Windkraft mitverantwortlich am Insektensterben?

WalkThisWay · 26. März 2019

"Die Windenergie könnte nach einer Untersuchung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein nennenswerter Faktor für das Insektensterben sein. Eine Modellrechnung des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik beziffert die Zahl der durch Windräder in Deutschland getöteten Fluginsekten während der warmen Jahreszeit auf 5,3 Milliarden pro Tag. Da jedes siebte deutsche Windrad - knapp 2.000 an der Zahl - in Mecklenburg-Vorpommern steht, könnten im Nordosten annähernd eine Milliarde Insekten durch Rotorschlag getötet werden - an jedem der rund 200 warmen Tage zwischen April und Oktober....."
Link Artikel: NDR Windräder für Insektensterben mitverantwortlich?

Dieser Artikel hat mich dazu motivert einmal die Quellen genauer zu betrachten.
Zunächst einmal das Interview mit Dr. Franz Trieb vom DLR-Instituts für Technische Thermodynamik:

Herr Dr. Trieb, wie kommt man auf das Thema, die Auswirkung von Windparks auf Fluginsekten zu untersuchen?

DR. FRANZ TRIEB: Bei einer umfassenden Bewertung deutscher Energieszenarien auf Basis einer Vielzahl von Indikatoren, die wir im Jahr 2017 durchgeführt haben(1), zeigte sich als eine noch offene Zukunftsfrage, wieweit Windparks und Fluginsekten während ihrer Migration zu neuen Brutplätzen miteinander verträglich sind. Erste Recherchen ergaben, dass Überreste von Fluginsekten an Rotorblättern zu hohen Verlusten beim Wirkungsgrad der Windkraftanlagen führen können und den weltweiten Aufbau einer Reinigungsindustrie für Rotorblätter motiviert haben. Deshalb haben wir eine Studie zu dem Thema durchgeführt und dafür interdisziplinäre Expertise aus den Bereichen Insektenkunde, Atmosphärenphysik, Windenergie, Aerodynamik und DNA-Barcoding – einer Methode zur Artenbestimmung anhand der DNA-Sequenz – hinzugezogen.

Was war die Ausgangslage für Ihre Studie?

TRIEB: Heute existiert umfassende Fachliteratur dazu, dass Fluginsekten in großen Schwärmen auch hohe, schnelle Luftströmungen aufsuchen. Sie lassen sich vom Wind zu entfernten Brutplätzen tragen. Beobachtungen und Messungen konnten weltweit hohe Insektenkonzentrationen in jenen Höhenbereichen zwischen 20 und 220 Metern über Grund feststellen, die auch Rotoren von Windkraftanlagen nutzen. Das Phänomen des sogenannten Insektenschlags kann die Leistung von Windkraftanlagen um bis zu 50 Prozent verringern – das ist in Theorie und Praxis intensiv untersucht. Bisher wurde allerdings nicht untersucht, welche Folgen der Insektenschlag an Windrotoren für die Insektenpopulation und das Ökosystem haben könnte.

Was war der Ansatz Ihrer Studie? Wie sind Sie vorgegangen?

TRIEB: Wir haben zuerst umfassend recherchiert, bereits vorliegende wissenschaftliche Daten gesammelt und ausgewertet. Auf Basis dieser Daten haben wir dann eine eigene Modellrechnung erstellt. Diese Modellrechnung basiert zum einen auf einer durchschnittlichen Insektendichte von rund drei Tieren pro 1000 Kubikmeter Luft in Höhe der Windrotoren. Grundlage dieser Zahl waren regelmäßige Fangflüge durch Insektenkundler, die zwischen 1998 und 2004 über Schleswig Holstein stattgefunden haben(2). Zum anderen haben wir für unsere Modellrechnung den Volumenstrom, also den "Luftdurchsatz" aller in Deutschland betriebenen Windparks hochgerechnet: Insgesamt stehen in Deutschland rund 30.000 Windräder mit einer Rotorfläche von insgesamt circa 160 Quadratkilometern, die bei einer nominalen Windgeschwindigkeit von 50 Stundenkilometern durchschnittlich 1000 nominale Volllaststunden während der Insektenflugperiode von April bis Oktober erreichen. Durch einfache Multiplikation dieser Zahlen haben wir einen saisonalen Luftdurchsatz von etwa 8 Millionen Kubikkilometern berechnet – das ist mehr als das Zehnfache des gesamten deutschen Luftraums bis in eine Höhe von zwei Kilometern. Multipliziert man Insektendichte und Luftdurchsatz, dann durchfliegen rund 24.000 Milliarden Insekten pro Jahr zusammen mit der Luft die Rotoren in Deutschland.

