Mögliche gesundheitliche Effekte von Windenergieanlagen

Gesundheitsgefahren durch WKA

Die Bundesrepublik Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt bis zum Jahr 2020 die Emissionen von Klima schädlichen Gasen um mindestens vierzig Prozent bezogen auf das Jahr 1990 zu senken. Bis zum Jahr 2050 sollen die Emissionen darüber hinaus um achtzig bis fünfundneunzig Prozent gegenüber dem Ausgangswert reduziert werden. Die Klima-Ziele sind in dem Kyoto-Protokoll verankert, in dem die Staatengemeinschaft vereinbart hat, die Erderwärmung auf ein Maß von höchstens zwei Grad Celsius zu begrenzen.

Da ein Großteil des in Deutschland produzierten Stromes aus fossilen Energieträgern gewonnen wird, sind die Emissionen an Kohlendioxid und weiteren Klima schädlichen Gasen entsprechend hoch. Erschwerend kommt hinzu, dass der Bundestag im Juni 2011 den Atomausstieg bis zum Jahr 2022 beschlossen hat. Dem vorausgegangen war die Reaktor-Katastrophe in der japanischen Stadt Fukushima. Im Zuge der Energie-Wende forciert die Bundesregierung nun den Einsatz regenerativer Energieträger.

Regenerative Energieträger sind beispielsweise die Geothermie, Photovoltaik, Biomasse, Windkraft und die Wasserkraft. Ende des Jahres 2016 waren in Deutschland 27.270 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 45.910 Megawatt installiert. Zum Vergleich: ein modernes großes Kohlekraftwerk hat circa eine Leistung von eintausend Megawatt.

Im Jahr 2016 konnten bereits 31,7 Prozent des Strombedarfs in Deutschland durch den Einsatz regenerativer Energie-Systeme gedeckt werden. Doch von dem Einsatz regenerativer Energie-Systeme geht auch das Potenzial für eine Gesundheitsgefährdung aus. Im Folgenden werden die nachstehenden möglicherweise schädigenden Wirkungen von Windkraftanlagen auf die Gesundheit des Menschen erläutert:

• für das Ohr wahrnehmbarer Schallpegel
• Schall im tieffrequenten Bereich (mitinbegriffen Infra-Schall)
• Schatten-Wurf durch Rotorblätter
• Eis-Wurf
• und weitere indirekte Wirkungen die als Belästigungen durch Anlieger auf subjektiver Ebene wahrgenommen werden

Schall-Immissionen

Windkraftanlagen erzeugen im Betrieb beträchtliche Schall-Immissionen, die mit dem Ohr auch über eine Entfernung von mehreren hundert Metern wahrnehmbar sind. Schon bei der Planung der Windkraftanlagen werden diese Immissionen berücksichtigt. Zum Schutz der umliegenden Bevölkerung erfolgt ein Bewertungsverfahren das auf den Vorgaben der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm, kurz der TA Lärm basiert.

In der Verwaltungsvorschrift sind einzuhaltende Grenzwerte für Schall-Immissionen für verschiedene Raum-Nutzungs-Konzepte festgehalten. Beispielsweise dürfen in einem allgemeinen Wohngebiet durch eine nahe liegende Windkraftanlage Werte von fünfundfünfzig Dezibel nicht überschritten werden. Bei Nacht liegt dieser Wert mit vierzig Dezibel noch niedriger.

Die Bundesländer haben im Zuge der Energie-Wende eigene, sogenannte Windenergie-Erlasse herausgegeben, in denen Empfehlungen über die Abstände zwischen einzelnen Windkraftanlagen und zu Wohngebieten aufgeführt sind. Wird eine neue Windkraftanlage installiert, müssen allerdings die Werte aus der TA Lärm eingehalten werden.

In mehreren Studien wurden die Auswirkungen der Schall-Immissionen von Windkraftanlagen auf die umliegende Bevölkerung untersucht. Es stellte sich heraus, dass die Geräusch-Immissionen der Windkraftanlagen von der Bevölkerung als störend empfunden wurden. Ebenfalls wurde davon berichtet, dass sich die Immissionen negativ auf den Schlaf auswirken können.

