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Blasenschleier
Experte
29. Dezember 2014
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Schallwellen und Blasenschleier: Schweinswale beschäftigen Vattenfalls Ingenieure

Windkraft ist ein wichtiger Pfeiler  der Energiewende. Sie ist sauber und ist unendlich vorhanden. An Land gehört Windkraft bereits zu den wichtigsten erneuerbaren Energiequellen. Noch mehr Potenzial liegt auf See, denn hier herrschen neben sehr  konstanten auch hohe Windgeschwindigkeiten.

Doch die Planung von Offshore-Windparks ist aufwendiger als an Land und dauert länger. Beim Bau der ersten Offshore-Windparks in Deutschland zeigten sich dann weitere Herausforderungen wie die Reduzierung des Schalls bei der Installation der Fundamente. Der entsteht vor allem bei den Rammarbeiten der Fundamente der Windenergieanlagen und muss so aufgefangen werden, dass die Tierwelt nicht negativ beeinflusst wird.

Derzeit schauen die Ingenieure der Schallschutzmaßnahmen vor allem auf die Schweinswale. Diese dürfen nicht verletzt oder gestört werden, das sagt schon das Bundesnaturschutzgesetz. „Da Schweinswale essenziell auf ihr Gehör angewiesen sind und Schallereignisse bei ihnen unterschiedliche Reaktionen hervorrufen können, nehmen wir bei Vattenfall den Schallschutz sehr ernst“, so die Meeresbiologin Dr. Eva Philipp, die seit 2012 als Projektmanagerin Umweltsysteme Offshore bei Vattenfall tätig.

Drei Kilometer Schlauch und zwölf Kompressoren im Einsatz

„Im Hinblick  auf Schallschutz gehört DanTysk  zur zweiten Generation der deutschen Windparks. Hier haben wir zum Schallschutz hauptsächlich den Blasenschleier eingesetzt – und sehr gute Erfahrungen gemacht. Pro Pfahl dauern die Rammarbeiten etwa eineinhalb Stunden. Um die Schweinswale ausreichend zu schützen, haben wir den Blasenschleier während der Bauphase immer weiter optimiert“, so Dr. Philipp. „Denn neben Hammertyp und Rammtiefe haben auch die Wassertiefe und der Boden einen Einfluss auf die Dezibel, die wir einzuhalten haben. Wir haben bei DanTysk verschiedene Blasenschleiervariationen getestet und am Ende mit einem dreifachen Blasenschleier gearbeitet. Dafür waren fast drei Kilometer Schlauch und zwölf Kompressoren nötig“, so Dr. Philipp weiter.

Blasenschleier: So funktionieren sie

Die künstlich erzeugten Luftblasen unter Wasser dämpfen den entstehenden Schall der Fundamentrammungen, sodass die gesetzliche Vorgabe von 160 Dezibel noch in einer Entfernung von 750 Metern einzuhalten ist. Dafür mussten bei DanTysk weitere Blasenschleier verlegt und die Schläuche jedoch durch nachträgliche Lochbohrungen angepasst werden. Verschiedene Schläuche waren trotz gleicher Bauart unterschiedlich wirksam. Erst mit zunehmender Erfahrung war ein optimales Ergebnis möglich.

Grafik_Blasenschleier

Damit sich während der Rammarbeiten auch wirklich kein Tier in der Nähe der Baustelle aufhält, werden sie vor der Rammung vorübergehend per Warnsignal (135 Dezibel) aus dem Gebiet vertrieben. „Unsere Datenerhebungen vor, während und nach der Rammung zeigen, dass die Tiere den Nahbereich um die Baustelle zuverlässig verlassen und wenige Stunden nach der Rammung wieder da sind. Was das für langfristige Effekte hat, können wir leider noch nicht sagen. Wir hoffen aber, dass die jetzt vorliegenden Daten einen Aufschluss darüber geben werden“, erläutert Dr. Philipp.  Weitere Informationen zur Technik finden Sie unter http://www.dantysk.de/technik-schiffe/fundamente.html.

