Czy energia wiatrowa powoduje śmierć owadów?

Ponieważ wszyscy mówili o wymieraniu owadów, wiele uwagi poświęcono poszukiwaniu przyczyn. Jeśli następnie połączy się to z innym „ekscytującym” tematem, takim jak energia wiatrowa, dyskusje są nieuniknione. Tak właśnie stało się w badaniu, w którym Franz Trieb z Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) omówił możliwy związek między spadkiem liczebności owadów a budową farm wiatrowych . Wyniki doprowadziły do ​​gorących dyskusji pomiędzy zwolennikami i przeciwnikami energetyki wiatrowej. Niektórzy chcieli się też dowiedzieć, że w przypadku śmierci owadów odpowiedzialność spoczywa teraz na turbinach wiatrowych, a nie na rolnictwie . Z badania DLR nie można wyciągnąć tak daleko idących wniosków.

Franz Trieb oparł się na obserwacji, że często do łopat wirników turbin wiatrowych przykleja się wiele martwych owadów. Według niektórych badań może to prowadzić do znacznego zmniejszenia wydajności systemów. W 2001 roku Gustave Corten z Holenderskiego Centrum Badań nad Energią Odnawialną (ECN) i Herman Veldkamp z duńskiego producenta turbin wiatrowych NEG Micon zaobserwowali wcześniej zagadkowy efekt .

Na przykład zaobserwowano, że turbiny w Kalifornii dostarczają tylko połowę energii przy dużych prędkościach wiatru, jakiej można oczekiwać na podstawie konstrukcji turbiny. Czy było to może spowodowane dużą liczbą owadów, które z biegiem czasu przykleiły się do łopatek wirnika i je szorstkowały? Aby to sprawdzić, w eksperymencie laboratoryjnym naukowcy zmierzyli prądy powietrza nad gładkimi i szorstkimi skrzydłami. Na podstawie swoich wyników doszli do wniosku, że teoria dotycząca owadów jest całkowicie wiarygodna.

Czy owady zmniejszają wydajność turbin wiatrowych?

Federalne Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej (BWE) w Berlinie wątpi w to jednak. Według oświadczenia stowarzyszenia takie badania laboratoryjne nie mają większego znaczenia . Jedyne eksperymentalne badanie terenowe wspomniane w badaniu DLR również odnosi się do lat przed 1990 r. i bardzo przestarzałego typu systemu. Żadne z cytowanych źródeł nie wskazuje na wyraźny związek pomiędzy stratami w plonach a kolizjami z owadami. Samo BWE przeprowadziło wywiady na temat tego problemu z ekspertami branżowymi i operatorami turbin wiatrowych. Dlatego też uważają wpływ owadów przyklejających się do rotorów na plony za „nieweryfikowalny”.

Pewne jest jednak, że istnieją firmy, które specjalizują się w czyszczeniu turbin wiatrowych. Na przykład firma BladeCleaning z Madrytu opracowała opatentowany system, który wykorzystuje rodzaj sztucznego deszczu i środka czyszczącego do zmywania brudu z łopatek wirnika i, według własnych informacji, zwiększa w ten sposób spadającą wydajność systemu.

Usuwane są wszelkiego rodzaju cząsteczki zakłócające, od lodu po pył, sól morską i plankton unoszący się w powietrzu. A także owady. Zdaniem firmy, to ostatnie może przyczynić się do znacznego pogorszenia właściwości aerodynamicznych wirników. Na farmie wiatrowej Magallón 26 w Saragossie w Hiszpanii to przede wszystkim roje chrząszczy Omophlus lepturoides zderzają się z wirnikami i zmniejszają ich wydajnoś

Dziewięć kilogramów owadów na kilometr sześcienny powietrza

Na podstawie takich obserwacji Franz Trieb podjął w badaniu DLR próbę oszacowania liczby owadów zabitych przez niemieckie turbiny wiatrowe. Opiera się na badaniach literaturowych i obliczeniach teoretycznych. Dlatego też owady znajdują się w niebezpieczeństwie, gdy przemieszczają się na wysokość powyżej około 20 metrów, gdzie mogą zostać złapane przez wirniki. Dotyczy to szczególnie gatunków wędrownych, które często wyruszają w duże roje.

