Revidering av kunskapsläget för vindkraftens effekter på fisket och fiskbestånden LENA BERGSTRÖM HÅKAN WESTERBERG HANS OLOFSSON THOMAS AXENROT MATTIAS SKÖLD
Ansvarig utgivare: Axel Wenblad Redaktionskommitté: Ingemar Berglund, Magnus Appelberg, Lena Bergström Omslagsfoto: Thomas Axenrot För beställning kontakta: Fiskeriverket Box 423, 401 26 Göteborg Telefon: 031-743 03 00 fiskeriverket@fiskeriverket.se Rapporten kan laddas ned från Fiskeriverkets hemsida: www.fiskeriverket.se ISSN 1404-8590
Revidering av kunskapsläget för vindkraftens effekter på fisket och fiskbestånden LENA BERGSTRÖM lena.bergstrom@fiskeriverket.se Fiskeriverkets Kustlaboratorium Box 109 742 22 Öregrund HÅKAN WESTERBERG hakan.westerberg@fiskeriverket.se Fiskeriverket Box 423 401 26 Göteborg HANS OLOFSSON hans.olofsson@fiskeriverket.se Utredningskontoret, Härnösand Stora Torget 3 871 30 Härnösand THOMAS AXENROT thomas.axenrot@fiskeriverket.se Fiskeriverkets Sötvattenlaboratorium Stångholmsvägen 2 178 93 Drottningholm MATTIAS SKÖLD mattias.sköld@fiskeriverket.se Fiskeriverkets havsfiskelaboratorium Box 4 453 21 Lysekil
Sammanfattning 6 Abstract............................................. 7 Inledning 9 Målsättningar för vindkraft till havs 9 Omfattning av havsbaserad vindkraft 11 Kunskapsutvecklingen under 2003-2006 12 Vindkraftens effekter på fisk och fiske 13 Påverkan under anläggningsfasen 14 Buller 14 Sedimentation 17 Påverkan under driftfasen 18 Tillkomst av nytt habitat 18 Habitatförlust 20 Ljudmiljö 20 Elektromagnetism 22 Belysning och skuggor 23 Ändrade strömförhållanden 23 Fiskerestriktioner 24 Samband mellan effekt av vindpark och fiskerestriktioner 25 Effekter av fiskerestriktioner på fiskbestånden 25 Ekosystemaspekter 26 Fiskens roll som bytesdjur 27 Tillgången på fiskföda 27 Fiskens roll som reglerare av populationer 28 Generaliserbarhet 28 Referenser 29
Sammanfattning I denna rapport presenteras det aktuella kunskapsläget beträffande förväntad påverkan från havsbaserad vindkraft på det allmänna fiskeintresset, med en överblick över aktuellt behov av kunskapsutveckling. Rapporten baseras på en redovisning av ett uppdrag i regleringsbrev för Fiskeriverket avseende budgetåret 2006. Ett bristfälligt kunskapsläge om vindkraftens effekter och om för svenskt fiske viktiga fiskarters beroende av olika miljöer, samt det faktum att flera kommersiella bestånd ligger mycket nära eller under säkra biologiska gränser, innebär sammantaget att utbyggnad av vindkraft bör ske så att det så långt det är möjligt minimerar riskerna för påverkan. 1. Sammanställningen av befintlig kunskap visar att direkta erfarenheter av havsbaserade vindparker i drift förekommer sparsamt. Huvuddelen av de resultat som presenteras baseras på erfarenheter från annan marin verksamhet och indirekta bedömningar. Endast ett fåtal resultat är av vetenskapligt granskad kvalitet. Detta försvårar en korrekt bedömning av miljökonsekvenser. 2. De främsta riskmomenten för fisk kan sannolikt reduceras betydligt genom tekniska och utförandemässiga anpassningar. Det finns ett uttalat behov av kontroll och uppföljning av befintliga vindparker under såväl byggnationssom anläggningsfasen, för att öka kunskapen om effekter och gynna utveckling och metoder för att minimera negativ påverkan. 3. Vindparkens anläggningsfas medför en generell risk för skada på framför allt unga livsstadier. Utsatta bestånd kan ha en låg grad av tolerans mot ytterligare stress. Förväntad påverkan är likartad den vid annan byggnation i vatten, men skalan över vilken påverkan sker är ofta större. Effekterna kan minimeras genom att undvika etablering inom särskilt känsliga områden, samt genom att förlägga anläggningstiden utanför känsliga arters reproduktionstid. Forskning och utveckling bör riktas mot att identifiera särskilt viktiga livsmiljöer för fisk, samt mot metoder för anläggning som medför minsta möjliga påverkan. 4. Under driftskedet bedöms sannolikheten för störningar som låg, men kunskapsunderlaget är på detta område det sämsta. En generell osäkerhet är hur tillkomsten av nya fysiska strukturer påverkar lokala ekologiska förhållanden, t ex hur vissa arter gynnas mer än andra. Det är även oklart hur fiskens användande av sin livsmiljö påverkas, framför allt hur ljud påverkar reproduktionsbeteendet. På sikt bör risken för ackumulerade effekter beaktas särskilt. Risken kan minimeras genom att undvika etablering i av människan relativt opåverkade områden och i viktiga reproduktionsområden, samt genom att gynna åtgärder som minimerar ljud och elektromagnetiska fält. 5. Begränsningar i fiske medför direkta konsekvenser för de fiskare som berörs om inga kompenserande åtgärder vidtas. Inom stora vindparker kan fiskerestriktioner på längre sikt medföra en positiv effekt på beståndens utveckling, men detta förutsätter att fisken tillbringar en betydande del av sin tid inom området och att den inte störs av annan påverkan från vindparken. 6. Enskilda fiskarter kan reagera genom att ansamlas inom eller utanför vindparken. En ökad aggregering av kommersiella arter kan leda till att de får en ökad fångstbarhet där de ansamlas. Detta kan kräva särskild beaktan vid skattningar av beståndets storlek och inom förvaltning. 6
7. Även förändringar i andra delar av ekosystemet påverkar fiskbestånden. Genom att följa upp ekologiska skeenden inom vindparken kan man identifiera de mest relevanta åtgärderna för att minimera negativ påverkan, till exempel inom kontrollprogram. Kunskap om vilka ekologiska processer som främst berörs kan även användas för att identifiera mest lämpliga områden för en eventuell fortsatt utbyggnad. 8. Den förväntade omfattningen av av påverkan kommer i hög grad att bero på hur lokala ekologiska förhållanden ser ut. Kunskapsnivån om fiskbeståndens sammansättning och ekologiska struktur i flera av våra havsområden är dock för låg för att direkt bedöma vilka de bästa alternativen för lokalisering är eller hur eventuella negativa effekter bäst kan undvikas. 9. Grundare miljöer har ett potentiellt högre ekologiskt värde med avseende på produktivitet och en påverkan här medför en högre kvantitativ risk. Med utgångspunkt från det befintliga kunskapsläget är risken för negativ påverkan på fisk och fiske lägre om vindparker lokaliseras till områden djupare än 15 20 meter, samt i av människan redan i nuläget påverkade områden. Sådana områden är även de som mest sannolikt påverkas positivt av en reveffekt. Den största risken identifieras i grunda ostörda utsjöområden. Abstract Marine shallow areas are of strong interest for the establishment of off-shore wind farms. In this review, potential consequences for fish stocks and fisheries are evaluated based on available information, and the most critical gaps of knowledge in assessing environmental impacts are identified. A lack of empirical data and scientifically evaluated case studies is recognized. Together with the fact that many commercial species are close to or below biologically secure limits, this makes a strong case for emphasizing efforts to minimize potential negative effects on fish in the establishment of offshore wind farms. 1. Large part of the evaluations presented in this review is based on general ecological knowledge and experiences from other marine activities, rather than from actual wind farms. A critical concern is that only few of the results referred to have been scientifically evaluated. 2. The risk for negative effects may in many cases be reduced by technical solutions, and by considering local ecological processes during planning. Monitoring of established wind farms is essential both for increasing knowledge on the effects on fish, and for identifying correct mitigation actions where needed. 7
