ERNEUERBARE ENERGIEN, April 2010 - Blockfrei

Wind AKTUELL
Leben am Windrad
Trotz hoher behördlicher Auflagen beeinflussen Offshore-Anlagen
sämtliche Lebensformen auf hoher See. Forscher versuchen
herauszufinden, ob dieser Einfluss eher gut oder schlecht ist
Am Horizont drehen sich die Windräder
von Alpha Ventus, dem ersten deutschen
Offshore-Windpark in der Nordsee
nordwestlich von Borkum in der Deutschen
Bucht. Alexander Schröder und seine
Kollegen vom Alfred-Wegener-Institut
für Polarforschung (AWI) steuern mit dem
Forschungsschiff Heincke das erste der
bis jetzt zwölf Windräder an. Der Wind
pfeift ihnen um die Ohren. Der Wellengang
nimmt zu. Schon während der Bau-
und Testphase untersuchten Schröder
und seine Kollegen die Auswirkungen von
Windkraftanlagen auf die Lebensgemeinschaften
unter Wasser. Heute steht wieder
ein Tauchgang an, direkt an der Unterwasserkonstruktion
der Windkraftanlage in
30 Meter Tiefe. „Wir kommen zwei- bis
dreimal im Jahr hierher, um uns die Be-
Das Team des AWI beim
Erforschen von Lebensformen
an Unterwasserstrukturen.
Foto: AWI/Ivonne Silber
16 erneuerbare energien | April 2010
siedlung der Fundamente der Windräder
und ihrer Umgebung anzuschauen und
Proben zu nehmen“, sagt Schröder.
Das 50 Meter lange Forschungsschiff
hält einen Sicherheitsabstand zu den
Windrädern. In etwa 300 bis 400 Metern
Entfernung zum ersten Windrad steigen
Alexander Schröder und vier weitere
Wissenschaftler in ein Schlauchboot um,
mit dem sie bis an die 90 Meter hohe
Turbine mit einem Rotordurchmesser von
120 Metern heranfahren. „Die Windräder
sind wirklich riesig im Vergleich zu
denen an Land“, sagt Schröder. „Man
denkt, man könnte sie schon fast anfassen,
muss dann aber doch noch zehn Minuten
fahren. Im Schlauchboot kommt man sich
neben diesen Riesen wie ein Zwerg vor.
Das ist schon beeindruckend.“ Er hat sei-
nen Trockentauchanzug angezogen und
darunter wärmende Sportunterwäsche.
Das Wasser hat hier nur wenig Grade
über null.
Eingriff in die Meeresumwelt
Der Bau und Betrieb von Offshore-Windenergieanlagen
stellt immer einen Eingriff
in die Meeresumwelt dar. Für Vögel,
Fische, marine Säugetiere, sowie die Lebensgemeinschaften
des Meeresbodens,
wie beispielsweise Muscheln und Krebse,
verändern Offshore-Anlagen den natürlich
Lebensraum. Um zu gewährleisten,
dass die Lebensgemeinschaften nur einer
möglichst geringen Störung ausgesetzt
sind und keine erheblichen Eingriffe in
die Meeresumwelt eintreten, gibt es in

Blick zur Oberfläche durch den Unterbau einer Offshore-Anlage mit Seeanemonen, Miesmuscheln und Krebsen. Foto: AWI/Roland Krone
Seite 16 oben: Verschiedene Seeanemonen-Arten strecken ihre nesselnden Tentakel aus, um kleine Krebse zu fangen. Foto: AWI/Alexander Schröder
Deutschland ein strenges Genehmigungsverfahren
für Offshore-WEA.
