastung“ der Anlage zu erreichen und die Erlöse im Jahr zu steigern. Das Projekt einer IMTA involviert verschiedene zu beachtende logistische Verfahrensweisen wie eine landbasierte Einrich-tung zur Voranzucht der Frühstadien, eine Trocknungsanlage sowie Einrichtungen zur Gewinnung von Extrakten. Weiterhin wird ein Kühlungssystem benötigt, dass die Frischhaltung der Produkte von der Ern-te über den Transport bis zum Verkauf sichert. Ein weitgehend automatisiertes Erntesystem für Muscheln ist hilfreich. Muschellizenz, Vermarktungsmöglichkeiten und die rechtlichen Vorschriften sind am Stand-ort und in der Marktregion auzuloten und erfordern gegebenenfalls technische Anpassungen.

Bewertung: Die Eignung dieses Nutzungsszenarios bezüglich der verschiedenen Faktoren am Standort FINO3 wurde auf Basis der Ausführungen zu den Nutzungsszenarien 1, Miesmuschel an Langleinen (Kapitel 3.4.1), und 3, Makroalgen an Langleinen (Kapitel 3.5.1), bewertet. Daher werden hier nur nochmal die aus-schlaggebenden Punkte zu den einzelnen Faktoren zusammengefasst.

Wassertiefe Eine praktische Installation der beschriebenen IMTA ist aufgrund der Wassertiefe mit den derzeitigen hydrographischen Bedingungen möglich. Allerdings fehlen ausreichend Puffermöglichkeiten in größere Wassertiefen für eine Expansion der Anlage oder bei zunehmender Seegangshöhe als auch ausreichend Fläche. Daher wird der Faktor Wassertiefe mit der Wertzahl „5“ bewertet.

Notwendigkeit der Erreichbarkeit Generell benötigen beide Organismengruppen nur einen geringen Pflegeaufwand. In der Muschelproduk-tion müssen verschiedene Messungen in kurzen Zeitabständen vorgenommen werden. Jedoch können hier automatisierte Verfahren die Notwendigkeit der Erreichbarkeit deutlich reduzieren. Hinzu kommt, dass einige Arbeiten mit ebenfalls stattfindenden Einsätzen an der Plattform FINO3 kombiniert und durch zer-tifizierte Ingenieure durchgeführt werden können. Es erfolgt eine gute Bewertung hinsichtlich der Eig-nung dieses Faktors mit der Wertzahl 9.

Infrastruktur Offshore Für die Kultivierung dieser beiden Organismen sind verschiedene Anforderungen im Offshore-Bereich notwendig wie z.B. Arbeitsflächen, Lagerkapazitäten und Datenübertragungsmöglichkeiten. Einige dieser Infrastrukturpunkte sind an der Plattform FINO3 bereits installiert aber andere Strukturen müssen erst

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noch entwickelt und gebaut werden. Die Expansionsmöglichkeiten sind ebenfalls sehr beschränkt. Daher wird hier die Wertzahl 6 eingetragen.

Messanforderungen Die Messanforderungen ist für die Produktion von Miesmuscheln deutlich höher als für die Kultivierung der Makroalgen. Daher sind die höheren Anforderungen hier ausschlaggebend für die Bewertung. Teil-weise können notwendige Messungen durch Routinemessungen an der Plattform übernommen werden aber einige aufwendige Messverfahren müssten noch installiert oder sogar erste entwickelt und getestet werden. Daher wird hier mit der Wertzahl 4 bewertet.

Datenanforderungen Es werden in der Planungsphase einer IMTA-Anlage bereits eine Vielzahl von Daten zum Standort benö-tigt. Teilweise liegen diese optimal vor aber teilweise sind Daten nur unzureichend oder aus anderen Re-gionen der Nordsee verfügbar und nicht auf den Standort übertragbar. Daher ergibt sich hier eine mittlere Bewertung mit der Wertzahl 5.

Bauanforderungen vor Ort Weltweit existieren nur einige wenige IMTA-Anlagen, deren Erfahrungswerte nicht in allen Punkten auf den Standort übertragen werden können. Daher sind zwar einzelne Komponenten für eine IMTA-Offshore-Anlage auf dem Markt aber die Kombination unter den Bedingungen am Standort ist noch nicht getestet. Auch hier ergeben sich einige Synergie-Effekte durch die Erfüllung diverser Bauanforderungen durch die bereits bestehende Plattform aber die Installation wird auch teure Verfahren verbunden durch z.B. die Charter eines Spezialschiffs erfordern. Daher wird hier eine mittlere Wertzahl mit 5 eingetragen.

Anforderungen Onshore Basis Es sind neben Anlandemöglichkeiten, Transport, Lagerräumen, Werkstatt, Kühlung, Reinigungsanlagen auch spezielle Labore und erfahrende Fachkräfte für die Verarbeitung der Algen notwendig. Allerdings bestehen solche Onshore-Strukturen in Norddeutschland merhfach und damit theroetisch die Möglichkeit diese mitzunutzen. Daher wird mit der Wertzahl 7 die Eignung bezüglich dieses Kriteriums als relativ gut eingschätzt.

3.4.5 Nutzungsszenario 5: Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen Die Auster laicht im Sommer in starker Abhängigkeit von der Wassertemperatur, was in nördlicheren Gebieten zu schwer kalkulierbaren Vorkommen führt. Daher werden Besatzaustern im Labor gezüchtet oder aus Wildfängen anderer Länder importiert. Die Besatzaustern in der Nordsee werden aus Irland be-zogen, die ursprünglich aus britischen oder französischen Brutanstalten stammen. Diese Austern werden im Offshore-Bereich, in sogenannte „Laternennetzen“ oder Säcke überführt, in denen sie an einer veran-kerten Langleine, die durch Bojen Auftrieb hat, ca. 2 Jahre bis zur Marktreife wachsen. Nahrungsgrund-lage für die Schalentiere ist das Plankton im Wasser, so dass ein zusätzlicher Eintrag von Nährstoffen durch Zufüttern nicht erfolgt, was wiederum entscheidend ist hinsichtlich verschiedener Umweltgesetze und Genehmigungen sowie Akzeptanz und Vermarktung. Austern in küstennaher Aquakultur müssen wegen Eisgang im Winter in Onshore-Becken gehältert werden. In der Offshore-Kultivierung können Austern hingegen ganzjährig in der Anlage verbleiben. Zu berücksichtigen ist ein Kühlungssystem von der Ernte über den Transport bis zum Verkauf. Gekühlt hält sich die Auster 7-9 Tage. Verkauft wird die gesamte Auster, da das Fleisch allein einen geringeren Preis erzielt. Allerdings muss die Schale für den Verkauf der gesamten Auster eine entsprechende Form haben und die Auster vor dem Verkauf „veredelt“ werden. (in Großbritannien z.B. mindestens 42 Stunden in UV-gereinigtem Wasser gehältert werden). Der Preis ist in den letzten Jahren erheblich gestiegen, da die aus Brutanstalten stam-menden Austern seit 2008 deutlich häufiger vom Austernherpesvirus betroffen sind, was eine erhöhte

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Sterblichkeit von Jungaustern und damit einem gesunkenen Angebot von Besatzaustern zur Folge hat (LLUR 2016). Der Fachdienst Veterinärwesen schreibt vor, dass das gewerbsmäßige Fangen bzw. Ernten von Muscheln und Austern strengen lebensmittelrechtlichen Bestimmungen - insbesondere bei den für den Rohverzehr bestimmten Austern – unterliegt. So werden in Muschelproben der Anlage überprüft, ob die gesetzlich vorgeschriebenen mikrobiellen, hygienischen Grenzwerte eingehalten werden. Jede Probe wird darüber hinaus auf Algengifte getestet. Einmal im Jahr erfolgt zusätzlich eine umfangreiche Analyse der Belas-tung der Muscheln mit Schwermetallen und anderen Umweltkontaminanten. Zusätzlich muss das „Erzeu-gergebiet“ in mikrobieller Hinsicht als geeignet klassifiziert werden (EU Parlament und Rat der Europäi-schen Union 2004). Ein zusätzliches Nutzungsziel neben der Produktion der Auster als Lebensmittel kann die Produktion der Europäischen Auster als Besatzmaterial zur Verbesserung der stark dezimierten Austerbestände sein. Die-ses „Sea-Ranching" ist ein Fischereimanagementmodul zur Aufstockung dezimierter einheimischer Ar-ten. Die zuvor in Aquakulturanlagen kultivierten Organismen werden anschließend freigelassen und ste-hen nach Erreichen der marktfähigen Größe zum Fang zur Verfügung oder zum Aufbau einer in der Zu-kunft nutzbaren Population. Ein Beispiel für diese seit langem betriebene Methode ist die Aufstockung der Perlenaustern durch Sea-Ranching (Chellam et al. 1987). Die Europäische Auster wird im Rahmen der OSLO-PARIS-Konvention als stark gefährdet eingestuft. Initiativen des Bundesamtes für Naturschutz betrachten die Möglichkeiten diese Art wiederanzusiedeln. Generell wurde die Kultivierung der Europäischen Auster (Ostrea edulis) in Offshore-Windparks Norder-gründe (17 Seemeilen vor Bremerhaven) und Butendieck (ODAS, 14 Seemeilen westlich von Sylt), als auch in Transekten durch sämtliche zukünftigen und potentiellen Windparkgebiete in der Deutschen Bucht erfolgreich getestet ( (Brenner et al. 2007); Buck 2007, (Buck et al. 2017b).

Bewertung:

Wassertiefe In küstennahen Austernkulturen ist die Wassertiefe ein limitierender Faktor, da bei Ebbe keine Nahrung zur Verfügung steht. Allerdings ist bereits eine Wassertiefe von 1m für eine Kultivierung im Küstenbe-reich ausreichend. Größere Wassertiefen bis zu 80m stellen für die Auster kein Problem dar solange Strömung und Sauerstoffwerte es zulassen (Smaal et al. 2017; Hayward und Ryland. J.S. 1998; Ögmund-arson et al. 2011). Erfahrungen in der Offshore-Aquakultur mit Austernkäfigen in Ostkanada zeigte eine anzustrebende Wassertiefe von 6m (Davidson et al. 2014). Auch hier ist eine Zone von ca. 10m zwischen Auster-Laternen und Boden einzuhalten, um Wasseraustausch und genügend Anströmung zu gewährleis-ten. Die Bewertung erfolgt hier mit der Wertzahl „5“, da die Wassertiefe für eine Kultivierung dieser Art aus-reichend ist aber kaum Puffer für eine Ausweitung der Anlage in größere Tiefen vorhanden ist bzw. um bei zunehmender Seegangshöhe die Käfige in deutlich größere Tiefen zu verbringen.

Häufigkeit der Erreichbarkeit Es muß in häufigen, teilweise wöchentlichen, zeitlichen Abständen überprüft werden, ob die gesetzlich vorgeschriebenen mikrobiellen, hygienischen Grenzwerte eingehalten werden (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004, 2014)

Des Weiteren müssen Kontrollen verschiedener Parameter stattfinden, um das Wachstum der Muscheln, eventuellen Parasitenbefall und Krankheiten zu überwachen und entsprechende Maßnahmen zu treffen.

Ein Großteil der Messungen kann durch automatisierte Verfahren erfolgen und bedingt einen nur sehr eingeschränkten Einsatz von Personal vor Ort. Es finden weder Fütterung noch die Behandlung mit Me-dikamenten statt. Somit wird die Eignung dieses Nutzungsszenario für den Faktor Erreichbarkeit als gut mit der Wertzahl 8 eingestuft.

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Infrastruktur Offshore Es sind überschaubare Anforderungen einer Austernkultur an die Offshore-Infrastruktur zu erwarten. Offshore-Fachkräfte müssen für eine beschränkte Anzahl Einsätze verfügbar sein. Der Umfang dieser Offshore-Arbeiten kann jedoch durch die Routineeinsätze der FINO3-Ingenieure reduziert werden. Zur Installation und Ernte sowie einiger Pflegearbeiten ist ein Schiff mit geeigneter Ausstattung, z.B. einem Kran erforderlich. (Röckmann et al. 2017) bewertet die Anforderungen an die Offshore-Infrastruktur in einer Miesmuschelkultur in Kombination mit einer anderen Offshore-Anlage als sehr begrenzt, was auch auf eine Austernkultur zum größten Teil übertragbar ist. Elektrizität und der begrenzte Arbeitsplatz für Sortiervorgänge oder Lagerung von Material oder zur geschützten Installation von Probenahmegeräten sind auf der Plattform vorhanden. Auch die Möglichkeit Daten an Land zu übertragen oder an Land zu kommunizieren sind vorhanden. Daher wird für dieses Szenario eine gewisse Infrastruktur benötigt aber durch die bereits vorhandenen Möglichkeiten der Plattform reduziert, was zur Wertzahl 7 bezüglich der Eignung für dieses Kriterium führt.

Messanforderungen Zum einen müssen gesetzlich vorgeschriebene Messungen zu möglichen Belastungen des Gewässers durch z.B. Schadstoffe, Keime und toxische Algen teilweise sehr häufig (manche wöchentlich) erhoben werden ( (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004, 2014). Diese können eventuell durch automatisierte Verfahren geprüft werden aber die notwendige Technik steht nicht unbedingt in dem Um-fang in offshore-getesteter Form zur Verfügung. Zum anderen müssen weitere chemische und physikali-sche Umweltparameter wie Sauerstoff, Wassertemperatur, Nahrungsverfügbarkeit, Salzgehalt, Strömung, die wichtig für die Entwicklung der Muscheln und den Betrieb der Anlage sind, erfasst werden (Ferreira et al. 2007). Aufgrund des hohen Messaufwands resultiert mit 4 eine relativ niedrige Wertzahl.

Datenanforderungen Zur Beurteilung der Möglichkeiten Austern am Standort zu kultivieren müssen eine Reihe von Daten über einen Zeitraum von mehreren Jahren vorhanden sein.

Bestehen beispielsweise Daten zu (Smaal et al. 2017):

Vorkommen von toxischen Algenblüten? Mikrobielle Belastung des Gewässers (E. coli, Salmonellen) Schadstoffe und andere Kontaminanten Wassertiefe Konzentration anorganischer Partikel Wassertemperatur Strömung Sauerstoffkonzentration Nahrungsverfügbarkeit Räubervorkommen

Eine Vielzahl dieser Fragen kann am durch Datenbanken zu Messungen an der Plattform FINO3 beant-wortet werden andere sind unklar (BSH 2017b; Helmholtz-Zentrum für Material- und Küstenforschung Geesthacht 2017; Buck und Langan 2017a; Pogoda et al. 2011; Buck et al. 2017a). Daher erfolgt mit der Wertzahl 5 für dieses Nutzungsszenario eine mittlere Bewertung.

Bauanforderungen vor Ort Eine der wichtigsten Herausforderungen am gegebenen Standort ist die Verankerung. Hier sind für diese Gegebenheiten Techniken und Materialien verfügbar aber ein Risiko bei schwerem Seegang bleibt. Für

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die Installation ist sehr ruhiges Wetter und ein Spezialschiff erforderlich. Kontrollen durch Unterwasser-kameras oder Taucher sind ebenfalls für den Bau erforderlich. Lager- und Arbeitsflächen können auf der Plattform bereitgestellt werden. Insgesamt wird die Eignung für diesen Faktor mit der Wertzahl 6 einge-stuft.

Anforderungen Onshore Basis Gebäudeflächen für Lagerung und Verarbeitung in Abhängigkeit von der Dimension der Anlage, eine einfache Werkstatt, saisonales Personal, sowie Kühlmöglichkeiten und Vertriebsstätten sind an Land er-forderlich. Allerdings müssen weder Spezialfirmen schnell verfügbar sein oder eigene Labore oder Wei-terverarbeitungsstätten betrieben werden. Insgesamt ergibt sich daher eine gute Eignung mit der Wertzahl 7.

3.5 Identifizierung und Analyse für FINO3 geeigneter Konzepte (Nutzungs-szenarien) aus betriebswirtschaftlicher und rechtlicher Sicht (FuE, AP2)

Investitionsausgaben, Betriebsausgaben, Erträge Die Investitions- und Betriebskosten sind im Offshore-Bereich aufgrund der exponierten Lage grundsätz-lich hoch und müssen durch eine szenariumsspezifische Mindestgröße der Anlage und folglich Produk-tionsmenge kompensiert werden (Jansen et al. 2016); (Rosenthal et al. 2012b). Die Höhe der Kosten wird auch durch die Anforderungen des einzelnen Szenariums an eventuell noch nötige Entwicklungen, Kon-struktionen und Tests, Schulungen von Personal und Möglichkeiten der Nutzung der vorhandenen Struk-turen der FINO3 bestimmt und ermöglichen damit eine Unterscheidung der Szenarien (Buck 2002; Krost et al. 2011; Buck et al. 2010). Die Ertragsmöglichkeiten müssen aus diesen Gründen für jedes Szenarium besonders auch im Hinblick auf Produktdiversifikation geprüft werden (Rosenthal et al. 2012b).

Robustheit Anlagenszenario Aufgrund der teilweise extremen Bedingungen an Offshore-Standorten wie z.B. salzhaltige Luft in Kom-bination mit Sonneneinstrahlung, Salzwasser, Seegang, Wind, Verankerungsmöglichkeiten muss die Eig-nung jedes einzelnen Szenariums für die gegebenen Standortfaktoren geprüft werden. Aus der Robustheit einer Anlage gegenüber diversen Offshore-Kräften resultieren auch die Lebensdauer und die Höhe der Instandhaltungs-und Wartungskosten (Klijnstra et al. 2017; Wilson 1984).

Akzeptanz Stakeholder Wie zahlreiche Beispiele der Vergangenheit besonders in der Aquakultur zeigen ist die Akzeptanz einer Branche, Produktionsstätte maßgeblich für dessen Erfolg und Zukunftschancen. Zur Zeit hat die Aquakul-tur in Deutschland durch schlechte Praxis im Ausland in der Vergangenheit (Antibiotikaeinsatz, Ver-schmutzung Meeresboden, Einschleppung fremder Arten, Krankheiten) nachhaltig einen negativen Ruf, was zur Bevorzugung von marinen Lebensmitteln aus Wildfängen führt (MELUR 2014; Ernst & Young 2008; Nachrichtenfernsehen 2012). Auch die Fördermöglichkeiten und Bedeutung in der Politik sind ent-scheidend. Weiterhin ist zu berücksichtigen welche sozialen und ökonomischen Effekte ein Aquakultur-projekt in der lokalen Umgebung, z.B. auf Fischer und Fischereiorganisationen, hat (Benetti et al. 2010; Rosenthal et al. 2012b). Andere Interessengruppen wie z.B. Tourismus sind am Standort FINO3 nicht relevant aber sind an anderen Offshore-Standorten und an landbasierten Stätten des entsprechenden Sze-narios wichtige Faktoren. Die zukünftige Expansionsmöglichkeit der Anlage ist am Standort FINO3 durch die Windkraft in unmittelbarer Nähe zu berücksichtigen.

Genehmigung Umweltrecht Das gesamte Projekt vom Bau über Betrieb bis zur Entsorgung muss nachweislich verschiedene Umwelt-rechte erfüllen. Negative Auswirkungen auf die Umwelt, wie z.B. Nährstoffzufuhr, dürfen nicht stattfin-den und müssen durch entsprechende Untersuchungen belegt werden. Diese Nachweise sind Vorausset-

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 105

zungen zur Genehmigung einer Aquakulturanlage. Die Erstellung aller erforderlichen Prüfungen kann je nach Art der Anlage mehrere Monate oder Jahre dauern. Die Betriebsstätten an Land müssen ebenfalls durch entsprechende Prüfungen dem Umweltrecht, z.B. Abwasserreinigung entsprechen. Auch hier hängt die Umsetzungsmöglichkeit von der Art der geplanten Anlage und den daraus resultierenden möglichen Konfliktpunkten ab (Benetti et al. 2010; Rosenthal et al. 2012b).

Genehmigung Baurecht Vorschriften für den Bau einer Anlage im Offshore-Bereich und an Land sind zu prüfen. Es ist zur Be-wertung der Szenarien einzuschätzen für welches Szenarium sie mit welchem Aufwand erfüllbar oder evtl. nicht umsetzbar sind. Es wird immer wieder darauf hingewiesen, dass dieses Kriterium entscheidend sein kann und nicht zu unterschätzen ist (Benetti et al. 2010; Rosenthal et al. 2012b)

Versicherungsfähigkeit Die Konzeptionierung einer Aquakulturanlage muss von vorneherein die Versicherungsfähigkeit berück-sichtigen. Nur so kann ein Scheitern in der praktischen Umsetzung und eine unter Umständen umfangrei-che Fehlinvestition vermieden werden. Es muss untersucht werden inwieweit die spezifischen Anforde-rungen der Versicherung mit den technischen Möglichkeiten und Bedingungen am vorgegebenen Stand-ort erfüllt werden können. Sozioökonomische Unklarheiten in der Umsetzung von Offshore-Aquakulturanlagen führten in der Vergangenheit immer wieder zu der Frage wie eine zusätzliche Nut-zung eines Standorts versichert werden kann (Buck und Langan 2017b; Hishamunda et al. 2009).

Bewertung der technischen und betrieblichen Faktoren Zur Bewertung der technischen und betrieblichen Faktoren wurden die aktuellen Werte zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Studie verwendet. Diese werden sich an anderen Standorten und mit fortschreiten-den technischen Möglichkeiten teilweise ändern.

3.5.1 Nutzungsszenario 1: Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen

Investitionsausgaben Die Investitionsausgaben für eine Miesmuschel-Hängekulturanlage entstehen zum größten Teil aus der Charter eines Schiffes für die Installation und der Planung (Personal). Die Materialkosten sind relativ niedrig (Krost et al. 2011) und langlebig. Dies führt zu einer relativ hohen Bewertung mit 7.

Betriebsausgaben Häufige und teure Laboruntersuchungen, besonders für Algentoxine, sind erforderlich. Andererseits ent-stehen keine Futterkosten, da Muscheln die Nahrung aus dem Meer filtern. Die Personalkosten sind der Hauptkostenfaktor der Betriebsausgaben aber ebenfalls durch den geringen Zeitaufwand und der Verfüg-barkeit von trainierten, zertifizierten Personal an der FINO3-Plattform begrenzt. Daher wird die Wertzahl 7 für dieses Kriterium eingetragen.

Robustheit Anlagenszenario Eine Offshore-Langleinenanlage für Miesmuscheln ist in diesem Szenario als dauerhaft untergetaucht dargestellt. So minimieren sich die zerstörerischen Kräfte des an diesem Standort teilweise starken See-gangs. Jedoch können extreme Wellen auch diese Anlage schädigen oder zerstören. Korrosion und Biofauling betreffen auch diese Anlage. Daher ist die Lebensdauer auf 4 Jahre begrenzt und es wird eine mittlere Wertzahl mit 5 eingetragen.

Erträge Die Erträge für Muscheln als Lebensmittel aus einer Miesmuschel-Langleinenkultur betragen im interna-tionalen Handel 2 Euro/kg. Wird das Produkt regional vermarktet, was mit einem erheblichen Mehrauf-

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Seite 106 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

wand verbunden ist, sind bis zu 13 Euro/kg möglich. Der Ertrag ist relativ mäßig und es handelt sich kei-nesfalls um ein hochwertiges Produkt (Krost et al. 2011). Daher wird hier nur die Wertzahl 3 vergeben.

Akzeptanz Stakeholder Bei der Offshore-Kultivierung von Miesmuscheln handelt es sich um eine der problemlosesten Formen der Aquakultur bezüglich Akzeptanz. Es sind kaum oder gar keine negativen Auswirkungen auf die Um-welt zu erwarten, da es sich um filtrierende Organsimen handelt. Somit ist die gesamte Diskussion um Futtermittelherkunft und Einträge daraus hinfällig. Eventuell sind die Ausscheidungen der Muscheln und deren Auswirkungen auf die Umwelt zu untersuchen. Weiterhin steht der Standort in keiner Konkurrenz mit anderen Nutzungsformen, da es sich um ein bereits gesperrtes Gebiet handelt. Auch Tierwohlaspekte sind bei Muscheln an Langleinen keine Angriffs- oder Kritikpunkte. Die gesamten gehandelten Miesmu-scheln stammen aus Aquakultur und sind umfassend als Herkunftsform so akzeptiert. Daher wird hier die Wertzahl 9 eingetragen.

Genehmigung Umweltrecht Der Faktor „Genehmigung Umweltrecht“ konnte nur eine mittelmäßige Bewertung mit 5 erhalten, da

Die Muschel-Managementpläne für Schleswig-Holstein und Niedersachsen keine weitere Vergabe von Lizenzen vorsehen (Buck 2002; CWSS 2002).

Das Gebiet muss als „Erzeugergebiet“ für den Verzehr von lebenden Muscheln klassifiziert wer-den.

Der Betrieb muss eine Zulassung erhalten (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004). Umfassendere oder detailliertere Informationen zu den Kosten und zur Dauer für eine Zulassung

liegen nicht vor (Europäische Kommission 2013).

Genehmigung Baurecht Umfassendere oder detailliertere Informationen zu den Kosten und zur Dauer für eine Zulassung liegen nicht vor (Europäische Kommission 2013). Verschiedene Vorschriften sind für diese Anlagenform zu berücksichtigen und einzuhalten aber besonders an diesem für Projekte vorgesehenen Standort umsetzbar was in der mittleren Bewertungsstufe mit „5“ sich niederschlägt.

Versicherungsfähigkeit Die größten Risiken einer Offshore-Muschelfarm bestehen in dem vollständigen Verlust durch extremen Seegang oder durch Beschädigung anderer Offshore-Anlagen nach Ablösen der Verankerung durch ext-remen Seegang. Die Möglichkeit einer Ablösung kann bei der gemessenen Zunahme der extremen See-gänge nicht langfristig ausgeschlossen werden. Allerdings sind die möglichen Folgeschäden einer gelös-ten Langleinenanlage nicht sehr erheblich (Klijnstra et al. 2017). Die Risiken sind eindeutig mit in den letzten Jahren zunehmender Eintrittswahrscheinlichkeit vorhanden, was daher zu einer relativ niedrigen Wertzahl mit 3 führt.

3.5.2 Nutzungsszenario 2: Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege

Investitionsausgaben Die Investitionskosten erscheinen aufgrund eines großen Angebots an bewährten Systemkomponenten (Bridgestone, Michelin) relativ gering (Krost et al. 2011). Jedoch erfordern die hohe Schiffscharter und Offshore-Trainings des Personals sowie aufwendige Messsysteme einen hohen Kapitalbedarf (BMEL 2014; NOAA Aquaculture Program 2008; Knapp 2008; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) 2012). Daher wird hier eine niedrige Wertzahl mit 2 eingetragen.

Page 117: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 107

Betriebsausgaben Mit dem hohen, oben bereits beschriebenen, Pflegeaufwands einer Fischkultivierung ist ein hoher perso-neller Aufwand verbunden. Dieser bedingt wiederum Transportkosten für Personal und Material, die im Offshore-Bereich besonders hoch sind. Ebenfalls muss das Personal im Offshore-Bereich sehr regelmäßig gesetzlich vorgeschriebene Trainings absolvieren, die ebenfalls mehrere Tausend Euro pro Person kosten. Aber auch im Onshore-Bereich sind zahlreiche Ausgaben für eine Fischzucht nötig, da hier bereits ein wichtiges und empfindliches Stadium der Kultivierung stattfindet, das sehr genaue Anforderungen an die Anlage stellt (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) 2012; Knapp 2008; Buck 2002; Krost et al. 2011). Daher wurde hier mit einer 2 dieser Faktor sehr niedrig bewertet.

Robustheit Analgenszenario Fischnetzgehege unterliegen im Salzwasser einer ständigen Korrosion. Die Lebensdauer dieser Anlagen ist daher sehr begrenzt und der Pflegeaufwand ein wesentlicher Kostenfaktor der Betriebskosten (Klijnstra et al. 2017). Hinzu kommen der permanente Einfluss von Strömung, Seegang, UV-Licht und Temperaturschwankungen (Klijnstra et al. 2017). Es gibt daher weltweit eine große Anzahl Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich Materialforschung und Korrosionsschutz. Aufgrund der großen Einwirkung dieser Faktoren an diesem Offshore-Standort auf ein Netzgehege wird nur eine 2 als Wert-zahl eingetragen.

Erträge Da es sich um ein jederzeit verfügbares Produkt mit einem großen Angebot handelt (FAO Fisheries and Aquaculture Department 2018a), dessen Preise in den letzten zehn Jahren nicht gestiegen sind (FAO Fis-heries and Aquaculture Department 2018b), sind keine hohe Preise zu erzielen bzw. in Zukunft zu erwar-ten. Es wird auch hier nur 3 als Wertzahl eingetragen.

Akzeptanz Stakeholder Die Akzeptanz gegenüber Aqukulturanlagen, die Fische produzieren ist aus verschiedenen Gründen ge-ring. Immer wieder ist bei dieser Art die Herkunft des Futters (Fischmehl) ein Kritikpunkt. Weiterhin werden das Tierwohl, die nicht-heimische Art und ihre Konkurrenz zu heimischen Arten (Jochen Krause et al.; Krause und Mikkelsen 2017; Stefano Cataudella et al. 2005; Benetti et al. 2010). Daher wurde hier ebenfalls nur eine niedrige Wertzahl mit 3 vergeben.

Genehmigung Umweltrecht Es wurde eine niedrige Wertzahl (3) vergeben, da umfangreiche Umweltauflagen (z.B. (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 1992); (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2008) zu erfül-len sind. Kosten und Dauer des Zulassungsaufwands sind zu schätzen, da keine umfangreichen Daten hierzu EU-weit vorliegen (Europäische Kommission 2013). Daher wurde hier ebenfalls nur eine niedrige Wertzahl mit 3 vergeben.

Genehmigung Baurecht Umfassendere oder detailliertere Informationen zu den Kosten und zur Dauer für eine Zulassung liegen nicht vor (Europäische Kommission 2013). Allerdings handelt es sich bei einer Netzgehegehaltung um größere Installationen, die verschiedene rechtliche Bedingungen einhalten müssen. Dies bedeutet ein langwieriges und aufwändiges Zulassungsverfahren und resultiert mit einer „2“ in einer niedrigen Bewer-tung.

Vesicherungsfähigkeit Da es sich bei Netzgehegen um massive Konstrukte handelt, die, durch z.B. einen Sturm, losgerissen ein großes Risiko für benachbarte Offshore-Anlagen und Schiffe darstellen, wird eine Versicherung teuer oder schwierig. Daher wurde hier nur die Wertzahl 2 eingetragen.

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Seite 108 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

3.5.3 Nutzungsszenario 3: Makroalgen (Saccharina latissima) an Langleinen

Investitionsausgaben Die Investitionsausgaben bestehen in diesem Szenario hauptsächlich aus den Charterkosten für ein Spe-zielschiff und den Personalkosten für die Planung und Installation. Diese Kosten sind relativ hoch aber können teilweise durch z.B. Arbeitseinsätze von bereits zertifiziertem Personal an der Plattform FINO3 reduziert werden. Die Materialkosten für eine Algenkultivierung und die Planungszeiten sind dagegen gering (Jansen et al. 2016). Einige nötige Infrastrukturmaßnahmen sind bereits entwickelt und vorhanden. Es wird daher mit 7 eine gute Eignung einer Makroalgenkultur für diesen Faktor bewertet.

Betriebsausgaben Personell ist diese Kultivierung aufwendig was hohe Personalkosten, besonders im Offshore-Bereich aber auch an Land, bedeutet (Krost et al. 2011). Jedoch steht an diesem Standort zertifiziertes Personal für einen Teil der Arbeiten zur Verfügung. Die Instandhaltungskosten hingegen sind gering sofern es sich nicht um massive Beschädigungen durch z.B. einen Sturm handelt (Jansen et al. 2016). Die Ernte erfor-dert den Einsatz eines Spezialschiffes, was einen Großteil der Kosten bedeutet. Auch die Weiterverarbei-tung sowie die Zucht der ersten Stadien an Land sind ebenfalls wichtige Betriebsausgaben. Insgesamt resultiert eine Bewertung mit 6 für dieses Kriterium.