„Wir wollen keine Fehler machen“

„Wir wollen grüne Energie. Und wir wollen bei der Umsetzung keine Fehler machen, die wir nicht mehr korrigieren können. Es gibt bisher keine verlässliche Aussage und wenige wissenschaftliche Erkenntnisse bezüglich des Einflusses von Schall auf Schweinswale. Und leider muss bisher noch für jeden Windpark ein individuelles Schallschutzsystem entwickelt werden, das auf die Umweltparameter, die Fundamente und Installationstechnik angepasst ist. Deshalb haben wir bei DanTysk auch so lange mit verschiedenen Schläuchen und unterschiedlichen Lochungen experimentiert, bis wir die 160 Dezibel einhalten konnten“, erklärt Dr. Philipp.

Neue Technik entwickelt

Mittlerweile gibt es weitere Schallschutzssysteme, etwa Hydroschalldämpfernetze, auch Sound-Dämpfer genannt. Sie bestehen beispielsweise aus schaumstoffartigen Elementen und werden von der Wasseroberfläche bis auf den Meeresgrund gespannt. Dieses Verfahren soll den Rammschall direkt am Fundament und in anderen Frequenzbereichen abfangen können. Beim IHC-Hüllrohr, einem Schallminderungsrohr,  soll ein zweischaliges Stahlrohr um den Rammpfahl den Rammschall dämpfen. Und Flüsterfundamente sollen bei der Installation sogar überhaupt keinen Schall mehr verursachen, da die Fundamente nicht in den Meeresboden gerammt, sondern wie Saugglocken mit Unterdruck hineingesogen werden.

„Wir verwenden nur Methoden, die umfangreich getestet sind“

„Häufig wird bei der Diskussion um den Schallschutz vergessen, dass zwischen Planung und Bau eines Windparks ein paar Jahre vergehen. Das heißt, die Verträge mit den Installationsfirmen werden nicht nur sehr früh vor Baubeginn geschlossen, der Bauablauf an sich wird auch frühzeitig festgelegt. Eine Änderung von Schallschutzmaßnahmen kurz vor Baubeginn ist daher nur noch mit Einschränkungen möglich. Das IHC-Rohr beispielsweise gab es in der Planungsphase von DanTysk 2011 noch gar nicht. Außerdem verwenden wir bei unseren Bauvorhaben grundsätzlich nur Methoden, die auch umfangreich getestet sind. Durch die entlegene Lage und die oft harschen Witterungsbedingungen sind die Arbeitsschutzmaßnahmen Offshore essenziell. Wir sind als Bauherr dafür verantwortlich, dass das Arbeiten für alle sicher ist. Experimente mit Methoden, die nicht umfassend getestet sind, kommen für Vattenfall daher nicht infrage“, erläutert Dr. Philipp. Aus diesem Grund beteiligt Vattenfall sich an einigen Forschungsprojekten, wie etwa DEPONS. Fünf europäische Windparkbetreiber wollen unter der Leitung von Vattenfall und in Kooperation mit der Universität Aarhus herausfinden, welche Auswirkungen der Unterwasserschall auf die Schweinwale konkret hat. Mehr dazu unter: http://depons.au.dk

Erfahrungen sammeln und im nächsten Projekt einsetzen

„Wir haben bei DanTysk sehr viele Erfahrungen sammeln können, die uns bei Sandbank, ein Windpark der zweiten Generation, sehr nützlich sind. Bei Sandbank ist eine Kombination aus Blasenschleier und Hydroschalldämpfernetz möglich. Die Installation von Fundamenten per geräuscharmer Saugglockenmethode ist jedoch noch nicht serienmäßig ausgereift. Das heißt, es ist noch nicht getestet, ob diese Methode auch für Fundamente von Windrädern geeignet ist, bei denen nicht unerhebliche, drehende Kräfte walten. Einen Windpark, der vor Ende seiner angedachten Lebenszeit von 25 Jahren aufgrund von Fundamentproblemen abgebaut werden muss, kann keiner wollen“, so Dr. Philipp.

 

Eva Philipp
Experte
29. Dezember 2014

Ich bin Meeresbiologin und leite die Umweltstrategie für Onshore und Offshore Wind in der Business Area Wind. In Kiel habe ich an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel studiert und am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung sowie am Exzellenzcluster „The Future Ocean“ geforscht. Nach mehr als 10 Jahren in der Forschung wechselte ich Anfang 2012 in die Wirtschaft. Ich wollte mich stärker auf aktuelle Entwicklungen im Umweltbereich konzentrieren und meinen Bildungshorizont erweitern. Vor allem bei der Entwicklung von Umweltstandards und Diskussionen mit verschiedenen Akteuren kommt mir meine biologische Ausbildung und Forschungserfahrung zugute.

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