3. During the construction stage, a general risk to particularly young life stages of fish is identified. The expected types of impact are similar to those in other marine activities, such as piling and dredging, but the geographical and temporal extent is expected to be higher. I order to minimize negative effects, establishment should be avoided in significant recruitment areas, and construction activities should be avoided during critical reproductive seasons. Research should focus on identifying essential fish habitats for purposes of marine planning, and on the development of construction methods that minimize negative effects. 4. During the operational stage, a low level of impact on fish is generally assumed, however the current state of knowledge in this field is poor. The two most critical issues identified are how the introduction of new physical structures affects local ecological community structures, and how the quality of fish recruitment areas is affected by increased noise. In order to minimize negative effects, establishment should be avoided in areas that are currently undisturbed by human activities, and in significant recruitment areas. The development of methods that minimize the effects of noise and electromagnetism should be favoured. 5. Off-shore wind farms are associated with restrictions to fishing by reduced access or gear restrictions. This has direct economical consequences for the fishermen affected. In large wind farms, reduced fishing efforts may have a positive effect on the growth of local commercial stocks, provided however that the stocks are not negatively affected by other types of impact from the wind farm. 6. Some fish species may be attracted to the wind farm area and others may avoid it. The catchability of fish is likely to increase in areas where fish is aggregated, which may have to be considered specifically in estimations of local stock sizes and management. 7. Changes in other parts of the ecosystem may have indirect on fish, for example changes in food supply. Ecologically integrated monitoring programs may reveal potential mechanisms behind any observed changes, and support the identification of areas most appropriate for large scale exploitation. 8. The expected level of impact is strongly dependent on local ecological conditions. However, current knowledge on the distribution and function of essential fish habitats in Swedish waters is too low to directly identify geographic areas most appropriate for exploitation. 9. In general, shallow areas have a higher potential value in terms of productivity, and establishment here is associated with a higher level of ecological risk. The current state of knowledge suggests that the risk for negative effects is lowest in areas below 15 20 meters depth, and in areas where the level of human impact is currently high. In such areas, potential positive artificial reef effects are also expected to be highest. The highest level of risk is associated with relatively undisturbed off-shore shallows. 8
Inledning Både land- och havsbaserad vindkraft planeras få en stor roll när det ökande behovet av förnyelsebar energi ska täckas. I denna redovisning behandlas uteslutande den havsbaserade vindkraften eftersom det huvudsakligen är den som kan påverka fisk och fiske. Det aktuella kunskapsläget beträffande förväntade effekter av havsbaserad vindkraft på det allmänna fiskeintresset presenteras, med en överblick över det framtida behovet av kunskapsutveckling. Havsbaserade vindparker är intressanta från energiproduktionssynpunkt eftersom de ofta möjliggör en större produktionskapacitet per enhet än landbaserade anläggningar. Vindparker till havs kan generellt medge bättre vindförhållanden och en större möjlighet att etablera vindkraftverk över stora arealer, och medför även färre potentiella konflikter med andra intressen för markanvändning. De tre främsta intressekonflikterna till havs kan relateras till estetiska aspekter speciellt nära kustlinjen, risken att skada värdefulla naturvärden, samt potentiella konsekvenser för fiskets bedrivande. De två sistnämnda aspekterna är av betydelse för det allmänna fiskeintresset. Tillgången på områden med goda naturvärden är starkt kopplad till fiskbeståndens utveckling. I tillägg kan vindparker till havs medföra direkta inskränkningar i tillgängligheten av fiskeområden. De i dagsläget främsta begränsningarna för att bedöma omfattningen av vindkraftens effekter på det allmänna fiskeintresset är en generell brist på erfarenhet av sådan verksamhet, samt för de flesta havsområden, en bristande kunskap om den naturliga sammansättningen och strukturen hos fiskbestånd inom områden aktuella för exploatering. Målsättningar för vindkraft till havs Den nationella utvinningen av energi genom förnyelsebara medel har angivits ett planeringsmål om 17 TWh från år 2017 (Proposition 2005/06:143). Vindbaserad elproduktion är ett prioriterat område i detta sammanhang. I proposition 2001/02: 143 angav regeringen att Sveriges produktion av el genom vindkraft ska vara 10 TWh per år från år 2015, att jämföra med knappt 1 TWh/år i dagsläget. En av förutsättningarna för att uppnå målsättningarna är att vindparker kan etableras i miljöer som medger storskalig utbyggnad. Nationella utredningar vände i ett tidigt skede fokus för vindelproduktionen mot havet (t ex SOU 1988: 32, SOU 1999:75). Energimyndigheten har redovisat en nationell utredning över vilka områden som är mest gynnsamma för etablering av vindkraftverk. Dessa riksintressen för vindkraft är i huvudsak förlagda till havsområden, men omfattar inte de två nordligaste länen eller områden utanför svenskt territorialvatten. En ny översyn av den nationella vindenergipotentialen är under slutförande, och i en revision av riksintresseområden för vindkraft kommer att ingå en geografisk heltäckande och mer detaljerad presentation av beräknade vindförhållanden (Energimyndigheten 2007). Energimyndigheten beskriver ett antal kriterier för de områden som kommer att utpekas som 9
riksintressen för vindkraft. Dessa områden ska ha en beräknad medelvind om lägst 6,5 m/s på 71 meters höjd över nollplansförskjutningen eller över hav, och följande områden ska undantas: 1. Nationalparker eller nationalstadsparker. enligt miljöbalken 7 kap. 2 och 4 kap. 7. 2. Obrutet fjäll enligt miljöbalken 4 kap. 5. 3. Bebyggelseområden inklusive ett skyddsavstånd av 400 m. 4. Bottendjup större än 30 m. 5. Totala ytor mindre än 1,5 km 2. Utsjögrund är viktiga både som fiskeplatser och rekryteringsområden och är samtidigt av stort intresse för vindkraftsutbyggnad till havs. Ett antal utsjöbankar inom den svenska ekonomiska zonen utpekades tidigt som särskilt intressanta för vindbruk. Som ett led i den marina planeringen av utsjöområden redovisade Naturvårdsverket år 2006 resultaten från en översiktsinventering av geologiska, hydrografiska och biologiska förhållanden vid 19 utsjögrund, utförd i samarbete med SMHI, Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) och de tre nationella marina centra (Naturvårdsverket 2006). Naturvårdsverket namngav 7 utsjögrund, vilka föreslogs skydd från all exploatering. Man angav vidare att i övriga undersökta områden kunde en etablering av vindparker vara förenlig med naturvårdsintressen, förutsatt att kraftverken anläggs så att störning på det befintliga ekosystemet minimerades. Som skyddsvärda angavs Persgrunden vid Skagerrak, Fladen och Lilla Middelgrund i Kattegatt, Norra Midsjöbanken och Hoburgs Bank i Egentliga Östersjön, Finngrundet/Östra Banken i Bottenhavet samt Marakallen/Rödkallen i Bottenviken. En begränsning hos den redovisade utredningen av utsjöbankars naturvärde är att inventeringarna inte omfattat provfisken (Fiskeriverket 2006). Med avseende på fisk saknas information om utsjögrundens relativa roll som habitat och reproduktionsområde. Detta försvårar en helhetsbedömning av deras lämplighet för vindkraftsutbyggnad, avseende såväl fiskens roll som marin resurs och fiskens centrala ekologiska funktion i de flesta marina ekosystem. Fiskeriverket redovisade år 2006 till regeringen en kartläggning av behovet av inventeringar av fisk och fiskbestånd vid utsjöbankar. Där konstaterades att kunskapen om fisksamhället på utsjögrund i svenska vatten är mycket bristfällig. Endast på två bankar, Fladen och Lilla Middelgrund i Kattegatt, har översiktliga inventeringar gjorts i sen tid. Fiskeriverket har avstyrkt utbyggnad av vindkraft till havs med hänvisning till kunskapsbristen beträffande både de fiskeribiologiska förutsättningarna på utsjögrunden och eventuella effekter av vindkraft. För att underlätta planeringsprocessen är det därför angeläget att inventeringar genomförs på de viktigaste utsjögrunden. Fiskeriverkets prioritering av vilka utsjögrund som är mest angelägna att inventera anges i tabell 1. Kostnaderna för att genomföra undersökningar på dessa platser under en treårsperiod beräknades till 20 30 milj kr. Någon reaktion på förslaget har inte kommit. Tabell 1. Fiskeriverkets prioritering av utsjögrund med inventeringsbehov vid regeringsuppdrag 2006. havsområde Kattegatt Skagerrak Egentliga Östersjön Skagerrak Kattegatt Egentliga Östersjön Egentliga Östersjön Kattegatt Egentliga Östersjön Kattegatt Egentliga Östersjön Egentliga Östersjön område Morups bank Väderöarna Kriegers flak Persgrund Fladen Hanöbanken Norra Midsjöbanken Lilla Middelgrund Ölands södra grund Stora Middelgrund Hoburgs bank Utklippan 10