Die zuständige Behörde ist das Bundesamt
für Seeschifffahrt und Hydro-
graphie (BSH) in Hamburg. Hier werden
die Anträge für Offshore-Windenergieanlagen
eingereicht und unterliegen unterschiedlichen
Prüfungen, unter anderem
auch einer ausführlichen Umweltverträg-
lichkeitsprüfung. „Die Antragsteller müssen
vor Baubeginn ein zweijähriges Untersuchungsprogramm
nach unserem Standarduntersuchungskonzept
durchführen“,
sagt Axel Binder vom BSH. „Hier gibt es
klare Richtlinien, welche Umweltuntersuchungen
in welcher Weise durchgeführt
werden müssen. Wir prüfen dann die eingereichten
Unterlagen und Daten, vergleichen
sie mit aktuellen wissenschaftlichen
Studien und prüfen sie auf Plausibilität.
Erst wenn wir zur Ansicht gelangen, dass
keine Gefährdung der Meeresumwelt beziehungsweise
des Vogelzuges vorliegt,
erteilen wir eine Genehmigung.“
Alexander Schröder ist fertig zum Abtauchen.
Das Equipment ist geprüft, jetzt
kann es runtergehen. Sein Kollege hält
den Versorgungsschlauch an dem Schröder
hängt. Dann lässt sich der Forscher
rückwärts aus dem Schlauchboot ins Was-
ser fallen. Über das Tauchertelefon ist er
in Sprechkontakt mit seinen Kollegen im
Schlauchboot. Schröder beschreibt den
Bewuchs der Windradfundamente Meter
für Meter und die Kollegen schreiben mit.
Vor dem Bau von Alpha Ventus haben
Schröder und seine Kollegen schon
Proben bei der 400 Meter entfernten
Forschungsplattform FINO 1 genommen.
Sie ist die erste von drei Forschungsplattformen,
die zwischen 2003 und 2006 in
der Nord- und Ostsee gebaut wurden. Die
Plattformen werden vom Bundesumweltministerium
(BMU) gefördert und dienen
Forschungsprojekten rund um das Thema
Offshore-Windkraft. Dabei geht es unter
anderem um die wissenschaftliche Untersuchung
möglicher Auswirkungen von Offshore-Windenergieanlagen
auf Meeres-
säuger, Seevögel, den Vogelzug, Fische sowie
auf die Tierwelt des Meeresbodens.
Unterbau als künstliches Riff
An den unter Wasser liegenden Metallstreben
von FINO 1 hat sich über die Jahre ein
künstliches Riff gebildet: Miesmuscheln
bis in acht, zehn Metern Tiefe, Seenelken,
Tote Mannshände und Polypen von Hydrozoen,
die zu den Nesseltieren gehören.
„Die Unterwasserstruktur von FINO 1 ist
flächendeckend bewachsen“, hat Schröder
beobachtet. „Am Boden gibt es Taschenkrebse,
Schwimmkrebse und für Hartsubstrate
typische Fische schwimmen umher.
Die Fundamente von Offshore-Windenergieanlagen
bilden künstliche Riffe, die aber
deutlich artenärmer als natürliche Hartsubstrate
sind, da sie auf dem sandigen Boden
der Nordsee nur kleine Inseln darstellen.“
Die Forscher gehen davon aus, dass die
Fundamente von Alpha Ventus in Zukunft
ähnlich bewachsen und belebt sein werden
wie die Streben der Forschungsplattform.
Offshore-Windenergieanlagen werden
nach Angaben des BSH nicht in sensiblen
Bereichen der Nordsee aufgestellt. Seltenere
Bereiche mit Riffen und Sandbänken
sollen möglichst von einer Bebauung mit
Windenergieanlagen freigehalten werden.
Größtenteils liegen die Planungen von
Offshore-Windenergieparks in sandigen
Bereichen der ausschließlichen Wirtschaftszone,
wobei die sandigen Bereiche
in der Nordsee sehr häufig sind. „Ob
dieser Eingriff durch die Bestückung mit
künstlichen Hartsubstraten in diesen Biotoptyp
positiv oder negativ ist, wird von
Fachleuten unterschiedlich gesehen“, sagt
Axel Binder vom BSH. „Es gibt da keine
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Wind AKTUELL
einheitliche Sichtweise. Da die Windräder
aber mehrere hundert Meter weit voneinander
entfernt sind, sind die Auswirkungen
auf die am Meeresboden lebenden
Organismen durch diese punktuellen,
kleinräumigen Eingriffe hier nur als gering
bis unerheblich zu bewerten.“
Windparks bieten Refugium
Dass die Schifffahrt durch Offshore-Windparks
leicht eingeschränkt wird, hat für die
Tier- und Pflanzenwelt durchaus Vorteile.
