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Insektensterben: Sorgt die Windkraft für ein Insektensterben?

Einer Modellrechnung zufolge könnten zahlreiche Insekten an den Rotoren von Windkraftanlagen ums Leben kommen. In der Praxis sind dieses Phänomen und seine Folgen bisher aber kaum untersucht - und viele ziehen zu weit reichende Schlüsse aus der Studie.
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Seit das Insektensterben in aller Munde ist, bekommt auch die Suche nach den Ursachen entsprechend viel Aufmerksamkeit. Wenn diese dann noch mit einem anderen »Aufreger«-Thema verbunden ist wie der Windkraft, sind Diskussionen vorprogrammiert. So erging es einer Studie, in der Franz Trieb vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen möglichen Zusammenhang zwischen dem Insektenschwund und dem Bau von Windparks ins Gespräch bringt. Die Ergebnisse haben zu heftigen Diskussionen zwischen Befürwortern und Gegnern der Windenergie geführt. Und mancher wollte auch herauslesen, dass der Schwarze Peter in Sachen Insektensterben nun bei den Windrädern liege und nicht mehr bei der Landwirtschaft. Dabei lassen sich solche weit reichenden Schlüsse aus der DLR-Studie gar nicht ziehen.

Franz Trieb ist von der Beobachtung ausgegangen, dass an den Rotorblättern von Windrädern oft jede Menge tote Insekten kleben. Einigen Untersuchungen zufolge kann dadurch die Leistungsfähigkeit der Anlagen massiv abnehmen. So berichteten Gustave Corten vom niederländischen Forschungszentrum für erneuerbare Energien (ECN) und Herman Veldkamp vom dänischen Windkraftanlagenhersteller NEG Micon im Jahr 2001 von einem bis dahin rätselhaften Effekt.

Bei Anlagen in Kalifornien habe man zum Beispiel beobachtet, dass sie bei hohen Windgeschwindigkeiten nur halb so viel Energie lieferten, wie man auf Grund des Designs der Turbine erwarten konnte. Lag das vielleicht an den vielen Insekten, die mit der Zeit auf den Rotorblättern festgeklebt waren und sie aufgeraut hatten? Um das zu überprüfen, haben die Forscher in einem Laborexperiment die Luftströmungen über glatten und rauen Flügeln gemessen. Aus ihren Ergebnissen schließen sie, dass die Insekten-Theorie durchaus plausibel ist.

Verringern Insekten den Ertrag von Windrädern?

Der Bundesverband Windenergie (BWE) in Berlin bezweifelt das allerdings. Solche Laborversuche seien wenig aussagekräftig, heißt es in einer Stellungnahme des Verbands. Die einzige experimentelle Freilanduntersuchung, die in der DLR-Studie genannt werde, beziehe sich zudem auf die Jahre vor 1990 und einen sehr veralteten Anlagentyp. Keine der angeführten Quellen belege einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Ertragsverlusten und Insektenkollisionen. Der BWE selbst hat Branchenexperten und Betriebsführer von Windenergieanlagen zu diesem Problem befragt. Sie sehen den Effekt von an den Rotoren klebenden Insekten auf den Ertrag demnach als »nicht verifizierbar« an.

Fest steht allerdings, dass es eigene Firmen gibt, die sich auf die Reinigung von Windrädern spezialisiert haben. Das Unternehmen BladeCleaning in Madrid hat zum Beispiel ein patentiertes System entwickelt, das mit einer Art künstlichem Regen und einem Reinigungsmittel den Schmutz von den Rotorblättern wäscht – und so nach eigenen Angaben die nachlassende Leistungsfähigkeit der Anlage wieder erhöht.