Omfattning av havsbaserad vindkraft I början av 2006 fanns det cirka 760 stycken vindkraftverk som tillsammans producerade 0,936 TWh, vilket motsvarar cirka 0,6% av Sveriges totala elproduktion (Energimyndigheten 2006). Tre vindparker är förlagda till havs, med en sammanlagd årsproduktion på uppskattningsvis 0,07 TWh. Det här innebär att inga nya havsbaserade vindparker har tagits i drift i Sverige sedan Fiskeriverkets förra regeringsuppdrag i denna fråga. Den närmast förestående utökningen till havs är genom Lillgrund vindkraftpark vid Öresund, som enligt uppgift kommer att tas i drift i slutet av år 2007. Med en beräknad årsproduktion på 0,33 TWh blir detta den största vindparken hittills i Sverige. Det finns godkända planer för en vindpark vid Kriegers flak, med en beräknad årsproduktion på 2,1 TWh, men något datum för planerad driftstart har ännu inte lämnats. Även vindkraftparken vid Utgrunden II, med en beräknad årsproduktion omkring 0,2 TWh, är godkänd för byggnation. Datum för beräknad driftstart är dock av ekonomiska skäl osäker. Som jämförelse kan nämnas att den sammanlagda energiförbrukningen i Sverige idag är omkring 400 TWh per år. Den sammanlagda konsumtionen av energi i hushållen omkring 150 TWh per år (Energimyndigheten 2006). Trots prediktioner om en ekonomisk lönsamhet på sikt anses de kortsiktiga ekonomiska förutsättningarna för havsbaserade vindparker fortsättningsvis tveksamma. Några bedömare anger en högre relativ lönsamhet för landbaserade anläggningar (t ex EON 2007). Den främsta anledningen är höga kostnader vid etablering och underhåll. Vindparker till havs bör anpassas för att klara en hårdare drift än på land, och på längre avstånd från land ökar även kostnaderna för kabeldragning markant. I tillägg har en ökad internationell efterfrågan på vindkraftverk lett till låg konkurrens mellan tillverkare och ökade produktionskostnader. Sett till utvecklingen av samrådsärenden och ansökningar som under 2006 handlagts vid Fiskeriverket har intresset för havsbaserade vindparker dock varit kraftigt ökande. Ansökningar har lämnats in eller förbereds beträffande ytterligare 10 havsbaserade vindparker med en beräknad årsproduktion på mellan 0,2 och 3,9 TWh per anläggning och år, och en total produktion på upp till ytterligare 15 TWh per år. Det är av flera skäl inte klart om samtliga planerade projekt kommer att förverkligas, men omfattningen visar på förhoppningar om en på sikt god ekonomisk lönsamhet. Likartade initiativ för en snabb utveckling av havsbaserad vindkraft förekommer i ett flertal andra länder i företrädesvis norra Europa, till exempel Danmark, Tyskland, Nederländerna och England. Det starka intresset för havsbaserad vindkraft visar även tydligt på vikten av att optimera vår kunskap om hur framför allt storskaliga vindkraftparker påverkar havsmiljön och det lokala kustfisket. För att säkerställa att vindparker kan lokaliseras i områden där risken för negativa effekter minimeras, behövs en förbättrad kännedom om lokala förhållanden i havet och utökade förutsättningar för en samordnad marin planering mellan verksamhetsområden. I tillägg bör poängteras vikten av att tillförlitliga kontrollprogram kan etableras vid de första anläggningar som tas i bruk, eftersom resultaten av dessa kommer att vara normgivande för hur den fortsatta utvecklingen av elproduktion genom vindenergi kan genomföras. 11
Tabell 2. Svenska havsbaserade vindparker i drift, med tillstånd eller under ansökan i februari 2007. antal/beräknat årsproduktion/ havsområde namn antal verk beräknad årsprod. ägare/projektör Östersjön Bockstigen 5 0,005 Vindkompaniet Östersjön Yttre Stengrund 5 0,024 Vindkompaniet Östersjön Utgrunden I 7 0,038 Enron Wind med tillstånd Öresund Lillgrund 48 0,330 Vattenfall Östersjön Utgrunden II 24 0,280 EON Östersjön Klasådern 14 0,140 Vestas Group Östersjön utsjö Kriegers flak 128 2,100 Vattenfall ansökta Östersjön Trolleboda 50 0,500 Vattenfall Östersjön Taggen 60 70 1,000 Vattenfall, Favonius Kattegatt utsjö Stora Middelgrund 108 3,000 EON Kattegatt Skottarevet 30 0,500 Favonius Kunskapsutvecklingen under 2003-2006 År 2003 presenterade Fiskeriverket det då befintliga kunskapsläget när det gäller effekterna av vindkraftparker på fisk och fiske (Smith & Westerberg 2003). Bedömningarna baserades i huvudsak på indirekt kunskap från andra områden, medan direkta erfarenheter från vindkraftparker i drift var sparsamma. Den enda direkta studie som kunde hänvisas till berörde en enskild turbin med relativt låg effekt, vindkraftverket Svante i Nogersund (Westerberg 1994), vilket gjorde det svårt att dra generella slutsatser eller göra antaganden om effekter på en större skala. Under de senare åren har satsningar för att öka kunskapen om vindkraftens miljöeffekter ökat i ett flertal länder, vilka sannolikt kommer att resultera i en relativt god sammanlagd kunskapsbild inom de närmaste fem åren. I dagsläget har dock endast ett fåtal vetenskapliga forskningsresultat över vindkraftverkens effekter på sin närmiljö publicerats, och flertalet av de resultat som presenteras här består av sammanställande eller utredande studier inom den så kallade grå litteraturen, eller underhandsrapporter från pågående forskningsprojekt. De främsta direkta erfarenheterna från havsbaserade vindparker kommer från Danmark, där resultaten från ett relativt omfattande miljöövervakningsprogram vid de marina vindkraftparkerna Horns Rev och Nystedt slutrapporterades i november 2006. I Sverige inleddes kunskapsprogrammet Vindval år 2005, med målsättningen att utöka den forskningsbaserade kunskapen om vindkraftens effekter på miljön vid en utbyggnad till havs och i fjällen. Programmet administreras av Naturvårdsverket på Energimyndighetens uppdrag, och de resultat som produceras presenteras fortlöpande med en planerad slutrapportering år 2010. Fiskeriverket deltar genom projektet Vindval Fisk, som har en budget på 7,4 miljoner kronor. Även de första resultaten från kontrollprogrammet för vindparken vid Lillgrund i Öresund beräknas bli klara omkring år 2010. Fiskeriverket medverkar genom provfisken, hydroakustiska undersökningar och studier av effekter på ålvandring (Lagenfelt m fl 2006). Sammanställningar över miljöeffekter av havsbaserad vindkraft publiceras fortlöpande nationellt och i samband med miljökonsekvensbedömningar. Till de mest aktuella rapporterna kan räknas Zucco m fl 12
(2006), Åslund m fl (2006), samt rapporter inom det Brittiska COWRIE- projektet (www.offshorewind.co.uk). Dessa baserar sig på erfarenheter från aktuella projekt, och till stor del även på erfarenheter från annan marin konstruktionsverksamhet. De befintliga resultaten relateras och kompletteras här med särskilt avseende på aspekter som berör det allmänna fiskeintresset och svenska förhållanden. Vindkraftens effekter på fisk och fiske En havsbaserad vindkraftpark genomgår under sin existens tre separata skeden som varierar i karaktär och omfattning av påverkan: 1. Anläggningsfasen, som beräknas pågå 1 2 år i större vindparker. 2. Driftfasen, som förväntas vara minst 20 år. 3. Avvecklingsfasen Här beskrivs påverkan under anläggningsfasen och driftfasen. Påverkan under avvecklingsfasen bedöms medföra liknande störningsmoment som under anläggningsfasen. Metodik för avveckling kan dock inte beskrivas i detalj, utan bör hänföras till den vid det aktuella tillfället bästa tillgängliga teknik. Med avseende på fisk, är den främsta påverkan under anläggningsfasen med högsta sannolikhet buller samt effekter av en ökad sedimentspridning. Under drift- fasen är det framför allt aspekter av habitatförändring aktuella, dels genom en tillkomst av nytt habitat bestående av vindkraftverkens fundament och eventuella erosionsskydd, dels genom en potentiell effektiv habitatförlust på grund av förändringar i ljudmiljö eller elektromagnetism. Det finns även en mindre risk för påverkan från förändrade ljusförhållanden, samt ändrade strömförhållanden. Vindkraftparken medför även fiskerestriktioner av varierande omfattning, i form av vilka redskap som får användas och eventuellt även begränsningar i tillträde, vilket kan ha direkta ekonomiska konsekvenser för de fiskare som drabbas, med potentiellt även på fiskens beståndsutveckling. I tillägg till dessa direkta effekter kan förändringar i andra delar av ekosystemet medföra indirekta, ekologiska effekter på fisk, och fisken kan påverka andra komponenter av ekosystemet. Dessa ekosystemaspekter beskrivs i ett eget kapitel. Tabell 3. Risk för direkt påverkan på fisk vid anläggning, drift, respektive avveckling av en vindpark, L = låg risk, S = särskild risk för vissa arter eller under vissa omständigheter, G = generell risk. För driftskedet anges en separat bedömning för grundare respektive djupare områden, eftersom risken för viss påverkan bedöms minska med djupet, dock bör varje fall utvärderas individuellt. Bedömningen är begränsad av kunskapsluckor. Tabellens innehåll är en sammanfattning av texten i detta stycke, där informationskällan och dess säkerhet redovisas. drift drift påverkan anläggning <15 20 m djup >15 20 m djup avveckling ljud och buller G S S G sedimentspridning G L L G tillkomst av nytt habitat - S L - habitatförlust G S L S elektromagnetism - S S - belysning och skuggor - S L - ändrade strömförhållanden L L L L 13