Lubią korzystać z silnych, równomiernych prądów powietrza, które w ciągu dnia znajdują na wysokości około 60–100 metrów nad ziemią przy spokojnej pogodzie i powyżej około 40 metrów nad ziemią w nocy. Niektóre trasy migracji owadów znajdują się zatem bezpośrednio w obszarze oddziaływania turbin wiatrowych. Nawet zwierzęta podróżujące na znacznie większych wysokościach w drodze tam i z powrotem muszą pokonywać obszary przecięte łopatami wirnika.

Na podstawie danych literaturowych Franz Trieb szacuje, że na kilometr sześcienny powietrza na wysokościach krytycznych od 20 do 220 metrów przypada średnio dziewięć kilogramów owadów. Ponadto w jego obliczeniach uwzględniono całkowitą powierzchnię wirników 30 000 turbin wiatrowych w Niemczech, a także czas ich pracy i prędkość wiatru. Na tej podstawie badacz obliczył, ile sześcionożnych podróżników przechodzi przez wirniki niemieckich turbin wiatrowych podczas głównego sezonu turystycznego trwającego od kwietnia do października.

Szacunkowe liczby są trudne do oszacowania

Jeśli w latach 1990–2017 gęstość owadów utrzymywałaby się na stałym poziomie 9 kilogramów na kilometr sześcienny, oznaczałoby to masę 72 000 ton zwierząt rocznie. W obliczu malejących zapasów liczba potencjalnych ofiar kolizji nadal utrzymuje się na poziomie 24 000 ton. Spośród nich około pięć procent zostaje zabitych przez łopaty wirnika podczas lotu, szacuje Franz Trieb. Przy malejącej gęstości będzie to około 1200 ton rocznie, co przy średniej wadze jednego miligrama na owada latającego odpowiadałoby imponującej liczbie 1200 miliardów zwierząt.

Gdyby gęstość pozostała taka sama, byłaby nawet trzykrotnie większa. Jak wynika z publikacji, w której Franz Trieb i współpracownicy podsumowali wyniki badania , jest to rząd wielkości, który z pewnością może mieć znaczenie dla stabilności populacji .

„Nikt jeszcze nie zbadał, ile owadów faktycznie ginie w wyniku działania turbin wiatrowych”.
Christian Vogt

Choć liczby wydają się imponujące, trudno je ocenić. „Całość opiera się na obliczeniach modelowych” – mówi Christian Voigt z Instytutu Badań nad Zoologią i Dziką Przyrodą im. Leibniza (IZW) w Berlinie. „Nikt jeszcze nie zbadał, ile owadów faktycznie ginie w wyniku działania turbin wiatrowych”. Podejrzewa, że ​​liczby te są w rzeczywistości znaczne. W końcu widział wiele dużych ważek i motyli żaglowych uszkodzonych w wyniku uderzenia w japońskiej farmie wiatrowej, które leżały martwe pod turbinami wiatrowymi.

„Jednak rozmiar problemu może być różny w zależności od systemu i regionu” – mówi badacz. Jego zdaniem niezwykle trudno jest dokładniej określić ilościowo tę stratę. W końcu nie wszystkie ofiary uderzenia utkną w wirnikach lub padają martwe na ziemię. Zwłaszcza wśród lżejszych gatunków wiele z nich prawdopodobnie odbije się po zderzeniu i zostanie porwanych przez wiatr. „Odnalezienie ich jest prawie niemożliwe” – mówi Christian Voigt. Zatem liczba rzeczywistych ofiar zderzeń nadal pozostawia wiele miejsca na spekulacje.

Szczególnie mszyce na dużych wysokościach

To samo dotyczy kwestii, jakich gatunków i grup problem ten może szczególnie dotyczyć. „Z badań radarowych wiemy, że na dużych wysokościach rzeczywiście żyje mnóstwo owadów” – mówi Josef Settele z Centrum Badań nad Środowiskiem im. Helmholtza (UFZ) w Halle. Zespół kierowany przez Jasona Chapmana z Uniwersytetu w Exeter ocenił dane z urządzeń radarowych skonfigurowanych specjalnie do wykrywania owadów na południu Wielkiej Brytanii . Większe pełzające stworzenia o masie od 10 do 500 miligramów były w stanie zarejestrować je bezpośrednio; badacze złapali losowo mniejsze stworzenia w sieci, a następnie ekstrapolowali ich liczbę i masę.