Aurale Effekte, daher gesundheits-beeinträchtigende Effekte, die auf für das menschliche Gehör wahrnehmbare Lärmbelästigung zurückzuführen sind, konnten in den Studien nicht nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der Studien sind allerdings bedingt aussagekräftig, da es sich vornehmlich um Kurzzeitstudien handelt.

Eine Langzeitstudie zur Untersuchung der Auswirkung von Geräusch-Immissionen von Windkraftanlagen auf die Gesundheit des Menschen wird derzeit in Dänemark durchgeführt. Die Ergebnisse der Studie werden noch in diesem Jahr erwartet.

Tief frequenter Schall

Als tief frequente Geräusche werden Schallwellen in den Frequenzen unterhalb von einhundert Herz bezeichnet. Hierzu wird auch der Infraschall gezählt. Die Wahrnehmung von tief frequenten Schall-Wellen durch den Menschen variiert stark. Unter einer Frequenz von zwanzig Herz kann das Menschliche Ohr diese Schwall-Wellen physiologisch nicht mehr aufnehmen. Die Schall-Wellen in diesem Intervall werden auch als Infra-Schallwellen bezeichnet.

Infra-Wellen können zwar nicht über das Ohr wahrgenommen werden, jedoch berichten viele Menschen, dass sie diese Schall-Wellen als Druck oder Pulsieren auf der Haut wahrnehmen. Studien zur Untersuchung der Wirkung von intensiver Beschallung mit Infra-Schallwellen kommen zu dem Ergebnis, dass schon nach kurzer Zeit Symptome wie Übelkeit, Benommenheit und Ohren-Druck-Gefühle auftreten. Zudem wirken sich intensive Infra-Schallwellen auch negativ auf das Atemzentrum aus.

Schon durch eine kurzfristige Exposition kann zu einer Absenkung der Atemfrequenz führen. Langfristige Folgen von Infra-Schallwellen wurden ebenfalls wissenschaftlich untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass unter anderem Symptome hervorgerufen werden wie beispielsweise Migräne, Kurzatmigkeit und Erschöpfungs-Zustände. Des Weiteren wirkte sich die langfristige Exposition negativ auf die Stimmung der Studien-Teilnehmer aus. Außerdem wurde von einem Anstieg von Angsterkrankungen und Herzerkrankungen berichtet.

Hinsichtlich der Bewertung einer möglicherweise von Windkraftanlagen ausgehenden Gefahr für die Gesundheit der Bevölkerung muss berücksichtigt werden, dass mit abnehmender Frequenz der Schall-Wellen, der Schall-Druck-Pegel zunehmen muss, damit diese vom Menschen wahrgenommen werden können.

Windkraftanlagen, die in Deutschland aufgestellt werden, müssen der DIN 45680 genügen. Diese Norm gibt die einzuhaltenden Werte für die Infra-Schallwellen an. Durch Messungen an Windkraftanlagen in Bayern und Baden-Württemberg konnte nachgewiesen werden, dass diese regenerativen Energie-Systeme zwar Infra-Schallwellen aussenden, der Schall-Druck-Pegel für den Menschen jedoch zu niedrig ist, als dass er wahrgenommen werden könnte. In einer Entfernung von siebenhundert Metern konnte kein Unterschied festgestellt werden, ob die Windkraftanlagen im Betrieb waren oder nicht.

Im Allgemeinen kann davon ausgegangen werden, dass der Mensch sich einer kontinuierlichen Exposition von Infra-Schallwellen ausgesetzt sieht. In Wohnräumen werden Infra-Schallwellen beispielsweise durch Heizungsanlagen, Pump-Systeme oder Klimaanlagen abgegeben. Aber auch natürliche Prozesse wie Wind oder Fluss-Läufe als auch durch die Meeres-Brandung werden diese niederfrequenten Schallwellen abgegeben.