Entfernt werden dabei alle möglichen störenden Partikel, von Eis über Staub und Meersalz bis zu in der Luft schwebendem Plankton. Und eben auch Insekten. Letztere können laut dem Unternehmen durchaus zu einer deutlichen Verschlechterung der aerodynamischen Eigenschaften der Rotoren beitragen. Im Windpark Magallón 26 im spanischen Saragossa seien es vor allem die Schwärme eines Käfers namens Omophlus lepturoides, die mit den Rotoren kollidieren und deren Leistungsfähigkeit schmälern.

Neun Kilogramm Insekten pro Kubikkilometer Luft

Ausgehend von solchen Beobachtungen hat Franz Trieb in der DLR-Studie versucht, die Zahl der an deutschen Windrädern getöteten Insekten abzuschätzen. Dabei stützt er sich auf eine Literaturrecherche und theoretische Berechnungen. In Gefahr geraten Insekten demnach, wenn sie oberhalb von etwa 20 Metern unterwegs sind, wo sie von den Rotoren erfasst werden können. Das betreffe vor allem wandernde Arten, die sich oft in großen Schwärmen auf den Weg machen.

Dabei nutzen sie gern starke, gleichmäßige Luftströmungen, die sie bei ruhigem Wetter tagsüber oberhalb von etwa 60 bis 100 Metern, nachts oberhalb von etwa 40 Metern über dem Boden finden. Ein Teil der Insektenwanderwege liegt demnach direkt im Einflussbereich der Windräder. Und selbst Tiere, die in deutlich größeren Höhen reisen, müssen auf dem Weg dorthin und wieder zurück die von den Rotorblättern durchschnittenen Bereiche durchqueren.

Anhand von Literaturdaten schätzt Franz Trieb, dass in den kritischen Höhen zwischen 20 und 220 Metern im Durchschnitt neun Kilogramm Insekten pro Kubikkilometer Luft unterwegs sind. Zudem sind in seine Kalkulationen die gesamte Rotorfläche der 30 000 Windräder in Deutschland sowie deren Betriebszeiten und die Windgeschwindigkeit eingeflossen. Daraus hat der Forscher berechnet, wie viele der sechsbeinigen Flugreisenden in der Hauptwandersaison zwischen April und Oktober die Rotoren der deutschen Windkraftanlagen passieren.

Geschätzte Zahlen sind schwer zu bewerten

Sollte die Insektendichte zwischen 1990 und 2017 konstant bei neun Kilogramm pro Kubikkilometer gelegen haben, kommt er dabei auf eine Masse von 72 000 Tonnen Tieren pro Jahr. Bei schrumpfenden Beständen liegt die Zahl der potenziellen Kollisionsopfer immerhin noch bei 24 000 Tonnen. Von diesen werden etwa fünf Prozent beim Flug durch die Rotorblätter getötet, schätzt Franz Trieb. Bei abnehmenden Dichten wären das also etwa 1200 Tonnen pro Jahr, was bei einem durchschnittlichen Gewicht von einem Milligramm pro Fluginsekt stolzen 1200 Milliarden Tieren entspräche.

Bei gleich bleibender Dichte käme man sogar auf das Dreifache. Das sei eine Größenordnung, die durchaus relevant für die Stabilität der Populationen sein könnte, heißt es in einer Veröffentlichung, in der Franz Trieb gemeinsam mit Kollegen die Ergebnisse der Studie zusammengefasst hat.

»Wie viele Insekten wirklich an Windrädern umkommen, hat bisher niemand untersucht«(Christian Vogt)

Doch so eindrucksvoll die Zahlen klingen, so schwer sind sie zu bewerten. »Das Ganze basiert ja auf Modellrechnungen«, sagt Christian Voigt vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) in Berlin. »Wie viele Insekten wirklich an Windrädern umkommen, hat bisher niemand untersucht.« Er vermutet, dass es sich dabei tatsächlich um beträchtliche Mengen handelt. Schließlich hat er in einem japanischen Windpark selbst schon zahlreiche große Libellen und Segelfalter mit Schlagschäden gesehen, die tot unter den Windrädern lagen.