Robustheit Anlagenszenario Extrem hoher Seegang können die Anlage beschädigen, einen Teil der Algen abreißen (Kap. 3.3.3)oder zu einem Gesamtverlust führen (Klijnstra et al. 2017). Einige Bauteile unterliegen in dieser Anlagenform der Korrosion (Klijnstra et al. 2017). Daher wird hier mit der Wertzahl 3 eine relativ niedrige Bewertung vorgenommen.

Erträge Der Markt für Algenprodukte besteht derzeit hauptsächlich in Asien und ist in Deutschland nur in Ansät-zen bereits entwickelt (Krost et al. 2011; Johann Heinrich von Thünen-Institut 2015). Für frische Algen aus europäischer Produktion werden derzeit ca. 1 – 5 Euro/kg gezahlt (Krost et al. 2011; Lucy Watson und Matthew Dring 2011). Es sind im deutschen Raum für Algenextrakte hingegen relativ hohe Preise zu erzielen. Eine Entwicklung und Steigerung der Nachfrage zu Produkten aus nachhaltiger Herstellung ist durchaus möglich und bereits der Fall, was sich in höheren Marktpreisen niederschlägt. Auch die Erhö-hung der Algenmasse/m² durch eine Verbesserung der Kultivierungstechniken und eventuell unter den gegebenen Bedingungen eine doppelte Ernte wirken sich ertragserhöhend aus und sind keinesfalls auszu-schließen (van den Burg et al. 2016). Daher wird hier eine mittlere Wertzahl mit 5 eingetragen.

Akzeptanz Stakeholder Die Akzeptanz ist mit der Wertzahl 8 hoch bewertet. Es sind keine dauerhaften negativen Auswirkungen auf die Umwelt und damit Kritik durch z.B. NGOs zu erwarten. Vielmehr ist nach Einbindung der Stake-holder und einer gut möglichen Konsensbildung die allgemeine Akzeptanz zu erwarten. Auch die nach-haltige Produktion ohne Emissionsbelastung durch die Organismen und keine Medikamentengaben lassen von einer guten Akzeptanz ausgehen.

Genehmigung Umweltrecht In diesem Szenario handelt es sich um eine nicht gebietsfremde und einheimische Pflanzenart, für die somit der relevanten Umweltauflagen sehr sicher mit vergleichsweise wenig Aufwand einhaltbar sind. Ebenso sind keine umweltbelastenden Emissionen durch die Orgnismen vorhanden, die eine Genehmi-gung erschweren würden. Untersuchungen sind allerdings bezüglich z.B. Installation notwendig. Daher wird mit „7“ dieser Faktor relativ hoch bewertet.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 109

Genehmigung Baurecht Wie auch in den anderen Szenarien sind Zulassungen einzuholen und Bauvorschriften zu beachten. Je-doch liegen keine umfassende oder detaillierte Informationen zu den Kosten und zur Dauer für eine Zu-lassung liegen nicht vor (Europäische Kommission 2013). Dieser Faktor wird mit „4“ relativ niedrig be-wertet.

Versicherungsfähigkeit Wie auch für andere Offshore-Aquakulturanlagen bestehen verschiedene Gefahren, die versichert werden müssen. So kann auch diese Anlage bei starkem Seegang losgerissen werden und stellt eine Gefahr für benachbarte Offshore-Anlagen und den Schiffsverkehr dar. Erfahrungswerte sind in Deutschland für die-se Anlagenform kaum oder nicht vorhanden. Daher wird hier mit der Wertzahl 3 eine niedrige Bewertung vorgenommen.

3.5.4 Nutzungsszenario 4: IMTA – Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen Die Eignung dieses Nutzungsszenarios bezüglich der verschiedenen beetriebswirtschaftlichen und rechtli-chen Faktoren am Standort FINO3 wurde auf Basis der Ausführungen zu den Nutzungsszenarien 1, Miesmuschel and Langleinen (Kapitel 3.5.1), und 3, Makroalgen an Langleinen (Kapitel 3.5.3), bewertet. Daher werden hier nur nochmal die ausschlaggebenden Punkte zu den einzelnen Faktoren aufgeführt.

Investitionsausgaben Die Planungskosten (Personal) sowie die Charter eines Spezialschiffs sind die größten Investitionen. Teile der Infrastruktur und des Personals können durch den Betrieb der Plattform FINO3 abgedeckt werden. Die Materialkosten haben ein relativ geringes Volumen. Insgesamt daher eine gute Bewertung der Eig-nung des Nutzungsszenarios hinsichtlich der Investitionsausgaben mit der Wertzahl 7.

Betriebsausgaben Die Personalkosten sind der Hauptkostenfaktor der Betriebsausgaben aber durch die Verfügbarkeit von trainierten, zertifizierten Personal an der FINO3-Plattform zumindest reduzierber. Ein weiterer wichtiger Kostenpunkt sind die gesetzlich vorgeschriebenen Laboruntersuchungen und die Weiterverarbeitung und Onshore-Zucht der Algen. Andererseits entstehen weder für Miesmuscheln noch für Algen Futterkosten und die Instandhaltungskosten sind gering. Daher wird die Wertzahl 6 für dieses Kriterium eingetragen.

Robustheit Anlagenszenario Die IMTA-Offshore-Anlage wird zwar als dauerhaft untergetaucht konzipiert, um die zerstörerischen Kräfte des an diesem Standort teilweise starken Seegangs zu minimieren. Jedoch können extreme Wellen auch diese Anlage schädigen, Organismen abreißen oder vollständig zerstören. Korrosion und Biofauling sind auch für diese Anlage weitere Risikofaktoren. Daher ist die Lebensdauer auf wenige Jahre begrenzt und es wird eine niedrige Wertzahl mit 3 eingetragen.

Erträge Der aus der Miesmuschelproduktion und dem Vertrieb von frischen Algen resultierende Ertrag ist relativ niedrig bis mäßig auf dem internationalen Markt. Höhere Erträge sind durch eine regionale aufwendige Vermarktung der Muscheln und der Weiterverarbeitung der Algen zu Extrakten sowie Verbesserungen der Kultivierungstechniken möglich. Die Nachfrage für beide Produkte ist seit Jahren ungebrochen vor-handen. Allerdings befindet sich der Markt für Algenprodukte noch in der Anfangsphase. Insgesamt wird zum derzeitigen Zeitpunkt daher die Eignung des Szenarios hier nur mit der Wertzahl 3 bewertet.

Page 120: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Seite 110 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Akzeptanz Stakeholder Bei Miesmuscheln und Algen handelt es sich um Organismen, für die viele der Hauptkritikpunkte von Aquakulturanlagen nicht zutreffen. Es werden bei einer ausgewogenen Planung keine Nährstoffe einge-bracht, es muss nicht gefüttert, medkamentiert werden und die Tierwohlaspekte sind hier auch leicht er-füllbar. Der Standort ist bereits gesperrtes Gebiet und steht Projekten zur Verfügung, sodass keine Nut-zungskonflikte mit anderen Stakeholdern zu erwarten sind. Die Synergieeffekte und Ziele einer IMTA-Anlage werden auch von NGOs deutlich gesehen (Allsopp et al. 2008). Es handelt sich insgesamt um bereits allgemein akzeptierte Produktionsformen und daher wird die Eignung für diesen Faktor mit 9 be-wertet.

Genehmigung Umweltrecht Die Umweltvorschriften für die Miesmuschel sind auch in Kombination mit Makroalgen einzuhalten. Daher orientiert sich die Bewertung der Eignung für diesen Faktor an der Bewertung im Szenario Mies-muschel (Kapitel 3.4.1 und 3.5.1) mit der Wertzahl „5“.

Genehmigung Baurecht Umfassendere oder detailliertere Informationen zu den Kosten und zur Dauer für eine Zulassung liegen nicht vor (Europäische Kommission 2013). Auch ist mit einem aufwändigen Zulassungsverfahren zu rechnen. Andererseits handelt es sich um einen für Projekte bereits ausgewiesenen Standort, was die Um-setzung erleichtern wird. Die Eignung für diesen Faktor wird mit „4“ niedrig bewertet.

Versicherungsfähigkeit Extremer Seegang mit der Beschädigung oder dem vollständigen Verlust der Anlage als mögliche Folgen stellen die wichtigsten Risiken dar. Ebenfalls ist das Risiko einer Schädigung anderer Offshore-Anlagen oder Schiffe durch eine losgerissene Aquakulturanlage zu berücksichtigen. Allerdings besteht bereits am Standort eine Versicherung und in der Nordsee wurden auch in der Vergangenheit ähnliche Projekte durchgeführt. Risiken bestehen eindeutig und es gibt wenige Referenzfälle was insgesamt die Eignung vorsichtigerweise mit der Wertzahl 3 bewertet.

3.5.5 Nutzungsszenario 5: Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen

Investitionsausgaben Die Investitionsausgaben für eine Austernkulturanlage entstehen zum größten Teil aus der Charter eines Schiffes für die Installation, Tauchereinsätze und den Personalkosten für die Planung. Die Materialkosten sind relativ niedrig und Komponenten teilweise bereits vorgefertigt verfügbar. Dies führt zu einer mittle-ren bis hohen Bewertung mit 6.

Betriebsausgaben Die Personalkosten sind der Hauptkostenfaktor der Betriebsausgaben aber ebenfalls durch den begrenzten Pflege- und Wartungsaufwand und der Verfügbarkeit von trainiertem, zertifizierten Personal an der FI-NO3-Plattform begrenzt. Häufige und teure Laboruntersuchungen, besonders für Algentoxine, sind ein weiterer größerer Kostenpunkt. Andererseits entstehen keine Futterkosten, da Austern die Nahrung aus dem Meer filtern, und keine Ausgaben für Medikamente. Daher wird die Wertzahl 7 für dieses Kriterium eingetragen.

Robustheit Anlagenszenario Es wird in diesem Nutzungsszenario von einer dauerhaft untergetauchten Offshore-Anlage ausgegangen. Das Ziel ist zerstörerische Kräfte, des an diesem Standort teilweise starken Seegangs, zu minimieren. Je-doch können extreme Wellen auch diese Anlage schädigen oder zerstören. Laternen zur Kultivierung von Austern können abreißen. Korrosion und Biofauling sind weiter Faktoren, der diese Anlage ausgesetzt ist.

Page 121: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 111

Die Lebensdauer der Materialien ist auf wenige Jahre begrenzt und es wird eine mittlere Wertzahl mit 4 eingetragen.

Erträge Bei der Auster handelt es sich um ein hochwertiges Produkt. Die Preise liegen für eine mittelgroße Auster mit Schale bei 2,00 -3,00 Euro (Brebo Handelskontor GmbH 2018; Deutsche See GmbH 2018; BOS Food GmbH 2018). Je nach regionaler Herkunft unterscheiden sich die Preise stark. In Deutschland gibt es nur einen Produzenten für Austern. Es existiert keine Austernkultur im Offshore-Bereich. Der Großteil des Angebots wird aus Frankreich und den Niederlanden importiert. Eine mäßig hohe Wertschöpfung ist möglich und es wird die Wertzahl 7 eingetragen.

Akzeptanz Stakeholder Die Aquakultur mit Austern ist eine extensive und nachhaltige Nutzung der marinen Ressource. Es sind dieselben Argumente zu berücksichtigen wie im Nutzungsszenario „Miesmuschel“ (Kapitel 3.5.1) und daher ist hier ebenfalls die Wertzahl 9 als Bewertung eingetragen.

Genehmigung Umweltrecht Es müssen verschiedene teilweise sehr aufwendig zu erfüllende rechtliche Bedingungen eingehalten wer-den (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004). Auch hier sind ähnliche Bedingungen wie im Nutzungsszenario Miesmuschel gültig. Grundsätzlich ist die Ausbreitung der Europäischen Auster ange-strebt, was aus Sicht der Artenwahl umweltrechtlich positiv für eine Genehmigung zu werten ist (Bundes-amt für Naturschutz 2016; Gercken und Schmidt). Die Bewertung mit der Wertzahl 5 ist mittelmäßig.

Genehmigung Baurecht Hier gelten ähnliche Voraussetzungen wie für die Nutzungsszenarien „Miesmuscheln“ und „Makroal-gen“. Es wird daher die Wertzahl 3 angenommen.

Versicherungsfähigkeit Hier gelten die im Nutzungsszenario „Miesmuschel“ aufgeführten Risiken und daher fällt die Bewertung mit der Wertzahl 3 mäßig aus.

3.6 Bewertung der einzelnen Nutzungsszenarien mit Zusammenfassung (FuE, AP2; GMA, AP3)

In den vorangegangenen Kapiteln wurden die einzelnen Nutzungsszenarien detailliert bewertet und Punk-te für diejenigen Parameter vergeben, die die biologische, die technische und auch die betriebswirtschaft-liche und politische Eignung des Standortes für jedes Nutzungsszenario beschreiben. Diese Einzelbewer-tungen wurden nun in einem Modell zusammengeführt und einer Gesamtbewertung unterzogen (Tabelle 15). Wie in der Methodik (Kapitel 3.2) beschrieben, erfolgte eine prozentuale Gewichtung jedes einzel-nen Parameters im Gesamtmodell und führte somit zu einem durchschnittlichen Score sowohl für jeweils die biologische, die technische und die wirtschaftliche und politische Betrachtung, wie auch für die Ge-samtbetrachtung. Im Folgenden wird das Ergebnis des Scoringmodells einzeln für die biologische, die technische und die wirtschaftliche und politische Eignung diskutiert. Außerdem erfolgt eine Abschlussbe-trachtung über alle Bereiche hinweg, in welchem das vielversprechendste Nutzungsszenario „Miesmu-schel an Langleinen“ vorgestellt und seine Auswahl als Favorit begründet wird.

3.6.1 Bewertung aus biologischer Sicht Insgesamt wurden sieben verschiedene biotische und abiotische Charakteristika des Standortes auf ihre biologische Eignung für die verschiedenen Nutzungsszenarien hin überprüft. Mithilfe eines standardisier-ten Bewertungsverfahrens wurde für jeden Parameter und für jedes Nutzungsszenario ein Wert berechnet,

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Seite 112 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

der anschließend in das bereits beschriebene Scoringmodell eingeflossen ist (siehe Kapitel 3.6). Wie aus Tabelle 15 ersichtlich wird, ist der Sauerstoffgehalt für die verschiedenen Szenarien sehr unterschiedlich zu bewerten. Für eine Makroalgenkultur spielt der Sauerstoffgehalt kaum eine Rolle und wird deshalb mit 10 Punkten bewertet. Für Miesmuscheln und Austern ist der Sauerstoffgehalt im Jahresverlauf absolut ausreichend, weshalb hierfür 9 Punkte vergeben worden sind. Gleiches gilt für ein IMTA-Szenario aus Miesmuscheln und Makroalgen. Während der Sommermonate werden aufgrund hoher Wassertemperatu-ren häufig zu niedrige Sauerstoffgehalte erreicht, um eine Kultivierung von Forellen in Netzgehegen ver-lustfrei zu betreiben. Aus diesem Grund musste der Parameter Sauerstoffgehalt für das Nutzungsszenario Regenbogenforelle mit einem Punkt bewertet werden. Die Strömung am Standort ist relativ moderat und die Datenlage zeigt eine sehr gute Eignung für die Forellenzucht und die Makroalgenkultur, weshalb beide eine Bewertung von 9 Punkten erhalten. Für Miesmuscheln und Austern ist die Strömung vereinzelt zu stark und könnte die Gefahr einer Ablösung vom Substrat bergen. Dadurch erhöht sich der Verlust der Biomasse, weshalb für die drei Szenarien Miesmuscheln, Austern und IMTA dieser Parameter mit 6 Punkten bewertet wird. Die Seegangshöhe als weiterer abiotischer Faktor wird im Jahresverlauf stark von vorherrschenden Win-den oder schweren Stürmen beeinflusst. Der betrachtete Datensatz zeigt, dass der Standort in dieser Hin-sicht am besten für eine Austernkultur geeignet ist, da diese relativ robust gegenüber starkem Wellengang sind. Somit ergibt sich auch eine Bewertung von 8 Punkten. Makroalgen und Miesmuscheln hingegen sind deutlich weniger robust gegenüber den maximal erreichten Wellenhöhen von 9m und erhalten des-halb eine Bewertung von 6 Punkten. Die Erfahrungswerte aus früheren Studien lassen darauf schließen, dass eine Netzgehegen für Forellen den gemessenen Maximalwellenhöhen ebenfalls nicht standhalten könnte, weshalb dieser Parameter mit nur einem Punkt für das Nutzungsszenario Forellenzucht bewertet wird. Die Temperaturen in der Deutschen Bucht unterliegen natürlichen Schwankungen und können in den Sommermonaten relativ hoch werden, was für die eher an Kälte angepassten Makroalgen nachteilhaft ist und deshalb nur eine Bewertung von 5 Punkten erhält. Ebenso verhält es sich folglich mit dem IMTA-Szenario. Die niedrigen Wassertemperaturen im Winter vermindern das Wachstum der Miesmuscheln und Austern und werden deshalb mit 7 Punkten bewertet. Für die Regenbogenforelle bietet das Tempera-turspektrum im Jahresverlauf größtenteils optimale Bedingungen, jedoch können sich die warmen Som-mermonate auch für die Forelle nachteilig auf die Gesundheit auswirken. Aus diesem Grund wird der Parameter für das Szenario Fischzucht mit 8 Punkten bewertet. Das Emissionsrisiko ist eine rein subjektive Bewertung, die für die verschiedenen Szenarien relativ zuei-nander abgegeben wurde. Der Nährstoffeintrag und damit das Emissionsrisiko ist natürlicherweise in ei-ner Fischzucht am größten und erhält deshalb einen Punkt. Auch die Kultivierung von Miesmuscheln und Austern birgt ein (wenn auch geringes) Emissionsrisiko und wird deshalb mit 5 Punkten bewertet. Das Emissionsrisiko spielt in einer Makroalgenkultur kaum eine Rolle und erhält deshalb eine Bewertung von 10 Punkten. In diesem Fall ist die Punktevergabe für das IMTA-Szenario abweichend, da hier der eigent-liche Vorteil einer IMTA zum Tragen kommt: die Emissionen einer Miesmuschelkultur können durch die Makroalgen kompensiert werden, weshalb dieses Szenario eine bessere Bewertung mit 8 Punkten erhält. Der Gehalt an Chlorophyll-a dient als eine approximative Größe für die Menge an verfügbaren Nährstof-fen durch Phytoplankton im Wasserkörper. Diese sind für Fische und Makroalgen ohne Bedeutung, wes-halb beide Szenarien 10 Punkte für den Faktor Chlorophyll-a erhalten. Für Miesmuscheln und Austern ist das Phytoplankton jedoch die direkte Nahrungsgrundlage. Für Miesmuscheln ist die Menge im Jahresver-lauf hauptsächlich in den Sommermonaten ausreichend, weshalb für diesen Parameter letztlich 7 Punkte vergeben wurden. Für Austern zeigen Erfahrungswerte aus der Deutschen Bucht, dass die Algenmenge ausreichend für gutes Wachstum ist, weshalb für das Nutzungsszenario der Austernkultur 9 Punkte ver-geben wurden. Der letzte Parameter, die Trübung, ist eine Referenz für die Menge anorganischen Materials (bspw. Sandpartikel) in der Wassersäule. Diese kann unterschiedliche Effekte auf die Kulturorganismen haben.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 113

Am Standort ist die Trübung jedoch so gering, dass dieser Parameter für alle Nutzungsszenarien mit 9 Punkten bewertet werden konnte. Die Bewertung der vier Nutzungsszenarien nach biologischen Kriterien für den Standort FINO3 zeigte die Favoritenrolle des Nutzungsszenarios „Makroalgen an Langleinen“. Dies ist vor allem der Insensiti-vität von Makroalgen gegenüber dem Sauerstoffgehalt und der Chlorophyll-Konzentration, sowie dem zu vernachlässigenden Emissionsrisiko geschuldet. Negativ für eine Makroalgenkultur an der FINO3 zu be-werten ist allerdings das Temperaturregime über den Jahresverlauf, welches vor allem in den Sommer-monaten zu warm werden kann. Das Nutzungsszenario „Austern in Laternennetzen“ ist laut Scoring-modell als zweitbestes für den Standort geeignet. Insbesondere Sauerstoffgehalt, Chlorophyll-Konzentration und die geringe Trübung begünstigen diese Bewertung. Gefolgt wird dieses Nutzungssze-nario vom Szenario „Miesmuschel an Langleinen“. Für diese Bewertung sind ebenfalls die geringe Trü-bung und die guten Sauerstoffbedingungen für Miesmuscheln ausschlaggebend. Strömung und Seegangs-höhe sind allerdings relativ stark für eine Miesmuschelzucht und erhalten deshalb eine geringere Punkte-zahl. Das Nutzungsszenario „IMTA“ liegt im Scoringmodell auf dem vorletzten Platz, was der Tatsache geschuldet ist, dass in einem Multitrophischen Szenario aus Miesmuscheln und Makroalgen immer die schwächste Bewertung für jeden Parameter berücksichtigt werden muss. Die schlechteste Eignung für eine Kultivierung am Standort besitzt aus biologischer Sicht das Nutzungsszenario „Regenbogenforelle im Netzgehege“. Zu diesem Ergebnis tragen vor allem die schlechten Sauerstoffbedingungen, der starke Seegang, sowie das vergleichsweise hohe Emissionsrisiko bei. Für die Auswahl eines geeigneten Nutzungsszenarios ist allerdings die gebündelte Betrachtung der biolo-gischen, technischen und wirtschaftlichen Parameter ausschlaggebend, welche im Folgenden zusammen-gefasst werden. Aus rein biologischer Sicht ist von einer Kultivierung der Regenbogenforelle abzuraten, da der vorligende Datensatz keine ausreichende Sauerstoffversorgung über das gesamte Jahr garantieren kann und auch die Wellen- und Strömungsverhältnisse für eine Netzgehegehaltung nicht optimal sind. Makroalgen hingegen wären ein sehr guter Kandidat für den Standort, obwohl in sehr warmen Sommern ein potentieller Verlust der Ernte bzw. ein Mangel an Sporophyten einkalkuliert werden müsste. Auch eine Kultivierung von Austern oder Miesmuscheln wäre am Standort potentiell möglich, wenn die Kulti-vierungseinheit den Wellen- und Strömungsverhältnissen standhalten kann. Starke Sturmereignisse und nachfolgend der Verlust von Biomasse müssen also ebenfalls einkalkuliert werden. Abgesehen davon ist die verfügbare Masse an Nahrungspartikeln in vielen Monaten für eine Muschel- bzw. Austernkultur aus-reichend. Die tatsächliche Wachstumsgeschwindigkeit unter den gegebenen Parametern müsste im Vor-hinein modelliert werden, um das Erreichen der Marktgröße adäquat vorherzusagen. Eine Multitrophische Kultur aus Miesmuscheln und Algen wäre potentiell für den Standort geeignet, würde voraussichtlich aber keinen Mehrwert zu den Einzelkulturen generieren.

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Seite 114 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Scoringmodell: Tabelle 15: Scoring der einzelnen Nutzungsszenarien aufgrund 22 Bewertungskriterien

Miesmuschel Regenbogenforelle Makroalgen IMTA Austern

Szenarien Kriterien Gewicht Wert Score Wert Score Wert Score Wert Score Wert Score

Biologische Eignung 30% 6.93 5.98 7.83 6.62 7.40 Sauerstoffgehalt 4.3% 9 0.39 1 0.04 10 0.43 9 0.39 9 0.39 Strömung 6.4% 6 0.39 9 0.58 9 0.58 6 0.39 6 0.39 Seegangshöhe 4.3% 6 0.26 1 0.04 6 0.26 6 0.26 8 0.34 Temperatur 7.9% 7 0.55 8 0.63 5 0.39 5 0.39 7 0.55 Emissionsrisiko 2.1% 5 0.11 1 0.02 10 0.21 8 0.17 5 0.11 Chlorophyll a 2.9% 7 0.20 10 0.29 10 0.29 7 0.20 9 0.26 Trübung 2.1% 9 0.19 9 0.19 9 0.19 9 0.19 9 0.19 Technische Eignung 30% 5.70 3.11 5.95 5.50 5.77 Wassertiefe 7.5% 5 0.38 1 0.08 5 0.38 5 0.38 5 0.38 Notwendigkeit der Erreichbarkeit 2.7% 9 0.25 2 0.05 9 0.25 9 0.25 8 0.22 Infrastruktur Offshore 4.8% 7 0.33 5 0.24 6 0.29 6 0.29 7 0.33 Messanforderungen 3.4% 4 0.14 4 0.14 8 0.27 4 0.14 4 0.14 Datenanforderung 4.1% 5 0.20 5 0.20 5 0.20 5 0.20 5 0.20 Bauanforderungen vor Ort 6.1% 5 0.31 3 0.18 5 0.31 5 0.31 6 0.37 Anforderungen Onshore Basis 1.4% 8 0.11 3 0.04 7 0.10 7 0.10 7 0.10 Wirtschaftliche & Politische Eignung 40% 5.29 2.35 4.93 4.76 5.02 Investitionsausgaben 3.6% 7 0.25 2 0.07 7 0.25 7 0.25 6 0.22 Betriebsausgaben 3.6% 7 0.25 2 0.07 6 0.22 6 0.22 7 0.25 Robustheit Anlagenszenario 7.3% 5 0.36 2 0.15 3 0.22 3 0.22 4 0.29 Erträge 1.5% 3 0.04 3 0.04 5 0.07 3 0.04 7 0.10 Akzeptanz Stakeholder 4.4% 9 0.39 3 0.13 8 0.35 9 0.39 9 0.39 Genehmigung Umweltrecht 8.0% 5 0.40 3 0.24 6 0.48 5 0.40 5 0.40 Genehmigung Baurecht 2.9% 5 0.15 2 0.06 4 0.12 4 0.12 3 0.09 Versicherungsfähigkeit 8.7% 3 0.26 2 0.17 3 0.26 3 0.26 3 0.26 Summe 100% 5.91 3.67 6.11 5.54 5.96

Page 125: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

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3.6.2 Bewertung aus technischer Sicht Die technische Eignung der fünf Nutzungsszenarien für den Standort FINO3 wurde anhand von sieben Faktoren bewertet. Die ausschlaggebenden Faktoren werden hier für jedes Nutzungsszenario kurz erläu-tert.

Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen Generell fällt auf, dass dieses Szenario im Hinblick auf die Notwendigkeit der Erreichbarkeit, die Anfor-derungen Onshore Basis und die Infrastruktur Offshore eine gute Eignung zeigt. Weiterhin ist anzumer-ken, dass für keinen Faktor am gegebenen Standort dieses Nutzungsszenario ungeeignet ist, was für die besonders schwierigen Bedingungen im Offshore-Bereich selten der Fall ist. Voraussetzung für die nur eingeschränkt nötige und mögliche Erreichbarkeit sind hier automatisierte Mess- und Monitoringverfah-ren wie sie an dieser Plattform teilweise bereits vorgenommen werden. Auch die Übernahme von man-chen Arbeiten durch die Ingenieure des FuE-Zentrums sind bereits hier bedacht. Es wird für dieses Szena-rio eine gewisse Infrastruktur im Offshore-Bereich benötigt aber bereits größtenteils durch die vorhande-ne Infrastruktur der Plattform abgedeckt. Die Anforderungen Onshore sind ebenfalls nur beschränkt er-forderlich, da alle Abschnitte der Miesmuschelzucht- und kultivierung im Meer stattfinden und die noch notwendigen Onshore-Strukturen in Norddeutschland mehrfach bestehen und damit die Möglichkeit diese mitzunutzen. Für die vier anderen Faktoren, Wassertiefe, Messanforderungen, Datenanforderungen und Bauanforderungen von Ort, ist eine Miesmuschelkultur zumindest mit Einschränkungen geeignet. Eine Einschränkung bezüglich Wassertiefe ist z.B. der fehlende Puffer für eine zunehmende Seegangshöhe oder Expansion der Anlage in die Tiefe. Für die Daten- und Messanforderungen sind zumindest wichtige Werte für z.B. Wassertemperaturen, Sauerstoff, Seegangshöhe und Strömung sehr umfangreich in jahre-langen Zeitreihen am Standort vorhanden und werden auch derzeit weiter erhoben. Aus Sicht der technischen Eignung ist dieses Nutzungsszenario eine gute und empfehlenswerte Form der Nutzung des Standorts FINO3. Es sind einige mögliche Einschränkungen und Risiken zu beachten, die eine sehr sorgfältige Planung und Testphase für eine Umsetzung erforderlich werden lassen aber kein Ausschlusskriterium darstellen.

Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege Betrachtet man die Wertzahlen der technischen Eignung so fällt auf, dass kein Faktor für dieses Nut-zungsszenario eine gute Eignung belegt. Vier von sieben technischen Faktoren, Wassertiefe, Notwendig-keit der Erreichbarkeit, Bauanforderungen vor Ort und Anforderungen Onshore Basis, bewerten die Eig-nung einer Fischzucht an diesem Standort als schlecht. Besonders die geringe Wassertiefe verhindert ein unter den an diesem Standort gegebenen Seegangshöhen notwendiges Absenken der Netzgehege, um die Anlage und Fische vor Schaden oder Verlust zu schützen. Auch ist derzeit kein Netzgehege für Fische am Markt verfügbar, der mit dieser Wassertiefe eingesetzt werden kann. Weiterhin bleibt auch keine Mög-lichkeit für eine zukünftige Expansion durch größere tiefer gehende Netzgehege. Auch ein Puffer für eine zunehmende Seegangshöhe in der Nordsee ist nicht gegeben. Die Bauanforderungen vor Ort für so eine Netzgehegeanlage wären ebenfalls kaum erfüllbar. Besonders die Erreichbarkeit der Anlage ist wichtig, da Fische sehr umfangreich und deutlich häufiger zu kontrollieren und versorgen sind als Muscheln oder Algen. Die Kultivierung dieser Spezies beruht auf der Zucht in Onshore-Anlagen bis zu einer Mindest-größe, was erfahrenes Fachpersonal und spezielle Bruthäuser bedeutet. Die anderen drei Faktoren, Infra-struktur Offshore, Mess- und Datenanforderungen, sind an diesem Standort für eine Fischzucht nur unter Einschränkungen oder mit Zusatzaufwand erfüllbar. Die Kultivierung von Regenbogenforellen ist an diesem Standort aus technischer Sicht nicht zu empfeh-len. Die technische Entwicklung wird jedoch derzeit in einigen Ländern, besonders Norwegen, rasant vorangetrieben und könnte in absehbarer Zeit zu einer anderen Eignungsbewertung führen.

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Makroalgen (Saccharina latissima) an Langleinen Die Anforderungen einer Makroalgenkultur der drei Faktoren Notwendigkeit der Erreichbarkeit, Messan-forderungen und Anforderungen Onshore Basis sind an diesem Standort gut erfüllbar. Makroalgen benö-tigen einen relativ geringen Pflegeaufwand und sind besonders für eine Kultivierung im Offshore-Bereich mit harschen Umweltbedingungen geeignet. Messungen und Offshore-Infrastruktur sind bereits zumin-dest in großen Teilen durch die FINO3 abgedeckt oder können leicht ergänzt werden. Strukturen für die Kultivierung der ersten Stadien der Algen und die Weiterverarbeitung nach der Ernte zu Extrakten in ei-ner Onshore-Basis erfolgen sind auch in Schleswig-Holstein bereits vorhanden und könnten eventuell genutzt werden. Auch für die anderen vier Faktoren Wassertiefe, Infrastruktur Offshore, Datenanfor-derungn und Bauanforderungen vor Ort zeigen eine zumindest mittelmäßige Eignung des Nutzungsszena-rios. So ist die am Standort gegebene Wassertiefe ausreichend für die Installation einer solchen Algenkul-tur und Daten sind zumindest für einige wichtige Parameter durch Messungen an der FINO3 vorhanden. Auch die Kultivierung von Makroalgen stellt an der FINO3 eine aus technischer Sicht mögliche Nut-zungsform dar. Für einige Faktoren ist eine Makroalgenkultur sogar gut geeignet. Es wurde kein techni-scher Faktor schlechter als mittelmäßig bewertet, sodass kein Ausschlussfaktor für eine Umsetzung er-sichtlich ist.

