Schallschutz für marine Lebewesen: Forscher der TU Hamburg untersuchen Wirkung von Dämmmaßnahmen

Offshore-Windenergieanlage Bild: Hans Hillewaert / de.wikipedia.org

Der Schallschutz mariner Lebewesen beim Bau von Offshore-Windenergieanlagen steht im Zentrum eines Forschungsprojektes an der TU Hamburg. Beim Einrammen der Gründungen in den Meeresboden entsteht extremer Lärm. Dieser kann besonders für Schweinswale lebensbedrohlich sein. Gemeinsam mit dem Geotechniker Professor Jürgen Grabe entwickelt der Akustikexperte Professor Otto von Estorff ein Berechnungsmodell zur Vorhersage des Rammschalls sowie der Wirksamkeit verschiedener Schallschutz-Maßnahmen.

Noch gibt es für Offshore-Pfahlgründungen keine wirksamen Schallschutzmaßnahmen, die sich in den Errichtungsprozess reibungslos integrieren lassen und zugleich wirtschaftlich sind. Untersucht wird derzeit unter anderen der so genannte Blasenschleier: Dabei werden über spezielle Schlauch- oder Rohrsysteme entlang des Pfahls Luftblasen ins Wasser gepumpt. Von der dadurch um den Pfahl entstehenden ‚Blasenwand‘ können die Druckwellen im Idealfall deutlich gemindert und somit die Grenzwerte eingehalten werden.

Mit dem Simulationsmodell, das an der TU Hamburg-Harburg (TUHH) entwickelt wird, sollen künftig der Schalleintrag und auch die Effizienz von Maßnahmen zur Schallminderung beurteilt werden können. 4,7 Millionen Euro stellt das Bundesumweltministerium der TUHH in den kommenden vier Jahren für dieses Verbundprojekt zur Verfügung, an dem auch Experten der Leibniz Universität Hannover und der Christian-Albrecht-Universität zu Kiel beteiligt sind.

Außer der Entwicklung eines Berechnungsmodells zur Vorhersage des Unterwasserschalls bei Offshore-Rammarbeiten ist auch die Validierung anhand umfangreicher Offshore-Tests vorgesehen. Der erste wird etwa 100 Kilometer vor der Küste nordwestlich der Nordsee-Insel Borkum im Offshore-Windpark BARD Offshore 1 stattfinden. Während dort die Blasenschleier-Methode untersucht werden wird, sollen in den folgenden Tests auch andere Schallschutzmaßnahmen wie Hüllrohre oder Dämmschalen auf ihre Wirksamkeit untersucht und mit dem Rechenmodell abgeglichen werden.

„Unser langfristiges Ziel ist der Aufbau eines gemeinsamen Kompetenznetzwerkes Hydroschall“, sagt Dr. Stephan Lippert. Der Oberingenieur am Institut für Modellierung und Berechnung der TUHH ist Koordinator dieses großen Verbundprojektes. In etwa vier Jahren, so rechnet er, werde man vor Beginn der Rammarbeiten am Computer exakte Aussagen über den beim Rammen freigesetzten Hydroschall treffen und das Minderungspotenzial möglicher Schallschutzsysteme abschätzen können.

Im Gegensatz zu anderen europäischen Ländern entstehen die Offshore-Windparks der deutschen Nordsee sehr weit vor den Küsten in Gebieten mit Meerestiefen von bis zu 40 Metern. Dabei werden je nach Fundament-Typ ein oder mehrere Gründungspfähle aus Stahl mit Durchmessern von mehreren Metern teilweise 30 Meter tief in den Meeresgrund gerammt. Jeder Rammschlag verursacht eine Druckwelle, die sich im Wasser sehr gut ausbreiten kann und auch in einer Entfernung von etlichen Kilometern noch nachweisbar ist. Abhängig von der Pfahlgeometrie, dem Baugrund sowie der Rammenergie sind Hydroschallpegel möglich, die ohne weitere Schallschutzmaßnahmen über dem vom Umweltbundesamt in 750 Metern Entfernung von der Baustelle vorgeschriebenen Grenzwert von 160 Dezibel liegen können. Da Schweinswale mit dem Gehör navigieren, droht diesen Säugern in Folge eines Hörschadens die komplette Orientierungslosigkeit.

Quelle: Technische Universität Hamburg-Harburg (idw)