»Das Problem kann allerdings je Anlage und Region unterschiedlich groß sein«, meint der Forscher. Und diesen Verlust genauer zu beziffern, hält er für extrem schwierig. Schließlich bleiben bei Weitem nicht alle Schlagopfer an den Rotoren hängen oder fallen direkt tot zu Boden. Gerade unter den leichteren Arten dürften viele wohl nach der Kollision abprallen und vom Wind verweht werden. »Die dann noch zu finden, ist wohl so gut wie unmöglich«, sagt Christian Voigt. Und so bietet die Zahl der tatsächlichen Schlagopfer noch reichlich Raum für Spekulationen.

Vor allem Blattläuse in der Höhe unterwegs

Das Gleiche gilt für die Frage, welche Arten und Gruppen dieses Problem besonders betreffen könnte. »Aus Radaruntersuchungen weiß man, dass in großen Höhen in der Tat reichlich Insekten unterwegs sind«, sagt Josef Settele vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Halle. So hat ein Team um Jason Chapman von der University of Exeter Daten von eigens zur Insekten-Erfassung aufgestellten Radargeräten im Süden Großbritanniens ausgewertet. Größere Krabbeltiere zwischen 10 und 500 Milligramm Gewicht konnten diese direkt registrieren, die kleineren haben die Forscher stichprobenartig in Netzen gefangen und ihre Zahl und Masse dann hochgerechnet.

Demnach waren in den Jahren 2000 bis 2009 über dem etwa 70 000 Quadratkilometer großen Studiengebiet rund 3,5 Billionen Insekten in Höhen von mehr als 150 Metern unterwegs – eine unvorstellbare Menge an Tieren, die es insgesamt auf ein Gewicht von 3200 Tonnen brachten. Dabei waren größere Sechsbeiner wie Marienkäfer, Laufkäfer und Schwebfliegen allerdings in der absoluten Minderheit: Mehr als 99 Prozent der Höhenwanderer waren kleine Tierchen wie Blattläuse oder winzige Fliegen und Mücken. Auch in einer anderen Studie in England, in der Jason Chapman und seine Kollegen ihre Insektenfangnetze in 200 Metern Höhe an einem Fesselballon befestigt hatten, stellten die Blattläuse mehr als die Hälfte der gefangenen Tiere.

»Viele Tiere, die in großen Schwärmen in diesen Höhen unterwegs sind, können mit Verlusten gut umgehen«(Josef Settele)

»Es gibt aber durchaus auch Schmetterlinge, die solche Massenwanderungen unternehmen und dabei in großen Höhen unterwegs sind«, sagt Josef Settele. Zusammen mit vielen anderen europäischen Kollegen hat der Schmetterlingsexperte zum Beispiel eine regelrechte Invasion von Distelfaltern untersucht, bei der 2009 riesige Schwärme über Deutschland flatterten. Diese Schmetterlinge wandern jedes Jahr zwischen Afrika und Europa hin und her und legen dabei innerhalb von sechs Generationen Tausende von Kilometern zurück. Getragen von günstigen Winden reisen sie in Höhen zwischen weniger als 100 und mehr als 1000 Metern. Auch sie gehören daher zu den potenziellen Opfern von Windkraftanlagen.

Doch selbst wenn eine große Zahl von ihnen an den wirbelnden Rotoren zerschellen sollte, dürfte das ihren Populationen nach Einschätzung von Josef Settele kaum schaden. »Genau wie viele andere Tiere, die in großen Schwärmen in solchen Höhen unterwegs sind, können Distelfalter mit Verlusten gut umgehen«, erklärt der Biologe. Denn sie gehören zu einer Gruppe von Lebewesen, die Ökologen »r-Strategen« nennen.