IMTA – Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen Die Notwendigkeit der Erreichbarkeit und die Anforderungen Onshore Basis sind für diese IMTA gut zu erfüllen. Beide Organismen sind für die Nordsee-Bedingungen gut geeignet und erfordern daher keinen großen Pflegeaufwand. Es sind etablierte Onshore-Betriebe für diese Produkte vorhanden, die eine Ko-operationsmöglichkeit darstellen. Für die anderen fünf Faktoren wird keiner schlechter als mittelmäßig beurteilt. So gelten hier die gleichen Argumente wie für die Szenarien Miesmuschel und Makroalgen. Die Wassertiefe ist zumindest ausreichend und Messungen und Infrastruktur im Offshore-Bereich können teilweise von der Plattform übernommen werden. Wichtige Daten für eine Kultivierung liegen bereits vor. Aber auch hier sind automatisierte Monitoringverfahren eine Voraussetzung für diese Bewertungen. Grundsätzlich ist auch diese Nutzungsform am Standort FINO3 möglich. Es wurde aus technischer Sicht kein Faktor ermittelt, der einer Umsetzung stark widerspricht. Allerdings zeigen die Mehrzahl der techni-schen Faktoren einen zusätzlichen Aufwand zur Anpassung an diesen Standort bzw. bedeuten eine länge-re Testphase für den erfolgreichen Betrieb.

Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen Die drei Faktoren Notwendigkeit der Erreichbarkeit, Infrastruktur Offshore und Anforderungen Onshore Basis beurteilen eine gute Eignung einer Austernkultur für diesen Standort. Die Auster ist an die Bedin-gungen der Nordsee angepasst (Kapitel 3.3.5) und der Einsatz von automatisierten Verfahren in Kombi-nation mit der teilweisen Verfügbarkeit von Fachpersonal und Infrastruktur an der FINO3 zeigen eine gute Eignung für diesen Standort. Die anderen Faktoren bewerten die Eignung einer Austernkultur als zumindest mittelmäßig. So ist auch hier die Wassertiefe zumindest ausreichend aber lässt keinen Raum für eine Ausweitung der Anlage in größere Tiefen bzw. für die Verbringung der Anlage in größere Tiefen bei zunehmender Seegangshöhe. Messungen und Daten liegen teilweise durch die Routineprogramme an der FINO3 vor bzw. können erhoben werden. Aus technischer Sicht gibt es keinen Faktor, für den sich eine Umsetzung als unmöglich erweist würde. Testphasen und Einschränkungen sich auch hier allerdings bezüglich einiger Faktoren erforderlich.

3.6.3 Aus wirtschaftlich/politischer Sicht Die Eignung der fünf Nutzungsszenarien für den Standort FINO3 wurden aus wirtschaftlicher und politi-scher Sicht anhand von acht Faktoren untersucht und durch das in Kapitel 3.2 beschriebene Bewertungs-verfahren für jeden Faktor und jedes Szenario beurteilt Kapitel (3.4 und 3.5.). Das Ergebnis ist Tabelle 15, deren Aussagen hier erläutert werden.

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Miesmuschel (Mytilus edulis) an Langleinen Die Investitionsausgaben für eine Miesmuschel-Hängekulturanlage entstehen zum größten Teil aus der Charter eines Schiffes für die Installation und der Planung (Personal). Die Materialkosten hingegen sind aber relativ niedrig. Die Personalkosten sind auch für die Betriebskosten ein wesentlicher Teil, der jedoch teilweise durch die Verfügbarkeit von bereits trainiertem und zertifiziertem Personal an der FINO3-Plattform gesenkt werden kann. Da keine Futterkosten entstehen (Muscheln filtern die Nahrung aus dem Meer) ergeben sich die weiteren Betriebskosten hauptsächlich aus den vorgeschriebenen Laboranalysen. Die Aquakultur mit Miesmuscheln ist eine extensive und nachhaltige Nutzung der marinen Ressource, da kein zusätzlicher Eintrag von Nährstoffen durch Zufüttern oder Medikamentengabe erfolgt, was wiede-rum entscheidend ist hinsichtlich der Akzeptanz Stakeholder. Diese Argumente führten zu einer relativ hohen Bewertung für die drei Faktoren Investitionsausgaben, Betriebsausgaben und Akzeptanz Stakehol-der. Niedrig bewertet wurden die beiden Faktoren Erträge und Versicherungsfähigkeit. Geht man von einer Vermarktung als Speisemuscheln durch eine internationale Auktion aus, so handelt es sich keinesfalls um ein hochwertiges Produkt. Höhere Erträge wären nur durch regionale Vermarktung mit einem entspre-chenden Mehraufwand z.B. im Personal möglich, was hier nicht angenommen wird aber als Möglichkeit für eventuelle Projekte zu berücksichtigen ist. Ein alternatives Produktionsziel kann die Gewinnung und der Verkauf von Saatmuscheln sein, für die es in den küstennahen Bodenkulturanlagen aufgrund seit län-gerem abnehmender Saatmuschelvorkommen eine große Nachfrage gibt. Die Versicherung einer Offsho-re-Miesmuschelanlage unterliegt immer dem Risiko der Beschädigung oder sogar des vollständigen Ver-lusts durch extremen Seegang. Für die anderen drei Faktoren Robustheit Anlagenszenario, Genehmigung Umweltrecht und Genehmigung Baurecht sind Risiken bzw. detaillierte Vorschriften zu beachten und mit viel Zeitaufwand zu bearbeiten aber insgesamt ist hier zumindest eine mittlere Eignung anzunehmen. Bei der Kultivierung von Miesmuscheln handelt es sich um eine der in verschiedenen Aspekten problem-losesten und umfassend akzeptierten Formen der Aquakultur. So ist aus rechtlicher und politischer Sicht diese Nutzungsvariante durchaus lohnenswert zu verfolgen. Aus wirtschaftlicher Sicht muss allerdings eine Alternative der Vermarktung betrachtet werden.

Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) im Netzgehege Eine Eignung dieses Nutzungsszenarios für alle betrachteten wirtschaftlichen und politischen Faktoren wird hier negativ bewertet. Besonders der große Pflegeaufwand bedingt hohe Kosten für die Schiffschar-ter und Offshore-Trainings des Personals sowie die Schaffung einer speziellen Offshore- und Onshore-Infrastruktur und damit einen hohen Kapitalbedarf. Die Robustheit des Anlagenszenarios wird durch die beschränkte Möglichkeit dem extremen Seegang und weiteren Einflüssen, wie z.B. Korrosion zu wider-stehen, ebenfalls niedrig eingestuft. Für dieses Produkt, das in Konkurrenz zu anderen lachsartigen Spei-sefischen aus intensiver Aquakultur aus Ländern mit niedrigen Löhnen und rechtlichen Bedingungen steht, ist kein hoher Preis zu erzielen bzw. in Zukunft zu erwarten. Die Akzeptanz gegenüber Aquakultur-anlagen, die Fische produzieren ist aus vielen verschiedenen Gründen, wie z.B. Herkunft des Futters, Me-dikamentengabe, Tierwohl, gering. Kosten und Dauer des Zulassungsaufwands aus umweltrechtlicher und baurechtlicher Sicht sind hoch, da umfangreiche Auflagen zu erfüllen und nur wenige oder keine Referenzfälle hierzu EU-weit vorliegen. Es ist mit einem langwierigem Zulassungsverfahren zu rechnen. Aus Versicherungssicht handelt es sich bei Netzgehegen um massive Konstrukte, die viele verschiedene Risiken, wie z.B. Losreißen durch Sturm und Kollosionsgefahr für benachbarte Offshore-Anlagen und Schiffe, darstellen. Als Fazit zu diesem Nutzungsszenario ist derzeit keine Umsetzung aus den oben genannten Gründen zu empfehlen.

Makroalgen (Saccharina latissima) an Langleinen Die Investitionsausgaben und die Akzeptanz Stakeholder sind für dieses Nutzungsszenario Faktoren, die für eine eventuelle Umsetzung sprechen und eine gute Bewertung liefern. Auch hier sind die Charterkos-

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ten für ein Spezialschiff und den Personalkosten für die Planung die Hauptkosten, die aber wiederum teilweise durch z.B. Arbeitseinsätze von bereits zertifiziertem Personal an der Plattform FINO3 reduziert werden. Die Materialkosten sind dagegen gering. Es sind keine dauerhaften negativen Auswirkungen auf die Umwelt zu erwarten. Auch die häufigen Kritikpunkte der Aquakultur aus anderen Bereichen wie z.B. Tierwohl, Medikamente, entfallen und stehen daher einer Akzeptanz nicht entgegen. Somit sind auch die Vorgaben für das Umweltrecht mit mittlerem bis wenig Aufwand einhaltbar. Die Betriebsausgaben ent-stehen personell besonders im Onshore-Bereich durch die Zucht der ersten Stadien und der Weiterverab-eitung zum Endprodukt. Die Instandhaltungskosten hingegen sind gering, sodass insgesamt auch für die-sen Faktor sich eine mittlere bis gute Bewertung ergibt. Wichtig auf der Ertragsseite ist zu berücksichti-gen, dass diese hoch sind aber in der EU sich ein Markt erst in der Entstehung befindet. Kritikpunkte zu diesem Szenario lassen sich in Hinsicht auf die beiden Faktoren Robustheit Anlagensze-nario und der Versicherungsfähigkeit finden. Extrem hoher Seegang können die Anlage beschädigen, losreißen, einen Teil der Algen abreißen. Erfahrungswerte sind in Deutschland für diese Anlagenform kaum oder nicht vorhanden. Aus wirtschaftlicher und politischer Betrachtung ist die Umsetzung einer solchen Anlage möglich aber mit besonderen Vorkehrungen und Risiken verbunden. Hier ist die Zusammenarbeit mit Institutionen, Betrieben, die Erfahrung in der Offshore-Makroalgenaquakultur haben besonders wichtig.

IMTA – Miesmuscheln und Makroalgen an Langleinen Auch für diese Nutzungsform sind die Investitionsausgaben und die Akzeptanz Stakeholder Faktoren, die für dieses Szenario sprechen. Die Schiffscharter und Personalkosten für die Planung sind hoch aber die Nutzung der Infrastruktur und des Personals an der Plattform sowie niedrige Materialkosten niedrig sen-ken nicht nur die Investitionsausgaben, sondern auch die Betriebskosten. Die allgemein akzeptierte Pro-duktionsform beider Organismen, für die viele der Hauptkritikpunkte von Aquakulturanlagen nicht zu-treffen, ergeben eine gute Bewertung für den Faktor Akzeptanz und eine mittlere für den Faktor Umwelt-recht. Allerdings ist die Robustheit einer solchen Anlage gegenüber extremen Wellen und anderen Einflüssen wie Korrosion oder Biofouling nur sehr eingeschränkt. Daher müssen die Versicherungsfähigkeit und die technischen Möglichkeiten zur Verbesserung der Robustheit für eine Umsetzung besonders geprüft wer-den. Auch die Erträge aus der Miesmuschelproduktion und den Vertriebsmöglichkeiten von Algenpro-dukten sind relativ niedrig. Höhere Erträge sind durch eine regionale aufwendige Vermarktung der Mu-scheln und der Weiterverarbeitung der Algen zu Extrakten sowie Verbesserungen der Kultivierungstech-niken möglich. Die Nachfrage für beide Produkte ist seit Jahren ungebrochen vorhanden. Allerdings be-findet sich der Markt für Algenprodukte noch in der Anfangsphase. Es handelt sich hier um eine Kombination von zwei Nutzungsformen, die somit die Berücksichtigung der jeweils schwächsten Variante für jeden Faktor erfordert. Eine Umsetzung ist mit einer Testphase, die kri-tische Faktoren durch Anpassungen besonders berücksichtigt, eventuell möglich. Auch hier ist die Ko-operation mit erfahrenen Fachleuten international besonders angeraten.

Europäische Auster (Ostrea edulis) in Laternennetzen Austern benötigen einen relativ geringen Pflegeaufwand. Da die Nahrungsgrundlage für Austern das Plankton im Wasser ist, entfällt z.B. das Füttern. Die daraus resultierenden wenigen Offshore-Einsätze resultieren unter anderem in niedrigen Betriebskosten. Ein weiterer positiver Punkt einer Austernkultur sind die hohen Erträge. Eine mäßig hohe Wertschöpfung ist möglich und das Angebot nicht importierter Ware sehr beschränkt. Es ist eine hohe Akzeptanz der Stakeholder zu erwarten, da es sich um eine exten-sive und nachhaltige Nutzung der marinen Ressource handelt. Allerdings unterliegt eine Offshore-Austernkulturanlage verschiedenen Risiken und es sind keine Refe-renz-Anlagen in der Nordsee vorhanden. Somit sind Robustheit der Anlagen, Baurecht und Versiche-rungsfähigkeit als schwierig für eine Umsetzung anzusehen.

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Aufgrund der niedrigen Materialkosten aber für Offshore-Einsätze hohen Schiffscharterkosten sind die Investitionskosten moderat. Eine Umsetzung wäre unter besonderer Berücksichtigung der kritischen Faktoren möglich aber es ist ein langwieriges Genehmigungsverfahren zu erwarten. Vorteilhaft ist die Art der Kultivierung ohne zusätzli-chen Eintrag von Nährstoffen durch Zufüttern, ohne Medikamente, was wiederum entscheidend ist hin-sichtlich verschiedener Umweltgesetze und Genehmigungen sowie Akzeptanz und Vermarktung. Ein zusätzliches Nutzungsziel neben der Produktion der Auster als Lebensmittel kann die Produktion der Eu-ropäischen Auster als Besatzmaterial zur Verbesserung der stark dezimierten Austernbestände sein.

3.6.4 Gesamtbewertung Wie alle Modelle zeigen sich auch hier Nachteile, die unbedingt bei der Entscheidung welches Nutzungs-szenario der „Sieger“ ist berücksichtigt werden müssen. So können beispielsweise unterschiedliche Ent-scheidungsträger unterschiedliche Präferenzen haben und somit schnell zu einer leichten Verschiebung der Scoringergebnisse kommen. Auch die Auswahl der Kriterien bleibt immer zu einem Teil subjektiv, was sich ebenfalls auf die Scoringergebnisse auswirkt. Hinzu kommt, dass die Gewichtung immer sehr subjektiv mit den entsprechenden Auswirkungen auf das Gesamtergebnis erfolgt. Daher ist es auch hier besonders wichtig sich nicht nur an den errechneten Zahlen blind zu orientieren, sondern diese auch kri-tisch zu hinterfragen und Ergebnisse zu interpretieren. Dies gilt besonders in der Situation von nur sehr geringen Unterschieden im Gesamtergebnis, wie es hier vorliegt. Bei Betrachtung der fünf Gesamtscores fällt auf, dass sich diese in zwei Klassen einteilen lassen. Die Nutzungsszenarien „Miesmuschelkultur“, „Makroalgenkultur“ und „Austernkultur“ zeigen nach dem Scoringsmodell kaum zu differenzierende Ergebnisse mit Werten über 5,9. Die beiden Nutzungsszenarien „Fischzucht“ und „IMTA“ liegen mit niedrigeren Gesamtscores in einer anderen Klasse. Die höhere Klasse mit einem Gesamtscore von mindestens 5,9 repräsentiert auch ein bestimmtes Machbarkeitsni-veau. Wie in Kapitel 1.4.2 Punkt G erläutert werden in so einem Fall weitere Entscheidungshilfen aus der Pra-xis hinzugenommen. Als ausschlaggebendes Kriterium zur Ermittlung eines „Favoriten“ unter den be-trachteten Nutzungsszenarien wurde als pragmatischer Ansatz das Interesse von Unternehmen für eine eventuelle Umsetzung sowie die vorliegende Erfahrung mit der Produktionsmethode herangezogen. Zur Beschreibung der Situation der Offshore-Aquakultur wurden Unternehmen bereits im Recherchestadium befragt (Kapitel 1.4) befragt. Hier zeigt sich eindeutig das Interesse und die langjährige Erfahrung in Deutschland und besonders in Schleswig-Holstein an dem Nutzungsszenarium „Miesmuschelzucht mit Langleinen“ für die Umsetzung in der Praxis. Ein weiteres entscheidendes Argument, das auch schon in der Auswahl von geeigneten Spezies angewendet wurde (1.5.1), ist die vorhandene Vorerfahrung und Etablierung einer bestimmten Spezies bzw. Produkts. So sind Erfahrungen in der Praxis mit Offshore-Makroalgenkultur und Offshore-Austernkultur in Deutschland weitaus geringer vorhanden als mit Mies-muschelkultur. Das Produkt Miesmuschel ist langjährig und traditionell etabliert während die Absatz- und Vermarktungsmöglichkeiten für Algen noch relativ neu sind bzw. erst noch erforscht werden müssen. Austern sind ebenfalls ein etabliertes Produkt aber kaum jemand hat in Deutschland die notwendige prak-tische Erfahrung diese Art im Offshore-Bereich zu kultivieren.

3.7 Fazit: Ergebnis der Identifikation geeigneter Nutzungsszenarien (FuE, AP2; GMA, AP3)

3.7.1 Fazit aus technischer Sicht (FuE) Im vorangegangenen Kapitel sind die Bewertungen der einzelnen Faktoren detailliert erläutert worden. In diesem Kapitel wird nun eine Gesamtbetrachtung und ein Vergleich der Nutzungsmöglichkeiten am Standort FINO3 dargestellt.

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Generell führen die Möglichkeiten der Mitnutzung der vorhandenen Infrastruktur und Expertise an der FINO3 bei vielen der betrachteten Faktoren zu einer positiveren Bewertung als dies der Fall wäre ohne eine Anbindung an eine bestehende Offshore-Struktur. Ein Beispiel ist das teure und zeitaufwendige Trainings- und Zertifizierungsverfahren für Personen, die im Offshore-Bereich arbeiten. Hier stehen für einen Teil der Arbeiten erfahrene und zertifizierte Personen bereits zur Verfügung. Aber auch die Mög-lichkeit auf mehrjährige Messdaten für eine Vielzahl von Faktoren Zugriff zu haben, bzw. diese mit mi-nimalem Zusatzaufwand messen zu können ist explizit an diesem Standort möglich. Der Großteil der Kosten setzt sich aus der hohen Charter für Spezialschiffe und den Personalkosten zusammen. Nutzungs-szenarien, die einen möglichst geringen Einsatz von Schiffstagen erfordern sind daher im Offshore-Bereich eindeutig zu bevorzugen. Wie bereits vielfach dargestellt, ist daher für alle Nutzungsszenarien die Automatisierung von verschiedenen Vorgängen, wie z.B. Messungen, eine zentrale Voraussetzung für die wirtschaftliche und technische Machbarkeit. Die Akzeptanz der Stakeholder einer Nutzung ist eine Grö-ße, die sich nur im Zeitraum von mehreren Jahren verändert, was den Vorteil hat, dass sie relativ gut planbar ist. Die Bewertung ergab, dass heimische Organismen, die nachhaltig produziert werden und be-reits über eine Akzeptanz gegenüber der Aquakulturherkunft verfügen die Favoriten für eine Umsetzung sind. Ebenfalls ergab die Gesamtbetrachtung, dass alternative Vermarktungsstrategien, wie z.B. eine regi-onale Vermarktung, für viele Nutzungsformen die einzige Möglichkeit darstellen eine wirtschaftlich nachhaltig zu sein und die Besonderheiten und Kosten der nachhaltigen Nutzung der marinen Ressource rentabel werden zu lassen. Ein weiterer wichtiger Punkt für alle Nutzungsszenarien ist die Möglichkeit der Mitnutzung bestehender Onshore-Strukturen. Müssen diese erst geschaffen werden, steht eine wirt-schaftliche Nachhaltigkeit in Frage. Zusammenfassend läßt sich festhalten: Aus der technischen, wirtschaftlichen und politischen Sicht sind die drei Nutzungsszenarien Miesmuscheln, Makroalgen und Austern für eine Co-Nutzung des Standorts FINO3 geeignet. Ungeeignet an diesem Standort hingegen wäre eine Nutzung durch eine Fischzucht in Netzgehegen. Hier stehen verschiedene Probleme im Weg aber besonders für die geringe Wassertiefe sind zurzeit keine technischen Lösungen vorhanden, um Fische und Anlage einerseits vor Schäden durch Stürme zu schützen und andererseits genügend Raum für tiefgehende Netzgehege und nötigen Abstand zum Meeresboden zu haben. Eine Kombination verschiedener kultivierter Organismen in einer Anlage (IMTA) ist ebenfalls nicht völlig auszuschließen aber ist im Vergleich zu einer Nutzung mit nur einer Spezies schwieriger umzusetzen, da für jeden zu berücksichtigen Faktor die Risiken der „schwächsten“ Art maßgebend sind. Aus der Kombination der errechneten Scores und der gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und politischen Gegebenheiten ist das Nutzungsszenario Miesmuschel an Langleinen, wie in Kapitel 3.6 erläutert, zu fa-vorisieren. Es ist kein Faktor bekannt, der eine Umsetzung unmöglich erscheinen lässt. Die technischen Aspekte einer solchen Anlage sind bereits überwiegend unter sehr vergleichbaren Bedingungen erprobt worden und werden derzeit an verschiedenen Nordsee-Standorten eingesetzt. Miesmuscheln bedürfen keiner intensiven Pflege, sind dem Verbraucher aus Aquakultur bekannt und können ökologisch nachhal-tig produziert werden. Die Nachfrage übersteigt das Angebot aus deutscher Produktion bei weitem und alterntive Vermarktungsstrukturen als Möglichkeit nicht mit dem international niedrigen Preis kalkulieren zu müssen sind vorhanden.

3.7.2 Fazit aus biologischer Sicht (GMA) Aus biologischer Sicht wäre das Nutzungsszenario „Makroalgen an Langleinen“ für den Standort FINO3 zu favorisieren. Jedoch kommt es in der Aquakulturproduktion eben nicht nur auf die biologischen Gege-benheiten an, sondern wie bereits beschrieben auch auf die Durchführbarkeit und die gegebenen Erfolg-saussichten. Die Miesmuschel ist wie die Makroalge potentiell für eine Kultivierung am Standort gut ge-eignet. Die Unterschiede ergaben sich vor allem aus einer sehr detaillierten Betrachtungsweise und schließen deshalb eine erfolgreiche Kultivierung von Miesmuscheln in der Deutschen Bucht nicht aus. Im Gegenteil – die Erfahrung, die in Schleswig-Holstein mit der Kultivierung dieser Art vorliegt, wird sich in der Durchführung eines solch großen Projektes bezahlt machen.

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Das Nutzungsszenario „Miesmuschel an Langleinen“ schneidet in der biologischen Bewertung des Sco-ring-Modells vor allem deshalb schlechter ab, da die Miesmuschel als filtrierender Organismus im Ge-gensatz zu Makroalgen von allen betrachteten Parametern direkt abhängig ist. So ist die Chlorophyll-a-Menge natürlicherweise nicht über das gesamte Jahr ausreichend, um optimales Wachstum zu erzielen. Dies muss natürlich in der Betrachtung der Produktionszeiträume berücksichtigt werden. Um eine Wirt-schaftlichkeit des Pilotprojektes zu berechnen, muss das Erreichen der Marktgröße unter den gegebenen Bedingungen abgeschätzt werden (siehe Kapitel 4.2.2). Die Produktionsdauer kann vor allem aus Erman-gelung an Daten für den Standort FINO3 nur aus Erfahrungswerten anderer Standorte und einer groben Betrachtung des Wachstumspotentials in Abhängigkeit von Temperatur und Nahrungspartikeln geschätzt werden. Aus biologischer Sicht ist gerade deshalb das Errichten einer Pilotanlage sinnvoll, um eben diese Daten zu erheben und um damit den kommerziellen Betrieb von Offshore-Miesmuschelaquakultur voran-zubringen. Strömung und Wellenbewegung sind zwei weitere wichtige Parameter, die einer uneingeschränkten Eig-nung der Miesmuschel für die Kultivierung am Standort entgegenstehen. So gibt es auch hier nur wenig Erfahrungswerte in der Offshore-Kultivierung und die Gefahr des Verlustes der Produktionseinheit und der kultivierten Muscheln ist bei jedem starken Sturm sehr hoch. Solche Sturmereignisse betreffen jedoch alle Nutzungsszenarien gleichermaßen und den Folgen kann mit modernder Produktionstechnik und ei-nem darauf ausgerichteten Anlagendesign durchaus entgegengewirkt werden. So werden die Langleinen in der Wassersäule abgesenkt, um den stärksten Scherkräften an der Wasseroberfläche auszuweichen. Geeignete Produktionsformen lassen sich auch an anderen Standorten im Nordatlantik finden, die eben-falls durch starken Wellengang charakterisiert sind. Miesmuscheln befinden sich natürlicherweise meist in Gezeitenzonen und besitzen durch ihre Byssusfäden bereits eine Anpassung an starke Gezeitenströ-mungen. Jedoch stellen der Verlust von Muscheln und Schalenabrieb durch starke Wellenbewegungen weiterhin das größte Risiko dar, welches in der Planung natürlich berücksichtigt werden muss. Im Gegensatz zu Makroalgen scheiden Miesmuscheln verschiedene Formen von Faeces und andere Stoffwechselendprodukte aus, welche ein gewisses Emissionsrisiko darstellen. Dieses wird im Folgenden in einer ökologischen Eingriffsfolgenabschätzung detailliert betrachtet (siehe Kapitel 6). Auch gibt es weitere potentielle Interaktionen zwischen einer Miesmuschelkultur und dem umgebenden Ökosystem, welche während der Planung einer Pilotanlage im Rahmen einer Umweltverträglichkeitsprüfung ange-messen betrachtet werden müssen. Die Eingriffsfolgenabschätzung dieser Studie kann eine solche Prü-fung nicht ersetzen, aber aufzeigen welche thematischen Schwerpunkte zu erwarten sind und welche Umweltinteraktionen (nach aktuellem Wissensstand) voraussichtlich keine negativen Auswirkungen ha-ben werden. Im Rahmen des aktiven Umweltschutzes könnte, wie bereits in vorherigen Kapiteln erläutert, eine Mies-muschelaquakultur einen positiven Effekt auf die generelle Miesmuschelpopulation der Deutschen Bucht haben. Eine Konzentration von Miesmuscheln am Standort hat gleichermaßen eine lokale Erhöhung der Saatmuschelzahl zur Folge, welche durch Strömungsdrift die stark zurückgegangenen Miesmuschelbänke an den norddeutschen Küstenregionen, v.a. in Schleswig-Holstein, bewachsen könnten. In diesem Fall würden auch die Miesmuschelfischer des Landes von einer Offshore-Aquakulturanlage an der FINO3 profitieren. Inwieweit diese Annahme tatsächlich zutrifft, müsste während der Pilotphase durch Datener-hebungen des Saatmuschelvorkommens bestätigt werden.

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4 Prüfung der ausgewählten Nutzungsszenarien für ein Pilotpro-jekt am Standort FINO3

In Kapitel 3.6 wurde das Nutzungsszenario „Miesmuschelzucht an Langleinen“ als bestes Szenario auf-grund der erläuterten biologischen, technischen und betriebswirtschaftlichen Kriterien sowie der prakti-schen Umsetzungsmöglichkeiten für den Standort FINO3 beurteilt. Die folgende Betrachtung der rechtli-chen Aspekte und die wirtschaftliche Prüfung beziehen sich auf diesen „Favoriten“ des Scoring-Verfahrens.

4.1 Aktueller rechtlicher Rahmen für technische Aspekte in der Offshore- Aquakultur (FuE)

Bevor man sich mit der biologischen und technischen und wirtschaftlichen/politischen Durchführbarkeit eines Pilotprojektes befasst, müssen zu allererst ausreichende Prüfungen der rechtlichen Vorgaben und Bestimmungen hinsichtlich der Auflagen in nationalen sowie internationalen Gewässern abgeklärt wer-den. Dies schafft auch Rechtssicherheit für die nicht unerheblichen Investitionen, die mit einer Entwick-lung der Offshore-Aquakultur erforderlich sind. Hier ist besonders darauf hinzuweisen, dass die „Brem-erhaven Declaration on „Open Ocean Aquaculture: From visions to reality – the future of offshore farm-ing; March 12-13, 2012 (Rosenthal et al. 2012a, 2012b) eindeutig die Absicherung der Rechtslage als ERSTE Priorität einer nationalen Entwicklung der Offshore-Aquakultur betont hat. Die rechtlichen Grundlagen haben einen wesentlichen Einfluss auf die technischen Kriterien, insbesondere im Hinblick auf Sicherheitsmaßnahmen, betriebstechnische Vorgaben nach Industrienormen, verwaltungstechnische und hoheitliche Rechtsansprüche sowie versicherungstechnische Anforderungen an Anlagen und Anla-genkomponenten. Dabei sind im Offshore-Bereich der AWZ nicht nur die nationalen gesetzlichen Best-immungen innerhalb der Hoheitsgewässer zu berücksichtigen, sondern auch allgemeine internationale Regelwerke z.B. „Law of the Sea“ der IMO (International Maritime Organisation) und als drittes EU-Gesetze, z.B. im Umweltbereich. Auch die Anforderungen und Auflagen, die ein Antragsteller aus verwaltungsrechtlichen Situationen her-aus erwarten kann, müssen vorab in die Betrachtung einer Durchführbarkeitsstudie einfließen. Eine vollständige Auflistung und Erläuterung der rechtlichen Vorgaben ist innerhalb dieser Studie nicht möglich und kann aufgrund des Umfangs und der Komplexität nur durch eine juristische Fachperson er-folgen. Dennoch soll die untenstehende Erwähnung einiger wichtiger Werke einen Einblick in die Reich-weite und den Planungsumfang von Offshore-Aquakulturanlagen aufzeigen. Generell sind rechtlich die Rubriken Beantragung/Genehmigung, Naturschutz, Umweltbegutachtung, Fischerei, Tierschutz, Ver-kehrsrecht und Lebensmittelrecht zu beachten.

Internationale Rechtsanforderungen Von besonderer Bedeutung ist das Seerechtsübereinkommen „United Nations Convention on the Law of the Sea“ (UN 1982). Dieses Gesetz regelt z.B. die AWZ mit ihren besonderen Rechten der Küstenstaaten, sowie Schutz und Erhaltung der Meeresumwelt, die wissenschaftliche Meeresforschung sowie Entwick-lung und Weitergabe von Meerestechnologie werden hier geregelt. Die IMO, International Maritime Organisation, befasst sich mit den Auflagen für die Schifffahrt und er-hebt Anforderungen, soweit es die Versorgung und Bedienung der Aquakulturanlagen von Wasserfahr-zeugen aus betrifft. Projekte am Standort FINO3 unterliegen auch der MSRL, der EU-Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2008). Die Bewirtschaftungseinheiten für die Anwendung der MSRL sind Nordostatlantik (einschließlich Nordsee und Wattenmeer), Ostsee, Mittelmeer und Schwarzes Meer. Ziel dieser Richtlinie ist es bis spätestens 2020 einen guten Zustand der Meeresumwelt zu errei-chen oder zu erhalten und vorrangig anzustreben, seinen Schutz und seine Erhaltung auf Dauer zu ge-

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währleisten und eine künftige Verschlechterung zu vermeiden. Aufgrund dieses Verschlechterungsver-bots dürfen keine Nährstoffe zusätzlich in die Nordsee eingebracht werden. Für einen Offshore-Aquakultbetrieb bedeutet es, dass eingebrachte Nährstoffe, durch z.B. Fische oder andere Zuchtorganis-men (z.B. Filtrierer), wieder umgesetzt oder abgebaut werden müssen. National wird diese Richtlinie durch das Bund-Länder-Messprogramm abgedeckt und umgesetzt. Die Forderungen des Umweltschutzes und der nachhaltigen Entwicklung müssen durch Einhaltung der Verordnung über die „Verwendung nicht heimischer und gebietsfremder Arten in der Aquakultur“ (Rat der Europäischen Union 2007a) sowie der Prävention invasiver Arten (EU Parlament und Rat der Europä-ischen Union 2014) berücksichtigt werden. Vorgaben zur Aquakultur der Verordnung (EG) Nr. 834/2007 des Rates vom 28. Juni 2007 über die öko-logische/biologische Produktion und die Kennzeichnung von ökologischen/biologischen Erzeugnissen (Rat der Europäischen Union 2007b) sowie die beste Umweltpraxis („best environmental practice“) ge-mäß OSPAR-Übereinkommen sowie der jeweilige Stand der Technik sind ebenfalls zu berücksichtigen. In Europa gelten für Lebensmittel strenge Qualitätsvorschriften. Besonders Muscheln unterliegen häufi-gen Kontrollen, da sie große Mengen Wasser filtrieren und Schadstoffe über einen längeren Zeitraum akkumulieren können. Lebensmittelkontrollen sind z.B. für Muscheln in verschiedenen Vorschriften der EU geregelt ( (EU Parlament und Rat der Europäischen Union 2004; EU Kommission 2006).

