Ptaki zderzają się z turbinami. Podobno jest sposób, żeby to zmienić

Rozwój energetyki wiatrowej od lat wywołuje spór o wpływ turbin na ptaki. Problem jest realny: zwierzęta zderzają się z obracającymi się łopatami, a część gatunków unika także terenów w pobliżu farm wiatrowych. Jednocześnie badacze podkreślają, że elektrownie wiatrowe odpowiadają tylko za niewielką część śmiertelności ptaków powodowanej przez człowieka.

Teraz zespół naukowców z Uniwersytetu Helsińskiego i University of Exeter zaproponował nowe podejście. Zamiast wykrywać ptaki kamerami i zatrzymywać turbiny, chcą wpłynąć na zachowanie samych zwierząt. Pomóc mają kolory ostrzegawcze znane z natury.

Kolory ostrzegawcze zamiast białych łopat

Punktem wyjścia dla badaczy były zjawiska dobrze znane biologom ewolucyjnym. Wiele zwierząt wykorzystuje charakterystyczne zestawienia kolorów, by odstraszać drapieżniki. Żółto-czarne pasy, czerwone wzory czy kontrastowe połączenia bywają sygnałem zagrożenia. Takie mechanizmy można zobaczyć u żmij, węży koralowych, trujących żab czy motyli. Część zwierząt unika tych kolorów instynktownie, nawet bez wcześniejszych doświadczeń.

„Punktem wyjścia dla tego pomysłu było to, że w naturze wiele zwierząt używa kolorów do ostrzegania drapieżników przed niebezpieczeństwem. Często tendencja do unikania określonych kombinacji kolorów jest genetyczna” – mówi prof. Johanna Mappes z Uniwersytetu Helsińskiego.

Badacze postanowili sprawdzić, czy podobny mechanizm można wykorzystać przy turbinach wiatrowych. W eksperymencie wykorzystano specjalny ekran dotykowy dla ptaków, na którym wyświetlano cyfrowe obrazy obracających się łopat turbin z różnymi wzorami. Testy przeprowadzono na sikorach bogatkach. Ptaki miały możliwość wyboru między różnymi wariantami wirujących łopat.

Białe turbiny okazały się najgorsze

Wyniki zaskoczyły samych badaczy. Najsilniejszą reakcję odstraszającą wywoływały połączenia czerwieni, żółci i czerni. Ptaki wyraźnie częściej unikały takich wzorów niż stosowanych dziś rozwiązań, takich jak pojedyncza czarna łopata czy czerwone pasy. „Białe łopaty, które są dziś najczęściej używane na świecie, okazały się dla ptaków najgorszą opcją” – mówi prof. Mappes.

To ważne także dlatego, że biały kolor nie jest przypadkowy. Turbiny maluje się tak głównie z powodów technicznych i ekonomicznych. Jasna powierzchnia ogranicza nagrzewanie się materiału i poprawia widoczność konstrukcji dla lotnictwa. Jednocześnie jednak może być słabiej dostrzegalna przez część ptaków na tle nieba.

Naukowcy podkreślają, że nie chodzi o całkowite wyeliminowanie śmiertelności ptaków, lecz o jej ograniczenie możliwie prostymi metodami. „To, co jest szczególnie nowe, to fakt, że rozwiązanie opiera się na zachowaniach kształtowanych przez ewolucję i sygnałach ostrzegawczych zoptymalizowanych przez naturę” – podkreśla prof. Mappes.

Farmy wiatrowe i ptaki. Jak duży jest problem

Kolizje ptaków z turbinami są jednym z najczęściej podnoszonych argumentów przeciw energetyce wiatrowej. Skala problemu zależy jednak od gatunku, lokalizacji farmy i sposobu liczenia.

Według danych cytowanych przez MIT Climate Portal starsze amerykańskie analizy szacowały, że w USA turbiny wiatrowe zabijały rocznie od 140 tys. do 679 tys. ptaków. To dużo, ale jednocześnie znacznie mniej niż inne zagrożenia związane z działalnością człowieka.

