Faktencheck:
Was sagt Vernunftkraft zu "Infraschall und Windenergie"

Bei Vernunftkraft ist man inzwischen auf meine Webseite aufmerksam geworden. Vernunftkraft ist einer der effektivsten Lobbyverbände gegen die Windenergie. Die Kontakte reichen bis ins BMWi (vgl. Lobbypedia). Selbstverständlich gehört der Infraschall zu einem der Hauptargumente, die Vernunftkraft gegen die Windenergie ins Feld führt.

Nachdem sich verschiedene Windkraftgegner in E-Mails und Twitter an meinen Aussagen abgearbeitet haben, ohne mir einen Fehler nachweisen zu können, möchte ich jetzt den Spieß umdrehen und die Darstellungen von Vernunftkraft zu Infraschall und Windenergie einem wissenschaftlichen Faktencheck unterziehen.

Meine Ausführungen beziehen sich auf die "hier" verlinkte Seite (abgerufen 17.09.2020 - eine lokale Kopie der Seite zum Abrufzeitpunkt liegt vor).

Faktencheck

Der Vernunftkraft-Artikel zu Infraschall ist relativ lang. Er beinhaltet einige korrekte Banalitäten aber auch viele falsche Aussagen. Man kennt diese Strategie bei Klimawandelleugnern. Gerade die Banalitäten sind wichtig. Sie geben dem Leser das Gefühl: "Ja das stimmt, das habe ich auch schon mal gelesen". Die für Fachwissenschaftler offensichtlichen Falschaussagen können Menschen ohne wissenschaftlichen Hintergrund dagegen nicht bewerten. Die Masse der Information tut das ihre. Am Ende bleibt ein unklares Gefühl zurück, dass zumindest nicht alles falsch war und vielleicht doch was dran sein könnte.

Erster Satz: völliger Unsinn

Der Vernunftkraftartikel beginnt mit einem Hammer in Fettdruck:

Windkraftanlagen setzen einen Großteil der Energie des Windes in Schall um.

Wenn ein Windrad 3MW leistet, wäre das eine Schall- (und Infraschall-)Leistung von über 3 MW.

Um das mal einzuordnen: Jeder kennt eine HiFi-Anlage. Ein großer Verstärker hat 300W. Wenn man diesen voll aufdreht, kann man es im Raum kaum aushalten. Was wohl weniger bekannt ist: 300W Verstärkerleistung entsprechen nicht 300W Schallleistung. Typische Lautsprecherwirkungsgrade liegen zwischen 0,2% und 2%. Wenn  wir mal von 1% ausgehen, würde ein 300W Verstärker 3W Schallleistung liefern. Die 3MW Schallleistung von Vernunftkraft würden somit der Lautstärke von 1.000.000 voll aufgedrehten HiFi-Anlagen mit 300W Verstärkern entsprechen. Das ist offensichtlich völliger Unsinn. Windkraftanlagen können bis zu 50% der Energie des Windes nutzen. Theoretisches Maximum ist 59,3%. Der Rest muss als Bewegungsenergie in den Luftpaketen verbleiben, da die eingeströmte Luft das Windrad ja wieder verlassen muss. Nur ein sehr kleiner Teil (einige Watt) wird in Schallenergie umgewandelt. Das belegen natürlich auch (Infra-)Schallmessungen an Windkraftanlagen. Die 3 MW von Vernunftkraft würden noch in 300m einem Gesamtschallpegel von 124dB(Z) entsprechen. Messungen liefern eher Werte um die 60dB(Z).

Kleiner Hinweis an dieser Stelle: Die dB-Skala (Dezibel) ist eine logarithmische Verhältnisskala. 10dB Unterschied entsprechen einem Schallleistungsunterschied vom Faktor 10. Das Z heißt "unbewertet". Bei weiteren Angaben wird dieser Zusatz weggelassen, da alle dB-Angaben in diesem Artikel dB(Z)-Werte sind.

Auch wenn Vernunftkraft prominent "Fakten statt Mythen" auf ihre Seite schreibt (siehe Screenshot), ist es schon mit dem ersten Satz klar, dass es hier offensichtlich nicht um Fakten geht. Aber lesen wir weiter:

So ist verständlich, dass hörbarer Lärm und nicht hörbarer Schall als unerwünschte Nebenwirkungen des Windkraftausbaus auftreten.

Dies birgt handfeste Gesundheitsgefahren.

Je größer die Anlagen, desto mehr verlagert sich das von ihnen erzeugte Schallspektrum in den langwelligen, niederfrequenten Bereich: Infraschall.

Hat man den Eingangshammer geschluckt, scheint es naheliegend, dass hier ein riesiges Lärmproblem vorliegt. Natürlich dürften die meisten schon an einem Windrad vorbeigekommen sein. Wie ein dröhnendes Mega-Rockkonzert hört sich so eine Anlage nicht an. Daher ist der letzte Satz wichtig: Es gebe zwar eine riesige Schallleistung, aber die könne man nicht hören, da es Infraschall sei.