Schiffe mit einer Länge von unter 24 Metern
müssen einen Mindestabstand von
500 Metern zu den Windrädern einhalten.
Größere Schiffe dürfen erst garnicht in
den Windpark hineinfahren. Auch die Fischerei
ist im Windpark generell verboten.
„Diese Beschränkungen können für den
Lebensraum in den Bereichen der Windparks
sogar sehr positive Auswirkungen
haben“, sagt Binder. „So haben langlebige
Organismen, wie beispielsweise einige
Muschelarten und andere Bodenlebewesen,
hier die Chance sich wieder naturnäher
zu entwickeln, da sie nicht mehr
durch die Fischerei beeinträchtigt oder so-
gar geschädigt werden. Und auch Fische
finden hier ein Refugium. Insofern bietet
ein Windpark den Lebensgemeinschaften
auf dem Meeresboden in engen Grenzen
eine naturnähere Entwicklung.“
Seit November 2009 ist Alpha Ventus
als erster deutscher Windpark in Betrieb.
Im Vergleich zu den europäischen Nachbarländern
ist Deutschland mit dem Bau von
Windparks eher spät dran. Das liegt auch
daran, dass an den deutschen Küsten viele
Naturschutzgebiete liegen und nur sehr
wenige küstennahe Bereiche für Offshore-
Anlagen zur Verfügung stehen. Die Planer
müssen daher auf küstenferne Gebiete ausweichen.
Dort liegen die Gründungstiefen
dann nicht nur bei acht bis zwölf Metern
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Über den Helm hat der Taucher Sprechkontakt zur
Oberfläche. Fotos: AWI/Sebastian Fuhrmann/Cora Albrecht
wie beispielsweise bei den küstennahen
Windparks in Dänemark, sondern gleich
bei 25 bis 40 Metern. Für die Betreiber bedeutet
das hohe technische Anforderungen
und natürlich höhere Investitionskosten.
Mittlerweile sind in Deutschland aber nun
doch schon 26 Projekte in Nord- und Ostsee
genehmigt und 68 Projekte beantragt,
die zurzeit geprüft werden. In Kürze geht
der zweite deutsche Windpark „BARD
Offshore 1“ in der Nordsee, 90 Kilometer
nordwestlich von Borkum, in Bau.
Lärmschutz für Meeressäuger
Nach zwanzig Minuten taucht Alexander
Schröder wieder auf. Der Tauchgang war
erfolgreich. „Wissenschaftlich und persönlich
ist das Tauchen hier schon ein besonderes
Erlebnis“, sagt Schröder. „Die großen
Strukturen sind sehr beeindruckend.
Aber es ist nicht einfach hier zu tauchen.
Die Strömung ist sehr stark und die Sicht
oft schlecht. In der Nähe der Fundamente
hört und spürt man deutlich das Brummen,
das von den Rotoren ausgeht. In ein
paar Metern Entfernung nimmt es aber
deutlich ab.“
Viel lauter als das Brummen während
des Betriebs, ist die Geräuschentwicklung
während des Baus der Offshore-Windenergieanlagen.