Nationale juristische Anforderungen Wie oben beschrieben steht die Plattform FINO3 innerhalb der Ausschließlichen Wirtschaftszone. In Deutschland ist für das Antragsverfahren innerhalb der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) zuständig. So schreibt diese Institution beispiels-wiese Konstruktionsanforderungen vor (Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie 2015). Für die AWZ der Nordsee besteht eine Verordnung über die Raumordnung vom 21. September 2009 (Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung 2016). Ermächtigt wurde diese Verordnung durch das Raumordnungsgesetz (Deutscher Bundestag 2015).

Weiterhin sind eine Vielzahl weiterer nationaler Umweltgesetze wie z.B. für eine Umweltverträglich-keitsprüfung, und Gesetzte für den laufenden Betrieb einzuhalten.

4.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ausgewählter technischer Offshore-Aquakultur-Konzepte (Nutzungsszenarien) (FuE, AP3; beinhaltet auch: GMA, AP5)

Dieses Kapitel entspricht der folgenden Überschrift im Antrag des FuE-Zentrums FH Kiel GmbH dieser Studie „AP 3: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ausgewählter technischer Offshore-Aquakultur-Konzepte“ und des Antrags der GMA Büsum unter „AP 5: Betriebswirtschaftliche Evaluation ausgewählter Nut-zungskonzepte“.

4.2.1 Nutzungsszenario mit bestem Scoring Im Folgenden wird die Wirtschaftlichkeit des Nutzungskonzepts mit dem höchsten Scoring in einem Bu-sinessplan geprüft. Es werden realistische Projektionen (Businesspläne) entwickelt, die einerseits keine überzogenen Erwartungen bei Kapitalgeberen entstehen lassen, andererseits aber solide, und auch für Anleger attraktive, längerfristige wirtschaftliche Perspektiven aufzeigen. Zu den wichtigsten Rahmenbedingungen dieses in der Zukunft sehr viel Platz in Anspruch nehmenden Nutzungsszenarios ist die Situation der Raumnutzung in der Nordsee, die in den Kapiteln 1.1.1 bis 1.1.3 ausführlich beschrieben wird. Ein wichtiger Punkt ist die bereits stattfindende großräumige aktuelle Ver-teilung von Nutzungsansprüchen in der Nordsee und der daraus abzuleitenden Notwendigkeit einer Co-Nutzung der Gebiete. Die Standortbedingungen für den Businessplan mit allen Vor- und Nachteilen sind mit dem feststehenden Standort FINO3 in Kapitel 1.3.2 und 1.5.3 erläutert. Räumliche Expansionsmög-

Page 134: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Seite 124 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

lichkeiten dieser Nutzungsform in Form von Co-Nutzungen mit Offshore-Anlagen national und internati-onal sind im Kapitel 2.1 dargestellt. Mögliche Konfliktpunkte mit anderen Offshore-Nutzern finden sich in 1.1.1. Die aktuelle wirtschaftliche Situation der Offshore-Aquakulturindustrie und der Miesmuschelin-dustrie sind in Kapitel 2.2 dargestellt. Der Stand der Technik von Miesmuschelkulturen wird in Kapitel 2.4.2.3 beschrieben. Die biologischen, technischen und politisch-rechtlichen Kriterien, die diesem Busi-nessplan zugrunde liegen, werden in den Kapiteln 3.3.1, 3.4.1 und 3.5.1 evaluiert. Eine gesonderte Risi-kobetrachtung findet im Kapitel 5 und eine Analyse der ökologischen Auswirkungen sowie der rechtli-chen Bedingungen in Kapitel 5.1 statt. Somit werden in diesem Kapitel vorrangig die Kosten und Erlöse detailliert betrachtet. Bewusst wurde ausschließlich mit aktuellen Preisen kalkuliert. Die Kalkulation repräsentiert damit nur die derzeitigen finanziellen Rahmenbedingungen und kann durch Preisänderungen schon kurzfristig so nicht mehr in allen Teilen gültig sein. Wie bereits eingangs ausgeführt, befinden sich aufgrund der globalen Wachs-tumsraten dieses Wirtschaftszweigs die Märkte im Umbruch und kurzfristige Verschiebungen der Markt-preise und Gestehungskosten sind zu erwarten. Es wurden bei der Erstellung des Businessplans der unter-schiedliche zeitliche Anfall von Einzahlungen und Auszahlungen berücksichtigt und im Vergleich zu anderen Businessplänen nicht die Kosten aufgrund der jährlichen Abschreibungen kalkuliert. Die Unter-scheidung zwischen Investitionskosten und Betriebskosten wurde in Abhängigkeit der Fälligkeiten vor-genommen. Investitionskosten entstehen einmalig zu Beginn der Umsetzung. Darunter fallen u.a. Pla-nungskosten, Installationskosten sowie Sachinvestitionen. Zum anderen entstehen laufende Kosten, die regelmäßig oder auch jährlich anfallen. Diese Kosten lassen sich in Personal- und Schiffskosten sowie Kosten für Ersatzteile, Mitnutzung einer Onshorebasis, Marketing, MRO und der Logistik untergliedern. Die Betriebsdauer wird hier aufgrund der Lebensdauer der derzeit zur Verfügung stehenden Materialien der Langleinen auf 4 Jahre beschränkt. Da die Offshore-Kultivierung von Miesmuscheln noch kein Rou-tine-Verfahren ist, können die einzelnen Kostenpunkte schwanken. Besonders der Ertrag hängt bei einem Naturprodukt von vielen nicht beeinflussbaren Faktoren ab (z.B. extreme Wetterlagen zur Zeit der Saat-muschelgewinnung, oder Abrissverluste durch extreme Stürme) und unterliegt starken jährlichen Schwankungen. Diese Kosten und Erlöse wurden aufgrund folgender Quellen recherchiert und können auf Anfrage erläutert werden. a) FuE-Zentrum FH Kiel GmbH, Expertengrup-

pe 1 b) FuE-Zentrum FH Kiel GmbH, interne Daten c) FuE-Zentrum FH Kiel GmbH, interne Daten 2 d) FuE-Zentrum FH Kiel GmbH, Expertengrup-

pe 2 e) Gehaltstabelle (Öffentlicher-Dienst.info 2018) f) FuE-Zentrum FH Kiel GmbH, Expertengrup-

pe 3 g) Buck et al. 2017 (Buck et al. 2017a) h) Schiffsausrüster 1 i) Schiffsausrüster 2

j) Krost et al. 2011 k) Baustoffhändler 1 l) Baustoffhändler 2 m) Baustoffhändler 3 n) Schiffsausrüster 3 o) Schiffsausrüster 4 p) Schiffsausrüster 5 q) Miesmuschelproduzent 1 r) Schiffsausrüster 6 s) Buck et al. 2010 (Buck et al. 2010) t) Charterfirma Schiffe u) Miemuschelproduzent 2

Die folgende Tabelle fasst die Kosten und Erlöse zusammen. Tabelle 16: Kosten und Erlöse einer Miesmuschellangleinenkultur am Standort FINO3. Ziffern

entsprechen den Zeilennummern und Buchstaben den Quellen Nr.

Quelle 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr

1 Investitionen 2+12+20+21+26 277.697 € 0 € 0 € 142.604 € 2 Dienstleistungskosten/

Logistik 3+8+9+10+11 217.947 €

3 Schiffscharter Installa-tion

Summe 4 bis 7 83.995 €

4 Arbeitseinsatz auf See a, b, c 12.000 €

Page 135: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 125

Nr.

Quelle 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr

5 Mobilisierung Schiff a, b 19.040 € 6 Demobilisierung Schiff a, b 17.255 € 7 Standby Schiff a, b 35.700 € 8 Montagekosten (Tau-

cher) a, b 26.776 €

9 Personalkosten Pla-nung

a, d, e 92.466 €

10 Transport per Helikop-ter

a, d, f 11.330 €

11 Training Offshore-Personal

a, f 3.380 €

12 Material Summe 13 bis 19 39.750 € 13 Langleinen d, g, h, i, j 1.200 € 14 Ankersteine g, k, l 1.200 € 15 Ankerkette g, i, n 10.800 € 16 Signalbojen g, i, o 750 € 17 Kollektoren (Saatmu-

scheln) g, i, p 11.475 €

18 Auftriebskörper g, i, o 11.475 € 19 Kleinteile f, q, s 2.850 € 20 Modifikationen Fino3

(z.B. Kabel, Analyse) a 20.000 €

21 Rückbau Summe 22 bis 25 142.604 € 22 Schiff a, b 89.716 € 23 Montagekosten (Tau-

cher) a, b 30.997 €

24 Personalkosten Pla-nung

a, d, e 8.116 €

25 Transport per Helikop-ter

a, d, f 13.776 €

26 Sonstige Investitionen a 0 € 27 Genehmigungen, Mu-

schelproduktionslizenz a 0 €

28 29 Betriebskosten 30+34+35+36+37+38

+43 227.531 € 235.566 € 236.254 € 236.475 €

30 Personal Summe 31 bis 33 104.031 € 110.566 € 110.616 € 110.669 € 31 Kosten Techniker a, d, e, j 23.118 € 24.348 € 24.348 € 24.348 € 32 Kosten Wissenschaftler a, d, e, j, s 80.913 € 85.218 € 85.218 € 85.218 € 33 Training Offshore-

Personal a 0 € 1.000 € 1.050 € 1.103 €

34 Schiff für Offshore-Arbeiten

a, t 60.000 € 60.000 € 60.000 € 60.000 €

35 Ersatzteile (Bojen, Auftriebskörper, Sen-soren)

j, s 8.500 € 8.925 € 9.371 €

36 Mitnutzung Onshore-basis

j 20.000 € 20.000 € 20.000 €

37 Marketing/Vertrieb u 4.250 € 4.463 € 4.686 € 38 MRO Summe 39 bis 42 4.000 € 2.500 € 2.500 € 2.000 € 39 Kleinteile a, j, s 3.000 € 1.500 € 1.500 € 1.000 € 40 Büromaterial a, d 500 € 500 € 500 € 500 € 41 Arbeitskleidung a, d 500 € 500 € 500 € 500 € 42 Zusätzliche Versiche- a 0 € 0 € 0 € 0 €

Page 136: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Seite 126 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Nr.

Quelle 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr

rung 43 Logistik 44 59.500 € 29.750 € 29.750 € 29.750 € 44 Helikopterkosten a, d, f 59.500 € 29.750 € 29.750 € 29.750 € 45 46 Erlöse 47 0 € 25.500 € 25.500 € 25.500 € 47 Umsatz Muscheln 48*49 0 € 25.500 € 25.500 € 25.500 € 48 kg Muscheln p.a. j, s 0 12.750 € 12.750 € 12.750 € 49 Preis pro Kg p.a. j, s 11 2 € 2 € 2 € 50 51

Auszahlung

52

Einzahlung (Erlö-se)

46 0 € 25.500 € 25.500 € 25.500 €

53

Finanzielle De-ckung

52-1-29 -505.228 €

-210.066 €

-210.754 €

-353.580 €

54

Gesamtfinanzbe-darf (nicht abge-zinst)

1+29 505.228 €

235.566 €

236.254 €

379.080 €

Dieses Vorhaben benötigt somit eine Gesamtfinanzierung von 1.356.128 Euro über eine Laufzeit von vier Jahren. Auf eine Abzinsung der jährlichen Finanzbedarfe wurde verzichtet. Es wurde zunächst ein Zins-satz von „0“ zugrunde gelegt. Die mitgelieferte CD enthält die vollständigen detaillierten Angaben zu diesem Businessplan. Ein wichtiger Kernpunkt dieses Businessplans ist die Herausstellung der Standortvorteile an der Plattform FINO3. Im Vergleich zu anderen Standorten reduzieren sich oder entfallen einige Kosten, da durch eine Kooperation mit dem Betreiber der Plattform eine Vielzahl von Synergieeffekten genutzt werden können. Bei Co-Nutzung von Windkraftanlagen und Aquakultur können bis zu 5% jährlichen Projektkosten für den Aquakulturbetrieb durch Synergieeffekte gespart werden (Kite-Powell 2017). So ist an diesem Standort die häufig schwierige Frage des Versicherungsschutzes noch zu klären, da für den Versicherer oft langfristige Erfahrungswerte noch fehlen. Genehmigungsverfahren sind in Deutsch-land häufig zeitaufwendig und teuer. In anderen Studien zu Miesmuschelaquakultur haben diese einen Umfang von ca. 5% des Volumens der Installationskosten. Diese Kosten fallen in diesem Szenario nicht oder stark vermindert an. Monitoringdaten können über die Plattform FINO3 an Land übertragen werden, was in anderen Anlagen ca. 5% der jährlichen Projektkosten bedeuten würde. Sämtliche Tätigkeiten im Offshore-Bereich verlangen besondere Anforderungen und Zertifikatsnachweise für das Personal. An diesem Standort ist für verschiedene Offshore-Arbeiten zertifiziertes Personal bereits verfügbar. Dieses kann gegebenenfalls in das Pilotvorhaben eingebunden werden, was ebenfalls die Personalkosten und Kosten für Trainings (mit Zertifikation) erheblich reduziert im Gegensatz zu Standorten ohne Anbindung an eine weitere Offshore-Anlage. Die Zertifikation einer Person für den Offshore-Bereich ohne Berück-sichtigung der Arbeitszeit und Reisekosten beträgt bereits etwa 5.000 Euro und diese Zertifikate sind zeit-lich beschränkt gültig. Die Betriebskosten sind durch das langjährig erfahrene Personal ebenfalls geringer als an Standorten ohne diese Personalkompetenz. Müssen Offshore-Erfahrungen erst umfangreich erwor-ben werden, ist dies mit höherem Arbeitsaufwand und Materialverbrauch und damit mit höheren Kosten verbunden. Der größte Kostenfaktor dieses Szenarios sind die Investitionskosten für die Installation der Anlage auf-grund der teuren Schiffszeiten und Personalkosten. Im Gegensatz zu vielen anderen Aquakultur-Studien sind in diesem Businessplan allerdings die erheblichen Kosten für einen Rückbau berücksichtigt worden,

Page 137: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 127

die die Investitionskosten im 4. Jahr stark beeinflussen. Innerhalb der Betriebskosten sind ebenfalls die Personal- und Schiffskosten die Hauptfaktoren. Wie schon bei Krost et al. (2011) und Syvret et al. (2013) beschrieben, sind die Größe der Anlage bei gutem Muschelvorkommen und offshore-geeigneten Materialien mit längerer Haltbarkeit und Techniken die wichtigsten Faktoren für die Wirtschaftlichkeit einer Miesmuschelaquakultur an Langleinen im Offs-hore-Bereich. Schiffs- und Personalkosten sind zwar bedeutend aber dann nicht mehr die entscheidenden Faktoren. Daher kann hier nochmals die Bedeutung der räumlichen Planung und Co-Nutzung von Gebie-ten, wie bereits mehrfach erwähnt und besonders in den ersten Kapiteln beschrieben, festgestellt werden. Die in diesem Businessplan angesetzten Erlöse sind niedrig kalkuliert. Es handelt sich um den Preis für Miesmuscheln aus Hängekulturen, der am internationalen Markt erzielt wurde. Mit aufwendigeren Ver-marktungskonzepten ließe sich ein deutlich höherer Preis von ca. 13 Euro/kg im regionalen Markt erzie-len. Der Absatz beruht dann aber auf erfahrene Partner, die einen langjährig aufgebauten Kundenstamm bedienen und besondere Anforderungen erfüllen (z.B. festgelegte Größenklassenm Frischegarantie etc.). Die Preise für Miesmuscheln schwanken je nach Verfügbarkeit von Saatmuscheln und Befall erheblich von Jahr zu Jahr (FAO Statistics and Information Service (FIPS) 2017). Das Larvenaufkommen und spätere Entwicklungsstadien der Miesmuschel wurde in Offshore-Windparks Nordergründe (17 Seemeilen vor Bremerhaven) and Butendieck (ODAS, 14 Seemeilen westlich von Sylt), als auch in Transekten durch sämtliche zukünftigen und potentiellen Windparkgebiete in der Deut-schen Bucht erfolgreich getestet (Brenner et al. 2007; Buck 2007, 2017; Buck et al. 2006b). Miesmu-scheln in Offshore-Gebieten wiesen sogar höhere Wachstumsraten auf als Miesmuscheln in Küstennähe (Buck 2004, 2007). Daher wurden in diesem Businessplan diese Erträge für die Erlöse zugrunde gelegt. In Untersuchungen von Walter et al. (2002) und Buck (2017) deutete sich ein Abnehmen des Muschel-vorkommens mit Entfernung von der Küste an. Dieser scheinbare Nachteil kann aber besonders im Offs-hore-Bereich ein Vorteil sein, da das arbeitsaufwendige „Ausdünnen“ der Muschelkulturen für ein besse-res Wachstum entfallen kann und sich damit die Personal- und Logistikkosten reduzieren. Die Nachfrage nach Miesmuscheln ist in Deutschland und Europa stets hoch und übersteigt deutlich das deutsche Angebot, so dass Miesmuscheln importiert werden müssen. Dieselbe Situation in anderen euro-päischen Ländern veranlasst auch z.B. Belgien eine eigene Miesmuschelproduktion aufzubauen. Eine mögliche Zertifizierung entspricht dem Kundenwunsch nach ökosystemverträglicher Produktion und kann neue Absatzmärkte sowie deutlich höhere Preiskategorien erschließen. Eine weitere Möglichkeit Erlöse zu erzielen, wäre die Produktion von Saatmuscheln anstatt Speisemu-scheln. Seit Jahren nehmen die Vorkommen von küstennahen Saatmuscheln in der Nordsee ab. Ein Prob-lem in der derzeitigen Saatmuschelqualität stellt der Befall durch Parasiten dar. Diese Saatmuscheln stammen aus küstennahen Gebieten. Miesmuschel-Saatmuscheln aus den oben genannten Offshore-Gebieten ergaben sehr gute Ergebnisse hinsichtlich parasitären Befalls, Wachstum und Fitness (Pogoda et al. 2011, 2012, 2013; Brenner et al. 2007, 2012, 2014). Dieses Szenario würde aber einen gesonderten Businessplan erfordern und soll hier nur als Möglichkeit einer Miesmuschel-Langleinenkultur genannt werden. Der große Bedarf an Saatmuscheln und die Vorteile einer Offshore-Herkunft für die Miesmu-schelproduzenten sowie die Marktentwicklung sind in Kapitel 3.4.1 erläutert. Eine dritte Möglichkeit die Gewinnmarge und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen wäre die Ent-wicklung von automatisierten Arbeitsverfahren. Aufgrund der relativ kostenintensiven Logistik im Offs-hore-Bereich werden automatisierte Monitoring,- Wartungs- und Erntesysteme benötigt. Die bereits an Land bestehenden Systeme zum Vorreinigen und Sortieren der Muscheln werden auch im Offshore-Bereich benötigt. Die landbasierten oder küstennahen Aquakulturanlagen lassen sich durch ihren leichte-ren Zugang mit weniger Kostenaufwand kontrollieren als Offshore-Anlagen. Automatisierte Abläufe können die Betriebskosten aber für alle Formen von Aquakulturanlagen senken. Ist ein Verfahren offsho-re-tauglich entwickelt und getestet, könnte dies auch als Produkt vermarktet werden. Insgesamt würde bei der kalkulierten Größe der Anlage jedes Jahr ein Verlust entstehen. Wie schon in den oben erwähnten Kapiteln ausgeführt und z.B. auch in den Businessplänen und Studien von Krost et

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Seite 128 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

al. (2011) und Buck et al. (2010) dargelegt ist eine wirtschaftliche positive Bilanz erst mit einer Zunahme der Anlagengröße und der längeren Nutzungsdauer möglich. Im Fokus der Betrachtung bei der Erstellung des Businessplanes für eine nachhaltige Offshore-Aquakultur ist aufgrund der Notwendigkeit von Erfahrungen, Anpassungen der Anlage und Risiken nicht mit einer kurzfristigen Gewinnoptimierung und schnellem maximalen Profit zu rechnen. Das Geschäfts-modell soll vor allem dem Anspruch gerecht werden, mittel- bis langfristig das Bestehen des Betriebes zu ermöglichen. Im Offshore-Bereich werden mit ca. 10 Jahren bis zur vollständigen Funktion und Größe der Anlage mit allen nachgelagerten Prozessen gerechnet (Haas et al. 2015). Je nach Marktsituation und technischer Entwicklung verändert sich z.B. der Produktreifegrade (Rohprodukt vs. veredeltes Endpro-dukt) bzw. die Diversifizierung (Saatmuscheln anstatt Lebensmittelproduktion). Automatisierte marktrei-fe Verfahren lassen die Betriebskosten reduzieren. Daher sind eine Vielzahl von Vorstufen notwendig bevor eine technisch ausgereifte Anlage im größeren Maßstab wirtschaftlich in Betrieb gehen kann. Die-ser Schritt ist allerdings ebenfalls notwendig, um auch für größere Dimensionen verlässliche Werte zu erhalten (Buck et al. 2010).

4.2.2 Wachstum der Miesmuschel (GMA) Für eine Miesmuschelkultur in der Nordsee sollten die Leinen zur Ansaat spätestens im März ausgebracht werden (Buck 2007). Die ersten Miesmuschellarven sind bereits im April in der Wassersäule zu erwarten. Buck (2007) konnte die höchste Dichte an Muschellarven, die sich an den Kollektoren angesiedelt hatten, im Mai nachweisen. In den folgenden Sommermonaten ist dann der erste Wachstumsschub der Jungmu-scheln zu erwarten. Um das Wachstumspotential der Miesmuschel am Standort zu bewerten, werden exemplarisch Daten aus dem Jahr 2013 betrachtet. Für das Wachstum entscheidend sind vor allem die Temperatur und Chloro-phyll-a-Gehalte (Larsen und Riisgård 2016). Wie Abbildung 39 entnommen werden kann, gibt es einen Zeitraum von etwa drei Monaten (Juni-August), in welchen die Kombination aus Temperatur (zwischen 10 und 15°C) und Chlorophyll-a Konzentrationen (> 2 µgl-1) optimale Bedingungen für das Wachstum der Miesmuschel bieten. Über den gesamten Zeitraum der Frühjar-, Sommer- und Herbstmonate hinweg ist die Planktonproduktion jedoch trotzdem ausreichend und auch die Temperaturen liegen bereits ab Mit-te Mai dauerhaft über 10°C. Das größte Wachstumspotential wird also vor allem in den Sommermonaten zwischen Juni und August erwartet. Es gibt verschiedene Wachstumsprognosen für die Miesmuschel je nach Umweltbedingungen. Buck (2007) konnte in der Deutschen Bucht ein Muschelwachstum bis zu einer Länge von 28 mm innerhalb von 6 Monaten nach der Ansaat beobachten und prognostizierte das Erreichen der Marktgröße (ca. 50 mm) innerhalb von 12 bis 15 Monaten. In der Ostsee (Kieler Förde) benötigt die Miesmuschel knapp 18 Monate um zur Marktreife heranzuwachsen (Haas et al. 2015). Lar-sen und Riisgård (2016) stellten ein Wachstumsmodell für Mytilus in Abhängigkeit von Temperatur und Chlorophyll-a auf. Dieses Modell kann für die vorliegende Studie allerdings nur bedingt genutzt werden, da der Referenzdatensatz in der dänischen Ostsee erhoben wurde. Da sowohl Filtrationsrate, wie auch die Salinität eine wichtige Rolle für das Wachstum von Miesmuscheln spielen, kann dieses Modell für eine Berechnung nur beispielhaft dienen. Larsen und Riisgård (2016) berechneten einen Zeitraum von 170 Tagen (~ 6 Monate) für ein Schalen-wachstum von 0,8 mm auf 45 mm Länge bei 15°C Wassertemperatur und 2,5 µgl-1 Chlorophyll-a. Tem-peraturen zwischen 10 und 15°C zeigten fast gleiches Wachstum, weshalb für die vorliegende Studie eher die Menge an Plankton entscheidend sein wird. Bei gleicher (konstanter) Wassertemperatur würde die Miesmuschel 249 Tage (~ 8 Monate) für das gleiche Wachstum benötigen, wenn nur 2 µgl-1 Chlorophyll-a im Wasser nachweisbar wären. Das Wachstumsmodell betrachtet allerdings nur Chlorophyll-a Gehalte bis 3 µgl-1. Am Standort FINO3 sind jedoch während der Sommermonate (schwankende) Konzentratio-nen bis zu 8 und 10 µgl-1 zu erwarten. Die hohe Planktonproduktion wird voraussichtlich das Wachstum vor allem in den Monaten Juni bis August stark beschleunigen, weshalb hier von einem Erreichen der Marktreife nach etwa 15 Monaten ausgegangen werden kann, wie bereits für die Deutsche Bucht beo-bachtet wurde (Buck 2007; Brenner et al. 2012).

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 129

Abbildung 39: Chlorophyll-a Konzentrationen und Temperaturbedingungen am Standort Chlorophyll-a Konzentrationen und Temperaturbedingungen am Standort (exemplarisch im Jahr 2013) für die potentielle Wachstumsperiode der Miesmuschel: Mai - Oktober. Die durchgängige Linie markiert die Chlorophyll-a Konzentration von 2µgl-1, über welcher optimales Wachstum gewährleistet werden kann.

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Seite 130 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

5 Risiko-/Gefahrenanalyse (FuE, AP4)

5.1 Abschätzung technischer und betrieblicher Risiken des ausgewählten Nutzungsszenarios (FuE, AP4)

5.1.1 Methode der Risiko-/Gefahrenanalyse Ein weiterer Schwerpunkt dieser Studie liegt in der „Risiko/ Sicherheit“ Betrachtung. Der Betrieb einer Offshore-Anlage und die Arbeit im Offshore-Bereich bergen vielfältige Gefahren und Herausforderun-gen, die bereits in der Planungsphase eines Offshore-Projektes berücksichtigt werden müssen. Generell sind die Investitionskosten und der Kapitalbedarf in der marinen Aquakultur und damit der Verlust bei z.B. Schäden an der Anlage oder bei teilweiser Zerstörung derselben sehr hoch (BMEL 2014), was eine Risiko/Gefahrenanalyse unabdingbar macht (Rosenthal et al. 2012b). Es gibt eine Vielzahl verschiedener Risikoanalysen. Bezüglich Aquakultur hat das Expertenteam der GESAMP (Joint Group of Experts on Scientific Aspects of Marine Environmental Protection) als beratende Institution der UN eine Studie zur Risikoanalyse erstellt (GESAMP 2008) und ein anerkanntes Verfahren zur Risikobewertung erarbeitet, das hier mit den relevanten Parametern angewendet wird. Dieses Verfahren deckt sich mit der Vorge-hensweise der (FAO 2008). Es ist auch hier wieder zu berücksichtigen, dass das gesamte Verfahren spe-ziell auf die Bewertung für den vorgegebenen Standort FINO3 abgestimmt wurde. Zunächst erfolgt eine Analyse in den folgenden fünf Schritten:

1. Welche Ereignisse können auftreten (Risikoidentifikation)? 2. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit des Eintritts der Ereignisse einzuschätzen (Risikoassess-

ment)? 3. Falls diese Risiken eintreten, welche Auswirkungen hätten sie auf das Szenario (Risikoassess-

ment)? 4. Einordnung von Risiken und Umgang mit Risiken (Risikomanagement)? 5. Wie ist das Risiko in welcher Form und zu welchen Phasen an welche Beteiligten zu kommunizie-

ren (Risikokommunikation)?

Abbildung 40: Vier Komponenten der Risikoanalyse modifiziert nach (GESAMP 2008). Als nächster Schritt stellt sich die Frage wie diese Punkte bewertet werden sollen. Im Bereich der marinen Aquakultur ist zur Einschätzung der oben genannten fünf Schritte generell das Risiko unter folgenden Gesichtspunkten zu betrachten:

Wie ist die zeitliche Dauer des eintretenden Risikos zu werten? Zu welchem Zeitpunkt während der Laufzeit des Vorhabens kann das identifizierte Risiko eintre-

ten?

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 131

Was ist die Ursache des Risikos? Bis zu welchem Grad ist das Risiko kontrollierbar?

1. Welche Ereignisse können auftreten (Risikoidentifikation)? Zur Identifikation möglicher Risiken und deren Bewertung wurden Umfragen bei Produzenten und Ex-perten durchgeführt sowie Publikationen, Datenreihen und Berichte ausgewertet. Es ist anzumerken, dass die Beschreibung und Bewertung von Risiken in der Offshore-Aquakultur in der Literatur immer noch sehr begrenzt vorhanden ist und auch nicht zwischen verschiedenen Anlagenformen (Fischgehege oder Langleinen für Muscheln) unterscheidet. Dies bestätigt auch aktuell (Klijnstra et al. 2017). Eine Auflistung der ermittelten Risiken ist in 5.1.2 in Tabelle 20 zu finden.

2. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit des Eintritts einzuschätzen (Risikoassessment)? Die Bewertung der Eintrittswahrscheinlichkeit der Risiken erfolgte anhand der fünfstufigen Skala modifi-ziert nach (GESAMP 2008). Tabelle 17: Definition der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Risikos 5 Hoch Das Risiko wird sehr wahrscheinlich eintreten. 4 Moderat Das Risiko wird wahrscheinlich eintreten. 3 Niedrig Das Risiko wird wahrscheinlich nicht eintreten. 2 Extrem niedrig Das Risiko tritt sehr selten ein. 1 Vernachlässigbar gering Die Eintrittswahrscheinlichkeit des Risikos ist so gering, dass es in der

Praxis vernachlässigt werden kann.

Es muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass diese Abschätzungen des Risikos nur Wahrschein-lichkeiten im Rahmen der Laufzeit eines Projektes angeben, nicht jedoch den Zeitpunkt des Eintretens. Selbst bei geringem Risiko kann ein Schadensfall schon nach einem Tag oder erst in 10 Jahren auftreten. Die Zeitachse ist hier also nicht berücksichtigt.