Påverkan under anläggningsfasen Påverkan under anläggningsfasen innebär en generell risk för direkt skada på fisk, framför allt för sådana arter och livsstadier som inte kan eller hinner fly från området. Den största risken förutspås om vindparken etableras i viktiga reproduktionsområden eller uppväxtområden för fisk. De främsta påverkansmomenten är buller och sedimentspridning. Anläggningsfasen är kortvarig jämfört med driftfasen, men kan pågå under 1 2 säsonger när det gäller större parker, med effekter på den lokala nyrekryteringen av fisk. I synnerhet redan av andra orsaker utsatta bestånd kan ha låg tolerans mot ytterligare stress. Påverkan kan minimeras genom att undvika etablering inom särskilt känsliga områden samt genom att tidsmässigt förlägga anläggningstiden utanför de berörda arternas viktigaste reproduktionsperiod under året. Forskning och utveckling bör riktas mot metoder för att identifiera särskilt viktiga fiskhabitat, samt mot att utarbeta metoder för anläggning som medför minsta möjliga påverkan. Buller Påverkan av buller beror i hög grad på vilken typ av fundament som anläggs. De mest intensiva ljuden uppstår vid pålning (pile-driving), som används till exempel vid etablering av monopile och jacket fundament. Även sprängning, borrning och grävarbeten kan orsaka höga ljudnivåer, liksom en generellt ökad båttrafik. Några exempel på uppmätta ljudnivåer i samband med vindparksarbeten anges i tabell 4. Det aktuella djupet och bottensubstratet är av betydelse för graden av påverkan, dels genom att påverka vilken typ av fundament och anläggningsmetodik som kan användas, och dels genom att inverka på hur effektivt ljudet sprids under vatten. Ljudets intensitet i vatten. Ljudets intensitet i vatten brukar anges i decibel (db) i relation till ett referenstryck på 1 µpa, det vill säga med enheten db re 1 µpa. På grund av att luft och vatten har olika fysikaliska egenskaper och att olika referenstryck används för respektive medium, är det numeriska värdet för en viss ljudintensitet när det beskrivs i vatten omkring 62 db högre än när motsvarande ljudintensitet anges i luft. Fysikaliskt sett beskrivs ljud som lokala partikelrörelser vilka fortplantas i form av vågor, och ljudets intensitet beror både på partikelrörelsernas hastighet och på nivån av de tryckförändringar som de orsakar. Ljudets intensitet mäts vanligen på basen av tryckförändringar, vilket är fysikaliskt relevant om mätningarna utförs på ett tillräckligt avstånd från ljudkällan. De flesta fiskar upplever dock framför allt ljudets partikelrörelser, vilket beskrivs närmare i nästa stycke. Vid mätningar av ljudets intensitet kan olika värden fås för samma ljudkälla beroende på vilka frekvenser man mäter över, samt på hur mätningen är utförd. Till exempel kan ljudets intensitet anges som ett integrerat mått över en viss tid eller som den maximala upplevda nivån av tryckförändring. Det första måttet är av större betydelse för eventuella beteendeförändringar, medan den andra av större betydelse för direkta skador. De olika metoderna gör dock att det inte alltid är möjligt att direkt jämföra ljudmätningar från olika studier med varandra. Även är olika fysiologiska studier av fiskars hörselbiologi inte alltid direkt jämförbara (se Nedwell m fl 2003, Wahlberg & Westerberg 2005, Thomsen m fl 2006). 14
Ljud av de frekvenser som är relevanta för fisk absorberas obetydligt i vatten, och ljudintensiteten avtar med avståndet framför allt på grund av geometrisk spridning, det vill säga att energin fördelas över en ökande yta med ökande avstånd från källan. Man har konstaterat att ljudet vid frekvenser 30 1 000 Hz och på sådana djup som berör vindparker reduceras med omkring 4,5 db för varje dubblering av avståndet för källan Thomsen m fl (2006). Nära ljudkällan, speciellt på grunt vatten, är ljudets spridning dock mer komplicerad, och ljudstyrkan kan lokalt även bli oväntat hög på grund av interferens (se Wahlberg & Westerberg 2005). Fiskars ljuduppfattning. Fiskar kan generellt uppfatta ljud med frekvenser från mindre än 20 Hz upp till 500 eller 1000 Hz, och med ett optimum omkring 100 400 Hz. Ljudet uppfattas främst som acceleration på grund av partikelrörelserna med hjälp av innerörat. Hos arter med simblåsa förstärker tryckförändringarna rörelseutslaget vilket ökar ljudkänsligheten. Dessa arter kan även detektera högre frekvenser, upp till över 3000 Hz, och har ett hörseloptimum omkring 300 1000 Hz. Fisk kan uppfatta även små partikelrörelser med hjälp av sitt sidolinjeorgan, vilket används till exempel för att koordinera rörelserna i ett fiskstim (Wahlberg & Westerberg 2005). De olika hörselorganen kan samverka för att skapa ljudbilder, till exempel bedöma avstånd. På basen av sin förmåga att uppfatta ljud av olika frekvens brukar fisk indelas i hörselgeneralister (t ex plattfiskar, stubb, tånglake, makrill, lax) och hörselspecialister (t ex sill, torsk). Man bör även beakta den relativa detektionströskeln, som anger vilken intensitet ett ljud behöver ha i förhållande till bakgrundsljudet för att uppfattas. Man ser en skillnad i detektionströskel även mellan närbesläktade arter, vilket troligtvis bäst förklaras av ljudnivån i de olika arternas naturliga miljö. Till exempel har den älvlekande laxen en relativt hög detektionströskel. Fiskens artspecifika ljuduppfattningsförmåga kan anges baserat på vilka frekvenser de kan detektera och vilken total energi dessa våglängder behöver innehålla för att ljudet ska uppfattas. Nedwell m fl (2003) har antagit att ljud behöver ha en nivå om cirka 90 db över den artspecifika detektionströskeln för att till exempel orsaka en flyktreaktion. Befintlig information om fiskars ljuduppfattning är dock för låg för att kunna fastställa absoluta gränsvärden för skaderisk även för de mest allmänt förekommande arterna. Fiskars hörseltröskel mäts genom fysiologiska experiment, och sammanfattas med avseende på några arter för vilka data finns tillgängliga i figur 1. Tabell 4. Exempel på ljudnivåer uppmätta vid etablering och drift av vindkraftverk, samt utvalda bakgrundsljud. Angivna värden för intensiteten är integrerade inom 1/3 oktavband. Intensitet vid källan Mätspektrum och frekvens Påverkan (db re 1µPa) med högst energi Vindpark Referens Pålning av monopile 188 (medel energinivå 4 Hz 20 khz, max Utgrunden, Östersjön, McKenzie på sand, ø 3 m vid 30 m avstånd) vid 250 Hz Sverige Maxon 2000 Pålning + borrning 260 (peak to peak) 40 1 000 max vid 200, North Hoyle, Irländska Nedwell m fl av monopile, 4 m 800, 1 600 Hz sjön, Storbritannien 2003 Pålning av jacket 206 (medel energinivå 20 20 000, max vid FINO I, Nordsjön, ITAP 2005 enl. fundament, 1,5 m vid 1 m avstånd), 125, 315, 1000 Hz Tyskland Thomsen 2006 228 (zero to peak) Båttrafik 150 190 (medel energi- 20 100 000 Hz Nedwell & nivå vid 1 m avstånd) Howell 2004 Grävarbete 178 (1 m) Hoyles park, Nedwell m fl för kablar Irländska sjön 2003 15
detektionströskel, db rel 1 µpa 140 torsk, Atlanten sandskädda 130 sill lax Stillahavssill 120 110 100 Figur 1. Detektionströskel (Hearing threshold) hos fisk vid olika frekvenser. Fisk uppfattar ljudet bäst vid frekvenser där de har en låg detektionströskel. Symbolerna visar värden för olika arter: torsk, sandskädda, sill, lax, samt Stillahavssill. Källa: Thomsen m fl (2006). 90 80 70 10 100 1000 frekvens, Hz Effekt på fisk Hörseln är generellt av stor betydelse för fisk, och används bland annat för orientering, byteslokalisering och inbördes kommunikation. Fisk kan ofta undvika områden med ofördelaktigt ljudmiljö så att de kan utnyttja ljudinformationen fullt ut. Effekten av ljud blir då att fisken utesluts från området, vilket har en negativ effekt om fisken behöver området för reproduktion eller födosök. Vid höga nivåer kan fisken även påverkas direkt genom fysiska skador eller död på grund av snabba tryckförändringar i vattnet. Risken för skada är sannolikt signifikant för ansamlingar av yngel, vilka är mer fysiologiskt känsliga och som har en begränsad flyktförmåga. En omfattande fiskdöd bör kunna undvikas genom valet av arbetsmetoder. Detektionsavstånd. De högsta ljudnivåerna under anläggningsfasen uppstår vid pålning och sprängning (Nedwell & Howell 2004). Thomsen m fl (2006) har bedömt att till exempel sill och torsk sannolikt kan uppfatta ljud från pålning på längre än 80 km från anläggningsområdet, och till exempel lax och plattfisk på några kilometers avstånd från källa. I övrigt kan även intensiva ljud från båttrafik, borrning och grävning spridas väl under vattnet. Spridningen av ljud från ljudkällan kan beräknas genom uppmätta värden för 1) ljudets intensitet under aktiviteten, 2) modeller för ljudets spridning under vattnet, samt 3) detaljerad information om fiskars hörseluppfattning. Erfarenhetsbaserad kunskap saknas dock i frågan. Undvikande och kommunikationsstörning. Det finns inga direkta studier av hur fisk uppfattar eller reagerar på ljud från anläggningen av en vindpark. Ljud från anläggningsfasen kan leda till en flyktreaktion så att fisken avlägsnar sig från området. Nedwell m fl (2003) bedömde att undvikandereaktioner hos fisk är sannolika på 1 7 km avstånd från ljudkällan, på basen av de ljudnivåer som uppmätts under pålning av monopilefundament vid North Hoyle vindpark i Irländska sjön. En tidig flyktreaktion är positiv eftersom den innebär att arter potentiellt kan undvika att utsättas för skadliga ljudnivåer. Ett undvikande kan dock vara negativt om det finns en risk för att tillgängligheten på viktiga rekryteringseller födosöksområden påverkas under kritiska perioder. Om fisken stressas av höga ljudnivåer är det sannolikt att lek och rekrytering påverkas negativt eller utesluts helt inom en större del av påverkansområdet. Resultat från experimentella studier eller rena effektstudier vid befintlig verksamhet finns inte tillgängliga idag. Fysiska skador och död. Fiskar kan ta direkt skada av mycket höga ljud även inom en enda ljudimpuls av hög intensitet (Nedwell m fl 2003). Dels kan hörselorganen skadas, dels kan till exempel simblåsan och blodkärl sprängas av plötsliga tryckförändringar. Plötsliga ljud utgör en högre risk än gradvis uppkomna ljud. Det här beror på att gradvis uppkomna ljud möjliggör kortsiktiga fysiologiska 16