Deren Überlebensrezept besteht darin, eine riesige Zahl von Nachkommen in die Welt zu setzen und darauf zu bauen, dass einige wenige davon durchkommen. »Jedes Weibchen legt dabei Hunderte oder sogar Tausende von Eiern«, erklärt Josef Settele. »Und um die Population stabil zu halten, genügt es, wenn sich zwei davon zu geschlechtsreifen Tieren entwickeln, die sich selbst fortpflanzen und somit ihre Eltern ersetzen.«

»Entscheidend für den Rückgang von Insektenpopulationen sind vor allem der Verlust oder die Beeinträchtigung ihrer Lebensräume«(Josef Settele)

Der Forscher hält es deshalb für eher unwahrscheinlich, dass die Windräder einen wesentlichen Beitrag zum viel diskutierten Insektensterben geleistet haben. »Entscheidend für den Rückgang von Insektenpopulationen sind vor allem der Verlust oder die Beeinträchtigung ihrer Lebensräume«, betont Josef Settele.

Verschiedene aktuelle Studien bestätigen das. So haben Francisco Sánchez-Bayo von der University of Sydney und Kris Wyckhuys von der University of Queensland kürzlich mehr als 70 Berichte analysiert, die sich mit dem Insektenschwund in aller Welt beschäftigen. Als Hauptursache für dieses Phänomen nennen sie die Umwandlung von wertvollen Lebensräumen in intensiv genutzte Äcker und Wiesen. Weitere kritische Faktoren seien Pestizide und andere Agrarchemikalien, eingeschleppte Arten und der Klimawandel.

Auch das Bundesamt für Naturschutz (BfN) in Bonn hält Windparks derzeit nicht für das Hauptproblem, mit dem Deutschlands Sechsbeiner konfrontiert sind. Schließlich habe der massive Ausbau der Windenergie in der Fläche erst in den letzten 10 bis 15 Jahren eingesetzt, heißt es in einer Stellungnahme der Behörde. Der Rückgang der Insekten sei aber weltweit schon länger im Gange – auch in Regionen, in denen es gar keine Windkraftanlagen gibt. Zudem treffe er auch Arten, die sich nur in Bodennähe aufhalten.

Niemand kann quantifizieren, woran Insekten sterben

Franz Trieb vom DLR geht es gar nicht darum, die Schuld am Insektensterben nun allein der Windkraft in die Schuhe zu schieben. Daran lässt das Fazit seiner Studie keinen Zweifel: Niemand könne bisher quantifizieren, wie viele Insekten durch Pflanzenschutzmittel oder Monokulturen, den Verkehr oder die Zersiedelung der Landschaft, die Lichtverschmutzung oder den Klimawandel ums Leben kommen.

Deshalb sei es bisher auch unmöglich zu sagen, welche dieser Faktoren in welchem Umfang zum Rückgang der Insektenbestände beitragen. Ausdrücklich empfiehlt das DLR eine empirische Überprüfung der theoretisch berechneten Verluste, um mögliche Zusammenhänge zwischen Insektenwanderungen und Windparkbetrieb besser zu verstehen.

Einen solchen Forschungsbedarf sehen auch Josef Settele und Christian Voigt. Beide halten es zum Beispiel für eine gute Idee, den bei der Reinigung von Windrädern abgespülten Insektenbrei mit modernen molekularbiologischen Methoden zu untersuchen. Das so genannte DNA-Barcoding ermöglicht es, anhand winziger Schnipsel des Erbmaterials die zugehörigen Lebewesen zu identifizieren. »So könnte man herausfinden, welche Insekten tatsächlich betroffen sind, und wäre nicht nur auf Vermutungen angewiesen«, sagt Josef Settele. »Wir brauchen einfach bessere Informationen über das Phänomen.« Denn auch wenn er nicht mit einem windkraftbedingten Einbruch von Populationen rechnet, kann er sich durchaus andere unerwünschte Folgen vorstellen – etwa für die Nahrungsnetze der Ökosysteme, in denen Insekten eine wichtige Rolle spielen.