3. Falls diese Risiken eintreten, welche Auswirkungen hätten sie auf das Szenario (Risikoasses-sment)?

Nach Ermittlung möglicher Risiken und deren Eintrittswahrscheinlichkeit stellt sich die Frage welche Auswirkungen diese Risiken haben könnten, wenn sie tatsächlich ein einen Schadensfall münden. Allein die Tatsache der Existenz eines Risikos und dass es z.B. mit hoher Wahrscheinlichkeit auch eintritt muss nicht zwingend einer Entscheidung für den Bau einer Anlage entgegenstehen, wenn die Auswirkungen geringfügig, vernachlässigbar oder aber kostenmäßig im Managementplan berücksichtigt werden. Daher werden in der untenstehenden Tabelle die Auswirkungen nach Bedeutung für das am Standort gegebene Szenario eingestuft. Tabelle 18: Klassifikation der Auswirkungen von Risiken auf das Nutzungsszenario 5 Katastrophal (a) Vollständiger Ertragsverlust oder Verlust/Zerstörung der gesamten Offs-

hore-Aquakulturanlage (b) nahezu keine Nachfrage für das Produkt (c) Hal-bierung des Preises, keine Minderungs- oder Vermeidungsmaßnahmen mög-lich

4 Hoch Erheblich Beschädigung der Anlage, die den weiterenn Betrieb ohne umfas-sende Reparatur nicht zuläßt. Hohe Reparaturkosten durch z.B. Schiffchar-ter; hoher Ertragsverlust; niedrige Produktqualität verursacht durch den An-lagenschaden, stark verminderte Nachfrage, stark sinkender Preis, keine Minderungs- oder Vermeidungsmaßnahmen möglich

3 Moderat Moderate Beschädigung der Anlage, die mit Reparaturkosten vor Ort aber ohne Schiffcharter behoben werden können; teilweiser Ertragsverlust, ver-minderte Qualität der Produkte, verminderte Nachfrage, moderat sinkender Preis, erfolgreiche Minderungsmaßnahmen sind mit signifikaten Kosten

Page 142: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Seite 132 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

möglich 2 Niedrig Geringe Ertragseinbußen, leichte Beschädigung der Anlage (mit geringem

Reparaturaufwand zu beheben), leicht sinkender Preis, erfolgreiche Minde-rungs- oder Vermeidungsmaßnahmen sind mit niedrigen Kosten möglich

1 Vernachlässigbar gering Sehr geringe Beschädigung der Anlage, die keiner unbedingten zeitnahen Reparatur in der ersten Nutzungsphase bedarf; sehr geringe Ertragseinbußen, etwas sinkende Nachfrage, minimale Preissenkung, erfolgreiche Minde-rungs- oder Vermeidungsmaßnahmen sind mit geringem Aufwand und im Routniebetrieb möglich

4. Einordnung von Risiken und Umgang mit Risiken (Risikomanagement)? Als letztes wird basierend auf der Wahrscheinlichkeit des Risikoeintritts und der unerwünschten Auswir-kungen in Anlehnung an die Entscheidungsmatrix der GESAMP ein Fazit zum Risiko des Nutzungssze-narios Miesmuschelkultur gezogen. Somit ist eine transparente nachvollziehbare Entscheidung möglich. Die folgende Tabelle stellt eine allgemeine Entscheidungsgrundlage dar, unter welchem Szenario Ge-genmaßnahmen ergriffen (rot), identifiziert (gelb) oder nur beobachtet (grün) werden müssen. Tabelle 19: Definition des Akzeptanzlevels der Risiken für das Nutzungsszenario Auswirkungs- grad Eintritts- wahrschein- lichkeit

Katastrophal Hoch Moderat Niedrig Vernachlässig-bar gering

Hoch Gegenmaßnah-men ergreifen

Gegenmaßnah-men ergreifen

Gegenmaßnah-men ergreifen

Gegenmaßnah-men bereithalten

Risiko beobach-ten

Moderat Gegenmaßnah-men ergreifen

Gegenmaßnah-men ergreifen

Gegenmaßnah-men bereithalten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Niedrig Gegenmaßnah-men ergreifen

Gegenmaßnah-men bereithalten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Extrem niedrig Gegenmaßnah-men bereithalten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Vernachlässig-bar gering

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

Risiko beobach-ten

5. Wie ist das Risiko und an wen zu kommunizieren (Risikokommunikation)? Die Kommunikation möglicher Risiken und mit welcher Wahrscheinlichkeit deren Auswirkungen eintret-ten können ist ein wichtiger Aspekt über die Erfolgsaussichten eines Vorhabens und interessiert deshalb nicht nur die Versicherungen und Investoren, sondern auch die Behörden und Betreiber. Darüberhinaus basiert der Verkauf der Produkte basiert auf der Akzeptanz der Verbraucher, die sich gerade bei neuen und wenig bekannten Produktionsverfahren, die zuvor oft in die Kritik geraten waren, auch an der Ein-schätzung der Seriösität des Vorhabens an der Risikokommunikation verschiedener Stakeholder orientie-ren. So sind prozessbegleitende fachlich fundierte Informationen ein wichtiger Faktor für den Erfolg einer Aquakulturanlage. Die Risikokommunikation sollte daher am Anfang jeder Risikoabschätzung für ein Projekt stehen.

5.1.2 Ergebnisse Risikoidentifikation, Risikoassessment und Risikomanagement Die folgenden Risiken, deren Eintrittswahrscheinlichkeit und die sich daraus ergebenden Auswirkungen auf den Betrieb wurden aufgrund der im vorigen Kapitel beschriebenen Recherche identifiziert:

Page 143: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 133

Tabelle 20: Mögliche Risiken, ihre Eintrittswahrscheinlichkeit und deren Auswirkungen auf das ausgewählte Nutzungsszenario Miesmuschel an Langleinen am Standort

Ereignis Eintrittswahrscheinlichkeit Auswirkung Kontamination (z.B. Ölunfall, Abwässer, che-mische Stoffe)

2 (Extrem niedrig) 5 (Katastrophal)

10-Jahres-Wellen, extremer Seegang 3 (Niedrig) 4 (Hoch) Vorkommen toxischer Algenblüte 1 (Vernachlässigbar gering) 5 (Katastrophal) Extreme Schwankung relevanter Umweltpara-meter, Temperatur, Sauerstoff, etc.

3 (Niedrig) 3 (Moderat)

Parasitenbefall 3 (Niedrig) 4 (Hoch) Prädatoren 4 (Moderat) 3 (Moderat) Schlechte gesellschaftliche Akzeptanz 2 (Extrem niedrig) 1 (Vernachlässigbar gering) Preisverfall 4 (Moderat) 4 (Hoch) Keine Erreichbarkeit für langen Zeitraum 4 (Moderat) 4 (Hoch)

Erläuterung der Eintrittswahrscheinlichkeit, der unerwünschten Auswirkungen und Bewertungen der Risiken: Kontamination (Ölunfall, Abwässer, chemische Stoffe durch Offshore-Anlagen z.B. Anitfouling): Die Eintrittswahrscheinlichkeit wird als extrem gering angesehen, da aufgrund der Lage und der im Umfeld des Standorts ausgeschlossenen allgemeinen Schiffsverkehrs Quellen einer Kontamination kaum vor-kommen. Die Auswirkungen einer möglichen Kontamination hingegen wären katastrophal. Der Verlust der produzierten Muscheln alleine, das Überschreiten der Grenzwerte für Schadstoffe im Muschelfleisch macht diese nicht mehr verkaufsfähig. Muscheln sind Filtierer, die mit dem aufgenommmenen Plankton und vor allem den Trübstoffpartikeln Schadstoffe anreichern können. Allerdings ist an diesem Offshore-Standort die Wahrscheinlichkeit durch die beschränkte anderweitige Nutzung und die hohen Umweltvor-schriften, die von umfassender Überwachung begleitet werden, extrem gering. Zudem ist im Offshore-Milieu die Schwebstofffracht wesentlich geringer (weitgehend klares Wasser) im Vergleich zu den kon-ventionell in Bodenkultur herangezogenen Muscheln. Es bleibt in Zukunft aber zu berücksichtigen, dass diese Wahrscheinlichkeit von partiell zunehmender Belastung mit Schadstoffen mit der stärkeren Nut-zung (Ausbau Windparks) zunehmen kann. 10-Jahres-Wellen, extremer Seegang: Aufgrund der bisher vorliegenden Daten und Erkenntnisse ist die Wahrscheinlichkeit mit „niedrig“ zu bewerten. Diese Ereignisse kommen vor und sind in den vergange-nen Jahren gehäuft aber nicht regelmäßig eingetreten. Im Schadensfall sind die Auswirkungen jedoch hoch. Die Anlage kann an diesem Standort aufgrund der geringen Wassertiefe und der Nahrungsverfüg-barkeit für die Muscheln nicht beliebig tief abgesenkt werden. Dies gilt auch bei Ankündigung von Ext-remereignissen. Die Folge wäre ein Losreißen einzelner Langleinen oder gar der gesamten Anlage. In der Regel sind solche Schäden reparabel (z.B. teilweiser Ersatz von Langleinen). Gegen einen „Jahrhundert-Sturm“ kann man sich jedoch nicht wappnen. Vorkommen toxischer Algenblüte: Die vorhandenen Kenntnisse zum Auftreten von Algenblüten im Offshore-Bereich lassen auf eine „vernachlässgibare geringe“ Eintrittswahrscheinlichkeit dieses Stö-rungsfalls schließen. Im Offshore-Bereich in der Nordsee sind, soweit bekannt, keine und im Nordost-Atlantik ebenfalls seit vielen Jahren keine toxischen Algenblüten dokumentiert worden. Katastrophal hin-gegen wären jedoch die Auswirkungen im Sinne des Ausfalls einer Jahresproduktion, aber ohne Auswir-kungen auf die technische Anlage selbst. Bei Eintritt einer toxischen Algenblüte würden die Grenzwerte für bekannte Algentoxine muss der Verzehr von kontaminierten Muschelfleisch verhindert werden. Das Produkt müsste kostenintensiv entsorgt werden. Ebenfalls als katastrophal stufen (Ahsan und Roth 2010) die Auswirkungen dieses Risikos ein. Extreme Schwankung relevanter Umweltparameter, bspw. Temperatur, Sauerstoff, etc.: Schwankungen von Umweltparametern kommen natürlicherweise immer vor. Extreme Schwankungen kommen jedoch im Offshore-Bereich im Vergleich zu küstennahen Standorten seltener vor. Die Eintrittswahrscheinlich-keit ist daher als „niedrig“ anzusehen, solange Schwankungen im Rahmen der mehrjährigen bekannten

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saisonalen Variabilität liegen oder nur sehr kurzzeitig auftreten. Die Miesmuschel kann relativ hohe Schwankungsbreiten überstehen ohne Schaden zu nehmen (Kapitel 3.3.1 und 4.2.2; (Ahsan und Roth 2010). Allerdings sind die Folgen in kühlen Jahren mit langen Perioden niedrigerer Durchschnittstempe-raturen während der Hauptwachstumsphase ein vermindertes generelles Wachstum oder ein geringerer Fleischanteil. Diese Muscheln erzielen geringere Verkaufspreise. Parasitenbefall: Wie im vorherigen Risikofall kommen natürlicherweise Parasiten vor. Ein Befall ist be-sonders im Offshore-Bereich im Vergleich zu küstennahen Standorten jedoch grundsätzlich wesentlich geringer. Dies gilt insbesondere für den Befall mit Myticola intestinales, da dieser Parasit einen Zwi-schenwirt in der Bodentierwelt braucht, um seinen Lebenszyklus zu vollenden. Da im Offshore-Bereich die Muscheln zu weit von der Bodentierwelt entfernt gehalten werden, ist naturgemäß die Befallsrate der Muscheln sehr gering. Die Eintrittswahrscheinlichkeit ist „niedrig“, solange dieser Befall keine epidemio-logischen Dimensionen annimmt. Die Miesmuschel ist jedoch fähig einen hohen Befall zu überstehen, reagiert aber mit stark reduziertem Wachstum. Sie sind eventuell nicht mehr verkaufsfähig. Manage-mentmaßnahmen, um das Risiko zu minimieren sind hier finanzielle Ressourcen zu schaffen, die es er-möglichen Ertragsverluste aufzufangen oder den Produktionsprozess anzupassen, um betriebsgefährdende Ertragsausfälle zu vermeiden (Krost et al. 2011). Prädatoren: Auch hier gilt wie für die beiden vorigen Risiken beschrieben im Offshore-Bereich eine ge-ringere Eintrittswahrscheinlichkeit als in küstennahen Standorten. Hinzu kommt, dass die Muscheln auf-grund des Anlagendesigns sich nicht in Bodennähe und damit außerhalb der Reichweite einiger Prädato-ren befinden. Prädatoren auf Muschelkulturen lassen sich nicht ganz vermeiden und eine Anzahl würde den Ertrag reduzieren. Allerdings ist ein gutes Monitoring an diesem Standort gegeben, sodass ein Befall rechtzeitig bemerkt werden kann und mit einfachen Mitteln die Prädatoren entfernt bzw. reduziert werden können. Schlechte gesellschaftliche Akzeptanz: Aquakultur hat während der Pionierzeit durch zu geringe Um-weltauflagen in der Anfangszeit und damit verbundene Umweltskandale in den Produktionsländern ein negatives Image in Deutschland. Dies ist für bestimmte Produkte und Herkunftsländer noch heute der Fall. Die Folgen sind eine geringere Marktakzeptanz, geringere Nachfrage und niedrigere Preise. Aller-dings betrifft dies hauptsächlich die Fische. Miesmuscheln, und vor allem in Deutschland produzierte, genießen eine hohe gesellschaftliche Akzeptanz. Es muss kein Futter verwendet werden, Tierschutzprob-leme sind sehr gering und die Umweltauflagen und Kontrollen sind sehr hoch. Die Eintrittswahrschein-lichkeit ist daher „extrem gering“ aber generell ist auch hier ein Akzeptanzverlust durch einen Vorfall und entsprechender Medienaufbereitung möglich (Ahsan und Roth 2010). Die Auswirkungen wären dennoch „vernachlässigbar gering“, da europaweit der Bedarf hoch ist. Preisverfall: Die Preise für Miesmuscheln schwankten in den letzten 60 Jahren extrem. Allerdings ist der Trend deutlich steigend. Besonders in den Jahren mit einem geringen Vorkommen von Saatmuscheln haben durch Rückgang des Gesamtertrags die Preise steigen lassen. Daher sind jährlich und saisonale Preisschwankungen möglich und hängen vorwiegend vom unkalkulierbaren natürlichen Saatmuschelauf-kommen ab. Die Eintrittswahrscheinlichkeit wird als „moderat“ bewertet. Jedoch ist die Nachfrage seit Jahren ungebrochen hoch. Langfristig fallende Preise würden den Sinn des Nutzungsszenarios allerdings deutlich in Frage stellen, sofern die Lebensmittelproduktion das Hauptziel der Anlage ist. Dies betrifft auch mögliche Anlagen in größeren Dimensionen, falls solche in Zukunft geplant werden (Ahsan und Roth 2010). Sensibilitätstest haben eine geringe wirtschaftliche Akzeptanz von Preisschwankungen erge-ben. Keine Erreichbarkeit der Anlage für extrem außergewöhnlich lange Zeiträume: Die Instandhaltung und Pflege der kultivierten Organismen kann nur unter guten Wetterbedingungen (Seegangshöhe max. 1m) wahrgenommen werden. Es ist durch ein umfassendes Monitoring eine gute Planung möglich und Mies-muschelanlagen sind im Vergleich zu anderen Zweigen der Aquakultur (Fische, Krebse) nicht sehr war-tungs- und pflegeintensiv. Die Eintrittswahrscheinlichkeit ist als moderat, je nach Häufigkeit der Ereig-nisse im Eintrittsfall, zu bewerten. So könnte die Installation der Anlage zu spät erfolgen, nämlich nach dem Auftreten der höchsten Muschellarvenmengen. Dann sind Ertragsverlust und geringere Erlöse die

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 135

Folge. Bei mangelnder Instandhaltungsmöglichkeit besteht unter solchen Bedingungen ein höherer an-schließender Arbeitsaufwand nötig, um Versäumtes nachzuholen (Ahsan und Roth 2010). Als nächster Schritt muss ermittelt werden welche Bedeutung die Kombination aus Eintrittswahrschein-lichkeit und Auswirkungsgrad für jedes der betrachteten Ereignisse hat. Anschließend kann entschieden werden, ob unter diesen Umständen eine Umsetzung des regulären Plans möglich ist oder mit welchen Gegenmaßnahmen der eingetretene Mangel kompensiert werden kann. In Abbildung 41 wird der Zusam-menhang von Eintrittswahrscheinlichkeit und Auswirkung Risiko ersichtlich. Die Zahlen der Eintritts-wahrscheinlichkeit auf der y-Achse sind in Tabelle 17 und die Skalierung der Auswirkungen auf der x-Achse der Tabelle 18 ersichtlich. Je höher die Kategorie für die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Ereignisses und seiner Auswirkung ist, desto kritischer ist dieses Ereignis für das gesamte Szenario zu betrachten. In der Abbildung 41 fallen somit die Ereignisse „Preisverfall“ und „Keine Erreichbarkeit für langen Zeitraum“ mit einer moderaten Eintrittswahrscheinlichkeit gepaart mit hohen Auswirkungen für den Betriebserfolg als besonders kritisch auf. Die anderen Ereignisse hätten zwar teilweise sogar katastrophale Auswirkungen aber ihre Eintritts-wahrscheinlichkeit ist extrem niedrig oder gar vernachlässigbar wie z.B. Ereigniss „Kontamination“ und „Vorkommen toxischer Algenblüte“. Unproblematisch ist für dieses Szenario das Ereignis „Schlechte gesesellschaftliche Akzeptanz“. Im folgenden Kapitel wird die Bedeutung dieser Analyse für Entscheidungen und das weitere Handeln dargestellt. Es ist anzumerken, dass die Einstufung der Risiken speziell für das ausgewählte und oben beschriebene Nutzungsszenario am Standort der FINO3 getroffen wurde. Bestimmte Maßnahmen, wie eine dauerhafte Mindesttiefe der Anlage zum Schutz vor Stürmen, sind berücksichtigt.

5.1.3 Gesamtabschätzung, Risikokommunikation und Fazit Basierend auf der Abbildung 41 wird ersichtlich wie die einzelnen Risiken zu bewerten sind und ob Ge-genmaßnahmen getroffen werden sollten. Die Art der Gegenmaßnahmen für kritische Risiken wird in diesem Kapitel erläutert. Die Risiken können nicht exakt widergespiegelt werden, da sie immer mit Unsi-cherheiten für den Eintritt und das Ausmaß der Auswirkungen behaftet sind. Diese hängen von einer sehr großen Bandbreite verschiedener Faktoren ab und können zu anderen Auswirkungen führen als die vor-liegenden Einschätzungen.

Page 146: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Seite 136 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Abbildung 41: Verhältnis zwischen Eintrittswahrscheinlichkeit und erwarteter Auswirkung für jedes

betrachtete Ereignis Trotz intensiver Recherche und gründlicher Faktenbewertung bleiben Risikoabschätzungen nur Einschät-zungen.Um möglichst realistische Bewertungen der einzelnen Risiken vornehmen zu können, beschreibt das Ergebnis nur Wahrscheinlichkeiten. Dies gilt auch für die möglichen Auswirkungen im Eintrittsfall. In einigen Quellen werden ebenfalls nur Wahrscheinlichkeiten und Experteneinschätzungen widergege-ben, da einzelne Faktoren oder das Zusammenwirken mehrerer Faktoren nicht vollständig bekannt sind. Somit sind Risikoabschätzungen und deren unerwünschten Auswirkungen immer mit einer mehr oder minder großen Unsicherheit verbunden. Diese Risikoabschätzung ergab für fast alle betrachteten Risiken, dass diese aufgrund ihrer Wahrschein-lichkeit und dem Maße ihrer Auswirkung grundsätzlich akzeptiert und in Kauf genommen werden können (Abbildung 41). Je näher sich jedoch ein Risiko dem roten Bereich in der Matrix nähert, desto stärker müssen die Entwicklung für diesen Bereich im Auge behalten werden und Gegenmaßnahmen vorbereitet sein.

Gegenmaßnahmen In Abbildung 41 erscheinen zwei Risiken im roten Bereich, für die Gegenmaßnahmen bei einer mögli-chen Umsetzung des Vorhabens von vorneherein getroffen werden müssen, um nicht das gesamte Szena-rio zu gefährden. Dies betrifft erstens den möglichen Preisverfall während der Laufzeit und zweitens mögliche Unterbrechung der Erreichbarkeit der Anlage während andauernder Sturmperioden in unter-schiedlichen Abständen.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 137

Preisverfall: Wie oben erläutert sind die Dimensionen einer Anlage für den wirtschaftlichen Betrieb einer Offshore-Miesmuschelanlage ausschlaggebend, da einige Kosten wie z.B. Personal und Logistikanforde-rungen nicht proportional mit der Größe der Anlage steigen, wohl aber der Ertrag. Die Sensitivitätsanaly-se von (Buck et al. 2010) ergab das eine Anlage, die 4760t Miesmuscheln produziert, auch bei einer Preissenkung von 10% für Speisemuscheln immer noch wirtschaftlich betrieben werden kann. In diesem Nutzungsszenario kann aufgrund der Anlagengröße nicht das Hauptziel die Produktion von Speisemu-scheln sein. Vielmehr ist das Ziel Innovationen und Techniken für die zukünftige Offshore-Aquakulturindustrie zu entwickeln und bis zur Marktreife zu testen, sodaß die Verfahren künftig auch bei entsprechendem „Scaling-Up“ sicher betrieben werden können. In der Auslegung dieses Pilotprojektes ist von vorneherein nicht damit zu rechnen, dass Gewinne erwirtschaftet werden können, sondern Daten er-mittelt die Vorausberechnungen für eine spätere kritische Betriebsgröße ermöglichen. Daher ist das Risi-ko Preissenkung nur im Prinzip für die Höhe des erwartenden Verlusts ausschlaggebend, um für die Ent-scheidung einer Umsetzung vorbereitet zu sein. Als Fazit zum Risikofall unerwarteter Preissenkung auf den Märkten sind für zukünftige Standorte deutlich größere Aquakulturanlagen erforderlich, deren Risiko mit besonderer Intensität zu analysieren ist (Ahsan und Roth 2010). Das zweite Risiko, das nach dieser Analyse sehr kritisch betrachtet werden muss ist die Erreichbarkeit der Anlage für extrem außergewöhnlich lange Zeiträume z.B. aufgrund dauerhaft hohen Seegangs. Dieses Risiko lässt sich nur durch automatisierte Verfahren, Messtechniken mit Übertragung an Land zum Teil mindern. So lässt sich entscheiden wann und welche Maßnahmen ergriffen werden müssen, wie die Zeit-planung flexibel angepasst werden kann, um Ausgaben zu vermeiden. Ausschließen kann man dieses Ri-siko mit seinen Auswirkungen nicht. Daher lässt sich als Fazit hier nochmal die herausstechende Bedeu-tung der Entwicklung und Testung von automatisierten Arbeitsschritten betonen. Für die derzeit nicht als unmittelbar kritisch eingestuften Risiken müssen Gegenmaßnahmen mehr oder weniger detailliert vorbereitet sein oder zumindest für eine spätere Szenarienbildung identifiziert werden. So ist für alle anderen Risiken generell durch ein umfassendes Monitoring eine Art „Frühwarnsystem“ zu erarbeiten, dass gegebenenfalls den Betriebsablauf anpassen kann oder alternative Maßnahmen vor-schlägt.

Risikokommunikation Auf die Bedeutung einer guten Risikokommunikation für Investoren ist hinzuweisen. Sie sollte eigentlich am Anfang der Risikoeinschätzung stehen, denn nur wenn alle Beteiligten über die volle Bandbreite der Risiken in Kenntnis gesetzt werden und die Abschätzung der Einzelrisiken anhand eigener Erfahrungen verifiziert und auch spezifizieren, kann eine umfassende Risikoeinschätzung realistisch sein. Zukünftige Risikobewertungen werden daher auf vorhandene Einschätzungen aufbauen und Daten müssen zuvor zwischen allen Stakeholdern kommuniziert worden sein. Auch Rückmeldungen von Nutzern dieser Stu-die sind wichtig, um qualitative Einschätzungen mit einer möglichst kleinen Irrtumswahrscheinlichkeit zu entwickeln. Der freie Zugang zu diesen Informationen ist ebenfalls z.B. für die Entscheidung von Investo-ren bedeutend. Auch die Öffentlichkeit muss über die Kommunikation adäquat informiert sein, um Ängs-te und Vorurteile aber auch gezielte Fehlinformationen aufzuhalten und somit der betroffenen Öffentlich-keit Entscheidungshilfen an die Hand zu geben, und reale Einsichten zu gewinnen. Eine realistische Ein-schätzung was ein akzeptables Risiko ist wird benötigt, um über politische Prozesse den Entscheidungs-trägern eine tragbare Ressourcenbewirtschaftung zu vermitteln. In Kapitel 5.1.1 wurde bereits erwähnt wie wenig Informationen zu Risiken in der Offshore-Aquakultur kommuniziert wurden, was eine Risiko-analyse erschwert bzw. deren Irrtumswahrscheinlichkeit nicht sicher ermitteln läßt. Mit Sicherheit sind mehr Risiken und Informationen bekannt aber wurden nicht in der Vergangenheit immer rechtzeitig und nicht adequat an alle Stakeholder kommuniziert. Es muss daher für das vorgeschlagene Pilotprojekt ein wichtiges Anliegen sein, die Risiko-Kommunikation frühzeitig in den Planungsprozess einzubringen.

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Seite 138 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

6 Abschätzung der Eingriffsfolgen des ausgewählten Nutzungs-szenarios aus biologischer Sicht (GMA, AP4)

Aus dem Scoringmodell in Kapitel 3.6 ergibt sich als vielversprechendstes Nutzungsszenario für den Standort FINO3 die Miesmuschelkultur (Mytilus edulis) an Langleinen. Der Businessplan, sowie eine Risikoanalyse haben das geplante Vorhaben bereits aus technischer und wirtschaftlicher Sicht auf seine Machbarkeit hin überprüft. Nun soll eine intensive biologische Betrachtung Aufschluss über die potentiel-len ökologischen Eingriffsfolgen dieses Szenarios auf das Ökosystem am Standort geben. Zusätzlich wer-den auch mögliche Auswirkungen auf die Miesmuschelkultur betrachtet, die sich durch den Standort Nordsee ergeben, bspw. durch Prädatoren oder die anhaltende Ozeanversauerung. Die Eingriffsfolgenab-schätzung erfolgt stets im Abgleich mit geltendem Umweltrecht unter Einbeziehung aller betroffenen Schutzgüter.

6.1 Standortbetrachtung im Ökosystem Deutsche Bucht Wie bereits anfänglich geschildert, befindet sich die Forschungsplattform im nördlichen Bereich der deut-schen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) ca. 80 km westlich der Insel Sylt (Koordinaten: 55° 11,7’ N, 007° 09,5’ E). Die Lage westlich der Windkraftanlage DanTysk bringt die Forschungsplattform auch in die Nähe des Natura 2000-Schutzgebietes „Sylter Außenriff – östliche Deutsche Bucht“ (siehe Abbildung 42). Gerade aus diesem Grund ist eine durch ein akkreditiertes Gutachterbüro durchgeführte Umweltverträglichkeitsprüfung vor Installationsbeginn der Aquakulturanlage, sowie ein begleitendes Monitoring während des Anlagenbetriebes zwingend notwendig (Lovatelli et al. 2010).

Abbildung 42: Lage der Forschungsplattform FINO3 in der Deutschen Ausschließlichen

Wirtschaftszone (AWZ) und Nähe zum Natura 2000-Schutzgebiet „Sylter Außenriff – Östliche Deutsche Bucht“ (Lage FINO3 nicht maßstabsgetreu). Grafik modifiziert nach Maximilian Dörrbecker/wikipedia.org.

Page 149: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 139

Daten zur Beschaffenheit des Meeresbodens rund um den Standort wurden im Jahr 2006 vor der Errich-tung der Forschungsplattform im Rahmen eines Baugrundgutachtens erhoben. In der obersten Schicht (0-0,5 m) besteht der Grund um FINO3 aus einem grob- bis gemischtkörnigen Sandboden mit humosen Beimengungen (FuE-Zentrum FH Kiel GmbH 2006). Dabei handelt es sich um organogenen Boden, d.h. dem Sand ist organisches Material wie Humus oder Detritus (tote organische Substanz) beigemischt. Da-runter befinden sich weitere Sandbodenschichten. Der Meeresboden rund um die Forschungsplattform dient verschiedensten Organismen als Lebensraum. Diese sog. Benthosorganismen stellen einen wichtigen Bestandteil des Ökosystems der Nordsee dar. Die Lebensgemeinschaften im oder auf dem Meeresboden beinhalten Mikroorganismen, einzellige Tiere und Pflanzen, sowie mehrzellige Algen oder bodennahe Fischarten. Gerade die kleinen Benthosbewohner dienen dabei als Nahrung für Fische und viele Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle bei der Um-setzung und Sedimentation organischen und mineralischen Materials auf dem Meeresgrund. Aufgrund seiner wichtigen Rolle für die Stoffflüsse im Ökosystem ist das Benthos eines der Schutzgüter, welches nach geltendem Umweltrecht durch das Vorhaben nicht beeinträchtigt werden sollte. Ob eine mögliche Beeinträchtigung dieses Schutzgutes und seine Folgen durch die Miesmuschelkultur zu erwarten sind wird in den folgenden Abschnitten detaillierter betrachtet. In der Wassersäule selbst befinden sind ebenfalls Organismen, welche direkt oder indirekt von der Aus-bringung der Langleinen betroffen sein könnten. So gibt es in der Nordsee über 200 Fischarten; viele da-von sind pelagisch, d.h. in der Wassersäule schwimmend. Gleichzeitig ist die Deutsche Bucht Heimat für verschiedene marine Säugetierarten, die sehr empfindlich auf Störungen des Habitats reagieren. Auch das in der Wassersäule schwebende Phyto- und Zooplankton wird direkt von einer Miesmuschelkultur beein-flusst, da die Nahrungsaufnahme von Miesmuscheln über die Filtration kleinster Partikel aus der Wasser-säule erfolgt – darunter auch Mikroalgen und Fischlarven.

6.2 Mögliche Auswirkungen einer Miesmuschelkultur auf das Ökosystem und rechtliche Rahmenbedingungen

In der aktuellen Literatur sind die potentiellen Auswirkungen einer Miesmuschelkultur an Langleinen auf die Umwelt sehr gut dokumentiert. So führt beispielsweise auch die Europäische Kommission in einem Leitfaden zur Implementierung von Aquakulturen in Natura 2000 Schutzgebieten (Europäische Kommis-sion 2012) Sedimentation, Veränderungen in der Biogeochemie der Wassersäule, Lärmbelästigung, Prädatorenabwehr und die Einführung gebietsfremder Arten in das bestehende Habitat als mögliche Ein-flussgrößen auf. Der nationale Forschungsrat der USA erweitert diese Liste um die mögliche Reduktion planktonischer Biomasse durch Überbesatz, Ausbruch und Übertragung von Krankheitserregern, sowie Beeinträchtigung mariner Säuger, Seevögel und anderer mariner Organismen (National Research Council (U.S.) 2010). Die folgende Eingriffsfolgenabschätzung orientiert sich außerdem an Gallardi (2014). In diesem Review wurden vier ökologische Effektbereiche und ihre Auswirkungen definiert: i) Wassersäule und Nährstoffhaushalt, ii) Sediment und Benthos, iii) Interaktion mit weiteren marinen Organismen und iv) gebietsfremde Arten (Tabelle 21). Grundsätzlich sind alle diese Effekte möglich, jedoch abhängig von den Standortgegebenheiten mehr oder weniger wahrscheinlich, und können in vielen Fällen entweder positiv oder negativ wirken (McKindsey et al. 2011). Da die Miesmuschel eine heimische Art der Nord-see ist, wird ein möglicher Eintrag einer gebietsfremden Art (iv) bereits von vorhinein ausgeschlossen. Tabelle 21: Die wichtigsten Effekte einer Muschelaquakultur auf das Ökosystem und ihre

Auswirkungen. In grau hinterlegt sind Punkte, welche sowohl negativ als auch positiv – je nach Betrachtung – bewertet werden können. Nach: Gallardi (2014).