Zurzeit sind dem Umwelt-Bundesamt keine Hinweise bekannt, nach denen sich die von Windkraftanlagen abgegebenen Infra-Schallwellen negativ auf die Gesundheit des Menschen auswirken. Diese Erkenntnisse werden ebenfalls durch US-amerikanische Studien gestützt. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass sich die zu Grunde liegenden Studien zur auf einen kurzen Betrachtungszeitraum beziehen. Die Ergebnisse langfristiger Studien stehen noch aus.

Schatten-Wurf durch Rotorblätter

Windkraftanlagen verursachen, wenn sie im Betrieb sind und sich ihre Rotorblätter bewegen, unter der Bedingung, dass die Sonne scheint, sich periodisch wiederholende Schatten. Der Schatten-Wurf einer Windkraftanlage kann sich negativ auf die Gesundheit des Menschen auswirken, sofern dieser dem Effekt lange genug ausgesetzt ist.

Möchte ein Investor allerdings eine Windkraftanlage in Deutschland errichten, so muss er ein Genehmigungsverfahren durchlaufen. In dem Genehmigungsverfahren ist mittels eines Gutachters nachzuweisen, dass die Windkraftanlage an dem vorgesehenen Standort keinen Schatten-Wurf auf die benachbarte Bevölkerung abgibt, der länger als dreißig Minuten am Tag dauert. Des Weiteren darf die Belästigung eines Anliegers im Jahr acht Stunden nicht überschreiten. Somit ist davon auszugehen, dass durch den Schatten-Wurf keine Beeinträchtigungen für die Gesundheit ausgehen.

Ein weiteres Gefahren-Potenzial ergibt sich durch Sonnenlicht-Reflexionen an den sich bewegenden Rotorblättern. Im Fachjargon wird von dem sogenannten Stroboskop-Effekt gesprochen. Durch eine schnelle Abfolge der Licht-Reflexionen können bei Menschen mit einer entsprechenden Veranlagung epileptische Anfälle ausgelöst werden.

Bei den in Deutschland aufgestellten Windkraftanlagen ist dies indessen nicht zu erwarten, da es sich vornehmlich um Windkraftanlagen mit einer hohen elektrischen Leistung handelt. Charakterisierend für diese Anlagen-Typen ist, dass sie sehr große Rotorblätter haben, die sich im Betrieb langsam drehen. Somit wird kein schnelles Flackern erzeugt. Des Weiteren werden bei der Produktion der Windkraftanlagen Farben verwendet, die eine Sonnenlicht-Reflexion vermeiden.

Signallichter

In Deutschland müssen Bauwerke ab einer Höhe von einhundert Metern mit einem Signal-Feuer ausgestattet werden. Dies soll Luftfahrzeugen Sicherheit vor einer Kollision bieten.

Die durchschnittliche Naben-Höhe neu installierter Windkraftanlagen in Niedersachsen im Jahr 2015 lag beispielsweise bei 121 Metern. In anderen Bundesländer, die noch weiter weg von der See liegen, sind die Naben-Höhen meist noch deutlich höher. Daher kann davon ausgegangen werden, dass fast alle in Deutschland zurzeit installierten Windkraftanlagen über ein Signal-Licht verfügen müssen.

Eine Studie zur Untersuchung der Auswirkungen von Signal-Befeuerungen von Windkraftanlagen auf die Gesundheit der anliegenden Bevölkerung an der Universität Halle-Wittenberg kommt zu dem Ergebnis, dass es Hinweise auf Beeinträchtigungen für die Gesundheit gibt. Entscheidend ist laut der Studie, welche Lampen als Signal-Feuer eingesetzt werden.

Licht aus Xenon-Lampen wird hierbei als störender angegeben als Licht aus LED-Lampen. Bezüglich einer Hindernis-Kennzeichnung von Windparks zeigte sich, dass eine synchrone Beleuchtung der Windkraftanlagen als weniger belästigend empfunden wird, als eine ungleichmäßige Ansteuerung der Lampen. Zudem konnte die unangenehme Wirkung der Signal-Lichter reduziert werden, indem die Licht-Stärke an die jeweiligen Sichtverhältnisse angepasst wurde.

