Pålning av havsbaserad vindkraft: hur farligt är det och hur kan man minska miljöpåverkan?

Transkript

1 Pålning av havsbaserad vindkraft: hur farligt är det och hur kan man minska miljöpåverkan? Mathias H. Andersson, Leif KG Persson, Jörgen Pihl, Brodd Andersson: FOI Totalförsvarets forskningsinstitut Andreas Wikström, Sandra Andersson, Jonatan Hammar: Marine Monitoring vid Kristineberg AB Vindkraftsforskning i fokus, Uppsala

2 Bakgrund Med slagpålning menas att man med hjälp av en hydraulisk hammare eller fallande tyngd slår ner ett stålrör m ner i havsbotten Stor osäkerhet kring pålning i havet rörande ljudets källstyrka, karaktär, dämpningsmöjligheter samt ekologisk risk Flera länder inom Europa har idag riktlinjer om hur man skall mäta, modellera och minimera skador på marint liv Hur skall vi göra i Sverige? Vindvalsprojektet: Projekt vägledning för reglering av undervattensbuller vid pålning Projekttid- maj till december 2015 Leds av FOI i samarbete med Marine Monitoring vid Kristineberg AB

3 Ljudalstrande aktivitet kring Sverige Kattegatt offshore N Midsjöbanken AquaBiota

4 Vårt arbete Utföra litteratursammanställning om pålning som ljudkälla, standarder och enheter Beskriva ljudutbredning i vattnet Hur kan man modellera detta ljud över långa (> 10 km) avstånd? Beskriva ett par scenarion Vilken teknik finns idag för att dämpa ljudet? Vilka djur är känsliga för detta ljud (tumlare, torsk, sill) Vilka internationella regler/gränsvärden används idag

5 Slutprodukt Efter litteratur sammanställning: Möte med Vindval, Naturvårdsverk, andra experter Förslag på funktionsvillkor för Sverige som tex reglering av max ljudnivå och/eller max exponeringstid Olika rekommendationer för olika fysiska (Västerhavet/Östersjön) och biologiska förhållanden (fisk, tumlare)

6 Ljud kan påverka! Vilken ljudnivå som djuret utsätts för beror på: Källstyrka Frekvens Vattendjup Sediment Ljudutbredning (temp, salt) Bakgrundsljudsnivå Bara för att ett djur inte flyr betyder det INTE att det Exempel på skador: o Tillfälliga inte är eller påverkat permanenta hörselskador o Bristningar av blodkärl i organ och vävnad Hur djuret kommer att reagera beror på: o Hörselförmåga o Beteende o Livsstadiet Efter Richardsson m fl. 1995

7 Courtesy Jamie MacAulay Tumlare (Phocoena phocoena) ekolokalisering Mathias Andersson o Tumlare har väldigt god hörsel och använder ekolokalisering dvs. sänder ut ljud som reflekteras när de träffar föremål i vattenmassan o Tumlare utnyttjar ekolokalisering i syfte att exempelvis finna byten, kommunicera och navigera Källa:Mats Amundin

8 Rowe and Hutchinsson 2006 Torsk (Gadus morhua) kommunikation Mathias Andersson o Torsk använder aktiv kommunikation vid lek och revirhävdning (vad vi vet) o Grymtande ljud vanliga, upprepade korta pulser o Detta görs med muskler kring simblåsan o Honan använder ljud som ett urvalskriterier vid partner val o Torsk är känsliga för både ljudtryck och partikelrörelse

9 Källstyrka Anges normalt som ett värde vid 1 m avstånd Tysk + ISO standard avser mäta vid 750 m Fisk Undvika är känsliga närfälts för problematiken partikelrörelse - dock ännu inga standarder för det samt ytters få mätningar/tröskelvärden P-P SPL (peak-to-peak Sound Pressure Level) db re 1μPa SEL (Sound Exposure Level) db 1 μpa 2 s (för mottagaren)

10 Källstyrka Det utsända ljudets styrka beror på: Slagenergi Pålens diameter och material Bottens hårdhet och hur djupt pålen är nedslagen Markus Linné

11 Frekvensspektrum Källa: ITAP Pålning av monopile för vindkraft i havet Tyska Nordsjön Påldiamater: 6 m Material: stål Djup: 20 m Slagenergi: 700 kj Ingen dämpning Data kan presenteras som 1/3 oktavband (ovan) eller per 1 Hz

12 Ljudutbredning Salthalt/temperaturskikt Bottentyp Lera dämpar mer än sand och hård botten Frekvens Höga frekvenser absorberas i salta vatten Feb Nov Maj Aug Dvs stor skillnad på Östersjön och västerhavet

13 depth (m) db re 1 μpa 2 s Ljudutbredning- augusti i Östersjön Ljudhastighetsprofil Källstyrka 200 SEL:100 db re 1 Hz μpa 2 s för 100 Hz Range Avstånd (km) (m) Varmare lättare vatten med lägre densitet vid ytan/mitten gör att en ljudkanal bildas x 10 4

14 Modellering av ett pålslag vid Norra Midsjöbanken

15 Modellering av ett pålslag vid Norra Midsjöbanken SEL vid 12 m djup för 63 Hz tersbandet, källstyrka 220 db re 1 μpa 2 s i augusti 25 km

16 Modellering av ett pålslag Norra Midsjöbanken SEL vid 12 m djup för 2 khz tersbandet, källstyrka 197 db re 1 μpa 2 s i januari 25 km

17 Dämpningstekniker Nya tekniker reducerar utsänt ljud med db Bubbelridåer Dämpningsskärm Kofferdamm Nät med plastbubblor Dessa funkar bäst i kombination MEN ganska dyrt Bilder från OSPAR 2014, Bellman 2015

18 Effekt av dämpningstekniker Ljudnivå SEL 180 db re 1 μpa 2 s vid 750 m Område med SEL 140 db re db re 1 μpa 2 s vilket är nivån för potentiella beteendereaktioner hos tumlare Dämpning (db) Area (km 2 ) % Ingen Från Bellman

19 Gränsvärden Tumlare Baserat på vetenskaplig litteratur Fysisk skada Permanent hörselskada (PTS) SEL 183 db re 1 μpa 2 s Tillfällig hörselskada (TTS) SEL 164 db re 1 μpa 2 s Undvikande beteende SEL 140 re 1 μpa 2 s Mathias Andersson

20 Gränsvärden Torsk (fisk) Baserat på vetenskaplig litteratur Fysisk skada - fisk med simblåsa Permanent hörselskada (PTS) SEL 203 db re 1 μpa 2 s Tillfällig hörselskada (TTS) SEL 186 db re 1 μpa 2 s Undvikande beteende/reaktion SEL 140 re 1 μpa 2 s Partikelrörelse m/s 2 (peak) Mathias Andersson

21 Internationella riktlinjer Tyskland, Danmark, Irland har reglerat vilka ljudnivåer som skall vara tillåtna vid pålning. Många andra länder har rekommendationer. OM dessa gränsvärden överskrids får företagen inte påla! Vårt arbete syftar till att ge tydliga riktlinjer baserade på vetenskap!

22 Slutsatser Monopile vanligaste tekniken idag, 80 % Källnivån bero på slagenergi, bottentyp, påldiameter och material, vattendjup Ljudutbredning beror på botten topografi, bottensediment, ljudhastighetsprofil Ljudet går att dämpa med dagens teknik Ljudet kan skada och störa djur på stora avstånd Svenska riktlinjer kommer att ge stöd för tillståndsmyndigheter och företag

23 Tack för er uppmärksamhet FOI Mathias Andersson Marine Monitoring Sandra Andersson