Effekt Auswirkung

Wassersäule und Nährstoffhaushalt

Phytoplankton-Modifikation Algenblüte wird beeinflusst Reduzierte Trübung Erhöhte Lichtdurchflutung

Erhöhte Ammoniumemission Erhöhte Primärproduktion Konzentration von Metallen

Sediment und Benthos Erhöhte Sedimentation Anoxisches Sediment

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Seite 140 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Effekt Auswirkung Erhöhtes Bakterienwachstum Reduzierte Suspensionsfresser

Vermehrte Sedimentfresser Modifikation von Topographie und

Hydrographie Habitatneubildung & -veränderung

Calciumcarbonat-Entnahme Vermehrte Versauerung Verminderte Rückkopplung

Interaktion mit weiteren marinen Organismen

Nährstoff- und Habitatmodifikation

Vermehrt Krustentiere & Fische Dislokation von Makrophyten

Störung von Säugetieren & Vögeln Neues Habitat für Vögel

Nahrungskonkurrenz Reduktion Zooplankton & Larven Gebietsfremde Arten Einbringen nicht-heimischer Arten Seucheneintrag

6.2.1 Rechtlicher Rahmen der Eingriffsfolgenabschätzung Die Eingriffsfolgenabschätzung orientiert sich des Weiteren an den gegebenen rechtlichen Rahmenbedin-gungen für die Deutsche Bucht. Die Deutsche und Europäische Umweltgesetzgebung definiert spezifi-sche Schutzgüter und welche möglichen Belastungen zu berücksichtigen und zu bewerten sind. Überge-ordnet gilt die Flora-Fauna-Habitatrichtlinie der Europäischen Gemeinschaft (FFH-Richtlinie, 92/43/EWG) zur Sicherung der Artenvielfalt durch den Erhalt natürlicher Lebensräume, sowie den Schutz wildlebender Tiere und Pflanzen in den EU-Mitgliedsstaaten. Basierend auf der FFH-Richtlinie wurden spezifische Schutzgebiete im Raum der Europäischen Gemeinschaft als „Natura 2000-Schutzgebiet“ aus-gewiesen. Neben der FFH-Richtlinie ist die Europäische Vogelschutzrichtlinie (VSchRL Richtlinie 2009/147/EG) zur Regelung des Schutzes wildlebender Vogelarten und ihrer Lebensräume innerhalb der Europäischen Gemeinschaft etabliert. Rund 45% der marinen Fläche Deutschlands ist als Natura 2000 Schutzgebiet ausgewiesen. Die Deutsche Bucht als mariner Lebensraum steht außerdem unter der besonderen Regelung der Mee-resstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) der Europäischen Union (2008/56/EG). Die Umsetzung der Mee-resstrategie-Rahmenrichtlinie erfolgt in der Bundesrepublik Deutschland über Implementierungen im Wasserhaushaltsgesetz, im Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz, sowie im Bundesnaturschutzgesetz und im Bundeswasserstraßengesetz. Das Wasserhaushaltsgesetz ist weiterhin eine Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL, 2000/60/EG) die den Gewässerschutz, sowie eine nachhaltige und umweltverträgliche Gewäs-serbewirtschaftung und das Erreichen eines guten ökologischen Zustands zum Ziel hat. Diesen Zielen dürfen die Auswirkungen des Aquakulturvorhabens nicht entgegenstehen. Durch das Bundesnaturschutzgesetz BNatSchG ist außerdem geregelt, dass „Erhebliche Beeinträchtigun-gen von Natur und Landschaft […] vom Verursacher vorrangig zu vermeiden [sind]. Nicht vermeidbare erhebliche Beeinträchtigungen sind durch Ausgleichs- oder Ersatzmaßnahmen oder, soweit dies nicht möglich ist, durch einen Ersatz in Geld zu kompensieren.“. Sowohl Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie als auch Wasserrahmenrichtlinie führen indikative Listen von Merkmalen, möglichen Belastungen und Auswirkungen auf die vorhandenen Schutzgüter, sowie qualita-tive Deskriptoren für einen guten Umweltzustand in Bezug auf Küstengewässer und marine Habitate.

Merkmale zur Beschreibung des Umweltzustandes nach MSRL (Anhang III, Tabelle 1): Physikalische und chemische Merkmale

(1) Topografie und Bathymetrie des Meeresgrundes (2) jährliches und jahreszeitliches Temperaturprofil und Eisbedeckung, Strömungsgeschwindigkeit, Auftriebsphänomene,

Wellenexposition, Durchmischungseigenschaften, Trübung, Verweildauer; (3) räumliche und zeitliche Verteilung der Salinität;

Page 151: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 141

(4) räumliche und zeitliche Verteilung von Nährstoffen (gelöster anorganischer Stickstoff -DIN, Gesamtstickstoff — TN, Orthophosphat — DIP, Gesamtphosphor — TP, Summe organischen Kohlenstoffs — TOC) und Sauerstoff; Profile des pH-Werts und des CO2-Partialdrucks (pCO2) oder vergleichbare Informationen zur Messung der Versauerung des Meeres.

Biotoptypen

(5) vorherrschende(r) Biotoptyp(en) des Meeresgrundes und der Wassersäule mit Beschreibung der charakteristischen physikalischen und chemischen Merkmale wie Tiefe, Wassertemperaturregime, Strömungsverhältnisse und andere Wasserbewegungen, Salinität,

(6) Struktur und Substratzusammensetzung des Meeresgrundes; (7) Ermittlung und Kartierung besonderer Biotoptypen, insbesondere der im Gemeinschaftsrecht (Habitatrichtlinie und

Vogelschutzrichtlinie) oder in internationalen Übereinkommen als in wissenschaftlicher Hinsicht oder in Bezug auf die biologische Vielfalt von besonderem Interesse anerkannten bzw. genannten Lebensraumtypen;

(8) Biotope in Gebieten, die aufgrund ihrer Merkmale, geografischen Lage oder strategischen Bedeutung besonders zu erwähnen sind. Hierunter können Gebiete fallen, die einer starken oder spezifischen Belastung ausgesetzt sind oder einer besonderen Schutzregelung bedürfen.

Biologische Merkmale

(9) Beschreibung der biologischen Gemeinschaften der vorherrschenden Lebensräume am Meeresgrund und in der Was-sersäule. Dies umfasst Informationen über die Phytoplankton- und Zooplanktongemeinschaften einschließlich der Ar-ten und der jahreszeitlichen und geografischen Variabilität;

(10) Informationen über Angiospermen, Makroalgen und die Wirbellosen des Meeresgrundes einschließlich Artenzusam-mensetzungen, Biomasse und jährliche/jahreszeitliche Variabilität;

(11) Informationen über den Aufbau der Fischpopulationen, unter anderem Häufigkeit, Verbreitung und Alters-/Größenstruktur;

(12) Beschreibung der Populationsdynamik, des natürlichen und tatsächlichen Verbreitungsraums und des Zustands der Meeressäuger- und Reptilienarten in der Meeresregion bzw. -unterregion;

(13) Beschreibung der Populationsdynamik, des natürlichen und tatsächlichen Verbreitungsraums und des Zustands der Seevogelarten in der Meeresregion bzw. -unterregion.

(14) Beschreibung der Populationsdynamik, des natürlichen und tatsächlichen Verbreitungsraums und des Zustands der anderen Arten in der Meeresregion oder -unterregion, die unter das Gemeinschaftsrecht oder unter internationale Übereinkommen fallen;

(15) Verzeichnis des zeitlichen Vorkommens, der Reichhaltigkeit und der räumlichen Verteilung nicht einheimischer (exo-tischer) Arten in der Meeresregion oder -unterregion bzw. gegebenenfalls genetisch unterschiedlicher Formen ein-heimischer Arten in der Meeresregion oder -unterregion.

Sonstige Merkmale

(16) Zustandsbeschreibung bezüglich Chemikalien, einschließlich Problemchemikalien, Sedimentkontamination, Belas-tungsschwerpunkten (hot spots), gesundheitlicher Fragen und Kontamination von Biota (insbesondere von Biota, die zum menschlichen Verzehr bestimmt sind);

(17) Beschreibung sonstiger Merkmale, die für die Meeresregion bzw. -unterregion typisch oder spezifisch sind.

Belastungen und Auswirkungen zur Beschreibung des Umweltzustandes nach MSRL (Anhang III, Tabelle 2): Physischer Verlust

(1) vollständiges Bedecken (z. B. durch vom Menschen geschaffene Strukturen, Ablagerung von Baggergut); (2) Versiegelung (z. B. durch dauerhafte Bauwerke).

Physische Schädigung

(3) Veränderung der Verschlickung (z. B. durch Mündungen von Rohrleitungen, verstärkten Abfluss, Baggerarbei-ten/Ablagerungen von Baggergut);

(4) Abschürfung (z. B. Auswirkungen auf den Meeresgrund durch kommerzielle Fischerei, durch Boote und Ankern); (5) selektive Entnahme (z. B. durch Erforschung und Ausbeutung lebender und nichtlebender Ressourcen des Meeres-

grundes und des Untergrundes).

Sonstige physikalische Störungen

(6) Unterwasserlärm (z. B. durch Seefahrzeuge, akustische Unterwassergeräte); (7) Abfälle im Meer.

Interferenzen mit hydrologischen Prozessen

(8) signifikante Veränderungen des Temperaturprofils (z. B. durch Einleitungen von Kraftwerken);

Page 152: Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3€¦ · Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 VII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der

Seite 142 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

(9) signifikante Veränderungen des Salinitätsprofils (z. B. durch Bauten, die Wasserbewegungen behindern, Wasserent-nahme).

Kontamination durch gefährliche Stoffe

(10) Eintrag synthetischer Verbindungen (z. B. prioritäre Stoffe im Sinne der Richtlinie 2000/60/EG, die für die Mee-resumwelt relevant sind, wie Pestizide, Bewuchshemmer, Arzneimittel, z. B. durch Verluste aus diffusen Quellen, Verschmutzung durch Schiffe, atmosphärische Deposition sowie biologisch aktive Stoffe);

(11) Eintrag nicht synthetischer Stoffe und Verbindungen (z. B. Schwermetalle, Kohlenwasserstoffe, z. B. durch Ver-schmutzungen durch Schiffe sowie die Erforschung und Ausbeutung von Öl-, Gas- und Erzvorkommen, atmosphäri-sche Deposition, Einträge aus Flüssen);

(12) Eintrag von Radionukliden. Systematische und/oder absichtliche Freisetzung von Stoffen (13) Eintrag anderer fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe in Meeresgewässer infolge systematischer und/oder absichtli-

cher Freisetzung in die Meeresumwelt, die nach anderen Vorschriften des Gemeinschaftsrechts und/oder internationa-len Übereinkommen zulässig ist.

Anreicherung mit Nährstoffen und organischem Material

(14) Einträge von Düngemitteln und anderen stickstoff- und phosphorhaltigen Stoffen (z. B. aus Punktquellen oder diffu-sen Quellen einschließlich Landwirtschaft, Aquakultur, atmosphärische Deposition);

(15) Eintrag organischen Materials (z. B. aus Abwasserkanälen, Aquakultur im Meer, Einträge aus Flüssen).

Biologische Störungen

(16) Eintrag mikrobieller Pathogene; (17) Vorkommen nicht einheimischer Arten und Umsiedlungen; (18) selektive Entnahme von Arten, einschließlich anfallender Beifänge (z. B. durch kommerzielle Fischerei und Sportfi-

scherei).

Qualitative Deskriptoren zur Festlegung des guten Umweltzustandes nach MSRL (Anhang I): (1) Die biologische Vielfalt wird erhalten. Die Qualität und das Vorkommen von Lebensräumen sowie die Verbreitung

und Häufigkeit der Arten entsprechen den vorherrschenden physiografischen, geografischen und klimatischen Bedin-gungen.

(2) Nicht einheimische Arten, die sich als Folge menschlicher Tätigkeiten angesiedelt haben, kommen nur in einem für die Ökosysteme nicht abträglichen Umfang vor.

(3) Alle kommerziell befischten Fisch- und Schalentierbestände befinden sich innerhalb sicherer biologischer Grenzen und weisen eine Alters- und Größenverteilung der Population auf, die von guter Gesundheit des Bestandes zeugt.

(4) Alle bekannten Bestandteile der Nahrungsnetze der Meere weisen eine normale Häufigkeit und Vielfalt auf und sind auf einem Niveau, das den langfristigen Bestand der Art sowie die Beibehaltung ihrer vollen Reproduktionskapazität gewährleistet.

(5) Die vom Menschen verursachte Eutrophierung ist auf ein Minimum reduziert; das betrifft insbesondere deren negative Auswirkungen wie Verlust der biologischen Vielfalt, Verschlechterung des Zustands der Ökosysteme, schädliche Al-genblüten sowie Sauerstoffmangel in den Wasserschichten nahe dem Meeresgrund.

(6) Der Meeresgrund ist in einem Zustand, der gewährleistet, dass die Struktur und die Funktionen der Ökosysteme gesi-chert sind und dass insbesondere benthische Ökosysteme keine nachteiligen Auswirkungen erfahren.

(7) Dauerhafte Veränderungen der hydrografischen Bedingungen haben keine nachteiligen Auswirkungen auf die Meere-sökosysteme.

(8) Aus den Konzentrationen an Schadstoffen ergibt sich keine Verschmutzungswirkung. (9) Schadstoffe in für den menschlichen Verzehr bestimmtem Fisch und anderen Meeresfrüchten überschreiten nicht die

im Gemeinschaftsrecht oder in anderen einschlägigen Regelungen festgelegten Konzentrationen. (10) Die Eigenschaften und Mengen der Abfälle im Meer haben keine schädlichen Auswirkungen auf die Küsten- und

Meeresumwelt. (11) Die Einleitung von Energie, einschließlich Unterwasserlärm, bewegt sich in einem Rahmen, der sich nicht nachteilig

auf die Meeresumwelt auswirkt.

Qualitätskomponenten für die Einstufung des ökologischen Zustands nach WRRL (Anhang V, Ab-schnitt 1.1.4 - Küstengewässer): Biologische Komponenten

(1) Zusammensetzung, Abundanz und Biomasse des Phytoplanktons, (2) Zusammensetzung und Abundanz der sonstigen Gewässerflora, (3) Zusammensetzung und Abundanz der benthischen wirbellosen Fauna;

Hydromorphologische Komponenten in Unterstützung der biologischen Komponenten

Morphologische Bedingungen

(4) Tiefenvariation,

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 143

(5) Struktur und Substrat des Meeresbodens, (6) Struktur der Gezeitenzone;

Tidenregime

(7) Richtung der vorherrschenden Strömungen, (8) Wellenbelastung;

Chemische und physikalisch-chemische Komponenten in Unterstützung der biologischen Komponenten

Allgemein

(9) Sichttiefe, (10) Temperaturverhältnisse, (11) Sauerstoffhaushalt, (12) Salzgehalt, (13) Nährstoffverhältnisse.

Spezifische Schadstoffe

(14) Verschmutzung durch alle prioritären Stoffe, bei denen festgestellt wurde, dass sie in den Wasserkörper eingeleitet werden,

(15) Verschmutzung durch sonstige Stoffe, bei denen festgestellt wurde, dass sie in signifikanten Mengen in den Wasser-körper eingeleitet werden.

6.2.2 Auswirkungen auf Wassersäule und Nährstoffhaushalt Große Ansammlungen von Muscheln können einen modifizierenden Einfluss auf die lokale Phytoplank-ton-Population und resultierende Algenblüten haben. Durch ihre filtrierende Lebensweise können sie die Intensität von Algenblüten regulieren und haben außerdem Einfluss auf die saisonalen Zyklen der Phyto-plankton-Zusammensetzung. Die Effizienz der Filtration von Muscheln ist direkt abhängig von der Größe des vorhandenen Phytoplanktons und besonders während der Wachstumsphasen der Muscheln kommt es damit zu einem unnatürlichen Ungleichgewicht zwischen dem kleineren Picoplankton und dem größeren Nanoplankton (Newell 2004; Fabi et al. 2009; Gallardi 2014). Durch die hauptsächliche Filtration von Phytoplankton können größere Muschelkulturen die ökologische Nische von Zooplankton besetzen und somit verhindern, dass Nahrungsenergie auf eine höhere trophische Ebene gelangt, d.h. vom Phytoplank-ton zum Zooplankton und vom Zooplankton zu kleinen Fischen, usw. (Cranford et al. 2003). Die erhöhte lokale Filtration des Wassers könnte darüber hinaus zu einer erhöhten Sichttiefe bzw. zu verringerter Trü-bung rund um die Muschelzuchteinheit führen. Diese Veränderung sorgt für einen positiven Einfluss auf Organismen, deren Wachstum durch die Lichtverfügbarkeit in der Wassersäule limitiert ist, wie z.B. Al-gen (Cranford et al. 2003; Newell und Koch 2004). Eines der wichtigsten Stoffwechselendprodukte von Miesmuscheln ist Ammonium (NH4

+) Dieses wird ausgeschieden und führt lokal zu einer Erhöhung der Primärproduktion, da der Stickstoffumsatz in der Wassersäule erhöht wird. Der Stickstoff im Ammonium ist direkt für das Phytoplankton verfügbar. Allerdings ist zu beachten, dass dieser Effekt immer von den Standortgegebenheiten wie Muscheldichte, Strömung, Wasseraustauschraten und Besiedelungsdauer ab-hängt (Gallardi 2014). Da Miesmuscheln große Mengen an Wasser filtrieren erzeugen sie ggf. einen Kon-zentrationseffekt für Metalle oder Toxine. Diese sind an Schwebstoffe gebunden oder gelöst im Wasser-körper und durch die Bildung von Pseudofaeces werden sie in diesen aufkonzentriert und sammeln sich bspw. am Meeresboden (Cranford et al. 2003). Eine Langleinen-Kultivierungseinheit stellt außerdem ein großes Bauwerk innerhalb der Wassersäule dar. Hier ist das Volumen zu betrachten, welches einerseits eine Abschattung der darunterliegenden Benthosgemeinschaft verursachen und andererseits Einfluss auf Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung nehmen könnte (Haas et al. 2015). Auch diese sind abhängig von den Standortgegebenheiten, wie vor allem der Wassertiefe, zu betrachten.

Tabelle 22. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Wassersäule und Nährstoffhaushalt für den Standort in Bezug auf Merkmale und Deskriptoren nach MSRL.

Merkmale Auswirkungen Deskriptoren Bewertung

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Seite 144 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Biologisch Phytoplankton-Modifikation

(1) Biologische Vielfalt wird erhalten (4) Normale Häufigkeit aller Bestandteile des Nahrungsnetzes

Gutachten erforderlich (Menge und Zusam-mensetzung von Phyto-plankton und Zooplank-ton), aber aufgrund der geringen Anlagengröße Auswirkung als gering einzuschätzen

Physika-lisch, Che-misch

Reduzierte Trübung (4) Normale Häufigkeit aller Bestandteile des Nahrungsnetzes (7) Veränderungen Hydrografischer Bedin-gungen

Gutachten erforderlich (Phytoplanktonwachs-tum), aber aufgrund der geringen Anlagengröße Auswirkung als gering einzuschätzen

Physika-lisch, Che-misch

Eintrag organischen Materials

(5) minimale Eutrophierung Gutachten erforderlich (Primärproduktion)

Sonstiges Konzentration von Me-tallen oder Toxinen (Se-dimentkontamination)

(8) + (9) keine Verschmutzung durch Schad-stoffkonzentration/Grenzwertüberschreitung

Gutachten erforderlich (Schadstoffkonzentrati-on Sediment, Muscheln)

Physika-lisch, Che-misch

Strömungsgeschwindig-keit und -richtung

(7) Veränderungen hydrografischer Bedin-gungen

Gutachten erforderlich (Strömungsprofil, Planktonverbreitung)

Tabelle 23. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Wassersäule und Nährstoffhaushalt für den Standort in Bezug auf Qualitätskomponenten nach WRRL.

Qualitätskomponente Auswirkung Bewertung Biologisch (1) Phytoplankton Phytoplankton-

Modifikation Gutachten erforderlich (Menge und Zusammensetzung von Phytoplankton und Zooplankton), aber aufgrund der geringen Anlagengröße Auswirkung als gering einzuschätzen

Chemisch-physikalisch

(9) Sichttiefe Reduzierte Trübung Gutachten erforderlich (Phytoplank-tonwachstum), aber aufgrund der geringen Anlagengröße Auswirkung als gering einzuschätzen

Chemisch-physikalisch

(13) Nährstoffver-hältnisse

Eintrag organischen Mate-rials

Gutachten erforderlich (Primärpro-duktion)

Chemisch-physikalisch

(14) + (15) Schad-stoffe

Konzentration von Metal-len oder Toxinen (Sedi-mentkontamination)

Gutachten erforderlich (Schadstoff-konzentration Sediment, Muscheln)

Hydromorphologisch (7) Strömungsrich-tung (8) Wellenbelastung

Strömungsgeschwindigkeit und -richtung

Gutachten erforderlich (Strömungs-profil, Planktonverbreitung)

6.2.3 Auswirkungen auf Sediment und Benthosbewohner Durch Produktion von Faeces und Pseudofaeces kann eine Miesmuschelkultur direkte Auswirkungen auf den Meeresboden und seine Bewohner haben. Die Anreicherung des Sediments mit organischem Material und dessen mikrobieller Abbau kann lokal zu anoxischen Zonen führen, da der Abbau organischen Mate-rials sauerstoffzehrend ist (Cranford et al. 2003; Gallardi 2014; Rößner 2012). Gleichzeitig erhöht sich die Anzahl mikrobieller Organismen und anderer verwertender Lebewesen. Zusätzlich zur erhöhten Se-dimentation führen auch abgestorbene und nicht geerntete Muschelschalen zu einer Modifikation der To-pographie des Meeresbodens (Hartstein und Rowden 2004; Fréchette 2012). Dadurch wird das Habitat Meeresboden direkt beeinflusst und kann zu einer Veränderung der Lebensgemeinschaft führen. Bei-spielsweise wird der sandige Boden durch Muschelschalen zunehmend hart und rau. Abhängig von Strö-mung und Wasseraustausch, kann eine Akkumulation solchen Materials am Meeresboden zu einem Be-

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 145

wuchs mit weiteren Organismen, wie Schwämmen, Tunikaten oder Polychaeten führen (Kaspar et al. 1985). Das Schalenwachstum von Muscheln benötigt Calciumcarbonat, welches Muscheln aus dem Was-ser aufnehmen. Die Entnahme von Calciumcarbonat aus dem System kann somit zu einer weiteren Oze-anversauerung beitragen, da Calciumcarbonat eine wichtige Pufferfunktion im Ökosystem übernimmt. Normalerweise wird dem Ozean Calciumcarbonat in Form von abgestorbenen Muschelschalen wieder zurückgegeben, was in einer künstlichen Produktion durch die Entnahme der Muscheln aus dem Kultivie-rungssystem entfällt. Dies stellt allerdings eher in sehr flachen Gewässern und Estuaren ein Problem dar (Gallardi 2014). Der Gehalt organischen Materials unterhalb von Muschellangleinen ist meistens deutlich erhöht im Ver-gleich zu Referenzstandorten (Giles et al. 2006). Wichtig zu beachten ist hier natürlich auch die Umge-bung, da durch bodennahe Strömungen Faeces und Pseudofaeces auch von der Kultivierungsanlage weg-gespült werden können und somit das umgebende Habitat ebenfalls von der Sedimentation betroffen wä-re. Mithilfe von Modellierungen kann die Verteilung der Sedimente unterhalb einer Langleinenanlage mittlerweile relativ gut beschrieben werden (Hartstein und Stevens 2005). Um solch eine Verteilung für den Standort FINO3 zu modellieren, ist eine Einbeziehung der vorherrschenden Strömungsmuster und Strömungsgeschwindigkeiten unbedingt notwendig und sollte in einem Gutachten während der Planungs-phase betrachtet werden (siehe Abbildung 43). Dazu könnte auch das bereits entwickelte FARM-Modell (Ferreira et al. 2009) herangezogen werden, welches die potentiellen Auswirkungen der Anlage durch Eutrophierung modellieren kann. Zu beachten ist dabei aber auch, dass Faeces und Pseudofaeces nicht besonders stabil sind und sich mit der Strömungsbewegung relativ schnell auflösen, weshalb eine groß-flächige Anhäufung nicht zu erwarten ist.

Abbildung 43: Schema der verschiedenen Berechnungsparameter zur Modellierung der

Verteilungsmuster- und geschwindigkeit von Partikeln aus einer Langleinenkultur. Aus: Hartstein und Stevens (2005).

Eine weitere direkte Auswirkung auf den Meeresboden haben die Verankerungssysteme der Produktions-anlage. Für drei geplante Langleinen müssen insgesamt sechs Ankerblöcke aus Beton à 4 t ausgebracht werden. Bei einer Größe von etwa 1,38m3 entspricht die Fläche eines Ankerblocks ungefähr 1-2m2. Ins-gesamt bedeutet das gerade einmal eine Fläche von maximal 12m² Meeresboden, welche direkt von den Ankerblöcken bedeckt und beeinträchtigt wird. Jedoch sind diese Ankerblöcke reversibel und der Mee-resboden kann sich nach einem Rückbau wieder erholen. Wie jedoch aus früheren Studien bekannt ist, bieten diese Ankerblöcke verschiedensten Lebewesen auch einen neuen Lebensraum (Buck 2007). Auswirkungen durch eine Abschattung des Meeresbodens aufgrund der bewachsenen Kulturfläche ist nicht zu erwarten, da der Standort eine Wassertiefe von über 22m aufweist und Makrophyten in dieser Tiefe nicht mehr vorkommen bzw. die Lichtverfügbarkeit nicht bis in diese Tiefe reicht.

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Seite 146 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Tabelle 24. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Sediment und Benthos für den Standort in Bezug auf Merkmale und Deskriptoren nach MSRL.

Merkmale Auswirkungen Deskriptoren Bewertung Physikalisch, chemisch

Anreicherung Sediment (Veränderung Topografie)

(6) Struktur des Meeres-grundes (7) Hydrografische Ver-änderungen

Gutachten erforderlich (Sedimentablage-rung, Habitatveränderung); Strömungs-profil

Physikalisch, chemisch

Anoxische Zonen (5) Sauerstoffmangel nahe dem Meeresgrund

Gutachten erforderlich (Sauerstoffmes-sung)

Biotoptyp Substratzusammensetzung Meeresgrund

(5) Eutrophierung (6) Struktur des Meeres-grundes

Gutachten erforderlich (Substratzusam-mensetzung); Aufgrund der starken Strömung am Standort Auswirkung als gering einzuschätzen (Auflösen des bio-logischen Materials)

Biologisch Populationsdynamik Benthosbewohner

(1) Biologische Vielfalt (6) Benthische Ökosys-teme

Gutachten erforderlich (Zusammenset-zung Benthospopulation)

Physikalisch, chemisch

Ozeanversauerung, Calci-umcarbonat-Entnahme

(7) Hydrografische Be-dingungen

Gutachten erforderlich (CO2-Partialdruck); Aufgrund der Anlagengrö-ße Auswirkung als vernachlässigbar ein-zuschätzen

Biotoptypen Versiegelung des Meeres-bodens

(6) Struktur des Meeres-grundes

Gutachten erforderlich; Aufgrund der geringen Fläche der Ankerblöcke Aus-wirkungen als gering einzuschätzen

Tabelle 25. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Sediment und Benthos für den Standort in Bezug auf Qualitätskomponenten nach WRRL.

Qualitätskomponente Auswirkung Bewertung Hydromorphologisch (5) Struktur und

Substrat des Mee-resbodens

Anreicherung Sediment (Veränderung Topografie)

Gutachten erforderlich (Sedimentablage-rung, Habitatveränderung); Aufgrund der starken Strömung am Standort Auswir-kung als gering einzuschätzen

Chemisch-physikalisch

(11) Sauerstoff-haushalt

Anoxische Zonen Gutachten erforderlich (Sauerstoffmes-sung)

Hydromorphologisch (5) Struktur und Substrat des Mee-resbodens

Substratzusammensetzung Meeresgrund

Gutachten erforderlich (Substratzusam-mensetzung); Aufgrund der starken Strömung am Standort Auswirkung als gering einzuschätzen (Auflösen des bio-logischen Materials)

Biologisch (3) Benthische Fauna

Populationsdynamik Benthosbewohner

Gutachten erforderlich (Zusammenset-zung Benthospopulation)

Chemisch-physikalisch

Ozeanversauerung, Calci-umcarbonat-Entnahme

Gutachten erforderlich (CO2-Partialdruck); Aufgrund der Anlagengrö-ße Auswirkung als vernachlässigbar ein-zuschätzen

6.2.4 Interaktion mit anderen marinen Organismen In anderen Studien wurde berichtet, dass eine Miesmuschelkultivierungseinheit Nährstoff- und Habitat-modifizierende Effekte hervorruft. So wurde ein starker Anstieg an Krebstieren und karnivoren Fischen rund um eine Muschelzucht beobachtet, da Krebse und Krabben von einem erhöhten Nährstoffgehalt un-terhalb der Kultivierungseinheit profitieren. Gleichzeitig werden Hummer von Verankerungssystemen und anderen Strukturen angezogen, da sie Schutz und der Standort gleichzeitig ein erhöhtes Nahrungs-aufkommen (durch die Muscheln selbst und andere Tiere) bieten. An flachen Standorten sorgt eine besse-re Belichtung der Wassersäule durch Filtration für ein erhöhtes Wachstum bodennaher Algen und Pflan-zen. Dieses Wachstum hat eine erhöhte Ansiedelung herbivorer und damit auch karnivorer Fische und

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 147

Lebewesen zur Folge (Gallardi 2014). Störeffekte sind zu erwarten, wenn marine Säuger sich beispiels-weise in den Kultivierungseinheiten verfangen oder sich daran verletzen können. Des Weiteren ist eine Störung der sensiblen Lebewesen durch Lärmbelästigung und Müll während der Installation der Anlage, sowie während des Betriebes möglich. Bisher sind solche Störungen für eine Muschelkultur nicht be-schrieben worden. Eine Ausnahme ist das Verfangen zweier Brydewale in Saatkollektoren in Neuseeland (National Research Council (U.S.) 2010). Effekte auf Seevögel sind zweigeteilt, da die Kultivierungsein-heit einerseits ein neues Habitat darstellen kann, jedoch andererseits Seevögel ebenfalls durch Lärm ge-stört werden könnten, oder sich an den Langleinen verletzen können. Gleichzeitig wirken sich Verände-rungen in der Lebensgemeinschaft des Bodens, sowie der Wassersäule direkt auf die Nahrungskette und damit auch auf Seevögel aus (Forrest et al. 2009). Eine Muschelkultur tritt innerhalb des Habitats in di-rekte Nahrungskonkurrenz zu anderen Organismen, da sie, wie bereits beschrieben, die Menge an Mikro-zooplankton und Mesozooplankton über verschiedene Wege reduzieren können (Fabi et al. 2009). Das Einbringen gebietsfremder Arten ist in Deutschland nicht erlaubt und durch das Bundesnaturschutzgesetz geregelt. Da es sich bei der Miesmuschel um eine in der Nordsee heimische Muschelart handelt und die Kultur aus der Kollektion von in der Nordsee befindlichen Saatmuscheln stammt, sind keine Probleme hinsichtlich des Einbringens von Krankheitserregern oder invasiver Arten zu erwarten. Tabelle 26. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Interaktionen mit weiteren marinen

Organismen für den Standort in Bezug auf Merkmale und Deskriptoren nach MSRL. Merkmale Auswirkungen Deskriptoren Bewertung Biologisch Populationsdynamik

Fisch und Krusten-tiere

(1) Biologische Vielfalt Gutachten erforderlich (Artzusammenset-zung); Miesmuschelkultivierung kann sich positiv auf die bodennahe Fisch- und Scha-lentierpopulationen auswirken.

Biologisch Populationsdynamik Seevögel

(1) Biologische Vielfalt Gutachten erforderlich (Habitatneubildung, Verletzungsgefahr)

Biologisch Nahrungskonkurrenz Zooplankton, Larva-les Plankton

(4) Normale Häufigkeit aller Bestandteile des Nahrungsnetzes

Gutachten erforderlich (Menge an Fischlar-ven, Zooplankton); Aufgrund der Anlagen-größe Auswirkungen als gering einzuschät-zen

Biologisch Störung und Verlet-zung von Mee-ressäugern

(11) Unterwasserlärm minimal

Lärmbelästigung kann minimiert werden (Schalldämpfung bei Installation); die nach unten offene Konstruktion der Langleinen verringert die Verletzungsgefahr für Mee-ressäuger; Ausbringen akustischer Signal-geber vermindert das Risiko weiter

Sonstige Mülleintrag (10) Abfälle im Meer ohne schädliche Auswir-kung

Risiko kann minimiert werden durch sorg-fältiges Arbeiten bei der Installation der Anlage

Tabelle 27. Bewertung potentieller Eingriffsfolgen hinsichtlich Interaktionen mit weiteren marinen Organismen für den Standort in Bezug auf Qualitätskomponenten nach WRRL.