anpassningar och ett tidsutrymme för en eventuell flyktreaktion från det mest intensiva ljudområdet. För denna form av reaktioner kan erfarenhetsbaserade jämförelser göras med andra verksamhetsområden. Till exempel seismiska undersökningar utförs med låga frekvenser som motsvarar fiskens hörselområde. Dessa har konstaterats ge skador på hörselvävnaden hos fisk vid 180 db re 1 µpa (McCauley m fl 2003). Vid ett vägbyggnadsprojekt som omfattade pålning av fundament med en diameter om cirka 2,4 meter noterades ljudnivåer motsvarande cirka 250 db re 1µPa vid källan, och dödlighet hos ung stillahavslax som hölls i burar vid byggnationsplatsen på upp till 700 m avstånd från källan (Abbott 2001). Befintlig kunskap bedöms vara tillräcklig för att se att plötsliga ljud med hög intensitet medför en signifikant risk för vävnadsskador och död hos särskilt sårbara arter och livsstadier. Olika åtgärder för att minimera risken för skada har föreslagits. En möjlig väg är att försöka skrämma iväg fisken från området inför den mest intensiva ljudpåverkan, till exempel med så kallad soft start eller akustiska signaler. Alternativt kan man tillämpa olika byggnationstekniska åtgärder för att begränsa ljudet vid källan, till exempel så kallade bubbelridåer (se t ex Nedwell m fl 2003, Stalin 2005). Sedimentation Uppgrumling av löst material och lokalt ökad sedimentation påverkar fisk genom kvävningsrelaterade skador. Påverkan sker främst vid muddring och borrning för anläggning av fundament och kablar. Befintlig kunskap är tillräcklig för att bedöma att sedimentspridning innebär en generell risk för skada och fiskdöd hos framför allt yngel, rom och larvstadier. Påverkan är förhållandevis kortvarig över tid, eftersom sedimentet späds ut snabbt om vattenomsättningen är god. På grund av den höga momentana risken bör anpassningar dock göras för att minimera graden av påverkan, och påverkan bör undvikas inom de dominerande fiskarternas reproduktionssäsong. Effekt på fisk Förväntade effekter av sedimentspridning är relativt väl kända genom direkta experiment och erfarenheter från annan marin byggnation. Den främsta risken är att sediment i form av suspenderat material fastnar på gälarna och kväver fiskens syreupptag. Larvstadier är särskilt känsliga, eftersom de har större gälar och en högre syreförbrukning i förhållande till sin kroppsvikt. Redan vid låga koncentrationer sediment kan fiskens födointag reduceras, så att även om inte själva sedimentet har en dödlig effekt, kan larverna svälta ihjäl inom några dagar. Fisk kan undgå skada genom att aktivt undvika områden med suspenderat sediment, men denna förmåga är mer begränsad hos larver. Risken påverkas av såväl koncentrationen sediment i vattnet och påverkans varaktighet påverkar risken. Produkten av koncentration och varaktighet brukar anges som sedimentdosen (se t ex Engel-Sörensen och Skyt 2000). Torsk och sill tillhör de mest känsliga arterna, och undviker vattenmassor där sedimentkoncentrationen överstiger 6 8 mg/l (Westerberg m fl 1996). Hos torskrom har man sett att dödligheten ökar vid koncentrationer på omkring 100 mg/l. Torskens rom, som flyter i vattenmassan, kan påverkas negativt redan av lägre koncentrationer sediment, om övertäckningen gör att de blir tyngre och sjunker utanför sådana vattenmassor som är avgörande för deras överlevnad i fråga om temperatur och salthalt (Rönnbäck och Westerberg 1996). 17
Påverkan under driftfasen Under driftskedet bedöms sannolikheten för störningar som låg, men kunskapsläget är på detta område det sämsta. Ett generellt frågetecken gäller hur tillkomsten av nya fysiska strukturer påverkar lokala ekologiska förhållanden, t ex hur vissa arter gynnas mer än andra. Det är även oklart hur fiskens användning av vindparksområdet påverkas, framför allt av ljud och möjligen även av elektromagnetism. Vissa arter och livsmiljöer bör beaktas särskilt, liksom risken för ackumulerade effekter. Negativa effekter kan minimeras genom att undvika etablering inom av människan relativt opåverkade områden och områden viktiga för fiskens reproduktion, samt genom att gynna sådan metodik som minimerar ljud och elektromagnetiska fält. Tillkomst av nytt habitat Fundamenten som förankrar vindkraftverken innebär att nya ytor av hårt substrat tillförs det existerande ekosystemet. Fundamenten liknar inte någon naturligt förekommande bottentyp i svensk havsmiljö, men koloniseras snabbt av växter och djur från omgivningen. Beroende på vilka arter som är mest konkurrenskraftiga i den nya miljön, kan den lokala ekologiska strukturen förändras. Förändringarna kan framför allt ses i förhållande till det enstaka vindkraftverket, men i vissa fall kan vindparken som helhet betraktas som en hel nybildad skärgård. I flera miljöer är tillkomsten av nytt habitat sannolikt den starkaste faktorn för påverkan vid en havsbaserad vindpark (se t ex Kjerulf-Petersen & Malm 2006). Effekt på fisk Med avseende på fisk gäller de främsta frågeställningarna skillnader mellan hur olika arter påverkas, vilken omfattning effekten har och på vilken skala, samt hur en eventuell aggregation av fisk omkring det nya habitatet relaterar till eventuella avskräckande effekter från till exempel ljud. Om mängden organismer ökar vid fundamenten uppstår en så kallad artificiell rev-effekt. Det nya substratet ger även en viss ökad risk för massförekomst av särskilt gynnade arter och spridning av främmande arter, vilket även kan ha ekologiska följder för fisksamhället. Tendenser till båda dessa fenomen har noterats inom befintliga vindparker. Frågan bedöms vara av hög prioritet för forskning och utveckling. Artificiellt rev. Man har sett att många marina arter, varav även vissa fiskar, har en högre förekomst omkring vindkraftverken än i den omgivande miljön (t ex Wilhelmsson m fl 2006a, Birklund & Leonhard 2006). Detta ses som tecken på att vindkraftverkens fundament kan ha en sekundär funktion som så kallade artificiella rev i havet. I flera länder används artificiella rev som ett medel för att öka fångster inom det kommersiella fisket. Detta kan göras genom att tillgodose en ökad lokal produktion, men även genom att locka in fisk från ett större närområde och på så sätt inte öka deras antal men ge en ökad fångstbarhet lokalt. Erfarenheter från sådan verksamhet ger en inblick i hur artificiella rev kan fungera i en vindparksmiljö. En lokalt ökad mängd fisk beror sannolikt primärt på att fisk från omgivande ytor aggregeras vid den nya strukturen. På längre sikt kan dock även en ökad lokal produktivitet uppstå, förutsatt att den nya strukturen erbjuder en ökad födotillgång eller tillgång på någon typ av livsmiljö som annars är 18
begränsande. Exempel på ökad tillgång på fisk efter en etablering av artificiella rev finns även från svenska vatten (Egriell m fl 2006, figur 2). Det bör dock observeras att dessa rev är avsevärt större än vindkraftverkens fundament, eller 300 500 m långa, och att reven även omfattats av fiskeförbud. Fundamentet på ett vindkraftverk skiljer sig från egentliga artificiella rev genom att de har en mindre storlek och som regel en enklare struktur. De nya strukturerna är främst lodräta och når ända upp till ytan. Dessa egenskaper har föreslagits göra dem särskilt attraktiva som skydd för planktonätande fisk, vilket understöds av studier vid artificiella rev med lodräta komponenter (Wilhelmsson m fl 2006b). Undersökningar riktade mot framför all pelagial fisk vid de danska vindparkerna Horns rev och Nystedt har dock inte påvisat någon rev-effekt, och i vissa fall noterades en tendens till undvikande (Hvidt m fl 2006). I Sverige har dykinventeringar vid vindkraftverk i Kalmarsund påvisat en ökad täthet av fisk på och i närheten av fundamenten jämfört med på ett avstånd om 20 m utanför respektive i referensområden. Merparten av ökningen bestod i en ökad täthet av juvenil sjustrålig smörbult (Gobiusculus flavescens), vilket illustrerar hur vissa arter kan gynnas särskilt vid det nya substratet. Det noterades vidare att utstickande strukturer tycktes gynna arter som inte återfanns på fundamentens slätare ytor (Wilhelmsson m fl 2006a). En hög täthet av sandstubb har även noterats vid danska vindparker (Leonhard m fl 2006). Erosionsskydd i form av klippblock omkring vindkraftverkens fundament har sannolikt en positiv effekt på artrikedom, eftersom den