Eine einfache Näherung dabei entstehender Schäden kann aus Studien zur Verschmutzung von Rotorblättern durch Fluginsekten abgeleitet werden. Dafür werden vier Faktoren miteinander multipliziert: das Verhältnis (5 Prozent) der aus Windrichtung sichtbaren Blattfläche zu der von den Rotorblättern überstrichenen kreisrunden Rotorfläche, der durchschnittliche Anteil der verschmutzten Blattfläche auf beiden Seiten der Rotorblätter von zusammen rund 80 Prozent bezogen auf die sichtbare Blattfläche, der sogenannte Sammelwirkungsgrad der Rotorblätter für Fluginsekten von durchschnittlich 40 Prozent und das Verhältnis der mittleren relativen Blattgeschwindigkeit (circa 45 Meter pro Sekunde an der Blattmitte) zur nominalen Windgeschwindigkeit (14 Meter pro Sekunde) von etwa 3,2. Demnach werden durchschnittlich etwa 5 Prozent der Tiere getroffen, die einen laufenden Rotor durchfliegen. Das sind rund 1200 Milliarden Insekten pro Jahr. Diese Zahlen berücksichtigen nur Tiere, die sichtbare Rückstände auf den Rotorblättern hinterlassen.

Welche Schlüsse ziehen Sie aus der von Ihnen angestellten Modellrechnung?

TRIEB: Unsere Modellrechnung gibt Hinweis auf einen noch nicht umfassend erforschten Aspekt der Windenergie: Rund 1200 Milliarden Fluginsekten werden beim Durchfliegen der Rotoren von Windparks in Deutschland pro Jahr getroffen. Diese Größenordnung der betroffenen Fluginsekten könnte ein relevanter Faktor für die Stabilität der Fluginsektenpopulation sein und damit den Artenschutz und die Nahrungskette beeinflussen.

Welche Schlüsse erlaubt die Modellrechnung ausdrücklich nicht? Sprich, wo brauchen Sie als Forscher noch weitere Daten und Untersuchungen?

TRIEB: Wir können keine belastbaren Aussagen darüber treffen, welchen Anteil die in der Studie berechneten Verluste von rund 1.200 Milliarden Fluginsekten am Insektenschwund haben. Der Grund dafür ist: Wir wissen schlichtweg nicht, wie groß die Gesamtpopulation beziehungsweise der Insektenschwund in konkreten Zahlen ist. Außerdem gibt es bisher keine absoluten Zahlen zu anderen negativen Auswirkungen auf die Insektenpopulation beispielsweise durch Pestizide, intensive Landwirtschaft, Klimawandel oder Urbanisierung, sodass wir unsere Zahlen nicht mit anderen Einflüssen vergleichen können.

Welches weitere Vorgehen würden Sie auf Basis der Studienergebnisse vorschlagen?

TRIEB: Aus den aktuell zur Verfügung stehenden Zahlen und der DLR-Modellrechnung kann man weder ableiten, dass die Windenergie eine nennenswerte Rolle beim Insektenschwund spielt, noch dass sie daran unbeteiligt ist. Aus wissenschaftlicher Sicht wäre eine empirische Überprüfung der in unserer Studie theoretisch berechneten Verluste als nächster Schritt sehr sinnvoll. Ziel muss es dabei sein, die Zusammenhänge von Insektenmigration und Windparkbetrieb besser zu verstehen. Mit der Studie bieten wir unser Wissen und Know-how aus einer einjährigen Recherche an, damit Forscher unterschiedlicher Fachrichtungen gemeinsam mit Industrie, Betreibern und Politik Maßnahmen entwickeln und umsetzen können, um potenzielle Umweltschäden durch Windparks in Zukunft zu verringern.