Darauf folgen ein paar Banalitäten (z.B. Definition Infraschall ...), die weitgehend korrekt sind (siehe oben). Andere Aussagen wie "Schallmessungen sind häufig fehlerhaft, Schallprognoserechnungen gehen ... häufig an der Realität vorbei" stimmen dagegen so nicht.

Forschungsdefizit - Rolle des Umweltbundesamts (UBA)?

Eine zentrale Rolle in der Argumentationskette spielt die Machbarkeitsstudie zur Wirkung des Infraschalls des UBA von 2014. Aus dieser Studie wird ein Satz zitiert:

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass viele der negativen Auswirkungen von Infraschalleinwirkungen die Bereiche Herz-Kreislaufsystem, Konzentration und Reaktionszeit, Gleichgewichtsorgane, das Nervensystem und die auditiven Sinnesorgane betreffen. Probanden klagten häufig über Schwindel- und Unbehaglichkeitsempfindungen bei Infraschallexposition.

Hört sich schlimm an. Was verschwiegen wird: Die Studie geht ganz allgemein über Infraschall. Windenergie ist nur ein Aspekt. Während die Landesämter (z.B. LUBW, LFU) in ihren Publikationen ganz klar machen, dass die Infraschallemissionen von Windrädern verglichen mit anderen Infraschallbelastungen (z.B. PKW-Fahrten, vgl. Infraschall im Auto) extrem niedrig sind und es keine Hinweise auf eine Gefährdung gibt, sucht man solche klaren Aussagen in Publikationen des UBA vergeblich. Ein Paradebeispiel ist die neueste UBA-Publikation zu diesem Thema (September 2020, vgl. Blog-Eintrag: Neue Studie des UBA zur Lärmwirkung von Infraschallimmissionen).

Das UBA macht die Studien nicht selbst, sondern beauftragt diese. Verantwortlich für beide UBA-Studien ist Univ.-Prof. Dr.-Ing. Detlef Krahé. Prof. Krahé ist emeritierter Professor der Bergischen Universität Wuppertal. Seine Publikationen für das UBA kommen beide am Ende zum Ergebnis, dass noch mehr Forschung notwendig ist. Überrascht hat mich, dass Prof. Krahé auf dem Windkraftsymposium von Vernunftkraft vorgetragen hat. Ein Blick auf die Webseite von Vernunftkraft hätte ausgereicht, um zu erkennen, dass Vernunftkraft - gerade was sein Fachgebiet betrifft - mit Wissenschaft nichts am Hut hat. Dazu hätte es gereicht, den ersten Satz der Seite zu Infraschall zu lesen. Mit solchen Auftritten geben Wissenschaftler einer Lobby-Organisation den wissenschaftlichen Anstrich. Kein seriöser Klimawissenschaftler käme jemals auf die Idee, auf der Klimakonferenz von EIKE vorzutragen.

Militärischer Infraschall

Ein Klassiker der Windkraftgegner darf natürlich auch bei Vernunftkraft nicht fehlen: Infraschall ist sogar eine Waffe!

Dass Infraschall keineswegs harmlos ist, wie die Windkraftlobby glauben machen will, ist somit amtlich bestätigt. Vor einigen Jahrzehnten wurde Infraschall sogar für militärische Zwecke erwogen:
...

Natürlich bestreitet kein seriöser Wissenschaftler, dass Infraschall eine Wirkung haben und sogar gefährlich sein kann. Doch beim Waffeneinsatz sprechen wir über extreme Schalldrücke (140dB aufwärts). Wer das in Zusammenhang mit Infraschall einer Windenergieanlage bringt, vergleicht einen Jumbojet beim Start mit einer elektrischen Zahnbürste. Das Verschweigen der Schalldrücke ist ein generelles Merkmal, wenn Windkraftgegner über Infraschall sprechen. Eine gute Methode, eine E-Mail- oder Twitterdiskussion zu beenden, ist es daher, nach dem Schalldruckpegel zu fragen. Diese Frage habe ich schon wiederholt gestellt und nie eine Antwort erhalten (z.B. Twitterdiskussion 25.08.2020):

Infraschallentstehung durch Windkraftanlagen

Nach dem Punkt mit dem militärischen Infraschall plätschert der Artikel ein wenig vor sich hin. Es geht um Frequenzen und Wellenlängen. Unter dem Punkt "Infraschallentstehung durch Windkraftanlagen" wird noch einmal der Unsinn vom ersten Satz wiederholt:

Auch moderne Windkraftanlagen wandeln derzeit nur maximal 40% der Windenergie in Strom um. Der überwiegende Teil der Windkraft wird in Druckwellen, also Schall, umgesetzt. Eine WKA produziert also mehr Lärm als Strom.