strukturella variationen ökar (se t ex Birklund och Leonhard 2006). En förutsättning för att en reveffekt ska kunna konstateras vid vindparken är att arter inte reagerar negativt på annan påverkan från anläggningen. Vid en tidig studie vid det solitära vindkraftverket Svante utanför Nogersund i Blekinge undersöktes fördelningen av fisk genom provfiske dels medan verket var i drift och dels medan det var avstängt, vilket möjliggjorde en jämförelse mellan påverkan från vindkraftverket och reveffekten. När vindkraftverket var avstängt förekom mer torsk och mört på 50 m avstånd från kraftverket än på 200 800 m avstånd, men då verket var i drift fångades lika mycket av båda arter i varje område. Motsvarande mönster sågs inte hos den bottenlevande simpan (Westerberg 1994). Resultatet är begränsat till effekter av ett enda vindkraftverk. Omfattningen av och förutsättningar för artificiella rev effekter vind vindparker är ett viktigt område för fortsatt undersökning. Studier som potentiellt möjliggör en separering av aggregerande och avskräckande effekter omkring vindparker pågår för närvarande vid Nystedt vindpark i Danmark, samt är planerade vid Lillgrund i Öresund inom kunskapsprogrammet Vindval (www.naturvardsverket.se). Spridning av främmande arter. För fastsittande organismer bildar vindparker nya öar, eller rentav skärgårdar, i öppet vatten. Det här gör att vindparker potentiellt kan fungera som ett fysiskt 5 4 hummer, rev hummer, referens 20 15 torsk, rev torsk, referens 3 2 10 1 5 0 2003 2004 2005 0 2003 2004 2005 Figur 2. Exempel på ökad förekomst av hummer och torsk vid artificiella rev vid Vinga utanför Göteborg. Reven anlades 2003. Det bör observeras att reven även omfattats av fiskeförbud, till skillnad från använda referensområden. 19
etableringsområde (stepping-stone) för främmande arter från andra havsområden. Vindkraftverkens fundament kan sannolikt särskilt gynna invaderande arter, eftersom dessa ofta karakteriseras av en god förmåga till spridning, vidfästning och anpassning till nya miljöer, vilket bekräftas av observationer vid den danska vindparken Horns rev i Nordsjön (Birklund och Leonhard 2006). En annan risk är att främmande arter ofta har konstaterats etablera sig särskilt snabbt i områden där det lokala ekosystemet varit instabilt eller under succession, vilket är sannolikt vid en nyetablerad vindpark (Case 1991, Occhipinti-Ambrogi och Savini 2003). Habitatförlust Den yta av havsbotten som täcks av vindkraftverkens fundament blir otillgänglig när vindparken etableras, och dess omfattning motsvarar en direkt habitatförlust. Storleken på den yta som direkt berörs är dock långt under 1% av den totala ytan av vindparksområdet, eller till exempel 0,14% av den totala ytan vid Horns rev i Danmark (Hvidt m fl 2006). De enskilda fundamenten varierar vanligen mellan 4 och 25 meter i diameter, och är placerade med ett inbördes avstånd om minst 500 meter från varandra. Om däremot en fiskart avskräcks från vindparksområdet som helhet, uppstår en effektiv habitatförlust som motsvarar hela den areal som fisken undviker. Potentiell påverkan som kan leda till ett direkt undvikande är till exempel ogynnsamma ljudförhållanden eller elektromagnetism från kabelnätverket. En tillfällig destruktion av botten inträffar även vid nedgrävning eller spolning av kablar. Betydelsen av bottendestruktion i samband med kabeldragning är sannolikt av mindre betydelse för fisk, även om markarbete kan ha andra negativa effekter, till exempel en ökad sedimentation. En risk för direkt habitatförlust kan vara av betydelse framför allt i områden med hög biologisk mångfald eller anmärkningsvärd artsammansättning. Den effektiva habitatförlusten är av potentiell hög betydelse för fisk, om påverkan från vindparken gör att fisken utesluts från värdefulla reproduktions- eller uppväxtområden. Ljudmiljö Ljud som kan påverka fisk under driftfasen är framförallt vibrationer från turbinens växellåda som fortplantas via tornet som ljudvågor under vattnet. Detta ljud har i huvudsak frekvenser under 1000 Hz, vilket är väl inom fiskens hörbarhetsområde. Det ljud som uppstår i luften från vindkraftverkens vingblad reflekteras vid ytan och påverkar inte ljudbilden under vattnet (Lindell och Rudolphi 2003). Fundament av monopile typ har ansetts alstra en större andel ljud i frekvensomfånget 50 500 Hz och gravitationsfundamentet en större andel under 50 Hz (Elforsk 2002). Stomljudets frekvens och intensitet påverkas av vindhastighet, turbinernas antal och effekt, samt och fundamentets egenskaper. Även den aktuella bottentypen har en inverkan, genom att mjukare bottnar dämpar ljudet mera än hårda bottnar. Några förslag på ljudreducerande åtgärder presenterades av Lindell och Rudolphi (2003), till exempel kan en effektivare vibrationsisolering introduceras mellan växellåda och torn, eller vid tornets kontaktyta mot vattnet. I vissa områden kan driftfasen även medföra en signifikant ökad båttrafik inom vindparksområdet, framför allt i sådana områden som är relativt ostörda under opåverkade förhållanden, till exempel i Östersjöns och Bottniska vikens utsjöområden. Vid en helhetsbedömning bör påverkan från vindparken bedömas i relation till den totala förändringen av ljudbilden, och inkludera till exempel befintlig båttrafik, fiskerelaterade aktiviteter, broar eller andra befintliga konstruktioner. 20
Effekt på fisk Under driftfasen kan fisk påverkas genom undvikande, så att de utesluts från områden med ofördelaktigt ljud. Buller kan även påverka fiskens beteende, t ex genom maskera de ljud som fisken själv använder vid kommunikation. Detta kan medföra att vindparkområdets kvalitativa betydelse för fisk påverkas. Den befintliga kunskapsnivån är låg, på grund av brist på direkt erfarenhet från etablerade parker. Påverkansområde. Det möjliga påverkansområdet varierar mellan arter beroende på deras hörselförmåga, vilket har beskrivits i samband med ljudeffekter under anläggningsfasen tidigare i denna rapport. Baserat på ljuddata uppmätta vid Utgrunden vindpark i Kalmarsund beräknade Wahlberg och Westerberg (2005) att fisk, beroende på art, kan uppfatta ljud från en vindpark på mellan 0,4 och 25 km avstånd, medan Thomsen m fl (2006) beräknade att ljud från en vindpark kan höras på ett avstånd upp till 4 km hos sill och torsk, samt 1 km hos sandskädda. Den faktiska detektionsradien inom varje vindpark kommer även att variera med lokala topologiska förhållanden, tekniska lösningar, men även i hög grad av den befintliga nivån av bakgrundsljud. Undvikande. Fisk kan reagera på ofördelaktigt ljud genom att avlägsna sig från området. Vid långvarigt undvikande leder detta till en effektiv habitatförlust, så att artens totala tillgängliga livsmiljö minskar. Fältstudier har till exempel påvisat tydliga flyktreaktioner hos sill i förhållande till lågfrekvent ljud från vissa typer av fartygsmotorer och de flesta typer av propeller (Mitson & Knudsen 2003). Det finns dock inga generella tecken på att fisk skulle undvika ljud från själva vindparkerna. En förutsättning för en undvikandereaktion är att fisken har en negativ association till ljudet, och en tillvänjning kan även vara möjlig om ingen fara kan associeras med ljudet på längre sikt. Vid försök med att använda ljud för att avleda fisk från vattenkraftverk, kunde till exempel en tillvänjning till hörbart ljud >20 Hz som initialt varit avskräckande konstateras hos lax. Ingen tillvänjning noterades dock till ultraljud, <10 Hz (Larsson 1992). Enligt Wahlberg & Westerberg (2005) kan konsistenta skrämselreaktioner utan möjlighet till tillvänjning i förhållande till vindkraftverk förekomma endast närmast fundamentet typiskt inom ett fåtal meter. Ett flyktbeteende hos mört noterades vid exponering för ljud motsvarande det från vindkraftverk vid höga ljudstyrkor (Öhman och Wilhelmsson 2005). En tendens till undvikande av området närmast fundamenten noterades inom vindkraftparken Horns rev vid hydroakustiska studier av fiskens fördelning, men observationen var inte signifikant (Hvidt m fl 2006). En begränsning vid många befintliga studier är att de av praktiska skäl är begränsade till lugna väderförhållanden. De möjliggör därmed inte studier av fiskens fördelning under de högre vindstyrkor som är mer representativa för miljöer där vindparker etableras, och som generellt medför en högre ljudutstrålning. Maskering. Flera fiskarter använder sig av ljud vid inbördes kommunikation, och en ökad nivå av bakgrundsljud från vindparken kan potentiellt påverka deras beteende. Ljudsignaler har för många fiskar stor betydelse för att lokalisera varandra och signalera parningsberedskap i samband med lek. Till exempel när torsk och kolja aggregeras för att leka kommunicerar de med lågfrekventa ljud, grymtningar, inom samma frekvensintervall som driftljudet från ett vindkraftverk. Andra beteenden som kan relateras till fiskens hörsel är orientering, födosök och förmåga att upptäcka predatorer eller andra hot. En generell höjning av bakgrundsbullrets nivå kan innebära att förutsättningarna för dessa beteenden försämras. Kortvariga kommunikationssignaler löper större risk att störas av bakgrundsbuller än utdragna signaler, eftersom ljudets längd påverkar detektionströskeln. I detta avseende är hörselspecialister sannolikt mer känsliga än hörselgeneralister (Amoser och Ladich 2005). Fysiologiska studier på fisk har visat att ljud med fluktuerande intensitet och frekvens sannolikt medför starkare stressreaktioner än kontinuerligt ljud, hos både hörselspecialiserade arter och hörselgeneralister (Wysocki m fl 2007). 21