Eine Idee wäre zum Beispiel ein automatisches Schwarmerkennungssystem, das die Rotoren von Windkraftanlagen entsprechend steuert. Eine einfache Maßnahme, um betroffene Arten zu identifizieren, wäre eine regelmäßige DNA-Analyse der Insektenrückstände auf Rotorblättern. Eine bisher nicht untersuchte potenzielle Schadensquelle ohne sichtbare Rückstände ist das Durchfliegen des Unterdrucks auf der Saugseite der Rotorblätter. Die Auswirkungen des entsprechenden Barotraumas auf den Atmungsapparat und andere Organe sollten geprüft werden.
Link: DLR-Studie zu Wechselwirkungen von Fluginsekten und Windparks

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Hier zur eigentlichen Studie (english/pdf), auch wenn diese nur auf Hochrechnungen beruht, war ihr mir persöhnlich nie den möglichen Folgen der Windkraft am Insektensterben bewußt (klar Pestizid und die Zerstückelung des Lebensraumes nehmen wohl eine entscheidendere Rolle ein, aber trotzdem).

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raid-rush · 26. März 2019

Danke für die interessante Studie.

Hört sich erstmal viel an, in Anbetracht der Relation zu anderen Insektenkillern ist das allerdings sehr sehr sehr gering. Die Landwirtschaft welche einen Großteil der Flächen nutzt, ist der größte Faktor >70 für das Insektensterben. Der Straßenverkehr sowie Umweltverschmutzung und Feinstaub, sind weitere große Faktor. Autos sind übrigens die größten Killer für viele Tierarten, die so Aussterben z.B. Frösche und Igel.

Da die Insektenmasse deshalb schon seit Jahren extrem Rückläufig ist, spielt natürlich jetzt auch jedes Prozent eine Rolle.

Zum Vergleich: Die Oberfläche der Windräder und die Rotationsgeschwindigkeit, verglichen mit der Fronten-Oberfläche der Autos/LKW und deren Fahrtgeschwindigkeit (und deren Anzahl!) sollte einem klar machen, wo hier die Masse an Insekten drauf geht.

Die Studie arbeitet leider mit sehr dünnem (alten) Datenmaterial und vielen (Modellen) Hochrechnungen, die Zahlen sind rein Hypothetisch und selbst wenn sie 10 mal höher liegen, wären sie immer noch ein Witz gegenüber dem Straßenverkehr und der Landwirtschaft. Die Rotoren werden immer moderner und "Windschnittiger" man will ja verhindern, dass die Insekten dran kleben bleiben. Anders als die Landwirtschaft oder der Straßenverkehr, da wird das Thema ja (freiwillig) überhaupt nicht Berücksichtigt.

Abgesehen davon, das die Windkraft ja auch einen wichtigen Beitrag zur erneuerbaren Energie leistet. Der Klimawandel und möglicherweise auch der Anstieg der CO2-Anteile in der Luft, machen den Insekten viel mehr zu schaffen. Insekten werden kleiner, weil sie über ihre Oberfläche Atmen und die Reduktion des Sauerstoffanteils in der Luft, sorgt dafür das einige Arten aussterben könnten. Je größer die Körpermasse/Volumen desto verhältnismäßig geringer die Oberfläche des Insekts zum Atmen. Daher waren die Urzeit Insekten zeitweise gigantisch, weil ein sehr hoher Sauerstoffanteil in der Luft war und sehr viel CO2 gebunden, das wir Heute alles in die Luft blasen. Von der Luft her sind wir Millionen Jahre in die Vergangenheit gereist, weit vor den Sauriern...mal sehen ob der Rest folgen wird.