Zderzenia z budynkami odpowiadają według różnych analiz nawet za blisko miliard martwych ptaków rocznie w USA. Jeszcze większym problemem są koty domowe i wolno żyjące, które mogą zabijać nawet kilka miliardów ptaków rocznie.

Istotny jest także szerszy kontekst energetyczny. Analizy przywoływane przez MIT wskazują, że produkcja energii z paliw kopalnych powoduje wielokrotnie więcej ptasich ofiar w przeliczeniu na jednostkę wyprodukowanej energii niż energetyka wiatrowa. Wynika to nie tylko z infrastruktury, ale też z niszczenia siedlisk, zanieczyszczeń i wpływu zmian klimatu.

Nie oznacza to jednak, że problem można ignorować. Szczególnie narażone bywają ptaki drapieżne i gatunki migrujące. W Niemczech dużo dyskusji wywoływały przypadki kolizji bielików i orlików krzykliwych z turbinami.

AI, kamery i wyłączanie turbin

Branża energetyki wiatrowej od kilku lat testuje różne sposoby ograniczania ryzyka kolizji. Jednym z najgłośniejszych rozwiązań są systemy wykorzystujące sztuczną inteligencję. W Niemczech testowano system IdentiFlight, który za pomocą kamer i algorytmów rozpoznaje ptaki drapieżne z odległości nawet 750 metrów. Gdy system wykryje zagrożenie, turbina automatycznie zwalnia lub zatrzymuje łopaty.

Takie rozwiązania są jednak kosztowne i wymagają rozbudowanej infrastruktury. Dlatego pomysł wykorzystania kolorów może być dla branży atrakcyjny.

„Malowanie turbin to tylko jeden z elementów zestawu strategii pomagających chronić ptaki. Inne rozwiązania obejmują lokalizowanie turbin z dala od głównych tras migracyjnych czy wykorzystanie kamer sterowanych komputerowo do wyłączania turbin, gdy ptak się zbliża” – mówi dr George Hancock z University of Exeter.

Badacze podkreślają też, że same lokalizacje farm mają ogromne znaczenie. Coraz więcej analiz wskazuje, że odpowiednie planowanie może ograniczyć ryzyko bardziej niż późniejsze działania techniczne.

Ptaki często unikają turbin skuteczniej niż sądzono

Część najnowszych badań sugeruje jednocześnie, że wiele gatunków potrafi całkiem skutecznie omijać turbiny. Dobrym przykładem jest dwuletni projekt prowadzony na farmie offshore Aberdeen Offshore Wind Farm u wybrzeży Szkocji.

Badacze śledzili tam loty mew, głuptaków i innych ptaków morskich za pomocą radarów oraz kamer tworzących trójwymiarowy obraz ruchu zwierząt. W czasie całego projektu nie zarejestrowano ani jednej kolizji z łopatami. Ptaki zaczynały zmieniać tor lotu już z odległości około 120 metrów od wirnika. Niektóre gatunki omijały turbiny wcześniej, inne reagowały dopiero bliżej łopat.

Autorzy badania podkreślali jednak, że wyniki nie oznaczają całkowitego braku ryzyka. Zachowanie różnych gatunków może się znacząco różnić, a warunki pogodowe, migracje czy ukształtowanie terenu nadal mają duże znaczenie.

Turbiny przyszłości mogą wyglądać inaczej

Zdaniem autorów nowego badania prace nad kolorami ostrzegawczymi mogą być początkiem większych zmian w projektowaniu turbin. „W dłuższej perspektywie nasza praca może doprowadzić do nowych standardów projektowania turbin wiatrowych. Łopaty mogłyby być projektowane nie tylko pod kątem aerodynamiki, ale również widoczności i odstraszania ptaków” – mówi prof. Mappes.

Podobne rozwiązania mogłyby być wykorzystywane także przy liniach energetycznych, szklanych fasadach budynków czy innych konstrukcjach, z którymi zderzają się ptaki.

Badacze zaznaczają jednak, że potrzebne są kolejne testy prowadzone w rzeczywistych warunkach i z udziałem różnych gatunków. Dopiero wtedy będzie można ocenić, czy kolorowe wzory rzeczywiście sprawdzą się na dużą skalę.