Elektromagnetism Den el som produceras i vindparken överförs genom ett kabelnätverk som förbinder de olika vindkraftverken till en transformatorstation, och leds därifrån vidare genom en eller flera landanslutningskablar. Kablarna är som regel väl avskärmade med avseende på direkta elektriska fält, men de omgivande magnetiska fälten kan potentiellt påverka sin närmiljö, och kan även möjligen ge upphov till inducerade elektriska fält. Dessa typer av fält benämns tillsammans elektromagnetiska fält. Inverkan från magnetiska fält kan störa fiskars orienteringsförmåga vid vandring, till exempel hos ål, medan broskfiskar använder ett elektriskt sinne för lokalisering av byte och artfränder. Kabelns design är av stor betydelse för effekten. Befintliga tekniska alternativ för minsta möjliga påverkan bedöms ha goda förutsättningar att minimera negativa effekter på fisk. Kablarnas utformning. En vanlig utformning inom vindparker är att det interna nätverket bär mellanhögspänd växelström, och landanslutningskabeln högspänd växelström. För planerade vindparker till havs har dock även högspänning likström angivits som ett potentiellt alternativ för landsanslutning. Det magnetiska fält som omger en likströmskabel är högre än vid växelström. Magnetfältet är statiskt, så att det beroende på kabelns riktning antingen förstärker eller försvagar det upplevda jordmagnetiska fältet. Genom att placera en återledningskabel parallellt nära huvudkabeln kan påverkan från det omgivande magnetiska fältet reduceras vid användandet av likström. En växelströmskabel har tre separata faser per kabel, med ett magnetfält som beror på avståndet mellan kablarna. Alternativt kan en tvinnad trefaskabel användas, vilket ger ett totalt sett mycket lågt magnetfält (Åslund m fl 2005). Storleken på det magnetiska fält som alstras beror av den effekt som momentant överförs i kabeln och avtar i stort sett kvadratiskt med avståndet. En högspänd likströmskabel om 1300 A förväntas ge upphov till ett magnetfält som vid 5 6 m avstånd avtagit till samma nivå som det naturliga jordmagnetiska fältet i Sverige, det vill säga omkring 50 µt (Åslund m fl 2006). Det finns inga fastställda gränsvärden för magnetiska fält eller skyddsavstånd till kablar. En magnetfältsnivå på mindre än 0,4 µt brukar anses som säker och är ett gränsvärde för Svenska Kraftnäts magnetfältspolicy för kraftledningar. För en kabel med omkring 130 kv växelström har det genererade magnetfältet beräknats vara under 0,4 µt omkring 5 m ovanför kabeln då 150 MW överförs, angivet som ett årsmedelvärde (Kindlund m fl 2006). Effekt på fisk Magnetiska fält registreras och används av vissa marina organismer vid vandring och orientering. Broskfiskar kan påverkas negativt av inducerade elektriska fält, eftersom de använder ett elektriskt sinne vid födosök och lokalisering av andra fiskar. De effekter som har noterats på fiskens beteende omkring enstaka kablar är av låg omfattning. Risken för ackumulerade effekter om ett stort antal kablar används har dock uppmärksammats. Vandring och orientering. I svenska vatten är det framförallt den europeiska ålen som berörs, men även laxfiskar använder sig av jordmagnetism vid vandringar. Ålen orienterar sig med ledning av jordmagnetism vid sin lekvandring till Sargassohavet, och en korrekt navigationsförmåga är en viktig förutsättning för dess fortlevnad. Eventuell påverkan på ål är av hög betydelse eftersom ålen är klassad som akut hotad i Sverige (Gärdenfors 2005). Studier tyder på att störningar av det jordmagnetiska fältet faktiskt leder till felorientering hos vandringsål och ålyngel. Fältundersökningar under prövotiden för likströmskabeln Baltic Cable (enkelledare med återledning genom vattnet) angav att ålen kan få en kursavvikelse på upp till något hundratal meter på grund av kabeln (Westerberg & Begout-Anras 2000). Däremot har studier visat att magnetfält av den storleksordning som alstras över SwePolkabel (kabel med parallell metallisk återledare) inte medför betydande effekter på 22
latitudkoordinat, m 500 450 400 250 300 350 400 450 longitudkoordinat, m HV-kabel återledare avstängd med återledare enkel kabel Figur 3. Simulering av vandringsbeteende hos ål i förhållande till likströmskabeln SwePol-link (1300 A). Om återledare används avviker ålen endast obetydligt i sin kurs, och om ingen återledare används med omkring 40 m. ålens vandring eller hos simaktiviteten hos lax och öring (Westerberg m fl 2006, figur 3). Studier över effekten av kablar i relation till vindparker utförs av Fiskeriverket inom kontrollprogrammet för Lillgrund vindpark och forskningsprojektet Vindval (Westerberg och Lagenfelt 2005). Födosök. Man har i flera studier sett exempel på att fisk reagerar på redan små förändringar i elektromagnetiska fält. Framför allt broskfiskar, till exempel rockor, hajar och rundmunnar är känsliga för elektromagnetism. Enligt Gill m fl (2005) har studier på broskfisk visat attrahering vid fältstyrkor på 0,005 1 µt/cm, men undvikande vid fältstyrkor överstigande 10 µt/cm. Om påverkan även kan vara skadlig är inte klarlagt. Ett osäkerhetsmoment inom vindparker är att de förutsätter en lokalt relativt omfattande utbredning av kabel. Risken för att flera små effekter av magnetiska och elektriska fält ger en större ackumulerad effekt uppmärksammas bland annat inom det brittiska forskningsprogrammet COWRIE. Belysning och skuggor Vindkraftverken kastar fasta skuggor på sin omgivning, vilka genom sin effekt kan ses som en del av de habitatförändringar som vindkraftverket medför. Därtill kastar rotorbladen ljusreflektioner från sol och/ eller belysning i närområdet som kan bli upp till 1500 m långa. Vindkraftparker bör av sjösäkerhetsskäl belysas dels med hjälp av fyrar i utkanten av kraftparken och dels med individuell belysning av tornen. Effekt på fisk Det har framhållits att fiskar i ytvattnet kan uppfatta rörliga skuggor från vindkraftverkens rotorblad som en annalkande fara och reagera med flyktreaktioner, liknande de anpassningar som vissa arter har i förhållande till exempelvis fiskätande fågel. Även fisklarver vistats ofta nära vattenytan, men dessa är i regel för små för att kunna företa en hastig flykt. Risken för att eventuella flyktreaktioner skulle förorsaka några signifikanta ekologiska effekter bedöms dock vara låg. Detta motiveras av att svenska kustvatten oftast har ett begränsat siktdjup, vilket minskar omfattningen av ljusintryck uppifrån, samt av att vågor kan bryta ljuset från skuggorna vid ytan under de flesta vindförhållanden. Signaler från vindparkens varningsljus nattetid borde vara obetydliga om ljusen riktas uppåt. Däremot kan nedåtriktad belysning påverka dygnsvisa djupförflyttningar hos bottenfauna och zooplankton, vilket även kan påverka fiskens rörelse, samt påverka vandrande arter. Ändrade strömförhållanden Vindparken kan påverka strömmarna i ett område genom att bromsa och omdirigera de befintliga vattenströmmarna. Tre tänkbara effekter har framhållits, nämligen påverkan på retentionsområden, direkt påverkan på vattenströmmar bakom fundamenten, samt lokala lufttrycksförändringar bakom kraftverken. Risken för en negativ effekt på fisk bedöms dock 23