Według nich w latach 2000–2009 około 3,5 biliona owadów przemierzało obszar objęty badaniami o powierzchni około 70 000 kilometrów kwadratowych na wysokości ponad 150 metrów – to niewyobrażalna liczba zwierząt, które łącznie ważyły ​​3200 ton. Jednak większe sześcionożne stworzenia, takie jak biedronki, chrząszcze naziemne i bzygowate, stanowiły absolutną mniejszość: ponad 99 procent osób wędrujących na dużych wysokościach stanowiły małe zwierzęta, takie jak mszyce, drobne muchy i komary. W innym badaniu przeprowadzonym w Anglii, w którym Jason Chapman i jego współpracownicy przyczepili swoje siatki na owady do balonu na uwięzi na wysokości 200 metrów, mszyce stanowiły ponad połowę złowionych zwierząt .

„Wiele zwierząt podróżujących w dużych stadach na takich wysokościach dobrze radzi sobie ze stratami”.
Józef Settele

„Ale są też motyle, które podejmują tak masowe migracje i podróżują na dużych wysokościach” – mówi Josef Settele. Wraz z wieloma innymi europejskimi kolegami ekspert ds. motyli badał na przykład prawdziwą inwazję malowanych motyli , podczas której w 2009 r. nad Niemcami przeleciały ogromne roje. Te motyle migrują co roku tam i z powrotem między Afryką a Europą, pokonując tysiące kilometrów w ciągu sześciu pokoleń. Niesione przez sprzyjające wiatry przemieszczają się na wysokościach od mniej niż 100 do ponad 1000 metrów. Należą one także do potencjalnych ofiar elektrowni wiatrowych.

Jednak nawet gdyby duża ich liczba rozbiła się z powodu wirujących wirników, Josef Settele uważa, że ​​nie wyrządziłoby to dużej szkody ich populacji. „Podobnie jak wiele innych zwierząt, które podróżują w dużych stadach na takich wysokościach, wymalowane damy dobrze radzą sobie ze stratami” – wyjaśnia biolog. Ponieważ należą do grupy stworzeń, które ekolodzy nazywają „r-strategami”.

Ich receptą na przetrwanie jest sprowadzenie na świat ogromnej liczby potomstwa i poleganie na tym, że kilkoro z nich przeżyje. „Każda samica składa setki, a nawet tysiące jaj” – wyjaśnia Josef Settele. „A aby utrzymać stabilną populację, wystarczy, że dwa z nich wyrosną na dojrzałe płciowo zwierzęta, które rozmnażają się i w ten sposób zastępują swoich rodziców”.

„Główną przyczyną spadku populacji owadów jest utrata lub uszkodzenie ich siedlisk”.
Józef Settele

Badacz uważa zatem za mało prawdopodobne, aby turbiny wiatrowe w znaczący sposób przyczyniły się do szeroko dyskutowanego wymierania owadów. „Główną przyczyną spadku populacji owadów jest utrata lub uszkodzenie ich siedlisk” – podkreśla Josef Settele.

Nikt nie jest w stanie określić ilościowo przyczyn śmierci owadów

Franz Trieb z DLR nie jest zainteresowany obwinianiem wyłącznie energii wiatrowej za śmierć owadów. Wniosek z jego badania nie pozostawia co do tego wątpliwości: nikt nie był jeszcze w stanie oszacować, ile owadów ginie z powodu pestycydów lub monokultur, ruchu ulicznego lub rozrostu miast, zanieczyszczenia światłem lub zmiany klimatu.

Dlatego nie da się obecnie stwierdzić, który z tych czynników w jakim stopniu przyczynia się do spadku populacji owadów. DLR wyraźnie zaleca badanie empiryczne teoretycznie obliczonych strat w celu lepszego zrozumienia możliwych powiązań pomiędzy migracją owadów a działaniem farmy wiatrowej .