Die Studien-Ergebnisse sind als Vorschriften in das Genehmigungsverfahren von Windkraftanlagen eingeflossen. Werden neue Windkraftanlagen aufgestellt, müssen diese eine Sichtweiten-Regulierung der Hindernis-Kennzeichnung aufweisen beziehungsweise die Beleuchtung muss synchron erfolgen.

Im Rahmen der im Jahr 2015 durchgeführten Änderung der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Kennzeichnung von Luftfahrt-Hindernissen wurde beschlossen, dass die Anzahl der Beleuchtungen für einen Windpark reduziert werden kann. Ferner ergibt sich aus der Änderung eine dynamische Steuerung der Hindernis-Beleuchtung, nach der die Beleuchtung nur aktiviert werden muss, wenn sich ein Luftfahrtzeug der Anlage beziehungsweise den Anlagen nähert. Durch diese Neuerungen sind die Belästigungen durch Hindernis-Beleuchtungen für die Bevölkerung deutlich verringert worden.

Rotorblatt-Vereisungen

Bei entsprechenden Wetterbedingungen, daher einer hohen Luftfeuchtigkeit, Regen oder Schnee und einer Temperatur nahe dem Gefrierpunkt beziehungsweise darunter, kann sich auf den Rotorblättern einer Windkraftanlage Eis bilden. Im Betrieb können große Windkraftanlagen beispielsweise mit einer elektrischen Generator-Leistung von drei Mega-Watt eine Umlaufgeschwindigkeit an den Blattspitzen von etwa 130 Metern pro Sekunde erreichen. Löst sich bei diesen Geschwindigkeit Eis von den Rotorblättern, ist dies lebensgefährlich.

Der Eis-Wurf tritt allerdings nur in unmittelbarer Nähe zur Windkraftanlage auf. Des Weiteren können große Eis-Segmente vertikal zu Boden fallen. Dies bedeutet ebenfalls Lebensgefahr.

Ein Großteil der heute installierten und alle neu aufgestellten Windkraftanlagen verfügt über eine Eis-Wurf-Schutz-Funktion. Auf den Rotorblättern befindliche Sensoren erkennen Vereisungen und veranlassen einen sofortigen Betriebs-Stopp der Anlage. Des Weiteren gibt es Windkraftanlagen, die mit einer Enteisungs-Funktion der Rotorblätter ausgestattet sind. Hierbei sind Heizelemente über die Oberfläche der Rotorblätter verteilt, die eine Vereisung verhindern. Daher kann davon ausgegangen werden, dass durch Eis-Wurf keine Gefahr für die Gesundheit der Bevölkerung besteht.

Wahrnehmungsbedingte Belästigung

In Studien konnte gezeigt werden, dass die allgemeine Belästigung für die Bevölkerung die von Windkraftanlagen ausgeht nur zu maximal fünfundzwanzig Prozent durch Geräusch-Emissionen erklärt werden kann. Andere Faktoren sind zu berücksichtigen. Dies sind unter anderem die Einstellung einer Person gegenüber Windkraftanlagen, die Fähigkeit mit Lärmbelastungen umzugehen, aber auch die Persönlichkeitseigenschaften und eine eventuelle Beteiligung an den Gewinnen der Windkraftanlagen, die durch den Verkauf des erzeugten Stromes erzielt werden.

Weitere Studien weisen darauf hin, dass die Gesundheit der umliegenden Bevölkerung durch schnelle Geräusch-Pegel-Änderungen beeinträchtigt werden kann. Ausschlaggebend ist, dass die Änderungen des Geräusch-Pegels in unregelmäßigen Abständen erfolgen und somit kein Gewöhnungs-Effekt für die umliegende Bevölkerung entsteht.

Diese andauernde Belastung kann sich nicht nur negativ auf die psychische Gesundheit auswirken, sondern hat auch eine nachteilige physische Wirkung. Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass die Wirkung des sogenannten Amplituden-Effektes durch weitere Faktoren moderiert wird. In einer Studie konnte nachgewiesen werden, dass die wahrgenommene nachteilige Wirkung der Geräusch-Pegel-Variation durch die generelle Einstellung der Anwohner gegenüber Windkraftanlagen beeinflusst wird.