Die Fundamente müssen
tief in den Boden gerammt werden. Damit
marine Säuger, wie beispielsweise
die Schweinswale, keine Gehörschäden
davontragen, müssen bei Gründung und
Installation der Anlagen Arbeitsmethoden
verwendet werden, die so geräuscharm
wie möglich sind. Die Schallemissionen
dürfen dabei in einer Entfernung von 750
Metern den Wert von 160 Dezibel (dB)
nicht überschreiten. Eine Möglichkeit den
Grenzwert einzuhalten, ist der Einsatz
von so genannten Blasenschleiern. Dabei
wird rund um die Rammstelle eine Anlage
gebaut, die Luftblasen in das Wasser
einleitet. Der Blasenschleier hindert
dann den Schall an seiner Ausbreitung
im Wasser. Wenn das nicht reicht, müssen
die geräuschempfindlichen Meeressäuger
vor der Durchführung von nicht zu vermeidenden
schallintensiven Arbeiten verscheucht
oder vergrämt werden. Dafür
werden so genannte Pinger eingesetzt,
die akustische Signale aussenden, die die
Tiere fernhalten sollen.
Eine weitere Methode die Tiere zu
vergrämen, ist der so genannte „Soft-
Start“, bei dem die eingesetzte Rammenergie
langsam gesteigert wird, um den
Meeressäugern die Möglichkeit zu geben,
sich aus dem Baugebiet zu entfernen. Die
Einhaltung der geforderten Maßnahmen
wird streng kontrolliert. „Die Betreiber
müssen Beobachtungen durchführen, um
die Effizienz der schadensverhütenden
Maßnahmen während der Arbeiten zu
überprüfen“, sagt Axel Binder. „Dies ist
zu dokumentieren und dem BSH unverzüglich
zu berichten. Bei gleichzeitiger
Bebauung an benachbarten Orten behält
sich das BSH vor, die Rammarbeiten so
zu koordinieren, dass genügend geräuscharme
Flächen vorhanden sind, in die die
Tiere flüchten können. Die Deutsche
Bucht gewährleistet noch genug Freiraum,
dass sich die Tiere zurückziehen können.“
Es gibt ganz unterschiedliche Fundamenttypen
für Windenergieanlagen mit
unterschiedlichen Vor- und Nachteilen.
Was den Lärm betrifft, so sind Schwergewichtsfundamente
eine leisere Alternative.
Sie werden nicht in den Boden gerammt,
sondern sie werden auf den Boden gelassen
und zur Beschwerung wird Sand eingespült.
Der Boden muss aber trotzdem
vorbereitet werden, um eine plane Fläche
herzustellen. Die Geräuschemission
ist dabei zwar geringer, aber der Eingriff
auf dem Meeresboden ist größer, da das
Fundament bei diesem Typ mehr Fläche
einnimmt. Eine weitere recht innovative
Möglichkeit des geräuscharmen Bauens
von Offshore-Windenergieanlagen ist der
Einsatz von so genannten schwimmenden
Fundamenten. Der bereits genehmigte

Links: Alexander Schröder und Teamkollege vorm Abtauchen. Foto: AWI/Sebastian Fuhrmann
Rechts: Fische finden zwischen den Unterwasserstrukturen Nahrung und Schutz. Foto: AWI/Alexander Schröder
Windpark Ventotec Ost 2 vor Rügen soll
Windenergieanlagen mit solchen schwimmenden
Fundamenten einsetzen.
Abschalten bei Vogelzug
Alexander Schröder und seine Kollegen
nehmen mit ihrem Schlauchboot wieder
Kurs auf die Heincke. Die AWI-Tauch-
Crew steigt wieder auf das Forschungsschiff
um. Das Schlauchboot wird mit einer
Winde eingeholt. Jetzt fehlen nur noch die
Bodenproben. Dafür fährt das Forschungsschiff
so dicht wie möglich an die Windräder
heran. Ein Greifer, der aussieht wie eine
Baggerschaufel, wird ins Wasser gelassen
und nimmt eine Probe. Die gesammelten
Proben werden die AWI-Wissenschaftler
in den nächsten Wochen in ihren Laboren
auswerten. „Aus den Proben sollen Rückschlüsse
gezogen werden, ob sich die umliegenden
Lebensgemeinschaften im Meer
durch die Windradfundamente verändern“,
sagt Alexander Schröder. „Wenn die Proben
ausgewertet sind, werden wir zur Situation
unter Wasser etwas sagen können.