Josef Settele i Christian Voigt również widzą taką potrzebę badań. Na przykład obaj uważają, że dobrym pomysłem byłoby wykorzystanie nowoczesnych metod biologii molekularnej do badania miąższu owadów zmywanego podczas czyszczenia turbin wiatrowych. Tak zwane kody kreskowe DNA umożliwiają identyfikację odpowiednich istot żywych na podstawie drobnych fragmentów materiału genetycznego. „Dzięki temu moglibyśmy dowiedzieć się, które owady są rzeczywiście dotknięte chorobą, a nie tylko opierać się na domysłach” – mówi Josef Settele. „Potrzebujemy po prostu lepszych informacji o tym zjawisku.” Bo nawet jeśli nie spodziewa się załamania populacji na skutek energetyki wiatrowej, to z pewnością potrafi sobie wyobrazić inne niepożądane konsekwencje – np. dla sieci pokarmowych ekosystemów, w których owady odgrywają ważną rolę rola.

„Wiemy, że aktywność nietoperzy na danym obszarze wzrasta, gdy tylko zostanie tam wybudowana farma wiatrowa”.
Christiana Voigta

Właśnie ten aspekt interesuje Christiana Voigta z IZW. Berliński badacz jest ekspertem w dziedzinie nietoperzy i bada, dlaczego tak wielu nocnych myśliwych wielokrotnie ginie z powodu turbin wiatrowych . „Wiemy, że aktywność nietoperzy na danym obszarze wzrasta, gdy tylko zostanie tam wybudowana farma wiatrowa” – mówi biolog. Według aktualnej wiedzy na kolizje szczególnie narażone są gatunki takie jak borowiec, nocek gruboskórny i nocek pipistrelle, które polują na otwartej przestrzeni. Ale inne gatunki mogą również zostać dotknięte.

Pytanie tylko, co dokładnie przyciąga zwierzęta do obiektów. Teoretycznie są różne możliwości. Być może nietoperze przyciągają pewne dźwięki wytwarzane przez takie wirniki w zakresie ultradźwięków. Albo reagują na czerwone oświetlenie, które nocą ostrzega kapitanów linii lotniczych o wysokich obiektach. Jeśli tak się stanie, w przyszłości problem może zostać rozwiązany. W nowszych systemach czerwone światło włącza się tylko wtedy, gdy w pobliżu znajduje się samolot.

Restauracje dla nietoperzy?

Ale co, jeśli taka farma wiatrowa oferuje po prostu bogato nakryty stół z perspektywy nietoperza? „Jest całkowicie możliwe, że zwierzęta znajdują tam szczególnie dużą liczbę ofiar i dlatego specjalnie tam latają” – mówi Christian Voigt. Istnieją dowody na to, że określone właściwości systemów mogą przyciągać owady, a co za tym idzie – polujące na nietoperze. Paul Lepper i jego koledzy z Uniwersytetu Loughborough w Wielkiej Brytanii odkryli, że kolory biały i jasnoszary, które są powszechne w przypadku wirników, są znacznie bardziej atrakcyjne dla owadów niż na przykład fiolet .

Pewną rolę może również odgrywać fakt, że turbiny wiatrowe są cieplejsze niż ich otoczenie. Istnieją dowody na to, że właśnie dlatego biedronki zimują w tych systemach . Duże, dzienne muchy mogły również osiedlać się na nim w nocy, aby się ogrzać. Tak przynajmniej ocenia zespół kierowany przez Jensa Rydella z Uniwersytetu w Lund w Szwecji .

Naukowcy zbadali zawartość żołądków łącznie 18 nietoperzy czarnogłowych, borowców, nietoperzy północnych i nietoperzy dwukolorowych, które znaleziono martwe pod turbinami wiatrowymi w południowej Szwecji. DNA szczątków pożywienia wykazało, że zwierzęta jadły między innymi muchówki, muchówki mięsne i muchówki. Naukowcom udało się złowić wszystkie te przysmaki za pomocą lepkich pułapek, szczególnie u podstawy systemów. W eksperymencie laboratoryjnym odkryli również, że echolokacja nietoperza powinna być w stanie wykryć takie przekąski siedzące na turbinie wiatrowej.

„Jednak jak dotąd przeprowadzono zdecydowanie za mało badań na ten temat” – mówi Christian Voigt. Pilnie potrzeba więcej informacji na temat tego, czy i dlaczego turbiny wiatrowe rzeczywiście przyciągają owady i nietoperze. – Ustalenie tego leżałoby także w interesie operatorów – podkreśla badacz. W końcu skonfigurowali swoje systemy do wytwarzania energii elektrycznej, a nie do pułapek na zwierzęta.