»Wir wissen, dass sich die Aktivität von Fledermäusen in einem Gebiet erhöht, sobald dort ein Windpark gebaut worden ist«(Christian Voigt)

Genau dieser Aspekt interessiert Christian Voigt vom IZW. Der Berliner Forscher ist Experte für Fledermäuse und untersucht, warum immer wieder so viele dieser nächtlichen Jäger an Windkraftanlagen ums Leben kommen. »Wir wissen, dass sich die Aktivität von Fledermäusen in einem Gebiet erhöht, sobald dort ein Windpark gebaut worden ist«, sagt der Biologe. Besonders kollisionsgefährdet sind nach derzeitigen Erkenntnissen Arten wie der Große Abendsegler, die Rauhautfledermaus und die Zwergfledermaus, die im offenen Luftraum jagen. Es könnten aber auch noch weitere Arten betroffen sein.

Die Frage ist nur, was genau die Tiere zu den Anlagen lockt. Theoretisch gibt es da verschiedene Möglichkeiten. Vielleicht fühlen sich Fledermäuse ja von bestimmten Geräuschen angezogen, die solche Rotoren im Ultraschallbereich erzeugen. Oder sie reagieren auf die rote Beleuchtung, die Flugkapitäne nachts vor den hoch aufragenden Anlagen warnt. Wenn das der Fall sein sollte, könnte sich das Problem künftig entschärfen. Denn bei neueren Anlagen wird das Rotlicht nur noch angeschaltet, wenn auch wirklich ein Flugzeug in der Nähe ist.

Restaurants für Fledermäuse?

Doch was, wenn so ein Windpark aus Fledermaussicht einfach einen reich gedeckten Tisch bietet? »Es ist durchaus möglich, dass die Tiere dort besonders viele Beutetiere finden und deshalb gezielt dorthin fliegen«, sagt Christian Voigt. Es gibt nämlich Indizien dafür, dass bestimmte Eigenschaften der Anlagen Insekten und in ihrem Schlepptau auch jagende Fledermäuse anlocken könnten. So haben Paul Lepper und seine Kollegen von der Loughborough University in Großbritannien und seine Kollegen herausgefunden, dass die für Rotoren üblichen Farben Weiß und Hellgrau deutlich anziehender auf Insekten wirken als etwa Violett.

Die Tatsache, dass Windräder wärmer sind als ihre Umgebung, könnte ebenfalls eine Rolle spielen. So gibt es Hinweise darauf, dass Marienkäfer deswegen an diesen Anlagen überwintern. Und auch große, tagaktive Fliegen könnten sich nachts darauf niederlassen, um Wärme zu tanken. Zu dieser Einschätzung kommt jedenfalls ein Team um Jens Rydell von der Universität im schwedischen Lund.

Die Forscher haben den Mageninhalt von insgesamt 18 Mückenfledermäusen, Großen Abendseglern, Nordfledermäusen und Zweifarbfledermäusen untersucht, die tot unter Windrädern im Süden Schwedens gefunden worden waren. Die DNA der Nahrungsreste verriet, dass die Tiere unter anderem Schmeißfliegen, Fleischfliegen und Echte Fliegen gefressen hatten. Alle diese Leckerbissen konnten die Forscher mit Klebfallen vor allem an der Basis der Anlagen fangen. Zudem haben sie in einem Laborexperiment herausgefunden, dass eine Fledermaus mit ihrer Echoortung durchaus in der Lage sein sollte, solche auf einem Windrad sitzenden Snacks zu entdecken.

»Bisher gibt es allerdings noch viel zu wenig Studien zu diesem Thema«, sagt Christian Voigt. Man brauche dringend mehr Informationen darüber, ob und wodurch die Windräder tatsächlich anziehend auf Insekten und Fledermäuse wirken. »Das herauszufinden wäre ja auch im Interesse der Betreiber«, betont der Forscher. Die stellen ihre Anlagen schließlich zur Stromerzeugung auf und nicht als Tierfalle.

16/2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 16/2019

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