Stillerer Ozean: Unternehmen aus Schleswig-Holstein entwickeln Blasenschleier zum Schutz der Schweinswale
Veröffentlicht: 20.07.2010
Beim Bau von Windkraftanlagen auf See werden Stahlrohre von mehreren Metern Durchmesser tief in den Meeresboden gerammt. Der enorme Lärm, der dabei unter Wasser entsteht, kann für Schweinswale und andere Meeressäuger gefährlich werden. Ein Vorhang aus Luftblasen um die Baustelle herum reduziert den Lärmeintrag. Unternehmen aus Schleswig-Holstein tüfteln an günstigen und einfach anwendbaren Blasenschleiern.
Der riesige Stahlkoloss sieht mit seinen drei Füßen aus wie ein übergroßes Stativ. Es ist das Fundament, mit dem eine Windkraftanlage von der Höhe des Kölner Doms im Meer verankert wird. Zwölf 5-Megawatt-Anlagen wurden 2009 in Deutschlands erstem offshore-Windpark „Alpha Ventus“ vor Borkum errichtet. Bei einer der Anlagen waren um zwei Pfähle des Fundaments ringförmig Luftleitungen angebracht worden. Was an einen Reifrock erinnert, nennt sich „kleiner Stufenblasenschleier“: Die Firma MENCK aus Kaltenkirchen hat ihn im Rahmen eines vom Bund und PTJ Jülich geförderten Forschungsprojektes zum Schutz für Schweinswale entworfen.
Der Schweinswal ist Deutschlands einzige Walart in Nord und Ostsee. Die Tiere kommunizieren wie Robben und Seehunde mit akustischen Signalen. Zudem sind sie auf Echo-Ortung angewiesen, um sich zu orientieren und Beute zu fangen. Ein gesundes Gehör ist für sie lebenswichtig. Bei „Alpha Ventus“ waren pro Anlage mehr als 15 000 Rammschläge nötig, um die Windturbinen etwa 35 Meter tief im Boden der Nordsee zu verankern. Jeder einzelne Rammschlag bringt impulsartigen Lärm in den Ozean. Nahe der Baustelle liegt der Schallpegel typischerweise bei 225 – 250 Dezibel. Ein startender Düsenjet wird vom Menschen als weniger laut empfunden. In Experimenten haben Forscher gezeigt, dass Schweinswale ab einem Wert von etwa 160 Dezibel zeitweise schwerhörig werden. Intensiver Schall schädigt ihr Gehör dauerhaft.
Der Einsatz von Blasenschleiern soll das verhindern. MENCK ist auf den Bau hydraulischer Hämmer spezialisiert, die im Tiefwasser Stahlrohre in den Meeresgrund rammen – und eine der weltweit wenigen Firmen, die Blasenschleier erproben. Das Prinzip klingt simpel: Durch die perforierten Luftleitungen wird während der Rammung Druckluft geleitet. Die aufsteigenden Luftblasen ummanteln die Baustelle und verhindern die Ausbreitung des Schalls.
Die Probleme in der Praxis wurden bei den Arbeiten an „Alpha Ventus“ deutlich. Weil Sturm vorhergesagt war, beschloss die Bauleitung, die Versuche zur Schallminderung radikal zu verkürzen. Ursprünglich war vorgesehen, an zwei von drei Füßen des Fundaments ein Rohrsystem zu installieren und dieses dann mit einer mobilen Schallschutzeinheit zu verbinden, die über den zu rammenden Pfahl und die Schlagramme gestülpt werden sollte, erzählt Martin Ros, bei MENCK für den Bereich Windenergie zuständig. Damit hätte man einen Blasenschleier bis knapp unter die Wasseroberfläche erzeugen können. Doch das obere mobile System kam nicht zum Einsatz.
Weil die am Fuß erzeugten Luftblasen zudem in der starken Tidenströmung zum Teil verdrifteten, war die Schallreduktion am Ende geringer als erhofft. Dennoch geht Ros davon aus, dass bei vollem Einsatz des gestuften Blasenschleiers der vom Bundesumweltamt definierte Richtwert von 160 Dezibel in 750 Meter Abstand der Baustelle erreicht worden wäre.
Bereits für den Bau der Forschungsplattform „Fino3“ nordwestlich von Sylt hatte MENCK mit der Leibniz Universität Hannover einen so genannten „großen Blasenschleier“ konstruiert, der ebenso wie der „kleine Stufenblasenschleier“ von der Firma Hydrotechnik Lübeck gebaut wurde. Bei diesem Blasenschleier handelt es sich um einen einzelnen Leitungsring, der im Abstand von 70 Metern um den Pfahl auf dem Meeresboden liegt. „Das hat den Vorteil, dass trotz einer möglichen Drift die Blasen den Pfahl immer noch ummanteln“, erläutert Ros. Damit konnte der Schalldruck deutlich reduziert werden, auch wenn bei voller Rammenergie die Richtwerte noch überschritten wurden. Ließ man die Hälfte der angeschlossenen Kompressoren ausgeschaltet, war das Messergebnis interessanterweise nicht wesentlich schlechter als bei voller Leistung.
Dies alles zeigt den großen Optimierungsbedarf. „Es gibt keinen Stand der Technik für einen serienmäßigen Blasenschleier“, sagt Ros. Große Hoffnungen setzt er in ein neues Verfahren des Wissenschaftlers Dr. Karl-Heinz Elmer. Dabei werden die Luftblasen mit Schaumstoff ummantelt und in ein Netz eingearbeitet, das sich an das Rammwerkzeug hängen lässt. Versuche mit diesem „Hydro Sound Damper“ sollen in den kommenden Wochen folgen.