Der globale CO2-Anstieg: die Fakten und die Bauernfängertricks » KlimaLounge » SciLogs - Wissenschaftsblogs

https://www.scinexx.de/news/biowissen/riesen-insekten-wuerden-heute-ersticken/

In Gewächshäusern macht man sich das experimentell zu nutze, dort wird der Stickstoffanteil erhöht und so sterben dort Schädlinge ab, auch deren Larven und Puppen.

Fazit: Die Windräder sind ein Tropfen wenn überhaupt. Abgesehen von ihrem positiven Klimabeitrag.

Finde es aber wichtig, dass alles durchdacht wird, von daher freue ich mich über jede unabhängige Studie. Allerdings sind die aller höchstens eine Anregung, Themen genauer anzuschauen. Auf die Studie selbst, kann man angesichts der Interpretation/Schlussfolgerung über magere Daten und Fakten, sehr wenig geben, was leider bei vielen Studien der Fall ist.

Ich könnte mir eher gut vorstellen, dass für bestimmte Vogelarten die Windräder ein reales Problem darstellen.

Wichtigster Punkt daher für mich:

Das mit den Insekten, kann man wohl eher vergessen. Wichtiger wäre Schutztechnik für größere Flugtiere. Windkraft lässt sich sehr schnell ab und an schalten, wenn in der Nacht der Stromverbrauch niedrig ist, könnte man diese einfach abschalten. Das wird nur der "Windmüller" nicht wollen, weil er ja viel Geld verliert für die dann (überflüssige) Einspeisung ins Netz.

Es gibt auch weitere Windkraft-Technologien die angepackt werden könnten/sollten bei denen es die Probleme so nicht gibt. EnerKíte - Flugwindkraftanlagen oder Abwindkraftwerk/Aufwindkraftwerk

raid-rush · 15. April 2019

Da es etwas ähnliches ist:

Nach Zählungen und Auswertungen von toten Vögeln an Skylinern, zeigen Einschätzungen einer Studie, dass an den Hochhaus-Glasfassaden jährlich über 100 Millionen Vögel (in der USA) sterben, weil sie dagegen fliegen. Manch einer kennt das sogar von Zuhause, wenn ein Vogel gegen das Fenster donnert, weil sich darin die Umgebung spiegelt. Meist kommt der Vogel noch mit einem Schreck davon, viele brechen sich dabei aber das Genick oder verenden später an den Verletzungen. Weiter sagt die Hochrechnung das so sogar insgesamt über 1 Milliarde Vögel an Glasfronten sterben könnten.

Klingt für mich durchaus plausibel und die Zahlen scheinen gar nicht so hoch gegriffen zu sein, wenn man bedenkt, wie viel bei den jeweiligen einzelnen Objekten gezählt wurde.

Quelle: Bird–building collisions in the United States: Estimates of annual mortality and species vulnerability

Aber auch in der Dämmerung krachen die Vögel in die Häuser, weil dann die Beleuchtung an ist und die Innenräume so aussehen als könnte man dort durchfliegen. Zudem gibt es einen Effekt wenn ein großes Gebäude stark beleuchtet ist, das die (Zug-)Vögel quasi "blind" sind und einfach in Richtung "künstliche Sonne" fliegen und dann so ganze Schwärme gegen die Glasfront klatschen. (Auch Migrationszeiten von Zugvögeln genannt)

Ein Ansatz könnte sein, dass man die Fronten so abändert, dass solche Unfälle vermieden werden, oder zumindest in den Zug-Zeiten, wenn große Schwärme fliegen die Lichter gedimmt würden oder die Fenster "intelligent Verspiegelt bzw Entspiegelt" wären.
Bei diversen Fensterflächen werden auch "Sticker" aufgeklebt mit der Sillhuette (Schattenumriss) eines Raubvogels um abzuschrecken. Bei letzterem "Leuchteffekt" hilft das aber leider nicht, Sinnvoll wäre es also wenn die Scheiben, Licht von innen abdunkeln.

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