Qualitätskomponente Auswirkung Bewertung Biologisch (2) sonstige Gewäs-

serflora Populationsdynamik Fisch und Krustentiere

Gutachten erforderlich (Artzusam-mensetzung); Miesmuschelkultivie-rung kann sich positiv auf die boden-nahe Fisch- und Schalentierpopulatio-nen auswirken.

Biologisch (2) sonstige Gewäs-serflora

Populationsdynamik Seevögel

Gutachten erforderlich (Habitatneubil-dung, Verletzungsgefahr)

Biologisch/chemisch-physikalisch

(1) Phytoplankton (13) Nährstoffver-hältnisse

Nahrungskonkurrenz Zooplankton, Larvales Plankton

Gutachten erforderlich (Menge an Fischlarven, Zooplankton); Aufgrund der Anlagengröße Auswirkungen als gering einzuschätzen

Biologisch/Chemisch- (2) sonstige Gewäs- Störung und Verletzung Lärmbelästigung kann minimiert wer-

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Seite 148 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Qualitätskomponente Auswirkung Bewertung physikalisch serflora

(14) Verschmutzung (Lärmeintrag)

von Meeressäu-gern/Vögeln (Lärmbelas-tung)

den (Schalldämpfung bei Installation); die nach unten offene Konstruktion der Langleinen verringert die Verlet-zungsgefahr für Meeressäuger; Aus-bringen akustischer Signalgeber ver-mindert das Risiko weiter

Chemisch-physikalisch

(14) Verschmutzung Mülleintrag Risiko kann minimiert werden durch sorgfältiges Arbeiten bei der Installa-tion der Anlage

6.2.5 Kumulative Effekte Wichtig für eine genaue Bewertung der möglichen Eingriffsfolgen auf das Ökosystem durch die Miesmu-schelzucht ist vor allem auch die Betrachtung kumulativer Effekte. So wachsen Miesmuscheln (und ande-re Organismen) bereits natürlicherweise auf den Fundamenten der umgebenden Windkraftanlagen, sowie an der Forschungsplattform selbst. Dadurch befinden sich bereits mehr Miesmuscheln in diesem Gebiet als dort natürlicherweise auftreten würden. Die in den vorhergegangenen Abschnitten betrachteten Effek-te, wie bspw. die Sedimentation, sind für die Anlage allein aufgrund ihrer geringen Größe oft als gering einzuschätzen. Jedoch ist eine Einschätzung der kumulativen Effekte durch die bereits vorhandenen Miesmuschelbestände ohne genaue Datenerhebung nicht möglich. Die sogenannte Carrying Capacity (dt. Tragfähigkeit) beschreibt in der Ökologie die maximale Zahl von Organismen einer Art, die in einem Lebensraum für unbegrenzte Zeit existieren können, ohne diesen nachhaltig zu schädigen. Ob die Car-rying Capacity für den Standort FINO3 aufgrund der ihn umgebenden Windparks bereits erreicht ist, kann in dieser Studie nicht beurteilt werden. Ein positiver Effekt der (künstlich) vergrößerten Miesmuschelpo-pulation stellt natürlich die erhöhte Verfügbarkeit von Saatmuscheln bzw. Muschellarven in der nördli-chen Deutschen Bucht dar. Da die Miesmuschelbestände in der Nordsee stark zurückgegangen sind, ist eine Bewirtschaftung der Bodenkulturen in Schleswig-Holstein nur unter sehr strengen Auflagen und in äußerst kleinen zeitlichen Fenstern erlaubt. Die Offshore-Miesmuschelkultivierung könnte durch das Verdriften der Larven Richtung Küste oder in das angrenzende Natura 2000-Schutzgebiet einen positiven Beitrag zur Erholung der natürlichen Bestände leisten.

6.3 Fazit der Eingriffsfolgenabschätzung Die hier durchgeführte Eingriffsfolgenschätzung ersetzt nicht die zwingend notwendige Umweltverträg-lichkeitsprüfung vor dem Bau einer Miesmuschelaquakultur-Pilotanlage, sowie ein konstantes Monitoring während ihres Betriebs. Aus der Literatur sind jedoch bereits unterschiedlichste Auswirkungen auf die Umwelt durch eine Miesmuschelkultur bekannt. So sind in den meisten Fällen Effekte auf die Wassersäu-le und den Nährstoffhaushalt des Ökosystems zu erwarten. Gleichzeitig werden Meeresboden und seine Bewohner durch eine Kultivierungseinheit beeinträchtigt, ebenso wie andere marine Lebewesen innerhalb des Gebietes. Probleme mit dem Eintrag von Krankheiten aufgrund des Ausbringens gebietsfremder Ar-ten ist bei der in der Nordsee heimischen Miesmuschel jedoch nicht zu erwarten. Eine detaillierte Betrachtung der Effekte auch in Hinblick auf den gegebenen rechtlichen Rahmen zeigte, dass viele Effekte aufgrund der Größe der geplanten Anlage vermutlich zu vernachlässigen sind. Dazu gehören vor allem eine potentielle Modifikation der Phytoplankton-Zusammensetzung in der Wassersäu-le, sowie eine lokale Reduktion der Wassertrübung. Ebenso ist eine mögliche erhöhte Calciumcarbonat-Entnahme aus dem System, wie auch die Nahrungskonkurrenz zu Zooplankton und larvalen Plankton als vernachlässigbar einzustufen. Im Gegensatz dazu kann ohne ein Gutachten nicht beurteilt werden, wie hoch der Eintrag organischen Materials bzw. die Akkumulation von Nährstoffen in der Nähre der Kulti-vierungseinheit ist. Es gibt verschiedene Modelle, die man für solch eine Berechnung heranziehen kann und die die örtlichen Strömungsverhältnisse miteinbeziehen. Gleiches gilt für eine mögliche Konzentrati-on von Metallen oder Toxinen durch Pseudofaecesbildung im Sediment unterhalb der Langleinen. Durch erhöhten Nährstoffeintrag steigt auch die mikrobiologische Aktivität am Meeresboden, welche schnell zu

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 149

anoxischen Zonen führen könnte. Auch eine mögliche Verdriftung von Faeces und Pseudofaeces muss durch eine Datenerhebung bestätigt und eingeschätzt werden. Dies ist insofern wichtig, als dass keine Beeinträchtigung des nahen Natura 2000-Schutzgebietes durch die Kultivierungseinheit erfolgen darf. Jedoch sind Faeces und Pseudofaeces sehr instabil und lösen sich im Wasser relativ schnell auf. Eine starke Anhäufung oder Verdriftung über mehrere Kilometer ist deshalb nicht zu erwarten. Da eine vollbe-setzte Miesmuschellangleine durchaus ein größeres Bauwerk in der Wassersäule darstellt, muss ebenfalls evaluiert werden, ob dieses eine Barriere für Plankton- und Algenblüten darstellt und damit das Nah-rungsnetz des Standortes beeinflussen kann. Ein Abschattungseffekt ist aufgrund der Wassertiefe jedoch nicht zu erwarten. Gleichzeitig muss die Auswirkung dieser Barriere auf Strömungsgeschwindigkeit und -Richtung, sowie auf die Zirkulation des Wasserkörpers betrachtet werden. Ob die Verankerungssysteme einen positiven oder negativen Effekt auf die Populationsdynamik der Benthosbewohner und anderer bo-dennaher Organismen, wie Krebstiere oder Plattfische haben, muss ebenfalls ein einem Gutachten bewer-tet werden. Durch den Einsatz von Ankerblöcken muss kein Einrammen von Verankerungen in den Mee-resboden erfolgen, wodurch sich eine Lärmbelästigung von Vögeln und Säugern vermeiden lässt. Die dadurch entstehende Verdichtung des Meeresbodens beschränkt sich auf eine kleine Fläche von knapp 2m², welche auf sechs Blöcke verteilt ist. Die an den Langleinen angebrachten Gewebebänder (Kollekt-oren) sind nur etwa 3m lang und hängen frei in der Wassersäule. Somit kann das Verfangen oder Verlet-zen mariner Säuger in der Anlage so gut wie ausgeschlossen werden. Auch gibt es nur wenig dokumen-tierte Fälle, in denen eine Miesmuschelkultur einen negativen Effekt auf marine Säuger hatte. Die kumu-lativen Effekte mit der bereits an der Forschungsplattform und den umgebenden Windparks angesiedelten Miesmuschelpopulation sind jedoch nur schwer abzuschätzen und benötigen deshalb weitere Untersu-chungen. Diese Eingriffsfolgenabschätzung ist eine vorsichtige Annäherung an die möglichen zu erwartenden Fol-gen für die Umwelt bei Errichtung einer Miesmuschelkultur am Standort FINO3. Aus den bereits genann-ten Gründen sind die Folgen voraussichtlich nicht schwerwiegend und Beeinträchtigungen der umgeben-den Flora und Fauna nur in einem geringen Maße zu erwarten, was vor allem auf der geplanten Größe der Anlage beruht. Eine Pilotanlage für eine Miesmuschelkultur ist deshalb auch aus ökologischer Sicht po-tentiell möglich und für weitere Anlagenpläne unbedingt nötig. Bei einer Höherskalierung der Produkti-onseinheit könnte die Pilotanlage wertvolle Informationen über eine tatsächliche Beeinträchtigung der Umwelt liefern und somit mögliche negative Folgen bedingt durch die Größe der Anlage verhindern.

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Seite 150 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

7 Laufender Austausch mit dem Kooperationspartner GMA (FuE, AP5)

7.1 Zeitlicher Ablauf der Projektdurchführung

Das Projekt „Machbarkeitsstudie Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3“ wurde über einen Zeitrahmen von insgesamt 20 Monaten (01.10.2016 bis 31.05.2018) bearbeitet. Die verlängerte Bearbeitungsdauer begründet sich in einer zunächst reduzierten Arbeitszeit (01.10.2016 bis 31. März 2017) der Bearbeiterin Frau Dr. Michl (GMA Büsum) sowie eines daraus resultierenden verän-derten Arbeitsplans (Tabelle 28). Folglich wurde das Projekt auf der Seite der FuE GmbH im gleichen zeitlichen Rahmen durchgeführt (Tabelle 29. Tabellarischer Projektplan FuE.). Tabelle 28. Tabellarischer Projektplan GMA.

2016 2017 2018

Aktivität 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6

AP 1: Literaturrecherche zu biologischen Nutzungskon-zepten für Offshore-Aquakultur

AP 2: Einschätzung der bioti-schen und abiotischen Be-dingungen am Standort FI-NO3

AP 3: Identifikation möglicher Nutzungskonzepte am Standort FINO3

AP 4: Abschätzung der Ein-griffsfolgen ausgewählter Nutzungskonzepte

AP 5: Betriebswirtschaftliche Evaluation ausgewählter Nutzungskonzepte

AP 6: Zusammenfassung der Ergebnisse und Dokumenta-tion

M1: Darstellung Standortbedingungen

M1

M2: Identifikation geeigneter Nutzungskonzepte

M2

M3: Abschätzung Eingriffsfolgen

M3

M4: Betriebswirtschaftliche Analyse

M4

M5: Fertigstellung Abschlussbericht

M5

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Tabelle 29. Tabellarischer Projektplan FuE.

2016 2017 2018

Aktivität 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6

AP 1: Recherche Stand der Technik technischer Konzep-te für Offshore-Aquakultur

AP 2: Identifizierung und Analyse für FINO3 geeigneter Konzepte

AP 3: Wirtschaftlichkeitsbe-trachtung ausgewählter techn. Offshore-Aquakultur-Konzepte

AP 4: Risiko-/Gefahrenanalyse

AP 5: Laufender Austausch mit dem Kooperationspartner GMA

AP 6: Zusammenfassung der Ergebnisse und Dokumenta-tion

M1: Abschluss AP1 M1

M2: Abschluss AP2

M2

M3: Abschluss AP3 M3

M4: Abschluss AP4 M4

M5: Fertigstellung Abschlussbericht M5

7.2 Methoden der Zusammenarbeit und Ergebnispräsentation Die Kooperationspartner haben verschiedene Tools des Projektmanagements dazu genutzt, die einzelnen Arbeitspakete und Meilensteine sinnvoll aufeinander abzustimmen und somit einen reibungslosen Ablauf des Projektes zu garantieren. Mithilfe eines online verfügbaren Gantt-Diagramms, auf das alle Beteiligten im Projekt Zugriff hatten, wurden die einzelnen Arbeitspakete in kleine Aufgaben unterteilt und zeitlich so aufeinander abgestimmt, dass benötigte Ergebnisse (z.B. die biologische Kandidatenauswahl oder das Scoring-Modell) rechtzeitig für den jeweils anderen Kooperationspartner für die Weiterarbeit zur Verfü-gung stand. Darüber hinaus wurde ein gemeinsames Projekt auf einem Cloudserver etabliert, in welchem alle Arbeitsdateien für alle Parteien zugänglich hinterlegt worden sind. Mithilfe eines cloudbasierten Lite-raturverwaltungsprogramms wurde auch die Literaturrecherche gemeinsam gestaltet, wodurch eine große Datenbank an gemeinsamen Wissen generiert wurde. Somit konnten unnötige doppelte Recherchen ver-mieden werden. Der laufende Austausch während der Projektbearbeitung umfasste außerdem zahlreiche Besprechungen der direkten Projektmitarbeiter zur Diskussion der gefundenen Ergebnisse und einer gemeinsamen Beur-teilung. Aufgrund der getrennten Förderanträge wurde der Abschlussbericht so strukturiert, dass die ein-zelnen Arbeitspakete klar dem jeweiligen Kooperationspartner zugeordnet werden können. Das Ziel des Projektes, die Identifikation eines geeigneten Nutzungsszenarios, beruht allerdings auf der Zusammenfüh-rung der jeweiligen Ergebnisse, welchem in gemeinsamen, übergeordneten Kapiteln Rechnung getragen wurde.

7.3 Chronologie des Projektverlaufs Oktober 2016 Beginn des Projektes und Start der Literaturrecherchen. Etablierung der gemeinsamen Projektbearbeitung und Festlegung des zeitlichen Rahmens.

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Seite 152 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

Februar 2017 Workshop mit verschiedenen Akteuren der Aquakultur in Schleswig-Holstein zur Definierung weiterfüh-render Forschungsfragen im Zusammenhang mit der vorliegenden Machbarkeitsstudie.

März 2017 Besuch der Internationalen Innovations-Werkstatt Aquakultur in der Landesvertretung Schleswig-Holstein beim Bund (Berlin) organisiert vom Kompetenznetzwerk Aquakultur (KNAQ) mit dem Schwer-punktthema „Offshore-Aquakultur“. Anschließendes Projekttreffen zur Ergebnisbesprechung.

Mai 2017 Projekttreffen zu den Ergebnissen der Literaturrecherche und Festlegung der weiteren Vorgehensweise.

Juni 2017 Projekttreffen zur Diskussion möglicher Nutzungskonzepte, sowie Vorbereitung zur Durchführung der Scoring-Analyse.

November 2017 Projekttreffen zu den identifizierten Nutzungskonzepten und Diskussion der Ergebnisse aus der Scoring-Analyse. Festlegung der weiteren Vorgehensweise.

Januar 2018 Projekttreffen zu den Ergebnissen aus der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und der Risikoanalyse, sowie Festlegung der weiteren Vorgehensweise.

März 2018 Abschluss der Ergebnisgenerierung und Diskussion der Eingriffsfolgenabschätzung. Festlegung der Be-richtsstruktur und Bearbeitung der Ergebnispräsentation.

Juli 2018 Abschluss des Projektes und Abgabe des Abschlussberichts.

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8 Zusammenfassung der Ergebnisse und Dokumentation (FuE, AP6 & GMA, AP6)

8.1 Dokumentation Die Ergebnisse und Bearbeitung des Projektauftrages werden im vorliegenden Projektbericht detailliert beschrieben und diskutiert (FuE: AP6, M4; GMA: AP6, M5). Kapitel 1 beschreibt einleitend den Anlass der Machbarkeitsstudie, sowie die Rahmenbedingungen und die genutzte Methodik beider Projektpartner. Kapitel 2 ist das Ergebnis ausführlicher Literaturrecherchen zu verschiedenen aktuellen Nutzungsformen, sowie zu technischen (FuE: AP1) und biologischen Nutzungskonzepten (GMA: AP1) für die Offshore-Aquakultur. Kapitel 3 stellt das Kernstück der Studie dar: Nach einer Einschätzung der Standortbedin-gungen (GMA: AP2, M1) erfolgt eine Identifikation möglicher Nutzungsszenarien sowohl aus biologi-scher (GMA: AP3, M2), wie auch aus technischer, wirtschaftlicher und rechtlicher Sicht (FuE: AP2, M1) auf Basis eines umfassenden Bewertungsmodells. Das Ergebnis des Bewertungsmodells mündet in der Auswahl des Nutzungsszenarios „Miesmuschelkultur an Langleinen“ als Kandidat für ein Pilotprojekt am Standort. Dieser Kandidat wird in Kapitel 4 einer rechtlichen Prüfung und einer Wirtschaftlichkeitsbe-trachtung für ein Pilotprojekt (FuE: AP3, M2; GMA: AP5, M4) und in Kapitel 5 einer Risikobewertung für das Pilotprojekt unterzogen (FuE: AP4, M3). Kapitel 6 beschreibt und bewertet die möglichen ökolo-gischen Eingriffsfolgen eines solchen Pilotprojektes am Standort (GMA: AP4, M3). Der Austausch und die gemeinsame Bearbeitung des Projektauftrages durch beide Projektpartner wird in Kapitel 7 kurz chronologisch dargestellt (FuE: AP5). Das vorliegende Kapitel 8 fasst die Studie kurz zusammen und Kapitel 9 gibt Handlungsempfehlungen auf Basis aller Ergebnisse. Abschließend beinhaltet Kapitel 10 eine Auflistung der verwendeten Literaturquellen. Es ist dieser Studie eine CD beigefügt, die sämtliche Abbildungen, die zentralen Tabellen des Scoring-modells, Businessplans und der Risikoanalys sowie das Literaturverzeichnis enthält.

8.2 Zusammenfassung

Der Projektauftrag: Erarbeitung eines Multi-Use-Konzeptes aus Aquakultur und Offshore-Windenergie am Standort der FINO3 als Antwort auf die starke Nachfrage nach Aquakulturpro-dukten und begrenzt verfügbaren Produktionsstandorten Die weltweit steigende Nachfrage nach marinen Produkten bei zunehmend überfischten und übernutzten Wildbeständen haben der Aquakultur starken Auftrieb gegeben. Neue Ansätze zielen auf eine ergänzende Lösungsfindung, die Offshore-Windenergie und Offshore-Aquakultur kombiniert (Multi-Use-Konzept). Vorrangig hat die küstennahe Aquakultur in den vergangenen Jahrzehnten weltweit erheblich zugenom-men und dabei vor allem geschützte und ufernahe Standort genutzt. Diese sind jedoch begrenzt verfügbar und werden zunehmend auch von konkurrierenden Nutzern beansprucht. Daher sind weltweit die Bemü-hungen gestiegen, Aquakultur im Offshore-Bereich zu betreiben. Die Attraktivität der integrierten Nut-zung von Windenergieanlagen durch angepasste Produktionsverfahren, wie z.B. der Aquakultur, liegt vor allem in der Vermeidung von Interessenkonflikten mit den Nutzern des Küstenraumes, wie sie besonders in der Nord- und Ostsee bereits bestehen. Durch die Lage zwischen den Meeren ist das nördlichste Bun-desland mit seinem Standortvorteil prädestiniert für den Ausbau der maritimen Wirtschaftskraft und der nachhaltigen Nutzung mariner Ressourcen. Globale Zukunftsthemen wie „Klimawandel“, „Ressourcen-knappheit“, „Nachhaltigkeit“, „Gesundheit“ und „Ernährung“ erfordern innovative Ansätze und neue Technologien. Die Maritime Wirtschaft bietet neben günstigen Voraussetzungen auch ein vielfältiges Einsatzpotenzial. Die Integration von angepassten Aquakulturverfahren im Bereich von Offshore-Windenergie-Anlagen wird bereits seit 20 Jahren in den verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen, wie Biologie, Technik, Ozeanographie, Sozio-Ökonomie und Sozialwissenschaften in Deutschland erforscht. Aufgrund der gro-

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ßen technischen und biologischen Herausforderungen und der grundsätzlich höheren erforderlichen In-vestitionen existieren jedoch noch erhebliche Probleme und offene Fragen, die vorrangig im Bereich des „Scale-Up“ und in den Sicherheitsanforderungen begründet sind. Sogenannte „Multi-Use“-Ansätze sind noch vielfach im Forschungs- und Experimentierstadium und bisher gibt es keinen kommerziellen Betrieb einer solchen Anlage in Deutschland. Neben der Auswahl geeigneter Organismen, die den rauen Offsho-re-Bedingungen widerstehen, sind sowohl die Nutzung von stabilen und sicheren Techniken bei Installa-tion und Betrieb, als auch eine sehr gute Organisation und ein sehr gutes Management dieser weit draußen im Meer befindlichen Anlagen unumgänglich. Daraus resultiert, dass derartige Forschungsvorhaben unter realen Offshore-Bedingungen in der Anfangs-phase grundsätzlich sehr kostenintensiv sind und ein hohes Maß an Planung, Training und vielseitigem logistischem Aufwand erfordern. Vor Installation einer kostenintensiven Offshore-Aquakultur-Pilotanlage sollten deshalb grundsätzliche Aspekte zur technischen und biologischen Umsetzbarkeit von Offshore-Aquakulturen evaluiert werden.

Die Komplexität einer Offshore-Aquakultur-Pilotanlage erfordert zwingend eine Evaluation der grundsätzlichen technischen und biologischen Umsetzbarkeit. Die Projektpartner „Gesellschaft für Marine Aquakultur mbH Büsum“ und „Forschungs- und Entwick-lungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH“ haben daher als initialen Schritt die vorliegende Machbar-keitsstudie unter Berücksichtigung der Ausgangslage dieser Branche, der nationalen Gegebenheiten und institutionellen Strukturen ausgearbeitet, um eine Orientierung zur Dimension und Ausrichtung eines sol-chen Vorhabens zu geben und die bestehenden Risiken aufzuzeigen sowie diese grob einzuschätzen. Ba-sierend auf die sich daraus ergebenden Potentiale werden einige Optionen exemplarisch zur nachhaltig wertschöpfenden Nutzung mariner Organismen identifiziert. Das Ziel der Machbarkeitsstudie ist die Überprüfung der Realisierbarkeit einer Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 (Nordsee, 80 km vor Sylt) unter Berücksichtigung von technischen, biologischen und betriebswirtschaft-lichen Kriterien. Neu bei diesem Ansatz ist die vorgegebene Festlegung des Standorts mit seinen spezifi-schen Standortfaktoren im Gegensatz zur offenen Standortsuche in anderen Studien. Auch die Einbezie-hung der Erfahrung und Sichtweise des Offshore-Anlagen-Betreibers (hier: FINO3) stellt eine zukunfts-weisende Herangehensweise dieser Studie dar, da vergleichbare Szenarien global an vielen Standorten existieren wo bereits ein Nutzer bisher einseitig tätig ist. Die Forschungsplattform FINO3 befindet sich mit den Koordinaten 55°11.7‘ N | 7°9.5‘ O ca. 45 Seemeilen (80 km) westlich von Sylt am Rand beste-hender und zukünftiger Windparks vor der schleswig-holsteinischen Nordseeküste. Im näheren Umfeld liegen die bereits genehmigten Windparks Sandbank 24, Nördlicher Grund, DanTysk und OSB Butendiek mit insgesamt 320 Windenergieanlagen.

Unter Berücksichtigung der aktuellen Entwicklungen der Aquakultur zur Großindustrie wurden mit relevanten Akteuren die zentralen Forschungsfragen der Studie herausgearbeitet und konzep-tioniert. Das strategische Vorgehen zur Entwicklung eines Nutzungskonzepts musste berücksichtigen, dass die Aquakultur sich nicht mehr in der Pionierzeit befindet, sondern sich zu einer Großindustrie entwickelt hat, die in einigen Bereichen wie dem Offshore-Farming nicht mehr vom Mittelstand heraus lokal entwi-ckelt werden kann, ohne auf bereits marktbeherrschende Technologien und andere Produktionsformen zu treffen. Ein Ziel dieser Studie kann daher auch marktorientierte Forschung, Innovation und Wissenstrans-fer unter Nutzung von Synergieeffekten zwischen Forschungsinstituten und Wirtschaft sein. Daher wurden in einem ersten Schritt relevante Akteure aus Behörden und Industrie, sowie Experten der Aquakulturbranche zu einer realistischen Einschätzung möglicher Nutzungsszenarien und potentieller Projektmöglichkeiten intensiv befragt. Aus der Befragung ergab sich ein eher ernüchterndes Bild, da viele Befragte zwar Interesse an einem Aquakulturprojekt zeigten, aber den Standort als eher ungeeignet für solch ein Vorhaben einschätzten. Trotzdem gab es auch positive Rückmeldungen vor allem von Akteuren aus Schleswig-Holstein, die sich gerne mit ihrer Erfahrung in ein Pilotprojekt einbringen möchten.

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Dieser Befragung folgte eine umfassende und detaillierte Literaturrecherche, in der die wichtigsten zur Beantwortung der Fragestellung notwendigen Aspekte herausgearbeitet wurden. So wurde die aktuelle Raumnutzungssituation in der Deutschen Nordsee betrachtet und potentielle Konflikte verschiedener Nutzergruppen dargestellt. Des Weiteren wurde die globale und nationale Aquakultur hinsichtlich wirt-schaftlicher Trends, Produktionskapazitäten und genutzten Haltungsformen beleuchtet. Intensiv betrachtet wurden dabei auch aktuelle Produktionsformen und technische Konzepte der Offshore-Aquakultur hin-sichtlich ihrer potentiellen Eignung für den Standort FINO3. Zurzeit sind viele Innovationen in der Offs-hore-Aquakultur in der Entwicklung oder erstmals am Markt und geben erste Einblicke in die Größen-ordnungen und Szenarien, die die zukünftige Produktion bestimmen. Des Weiteren stehen bereits in Pi-lotanlagen erprobte Kultivierungstechniken für die Offshore-Aquakultur als Grundlage zur Verfügung. Diese sollten aus Sicht der interessierten Unternehmen in Kombination mit anzupassenden und zu testen-den Automatisierungsverfahren erprobt werden.

Eine Übersicht über alle in der Aquakultur bereits etablierten heimischen Fisch-, Muschel- und Algenarten dient als Grundlage zur Auswahl geeigneter Kandidatenorganismen. Die Basis der Machbarkeitsstudie bildete die Auswahl geeigneter Kultivierungsorganismen. Hierzu wur-den zuerst 16 in der Aquakultur bereits bekannte Fisch-, Muschel- und Algenarten des Nord-Ost-Atlantiks anhand 14 ausgewählter Parameter beschrieben. So wurden sowohl vorhandenes Marktpotential und aktuelle Produktionszahlen betrachtet, wie auch Anforderungen an Haltungsumwelt, Futterregime oder die Beschaffung von Nachwuchsorganismen. Außerdem wurden die Arten auch hinsichtlich potenti-eller Nutzungsrisiken und Krankheitsanfälligkeiten grob betrachtet. Im nächsten Schritt wurden die die biotischen und abiotischen Bedingungen am Standort genau betrachtet und definiert. Dazu wurden zwei Datenbanken genutzt: die Datenbank COSYNA (Coastal Observing System for Northern and Arctic Seas) des Helmholtz-Zentrum für Material- und Küstenforschung Geesthacht, sowie die FINO-Datenbank des Bundesamts für Seeschifffahrt und Hydrographie. Zur Bewertung der Umweltbedingungen wurden alle verfügbaren Daten für die neun Parameter Sauerstoff (gelöst, Sättigung), Temperatur, Salinität, Trübung, Chlorophyll-a, Nitrat, Nitrit, Seegangshöhe (maximal, signifikant) und Strömungsgeschwindigkeit ge-nutzt. Diese Einschätzung konnte anschließend dazu genutzt werden, diejenigen Organismen aus der gro-ßen Menge an möglichen Kandidatenorganismen mit den vielversprechendsten Nutzungsmöglichkeiten anhand der für eine kommerzielle Aquakulturanlage wichtigsten Parameter auszuwählen. Diese Auswahl beinhaltete die Regenbogenforelle, die Miesmuschel, die Europäische Auster und den Zuckertang.

Die Kombination der biologischen Kandidatenorganismen mit passenden technischen Kultivie-rungskonzepten resultiert in fünf vielversprechende Nutzungsszenarien. In Kombination mit passenden technischen Kultivierungskonzepten wurden aus dieser Artenauswahl vier Nutzungsszenarien entwickelt, welche um ein fünftes multitrophisches kombiniertes Nutzungsszenario aus Miesmuscheln und Makroalgen erweitert wurden. Diese fünf Nutzungsszenarien wurden anhand ei-nes Scoring-Modells intensiv anhand von 22 Kriterien aus biologischer, technischer und wirtschaftlicher, sowie politischer Sicht betrachtet und ausführlich hinsichtlich ihrer Eignung für den gegebenen Standort FINO3 detailliert bewertet. Das Analyseverfahren eines Scoring-Modells bot für die Fragestellung dieser Machbarkeitsstudie wichtige Vorteile: 1. Es wurde ein Analysemodell benötigt, welches eine Diskrimi-nierung verschiedener Alternativen (in diesem Fall Nutzungsszenarien) auf der Basis von mehreren quan-titativen und qualitativen Kriterien ermöglicht. 2. Einige der entscheidenden Kriterien sind in einem wei-ten Rahmen diskutierbar und werden häufig durch subjektive persönliche Einschätzung bewertet. Sie zei-gen daher eine erhebliche Variationsbreite in der Einschätzung unterschiedlicher Experten. Zur Entschei-dungsfindung muss die rationale Analyse und anschließende Bewertung dieser Kriterien für jedes einzel-ne Nutzungsszenario ermöglicht werden. Das Scoring-Modell erlaubt somit im Rahmen der systemati-schen Entscheidungsvorbereitung die Auswahl von komplexen Handlungsalternativen. Im Ergebnis wird jedes Szenario mit einer Kennzahl für den Nutzen jeder Alternative belegt ohne dabei an Transparenz einzubüßen. Mit diesem Modell werden monetäre und „weiche“ Faktoren zusammen analysiert und er-möglichen somit die Bewertung dieser komplexen vielschichtigen und sehr unterschiedlichen Sachverhal-te.