Was die Veränderung über Wasser angeht,
so hat sich rein optisch – wenn man hier so
an Deck steht und auf das Meer schaut –
natürlich schon etwas verändert. Das Meer
ist dadurch nicht mehr so offen. Aber so
weit von der Küste auf hoher See stören
die Windräder weit weniger als an Land.“
Ob Vögel und Zugvögel die Windräder
als störend empfinden wird sich
herausstellen. Grundsätzlich stellen die
Windparks schon eine mögliche Bedrohung
für Vögel dar, gerade während des
Vogelzuges. Tagzieher wie Enten, Gänse
oder Seevögel haben weniger Probleme,
da sie auf dem Wasser landen und sich
dort ausruhen können. Weiterhin haben
sie tagsüber eine gute Orientierung und
können ausweichen. Bei Nachtziehern
wie beispielsweise Drosseln ist das schon
etwas problematischer. Die Vögel fliegen
vor allem in Küstenbereichen. Wenn die
Wetterverhältnisse gut sind, fliegen sie
in großen Höhen, so dass die Windenergieanlagen
sie nicht tangieren. Wenn das
Wetter aber schlechter wird, bei Nebel,
Regen oder Gegenwind, verlagern die Vögel
ihre Flughöhe manchmal weiter nach
unten. „Wenn überraschend schlechtes
Wetter mit Massenzugereignissen zusammenfällt
kann das dazu führen, dass eine
größere Anzahl von Vögeln mit den Anlagen
kollidiert“, sagt Binder. „In solchen
Situationen könnten wir anordnen, dass
die Windparkanlagen präventiv abgeschaltet
werden. Wir sind dabei, über ein geeignetes
Vorwarnsystem nachzudenken.“
Bei der Genehmigung von Offshore-Wind-
energieparks werden immer alle bereits genehmigten
beziehungsweise planrechtlich
verfestigten Offshore-Vorhaben zusammen
betrachtet, damit genug Ausweichräume
für Zugvögel vorhanden sind. Bei
einer Gefährdung des Vogelzuges werden
Anträge auch schonmal abgelehnt.
Ökologische Begleitforschung
In den nächsten fünf Jahren werden Wissenschaftler
im Rahmen des vom BMU
geförderten Forschungsprogramms RAVE
(Research at Alpha Ventus) den neuen
Windpark begleiten. Diese ökologische
Begleitforschung soll neue Erkenntnisse
hinsichtlich bau- und betriebsbedingter
Auswirkungen von Offshore-Windparks
auf die Meeresumwelt bringen. Dabei
stehen folgende Fragen im Fokus: Wie
reagieren marine Säugetiere und Rast-
vögel auf den Windpark? Welche Effekte
entstehen durch Bau- und Betriebsgeräusche
auf marine Säugetiere und
Fische? Wird es eine Veränderung der
Lebensgemeinschaften durch die Unterwasserkonstruktionen
geben? Wird es
Ausweichbewegungen oder möglicherweise
Kollisionen von Zugvögeln geben?
Alexander Schröder und seine Kollegen
werden in den nächsten Jahren noch
einige Tauchgänge bei Alpha Ventus machen
und die ökologische Entwicklung dokumentieren
und abschließend beurteilen
können. Ihre Ergebnisse und die vieler
weiterer Forschergruppen werden in ein erweitertes
Standarduntersuchungs-Konzept
der BSH einfließen, das die Grundlage für
den Bau weiterer Windparks mit Blick auf
die bestmögliche Umweltverträglichkeit
bilden wird. NICOLE SILBERMANN
Wer hockt im dunklen Schrank,
lässt sich unter Strom setzen
und hat trotzdem die Ruhe weg?
Das Netzkoppelschütz. Es übernimmt Schaltvorgänge des Hauptschalters und entlastet ihn.
www.ssb-service.com | SSB. Erfahrung bewegt.
SSB Service
erneuerbare energien | April 2010 19