för närvarande vara låg eftersom utsträckningen av påverkan bedöms vara låg. Effekt på fisk Vattenretention innebär att en specifik vattenmassa under vissa förutsättningar hålls kvar inom ett område under en längre tid än i närbelägna områden. Detta ökar förutsättningarna för att pelagiska organismer ska hållas kvar, och kan även möjliggöra en lokalt högre vattentemperatur. En sådan retention kan leda till att fiskyngel och zooplankton ansamlas vid till exempel utsjögrund, och kan även leda till en ökad produktivitet. Mätningar vid svenska utsjögrund har inte visat att retention förekommer (Naturvårdsverket 2006), men underlaget för en sådan slutsats är mycket begränsat. Vindparken kan teoretiskt förväntas orsaka en bromseffekt på befintliga vattenströmmar. På en större skala har en sådan bromseffekt bedömts vara av samma omfattning som normal mätfelsmarginal, varför effekten sannolikt inte påverkar den storskaliga vattencirkulationen (t ex Kindlund m fl 2006). På en lokal skala har individuella fundament observerats ge upphov till tydliga turbulenta flöden av upp till 150 m längd, vilket observeras vid de båda danska vindparkerna Horns rev och Nystedt (Hvidt m fl 2006). De turbulenta flödena har ibland observerats sammanfalla med en förhöjd täthet av fisk, som utnyttjar gränsen mellan vattenströmmar i sitt födosök (Leonhard m fl 2006). Fiskerestriktioner Begränsningar i fiske kan medföra direkta negativa ekonomiska konsekvenser för de fiskare som berörs om inte kompensationsåtgärder eller andra lösningar vidtas. Inom större vindparker kan fiskerestriktioner på längre sikt medföra en positiv effekt på beståndens utveckling, under förutsättning att fisken tillbringar en signifikant del av sin tid inom området med fiskerestriktioner och att överlevnaden därmed ökar. En vindpark medför restriktioner på fiskets bedrivande i området. Begränsningarna motiveras framför allt av risken för skador på strömförande kablar vid ankring eller användandet av släpade fiskeredskap. Det har även framhållits att det finns en förhöjd kollisionsrisk inom vindparken, framför allt gällande större fartyg och hårda väderförhållanden. En tredje aspekt som har omnämnts är att möjligheten till sjöräddningsaktioner är begränsade inom parkområdet eftersom räddningshelikoptrar inte får operera där. Det finns dock inga generella anvisningar om regler för tillträde eller fiske inom vindparker, varför beslut om graden av fiskerestriktioner fattas av ägaren baserat på en bedömning i de enskilda fallen. I de ansökningar och samråd som inkommit till Fiskeriverket har man angivit som sannolikt att alla typer av trålfiske, samt fiske med drivgarn eller förankrade redskap kommer att uteslutas, medan man i större utsträckning hållit möjligheten öppen för fortsatt fiske till exempel med icke-förankrade bottensatta redskap eller olika former av handredskap. 24
Fiskeriverket har under 2006 redovisat en revision över områden av riksintresse för fisket, vilka syftar till att undvika direkta konflikter med det allmänna fiskeintresset vid planering av annan verksamhet i marin miljö (Thörnqvist 2006). Översynen av riksintresseområden återspeglar den ekonomiska fördelningen av fångster under perioden 1999 2003, baserat på den erhållna fångstens förstahandsvärde. Riksintressen för fiske beskriver vilka geografiska områden som har högst betydelse för det svenska yrkesfisket, och som skulle medföra de största ekonomiska konsekvenserna om fiskerestriktioner infördes. Riksintressena är avvägda på regional nivå mot genomsnittliga fångstvärden inom olika havsområden, indelat på Bottenviken, Bottenhavet, egentliga Östersjön, Öresund, Kattegatt och Skagerack. Ytterligare effekter på fisket medförs om vindparker skadar rekryteringen av fiskbestånd med den största risken förlagd till anläggningsfasen, samt för vissa arter och ekosystem eventuellt även under driftfasen. De redovisade riksintressena beaktar dock inte rekryterings- eller lekområden i havet, eftersom kunskapen i de flesta fall saknas för att göra en sådan avgränsning. Effekter av fiskerestriktioner på fiskbestånden Det har framhållits att fiskerestriktioner inom vindparksområden kan har en positiv effekt på beståndsutvecklingen av hårt exploaterade arter, en så kallad reservatseffekt. Den möjliga omfattningen av en sådan effekt i en vindpark kan bedömas med hjälp av erfarenheter från verkliga marina reservat, det vill säga naturområden som är helt eller delvis stängda för kommersiellt fiske. Dessa studier visar att arter som är utsatta för högt fisketryck kan komma öka i förekomst och eller storlek vid lokala fiskebegränsningar, och att effekten i stor utsträckning beror på områdets storlek (Bergström m fl 2007). Den största reservatseffekten kan förväntas på arter som är har en låg grad av rörlighet eller är föremål för ett högt fisketryck (Palumbi 2004). Rörliga arter som i högre grad förflyttar sig in och ut området med fiskerestriktioner upplever däremot ett fisketryck som är lika stort som det totala fisketrycket i hela dess uppehållsområde. Det totala utfallet på beståndsnivå kommer därför att bero både på fiskeintensiteten utanför området, och på hur stor del av tiden artens vistas inom området med fiskerestriktioner. Det är därför av högsta vikt att även effekter av själva vindkraftparken på fisken beaktas, eftersom en viss fiskart även kan undvika eller utkonkurreras från området omkring en vindpark på grund av direkt eller indirekt påverkan. Samband mellan effekt av vindpark och fiskerestriktioner Den förväntade effekten av en fiskerestriktion påverkas av vilken effekt vindparken som sådan har på fiskens beteende eller beståndsstorlek (tabell 5). Ett exempel är att vindparken kan påverka fiskbeståndens produktivitet negativt eller positivt. Alternativt kan fisken omfördelas mellan vindparken och närområdet på grund av attraktion eller undvikande. I det fall att fisken omfördelas, kan effektiviteten i 25
Tabell 5. Effekter av fiskerestriktioner på fiskbeståndens utveckling i vindparksområdet och dess närhet under olika grad av direkt påverkan från själva vindparken. Icke-fiskade arter påverkas inte direkt av fiskerestriktioner, även om ekologiska indirekta effekter är möjliga. Icke fiskad art, Fiskad art, Fiskad art, påverkas ej inget fiskeförbud fiskeförbud Effekt av vindpark av fiskeförbud inom parken inom parken Ingen direkt effekt - - positivt Aggregering - negativt positivt Repellering - negativt negativt Ökad produktivitet - - - Minskad produktivitet - - - fisket öka lokalt och medföra en risk för felbedömning av beståndets totala storlek. Om fisken ansamlas inom vindparkområdet kan fiskerestriktioner leda till en förstärkt reservatseffekt, eftersom den totala dödligheten hos beståndet minskar. Om fisken däremot undviker vindparken minskar dess totala livsutrymme i området som helhet, och fisken koncentreras utanför vindparksområdet där sannolikheten för fiskeridödlighet ökar. I det fall en lokal produktivitetsökning sker vid vindparken påverkas inte fiskens täthet i närområdet, även om beståndets totala storlek naturligtvis kommer att vara beroende av hur mycket fisk som tas upp. På motsvarande sätt ger en eventuell minskad produktivitet inom parken en beståndsminskning, som kan antingen bromsas eller påskyndas beroende på nivån av uttag inom fisket. Ekosystemaspekter Indirekta effekter på fiskbestånden uppstår om förändringar i andra delar av ekosystemet påverkar fiskbestånden. Fisken samverkar med sin närmiljö genom sitt födoval, till exempel genom att äta zooplankton, bottendjur eller annan fisk. Fisken kan även vara en födokälla för andra organismer, till exempel annan fisk, fågel, marina däggdjur och människan (figur 4). Effekter på fisk som beror på förändringar i andra delar av ekosystemet eller till fiskens roll på sin omgivning kan utvärderas teoretiskt, men behöver beaktas särskilt vid utförandet av ett kontrollprogram för att kunna utvärderas direkt. Genom att observera ekologiska skeenden inom vindparken kan man identifiera de mest relevanta åtgärderna för att minimera eventuell negativ påverkan, till exempel inom kontrollprogram. En god kunskap om vilka ekologiska processer som främst berörs kan även användas för att identifiera de mest lämpliga områdena för en eventuell storskalig utbyggnad. 26
Figur 4. Förenklad skiss över marina ekosystem med betoning på fisk. Heldragna linjer anger möjliga vägar för direkt påverkan från en vindpark på fisk och på övriga delar av näringsväven av betydelse för fiskbestånden. Streckade linjer anger möjliga flöden inom ekosystemet genom vilka indirekta effekter kan påverka fisk. Som exempel påverkar tillgången på lämplig föda och uppväxtmiljö den totala produktiviteten och den inbördes sammansättningen av olika fiskarter. Fiskbeståndens dödlighet påverkas av mängden predation från säl och fågel samt eller fiske. Djur inom de olika grupper som visas kan representeras av olika arter i olika havsområden. Fiskens roll som bytesdjur Om en viktig predator på fisk försvinner ökar möjligheten för fiskbeståndet att tillväxa, eftersom dess totala dödlighet minskar. I en vindpark kan man tänka sig en sådan så kallad kaskadeffekt till exempel om vindparken innebär fiskerestriktioner som ger en lokal minskad dödlighet av kommersiella arter. I vissa områden är predationen från sjöfågel på småfisk stor, men det är inte känt om dessa kan ha en tillräckligt stor effekt för att reglera fiskbeståndens storlek. Marina däggdjur, framför allt säl, kan sannolikt reglera mängden fisk i ett begränsat område, till exempel en vindpark, om området är attraktivt för födosök. Tillgången på fiskföda Det är sannolikt att ett områdes naturliga artsammansättning av bytesdjur förändras när en vindpark etableras, på grund av att vissa arter gynnas mer än andra. Detta kan även ge effekter på fisk. Förändringarna i den totala artsammansättningen beror på vilka arter som bäst kan tillgodogöra sig de nya förhållandena. Vindkraftverkens fundament ger vanligtvis en ökad kolonisation av till exempel havstulpaner, blåmusslor, hydroider, sjöpungar och alger. Dessa arter är inte högkvalitativ föda för fisk, men kan i sin tur attrahera till exempel kräftdjur, snäckor och mindre fiskar. Eventuell påverkan på omgivande mjukbotten är sannolikt av låg betydelse för fisk. 27