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Die Bewertung der Nutzungsszenarien auf Basis eines Scoring-Modells und unter Einbeziehung von biologischen, technischen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten ermöglicht die Aus-wahl des Nutzungsszenarios „Miesmuschel an Langleinen“ als mögliches Kultivierungskonzept für den Standort. Die Bewertung der vier Nutzungsszenarien nach biologischen Kriterien zeigte die klare Favoritenrolle des Nutzungsszenarios „Makroalgen an Langleinen“. Dies ist vor allem der Insensitivität von Makroalgen gegenüber Sauerstoffgehalt und Chlorophyll-Konzentration, sowie dem zu vernachlässigenden Emissi-onsrisiko geschuldet. Negativ für eine Makroalgenkultur zu bewerten ist allerdings das Temperaturregime über den Jahresverlauf, welches vor allem in den Sommermonaten zu warm werden kann. Das Nutzungs-szenario „Austern in Laternennetzen“ ist laut Scoring-Modell als zweitbestes für den Standort geeignet. Insbesondere Sauerstoffgehalt, Chlorophyll-Konzentration und die geringe Trübung begünstigen diese Bewertung. Gefolgt wird dieses Nutzungsszenario vom Szenario „Miesmuschel an Langleinen“. Für diese Bewertung sind ebenfalls die geringe Trübung und die guten Sauerstoffbedingungen für Miesmuscheln ausschlaggebend. Strömung und Seegangshöhe sind allerdings relativ stark für eine Miesmuschelzucht und erhalten deshalb eine geringere Punktezahl. Das Nutzungsszenario „IMTA“ liegt im Scoring-Modell auf dem vorletzten Platz, was der Tatsache geschuldet ist, dass in einem Multitrophischen Szenario aus Miesmuscheln und Makroalgen immer die schwächste Bewertung für jeden Parameter berücksichtigt werden muss. Die schlechteste Eignung für eine Kultivierung am Standort besitzt aus biologischer Sicht das Nutzungsszenario „Regenbogenforelle im Netzgehege“. Zu diesem Ergebnis tragen vor allem die schlechten Sauerstoffbedingungen, der starke Seegang, sowie das vergleichsweise hohe Emissionsrisiko bei. Besonders positiv zu bewerten sind die Strömungsbedingungen, sowie die geringe Trübung und der für Regenbogenforellen nicht relevante Chlorophyll-Gehalt. Die technische Eignung der fünf Nutzungsszenarien für den Standort FINO3 wurde anhand von sieben Faktoren bewertet. Es liegen die vier Nutzungsszenarien in der Reihenfolge „Makroalgen an Langleinen“, Austern in Laternennetzen“, „Miesmuschel an Langleinen“ und „IMTA“ mit ähnlichen Bewertungser-gebnissen vor. Ausschließlich das Nutzungsszenario „Regenbogenforelle im Netzgehege“ zeigt ein deut-lich schlechteres Ergebnis. Die Anforderungen einer Makroalgenkultur an die drei Faktoren (a) „Notwen-digkeit der Erreichbarkeit“, (b) „Messanforderungen“ und (c) „Anforderungen Onshore Basis“ sind an diesem Standort gut erfüllbar. Es wurde kein technischer Faktor schlechter als mittelmäßig bewertet, so-dass kein Ausschlussfaktor für eine Umsetzung ersichtlich ist. Die drei Faktoren (a) „Notwendigkeit der Erreichbarkeit“, (b) „Infrastruktur Offshore“ und (c) „Anforderungen Onshore Basis“ beurteilen eine gute Eignung für die Austernkultur an diesem Standort. Aus technischer Sicht gibt es keinen Faktor, für den sich eine Umsetzung einer Austernkultur als unmöglich erweisen würde. Die Bewertung der Kultivierung der Miesmuschel ergab im Hinblick auf die Kriterien (a) „Notwendigkeit der Erreichbarkeit“, (b) „Anfor-derungen Onshore Basis“ und (c) „Infrastruktur Offshore“ eine gute Eignung. Weiterhin ist anzumerken, dass für keinen Faktor am gegebenen Standort dieses Nutzungsszenario grundsätzlich ungeeignet ist. Die Anforderungen an die Kriterien (a) „Notwendigkeit der Erreichbarkeit“ und (b) „Anforderungen Onshore Basis“ sind für diese IMTA gut zu erfüllen. Für die anderen fünf Faktoren wird keiner schlechter als mit-telmäßig beurteilt. Allerdings erfordert die Mehrzahl der technischen Faktoren einen zusätzlichen Auf-wand zur Anpassung an diesen Standort bzw. bedeuten eine längere Testphase für die betriebstechnische Optimierung. Betrachtet man die Wertzahlen der technischen Eignung des Nutzungsszenarios Fisch, so fällt auf, dass kein Faktor für dieses Nutzungsszenario eine gute Eignung belegt. Vier von sieben techni-schen Faktoren (Wassertiefe, Notwendigkeit der Erreichbarkeit, Bauanforderungen vor Ort und Anforde-rungen Onshore Basis) bewerten die Eignung des Standortes für eine Fischzucht als schlecht. Besonders die geringe Wassertiefe verhindert unter den an diesem Standort gegebenen Seegangshöhen ein zeitwei-ses notwendiges Absenken der Netzgehege, um die Anlage und Fische vor Schaden oder Verlust zu schützen. Aber selbst, wenn dieses im Prinzip möglich wäre, so würde die zu erwartende Häufigkeit die-ses Ereignisses die Betriebskosten unverhältnismäßig erhöhen, denn derartige Arbeitsweisen sollten nur bei seltenen Extremsituationen nötig werden. Besonders die regelmäßige Erreichbarkeit der Anlage ist wichtig, da Fische sehr umfangreich und deutlich häufiger zu kontrollieren und versorgen sind, als Mu-scheln oder Algen. Die Kultivierung von Regenbogenforellen ist an diesem Standort aus technischer Sicht

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nicht zu empfehlen. Die technische Entwicklung wird jedoch derzeit in einigen Ländern, besonders Nor-wegen, rasant vorangetrieben und könnte in absehbarer Zeit zu einer anderen Eignungsbewertung führen. Die Eignung der fünf Nutzungsszenarien für den Standort FINO3 wurden aus wirtschaftlicher und politi-scher Sicht anhand von acht Faktoren untersucht. Das Ergebnis ist aufgrund des Scoringmodells eine et-was deutlichere unterschiedliche Eignung der Nutzungsszenarien. Favorit ist hier das Szenario „Miesmu-schel (Mytilus edulis) an Langleinen“. Es ergab sich hier eine relativ hohe Bewertung für die drei Fakto-ren Investitionsausgaben, Betriebsausgaben und Akzeptanz Stakeholder. Niedrig bewertet wurden die beiden Faktoren Erträge und Versicherungsfähigkeit. Bei der Kultivierung von Miesmuscheln handelt es sich um eine der in verschiedenen Aspekten problemlosesten und umfassend akzeptierten Formen der Aquakultur. So ist aus rechtlicher und politischer Sicht diese Nutzungsvariante durchaus lohnenswert zu verfolgen. Aus wirtschaftlicher Sicht muss allerdings eine Alternative der Vermarktung gegenüber der gegenwärtigen Dominanz einiger europäischer Großvermarkter betrachtet werden. Das Szenario „Austern in Laternennetzen“ zeigte relativ niedrige Betriebskosten. Ein weiterer positiver Punkt einer Austernkul-tur sind die zu erwartenden hohen Erträge. Eine mäßig hohe Wertschöpfung ist möglich und das Angebot nicht importierter Ware sehr beschränkt. Es ist eine hohe Akzeptanz der Stakeholder ist ebenfalls zu er-warten. Es sind keine Austern-Referenz-Anlagen in der Nordsee vorhanden außer der ufernahen, hinter der Insel Sylt geschützten konventionellen Zuchtanlage, die keine Offshore-Elemente enthält. Somit sind Robustheit der Anlagen, Baurecht und Versicherungsfähigkeit gegenwärtig als schwierig für eine Umset-zung einzuschätzen. Vorteilhaft ist die Art der Kultivierung ohne zusätzlichen Eintrag von Nährstoffen durch Zufüttern, ohne Medikamente, was wiederum entscheidend ist hinsichtlich verschiedener Umwelt-gesetze und Genehmigungen sowie Akzeptanz und Vermarktung. Für eine mögliche Umsetzung einer Makroalgenkultur als Nutzungsszenario sind die Investitionsausgaben und die Akzeptanz Stakeholder Faktoren, die für eine eventuelle Umsetzung sprechen und eine gute Bewertung liefern. Kritikpunkte zu diesem Szenario lassen sich in Hinsicht auf die beiden Faktoren „Robustheit Anlagenszenario“ und der „Versicherungsfähigkeit“ finden. Es sind keine dauerhaften negativen Auswirkungen auf die Umwelt zu erwarten, was die Genehmigungsverfahren erleichtert. Auch für die Nutzungsform „IMTA“ sind die In-vestitionsausgaben und die Akzeptanz Stakeholder Faktoren, die für dieses Szenario sprechen. Allerdings ist die Robustheit einer solchen Anlage gegenüber extremen Wellen und anderen Einflüssen wie Korrosi-on oder Biofouling nur sehr eingeschränkt. Daher müssen die Versicherungsfähigkeit und die technischen Möglichkeiten zur Verbesserung der Robustheit für eine Umsetzung besonders geprüft werden. Auch die Erträge aus der Miesmuschelproduktion und den Vertriebsmöglichkeiten von Algenprodukten sind relativ niedrig. Allerdings befindet sich der Markt für Algenprodukte im Umbruch, da noch in der Anfangsphase. Eine Eignung des Nutzungsszenarios der Regenbogenforellenkultur wird für alle betrachteten wirtschaft-lichen und politischen Faktoren hier als negativ bewertet. Besonders der große Pflegeaufwand bedingt hohe Betriebskosten sowie die Schaffung einer speziellen Offshore- und Onshore-Infrastruktur und damit einen hohen Kapitalbedarf. Die Robustheit des Anlagenszenarios wird durch die beschränkte Möglichkeit dem extremen Seegang und weiteren Einflüssen, wie z.B. Korrosion zu widerstehen, ebenfalls niedrig eingestuft. Auch handelt es sich nicht mehr um ein hochpreisiges Produkt. Die erheblichen Wachstums-zahlen in der Lachsaquakultur haben durch Massenangebote aus Großanlagen die Gestehungskosten deut-lich gesenkt, sodass die Gewinnmargen sehr minimal sind. Die Akzeptanz gegenüber Aquakulturanlagen, die Fische produzieren ist aus vielen verschiedenen Gründen niedrig. Als Fazit zu diesem Nutzungsszena-rio ist aus den oben genannten Gründen derzeit keine Umsetzung zu empfehlen. Das insgesamt beste Ergebnis (6,11) erreicht das Nutzungsszenario „Makroalgen an Langleinen“ jedoch nur mit einem marginalen Unterschied zu den Szenarien „Miesmuschel an Langleinen“ (5,91) und „Aus-tern in Laternennetzen“ (5,96). Auch das Nutzungsszenario „IMTA“ liegt mit 5,54 Punkten in der Spit-zengruppe. Nur das Nutzungsszenario „Regenbogenforelle im Netzgehege“ liegt mit deutlichem Abstand (3,67) auf dem letzten Platz des Bewertungsmodells. Wie bei allen Analysemodellen zeigten sich auch hier Nachteile, die bei der weiteren Entscheidungsfin-dung berücksichtigt werden mussten. So können beispielsweise unterschiedliche Entscheidungsträger unterschiedliche Präferenzen haben und somit schnell zu einer leichten Verschiebung der Scoringergeb-nisse kommen. Auch die Auswahl der Kriterien bleibt immer zu einem Teil subjektiv. Hinzu kommt, dass

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die Gewichtung oft subjektiv mit den entsprechenden Auswirkungen auf das Gesamtergebnis erfolgt. Da-her ist es auch hier besonders wichtig sich nicht nur an den errechneten Zahlen blind zu orientieren, son-dern diese auch kritisch zu hinterfragen und Ergebnisse zu interpretieren. Dies gilt besonders in der Situa-tion von nur sehr geringen Unterschieden im Gesamtergebnis, wie es hier vorliegt. Bei Betrachtung der fünf Gesamtscores fällt auf, dass sich diese in zwei Klassen einteilen lassen. Die Nutzungsszenarien „Miesmuschelkultur“, „Makroalgenkultur“ und „Austernkultur“ zeigen nach dem Scoringmodell kaum zu differenzierende Ergebnisse mit Werten über 5,9. Die beiden Nutzungsszenarien „Fischzucht“ und „IMTA“ liegen mit niedrigeren Gesamtscores in einer anderen Klasse. Die höhere Klasse mit einem Ge-samtscore von mindestens 5,9 repräsentiert auch ein bestimmtes Machbarkeitsniveau. Aus diesem Grund wurden weitere Entscheidungshilfen aus der Praxis hinzugenommen. Als ausschlaggebendes Kriterium zur Ermittlung eines „Favoriten“ unter den betrachteten Nutzungsszenarien wurde als pragmatischer An-satz das Interesse von Unternehmen für eine eventuelle Umsetzung sowie die vorliegende Erfahrung mit der Produktionsmethode herangezogen. Hier zeigt sich eindeutig das Interesse und die langjährige Erfah-rung besonders in Schleswig-Holstein an dem Nutzungsszenarium „Miesmuschelzucht mit Langleinen“ für eine Umsetzung in der Praxis. Ein weiteres entscheidendes Argument, das auch schon in der Auswahl von geeigneten Spezies angewendet wurde, ist die vorhandene Vorerfahrung und Etablierung einer be-stimmten Spezies bzw. Produkts. So sind die Erfahrungen in der Praxis mit Offshore-Makroalgenkultur und Offshore-Austernkultur in Deutschland weitaus geringer als mit Miesmuschelkultur. Aus diesem Grund wurde das Nutzungsszenario „Miesmuschel an Langleinen“ für die weitere Betrach-tung als Pilotprojekt am Standort FINO3 ausgewählt.

Das ausgewählte Pilotprojekt muss vorher sowohl von rechtlicher, als auch von wirtschaftlicher Seite genau geprüft werden. Eine Prüfung der rechtlichen Vorgaben und Auflagen für ein Pilotprojekt wurde in dieser Machbarkeits-studie kurz angesprochen, jedoch kann eine korrekte Einschätzung aufgrund des Umfangs und der Kom-plexität des Pilotvorhabens nur durch eine juristische Fachperson erfolgen. Die Wirtschaftlichkeit des Nutzungskonzepts mit dem höchsten Scoring wird in einem Businessplan ge-prüft. Da die Offshore-Kultivierung von Miesmuscheln noch kein Routine-Verfahren ist, können die ein-zelnen Kostenpunkte schwanken. Besonders der Ertrag hängt bei einem Naturprodukt von vielen nicht beeinflussbaren Faktoren ab (z.B. extreme Wetterlagen zur Zeit der Saatmuschelgewinnung, oder Abriss-verluste durch extreme Stürme) und unterliegt starken jährlichen Schwankungen. Ein wichtiger Kern-punkt dieses Businessplans ist die Herausstellung der Standortvorteile an der Plattform FINO3. Im Ver-gleich zu anderen Standorten reduzieren sich oder entfallen einige Kosten, da durch eine Kooperation mit dem Betreiber der Plattform eine Vielzahl von Synergieeffekten genutzt werden können (z.B. Monito-ringdaten können über die Plattform FINO3 an Land übertragen werden, zertifiziertes Offshore-Personal ist verfügbar und kann gegebenenfalls in ein Pilotprojekt eingebunden werden. Die Betriebskosten sind durch das langjährig erfahrene Personal ebenfalls geringer als an Standorten ohne diese Personalkompe-tenz. Müssen Offshore-Erfahrungen erst umfangreich erworben werden, ist dies mit höherem Arbeitsauf-wand und Materialverbrauch und damit mit höheren Kosten verbunden. Der größte Kostenfaktor dieses Szenarios sind die Investitionskosten für die Installation der Anlage aufgrund der teuren Schiffszeiten und Personalkosten. Im Gegensatz zu vielen anderen Aquakultur-Studien sind in diesem Businessplan aller-dings die erheblichen Kosten für einen Rückbau berücksichtigt worden. die Größe der Anlage bei gutem Muschelvorkommen und Offshore-geeigneten Materialien mit längerer Haltbarkeit und Techniken die wichtigsten Faktoren für die Wirtschaftlichkeit einer Miesmuschelaquakultur an Langleinen im Offshore-Bereich. Schiffs- und Personalkosten sind zwar bedeutend aber dann nicht mehr die entscheidenden Fak-toren. Daher kann hier nochmal die Bedeutung der räumlichen Planung und Co-Nutzung von Gebieten, wie bereits mehrfach erwähnt und besonders in den ersten Kapiteln beschrieben, festgestellt werden.

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Der erarbeitete Businessplan sieht keine wirtschaftlich positive Bilanz für das Pilotprojekt vor – erst eine Hochskalierung der Anlagengröße und eine Verlängerung der Nutzungsdauer würde zu einem Gewinn führen. Die in diesem Businessplan angesetzten Erlöse sind niedrig kalkuliert. Insgesamt würde bei der kalkulier-ten Größe der Anlage jedes Jahr ein Verlust entstehen. Wie schon in den oben erwähnten Kapiteln ausge-führt und z.B. auch in den Businessplänen und Studien von Krost et al. (2011) und Buck et al. (2010) dar-gelegt ist eine wirtschaftliche positive Bilanz erst mit einer Zunahme der Anlagengröße und der längeren Nutzungsdauer möglich. Im Fokus der Betrachtung bei der Erstellung des Businessplanes für eine nachhaltige Offshore-Aquakultur ist aufgrund der Notwendigkeit von Erfahrungen, Anpassungen der Anlage und Risiken nicht mit einer kurzfristigen Gewinnoptimierung und schnellem maximalen Profit zu rechnen. Das Geschäfts-modell soll vor allem dem Anspruch gerecht werden, mittel- bis langfristig das Bestehen des Betriebes zu ermöglichen. Im Offshore-Bereich werden mit ca. 10 Jahren bis zur vollständigen Funktion und Größe der Anlage mit allen nachgelagerten Prozessen gerechnet. Es werden mehrere Möglichkeiten dargestellt die Gewinnmarge und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen wie z.B. die Entwicklung von automa-tisierten Arbeitsverfahren. Aufgrund der relativ kostenintensiven Logistik im Offshore-Bereich werden automatisierte Monitoring,- Wartungs- und Erntesysteme benötigt. Auch die Produktion von Saatmu-scheln für die küstennahen Miesmuschelkulturen, sowie die regionale Vermarktung sind weiter Möglich-keiten zur Ertragssteigerung.

Im Rahmen einer detaillierten Risikobewertung wurden vor allem ein möglicher Preisverfall, sowie eine Verhinderung der Erreichbarkeit der Anlage über einen längeren Zeitraum als besonders kri-tisch für das Pilotprojekt herausgearbeitet. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Studie liegt in der „Risiko/ Sicherheit“ Betrachtung. Die GESAMP (Joint Group of Experts on Scientific Aspects of Marine Environmental Protection), eine beratende Insti-tution der UN, hat ein anerkanntes Verfahren zur Risikobewertung erarbeitet, das hier mit den relevanten Parametern angewendet wird. Es werden die folgenden fünf Schritte (a) Risikoidentifikation, (b) Bestim-mung der Eintrittswahrscheinlichkeit, (c) deren möglichen Auswirkungen (Risikoassessment) sowie (d) Gegenmaßnahmen (Risikomanagement) und (e) die Risikokommunikation betrachtet. Es wurden neun bekannte Risiken aufgrund von eingehenden Recherchen ermittelt. Die Risiken „Preisverfall“ und „Keine Erreichbarkeit für langen Zeitraum“ mit einer moderaten Eintrittswahrscheinlichkeit gepaart und mit ho-hen Auswirkungen wurden diese als besonders kritisch ermittelt. Die anderen Risiken hätten zwar teil-weise sogar katastrophale Auswirkungen aber ihre Eintrittswahrscheinlichkeit ist extrem oder vernachläs-sigbar gering. Besonders unproblematisch ist für dieses Szenario das Risiko „Schlechte gesellschaftliche Akzeptanz“. In diesem Nutzungsszenario kann aufgrund der Anlagengröße nicht das Hauptziel die Pro-duktion von Speisemuscheln sein. Vielmehr ist das Ziel Innovationen und Techniken für die zukünftige Offshore-Aquakulturindustrie zu entwickeln und bis zur Marktreife zu testen. In diesem Pilotprojekt ist daher von vorneherein rechnerisch mit einem „Verlust“ zu rechnen. Daher ist das Risiko Preissenkung für die Höhe des Verlusts ausschlaggebend und unter diesen Gesichtspunkt für die Entscheidung einer Um-setzung zu betrachten, da es auch beim „Scaling-Up“ zu einem späteren Zeitpunkt von großer Bedeutung ist. Als Fazit zum Risiko Preissenkung ist für zukünftige deutlich größere Aquakulturanlagen dieses Risi-ko mit besonderer Intensität neu zu analysieren. Die Auswirkungen des Risikos, das die Anlage lange Zeit nicht erreicht werden kann, lässt sich nur durch automatisierte Verfahren, insbesondere der Messtechni-ken mit Übertragung an Land aber auch für die Wartung zum Teil mindern. So lässt sich entscheiden wann und welche Maßnahmen ergriffen werden müssen, wie die logistische Zeitplanung rasch und flexi-bel angepasst werden kann, um hohe Kosten zu vermeiden. Daher lässt sich als Fazit hier nochmal die herausstechende Bedeutung der Verfahrensentwicklung und Testung von automatisierten Arbeitsschritten betonen. Für die derzeit nicht als unmittelbar kritisch eingestuften Risiken müssen Gegenmaßnahmen mehr oder weniger detailliert vorbereitet sein oder zumindest für eine spätere Szenarienbildung identifi-ziert werden. So ist für alle anderen Risiken generell durch ein umfassendes Monitoring eine Art „Früh-warnsystem“ zu erarbeiten, dass gegebenenfalls den Betriebsablauf anpassen kann oder alternative Maß-nahmen vorschlägt. Mit Sicherheit sind weitere Risiken und Informationen zu ihrer Bewältigung bekannt

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aber wurden in der Vergangenheit nicht immer rechtzeitig und nicht adäquat an alle Stakeholder kommu-niziert. Es muss daher für das vorgeschlagene Pilotprojekt ein wichtiges Anliegen sein, die Risiko-Kommunikation sehr frühzeitig in den Planungsprozess einzubringen.

Eine ökologische Eingriffsfolgenabschätzung zeigt, dass die Umweltauswirkungen der Miesmu-schel-Pilotanlage als eher gering einzuschätzen sind, jedoch aufgrund der verminderten Datenlage ein vorgeschaltetes Umweltgutachten zwingend notwendig ist. Die vorliegende Studie hat sich auch intensiv mit den möglichen Auswirkungen einer Miesmuschelkultur auf das Ökosystem am Standort beschäftigt. In der aktuellen Literatur sind die potentiellen Auswirkungen einer Miesmuschelkultur an Langleinen auf die Umwelt sehr gut dokumentiert. Die Eingriffsfolgenab-schätzung fokussierte sich auf insgesamt vier ökologische Effektbereiche und ihre Auswirkungen: i) Wassersäule und Nährstoffhaushalt, ii) Sediment und Benthos, iii) Interaktion mit weiteren marinen Or-ganismen und iv) gebietsfremde Arten. Dabei wurde auch der gegebene rechtliche Rahmen durch den Naturschutz berücksichtigt. Eine detaillierte Betrachtung der Effekte auch in Hinblick auf den gegebenen rechtlichen Rahmen zeigte, dass viele Effekte aufgrund der Größe der geplanten Anlage vermutlich zu vernachlässigen sind. Dazu gehören vor allem eine potentielle Modifikation der Phytoplankton-Zusammensetzung in der Wassersäule, sowie eine lokale Reduktion der Wassertrübung. Ebenso ist eine mögliche erhöhte Calciumcarbonat-Entnahme aus dem System, wie auch die Nahrungskonkurrenz zu Zooplankton und larvalen Plankton als vernachlässigbar einzustufen. Im Gegensatz dazu kann ohne ein Gutachten nicht beurteilt werden, wie hoch der Eintrag organischen Materials bzw. die Akkumulation von Nährstoffen in der Nähre der Kultivierungseinheit ist. Gleiches gilt für eine mögliche Konzentration von Metallen oder Toxinen durch Pseudofaecesbildung im Sediment unterhalb der Langleinen. Auch hier ist eine mögliche Verdriftung von Faeces und Pseudofaeces muss durch eine Datenerhebung bestätigt und eingeschätzt werden. Dies ist insofern wichtig, als dass keine Beeinträchtigung des nahen Natura 2000-Schutzgebietes durch die Kultivierungseinheit erfolgen darf. Jedoch sind Faeces und Pseudofaeces sehr instabil und lösen sich im Wasser relativ schnell auf. Eine starke Anhäufung oder Verdriftung über meh-rere Kilometer ist deshalb nicht zu erwarten. Da eine vollbesetzte Miesmuschellangleine durchaus ein größeres Bauwerk in der Wassersäule darstellt, muss ebenfalls evaluiert werden, ob dieses eine Barriere für Plankton- und Algenblüten darstellt und damit das Nahrungsnetz des Standortes beeinflussen kann. Ein Abschattungseffekt ist aufgrund der Wassertiefe jedoch nicht zu erwarten. Gleichzeitig muss die Auswirkung dieser Barriere auf Strömungsgeschwindigkeit und -Richtung, sowie auf die Zirkulation des Wasserkörpers betrachtet werden. Ob die Verankerungssysteme einen positiven oder negativen Effekt auf die Populationsdynamik der Benthosbewohner und anderer bodennaher Organismen, wie Krebstiere oder Plattfische haben, muss ebenfalls ein einem Gutachten bewertet werden. Durch den Einsatz von Anker-blöcken muss kein Einrammen von Verankerungen in den Meeresboden erfolgen, wodurch sich eine Lärmbelästigung von Vögeln und Säugern vermeiden lässt. Die dadurch entstehende Verdichtung des Meeresbodens beschränkt sich auf eine kleine Fläche von knapp 2m², welche auf sechs Blöcke verteilt ist. Die an den Langleinen angebrachten Gewebebänder (Kollektoren) sind nur etwa 3m lang und hängen frei in der Wassersäule. Somit kann das Verfangen oder Verletzen mariner Säuger in der Anlage so gut wie ausgeschlossen werden. Die kumulativen Effekte mit der bereits an der Forschungsplattform und den um-gebenden Windparks angesiedelten Miesmuschelpopulation sind jedoch nur schwer abzuschätzen und benötigen deshalb weitere Untersuchungen.

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9 Handlungsempfehlung und Ausblick (FuE)

Am Standort FINO3 können sich die Kompetenzen der deutschen marinen Aquakultur bündeln und die Akteure untereinander vernetzen. Unternehmen, deren Schwerpunkt oder Interesse die Herstellung, Ver-arbeitung und auch Forschung und Entwicklung von marinen Produkten ist, haben die Möglichkeit basie-rend auf den Erfahrungen des abgeschlossenen Projekts in einer Folgenutzung oder einem Folgeprojekt die Techniken auszubauen und in einem Up-Scaling an größere Anlagendimensionen anzupassen. Dies kann oder sollte in Kooperation mit internationalen Unternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen (Universitäten, Forschungseinrichtungen) erfolgen. Das abgeschlossene Projekt ist ein Nucleus für den Austausch von Wissen und initiiert neue Innovationsprojekte. Die durchgeführte regelmäßige Öffentlich-keitsarbeit trägt zu einem positiven Imagewechsel der Aquakultur bei und erhöht die Sichtbarkeit der Branche in der Öffentlichkeit. Außerdem wird das Bewusstsein der Bevölkerung und der Politik für die Vorteile der nachhaltigen Nutzung der marinen Bioökonomie gestärkt und somit der Umsatz dieser Bran-che erhöht. Generell führen die Möglichkeiten der Mitnutzung der vorhandenen Infrastruktur und Expertise an der FINO3 bei vielen der betrachteten Faktoren zu einer positiveren Bewertung als dies der Fall wäre ohne eine Anbindung an eine bestehende Offshore-Struktur. Es hat sich unter diesen Umständen für die Um-setzung eines Pilotprojekts das Nutzungsszenario „Miesmuscheln an Langleinen“ als Favorit herausge-stellt. Es ist jedoch unerlässlich von vornherein eine Strategie festzulegen, mit welchen Partnern man kooperie-ren will, um in den Markt mit einer bestimmten Teil-Technologie oder in eine bestimmte Nische einzu-steigen (oder sich zu beteiligen), die es erlaubt auch mit eigenen Anlagen (z.B. bestimmte Konstruktions-Elemente oder bestimmte Nischenprodukte) den Wirtschaftszweig mitgestalten zu können. Das Umfrage-ergebnis zeigt unter den möglichen Kooperationspartnern einerseits die große Zurückhaltung bezüglich Offshore-Aquakultur und nicht vorhandene technische Lösungen zur Nutzung dieses Standorts. Anderer-seits ist aber auch ein Interesse einiger Akteure zu verzeichnen in diesem Aquakulturzweig tätig zu wer-den. Obwohl in Deutschland der Trend zu nachhaltig erzeugten Produkten deutlich ist, wird es sich hier aber stets um kleinere, mittelständische Betriebe handeln, die der Massenware ein anderes Vermarktungs-Image entgegensetzen. Die wirtschaftlichen Betriebsgrößen, die hierfür sinnvoll sind, können die hohen Investitionen, die für Offhshore-Anlagen notwendig sind, nicht einspielen. Es wird daher empfohlen an-fangs mit kleinen Einheiten lokale Märkte zu erobern. Hier handelt es sich in erster Linie um die Produk-tion hochwertiger Kleinmengen für flexible Vermarktung im lokalen Umfeld. In Bezug auf die Entwicklung einer industriellen Offshore-Aquakultur erscheint es auch vielversprechend zu sein ebenfalls ein Technologie-Nutzungskonzept zu prüfen, das in der Aquakultur gebraucht wird und in Kooperation mit der etablierten Industrie diese Produkte in den globalen Markt einschleust, um gradu-ell den Anteil auszubauen. Mit solchen Partnern können Marktanteile auf der Basis von „Win-Win“ –Szenarien ausgebaut werden, wobei viele betriebstechnische Anforderungen weiterentwickelt und Lern-prozesse kostengünstig gestaltet werden können. Auf diese Weise kann man Kosten für parallellaufende und zukunftsträchtige Entwicklungen minimieren. Das schafft Attraktivität für die „Einsteiger“ und ent-wickelt eine Vertrauensbasis zur langfristigen Kooperation und Arbeitsteilung. Handlungsbedarf zeigte sich durch die Recherche der rechtlichen Bedingungen und Zulassungsverfahren, die auf eine große Unsicherheit über Zuständigkeiten und Relevanz der Vorschriften traf. Dies erschwert die Vorbereitung und Planung eines Aquakulturprojekts für Akteure erheblich. Wie durch die oben aufgeführten Nutzungsszenarien an einem vorgegebenen Standort deutlich wird, ist für den Ausbau der marinen Aquakultur in Verbindung mit der Offshore-Windindustrie ist eine gute räumliche Planung unerlässlich, die eindeutig Handlungsbedarf aufzeigt. Durch eine Co-Nutzung von Windenergie und Aquakultur würden andere bedeutende Nutzungsfaktoren von Meeresgebieten, wie z.B. die Fischerei, nicht zusätzlich eingeschränkt. Dieses räumliche Management muss neben den Faktoren,

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die für die Windenergie relevant sind, bei der Ausweisung von Gebieten für neue Windparks auch die relevanten Faktoren für einen Aquakulturbetrieb berücksichtigen. So ist zum Beispiel die räumliche Mög-lichkeit für den Einsatz von bereits entwickelten absenkbaren Aquakulturanlagen bei Wellengang uner-lässlich, um Organismen und die Anlage zu schützen. Die Aquakultur ist ein zukunftsträchtiges Thema auch für Schleswig-Holstein und bedarf methodisch der vertieften Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Die Lebensmittelgewinnung aus dem Meer, die sowohl die Bereiche Lebensmitteltechnik als auch maritime Technologien/Meerestechnik be-trifft, kann in Zukunft auch wichtige Innovationsimpulse in benachbarte Anwendungsfelder induzieren. Ein großer Teil aus Aquakultur stammender Organismen, von deren Import der Bedarf gedeckt wird, wird mit umweltschädigenden und sozial nicht nachhaltigen Verfahren produziert. Ziel sollte es daher sein ein innovatives Produkt in einem für andere Länder beispielhaften Verfahren mit Fachkräften nachhaltig zu entwickeln. Bestrebungen in der der Vergangenheit die Aquakultur in Deutschland zu etablieren scheiterten auch am schlechten Image dieser Branche. Daher müssen von Anfang an in zukünftige Projekte die Öffentlichkeit und die lokale Verwaltung und Politik in das Vorhaben einbezogen werden. Dazu werden gehören: Öf-fentliche Vorträge, Präsentationen (thematisch passender) Bachelor- und Masterarbeiten, Workshops mit wissenschaftlichen Einrichtungen und NGOs, populäre Veröffentlichungen, Beiträge in regionalen Rund-funk- und Fernsehprogrammen sowie eine Internetseite. Die Entwicklung innovativer Technologien und Produkte, basierend auf der effizienten Nutzung nach-wachsender Rohstoffe, verschafft Deutschland die Möglichkeit sich als führender Forschungs- und Inno-vationsstandort in der blauen Bioökonomie zu platzieren.

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Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3 Seite 167

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Seite 168 Offshore-Aquakultur am Standort der Forschungsplattform FINO3

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structure+resistance&ots=ntRpbU2FGV&sig=3pdfAw-BpNhUbigke1viYSVOGNo#v=onepage&q=offshore%20structure%20resistance&f=false, zuletzt geprüft am 19.09.2017.

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