Die "maximal 40%" stimmen natürlich auch nicht (siehe oben). Aber 40% statt 50% kann man fast noch als richtig durchgehen lassen. Da ist die Aussage "mehr Lärm als Strom" mit einem Fehlerfaktor von 1.000.000 schon eine andere Nummer.

Resonanz im Gehirn

Interessant wird es, wenn Vernunftkraft den Wirkmechanismus des Infraschalls erklärt:

Wie kann aber etwas, das wir nicht hören können, gefährlich für unsere Gesundheit werden? Das liegt in der Natur des Menschen: Infraschall bezeichnet Frequenzen von 16 Hz und weniger. Die menschlichen Gehirnwellen bewegen sich mit einer mittleren Frequenz von 15 Hz bei einer Spannweite von 4 Hz im Tiefschlaf  bis hin zu  30 Hz tagsüber, je nach Aktivität. Die elastische Gehirnmasse wird durch den Infraschall zum Mitschwingen angeregt (Resonanz).

Wenn die Resonanzthese stimmen würde, könnte ein Mensch die Fahrt in einem Auto nicht überleben. Die Infraschall-Anregung im Auto liegt um einen Leistungsfaktor von 10.000-100.000 höher. Auch starker Wind oder Springen auf einem Trampolin wäre nicht auszuhalten. Und selbst das mehrmalige Öffenen einer Tür würde im Gehirn zu einer Resonanzkatastrophe führen. Einen wissenschaftlichen Beleg gibt Vernunftkraft für diese These natürlich nicht.

„Technische Anleitung (TA) Lärm“ und Infraschall

Es folgt ein Abschnitt, in dem behauptet wird, dass die Behörden den "gefährlichen" Infraschall ignorieren würden. Das ist so nicht korrekt. DIN 45680:1997-03 schreibt vor, dass bei Messungen tieffrequenter Geräusche der Frequenzbereich bis hinab zu rund 9 Hz (untere Eckfrequenz des 10 Hz-Terzbandes), in bestimmten Sonderfällen bis etwa 7 Hz (untere Eckfrequenz des 8 Hz-Terzbandes) zu berücksichtigen ist (vgl. DIN 45680, Nr. 3.1).

Die Hauptemissionen der Windräder liegen aber tatsächlich unterhalb dieses Frequenzbereiches. Wie jedoch schon mehrfach betont, sind die Schalldruckpegel der Windenergieanlagen extrem niedrig und liegen um Größenordnungen unterhalb von Pegeln des gleichen Frequenzbereichs, denen wir uns in anderen Bereichen des täglichen Lebens aussetzen. Würden hier Grenzwerte festgelegt, die den Betrieb von Windenergieanlagen verbieten, wäre eine PKW-Nutzung absolut unmöglich. Und Wind dürfte auch nicht mehr wehen. Solche Forderungen sind einfach Unsinn.

Studie des Robert Koch-Institut (RKI) von 2007

Ähnlich wie die UBA-Studie wird auch die RKI-Studie völlig aus dem Zusammenhang gerissen. Auch in dieser Studie geht es um Infraschall ganz generell. Windkraftanlagen sind im Text nicht mal explizit erwähnt. Das RKI schreibt in der Studie "Insgesamt werden Kraftfahrzeuge, Flugzeuge und Eisenbahnen als wichtigste Quellen für tieffrequenten Schall angesehen". Vernunftkraft zitiert die Studie jedoch wie folgt:

Die Studien weisen darauf hin, dass Immissionen von Infraschall entweder bei kontinuierlicher Langzeitexposition oder bei sehr intensiven Kurzzeitexpositionen gesundheitliche Schädigungen verursachen können.

Die besondere Qualität von Infraschall bedarf jedoch verstärkter Aufmerksamkeit, da bisher nur wenige gesicherte Erkenntnisse (…) über das Auftreten und die Wirkung von Infraschall vorliegen.

Das RKI redet hier jedoch nicht über Infraschallimmissionen von Windenergieanlagen sondern über starke Infraschallimmissionen in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen oder Eisenbahnen.

Schallausbreitung

Auch zur Schallausbreitung schreibt Vernunftkraft eine klassische "Halbwahrheit":

Wegen seiner großen Wellenlänge hat Infraschall bei der Schallausbreitung andere Eigenschaften als Hörschall. Mit zunehmender Höhe der Schallquelle breitet sich der Infraschall durch Hindernisse ungehindert und ungestört kegelförmig in der Hauptwindrichtung aus. Hier funktionieren keine Ohrstöpsel und keine Schallschutzmauern. Tieffrequente Schallwellen werden von der Umgebung weniger gedämpft als hochfrequente, bei denen ein Teil von der Luft oder vom Boden geschluckt wird. Hindernisse wie Felsen, Bäume, Schutzwälle oder Gebäude schirmen die tieffrequenten Schallwellen nicht wirkungsvoll ab. Infraschall ist auch durch bauliche Maßnahmen wie Dämmschutz oder Lärmschutzfenster nicht aufzuhalten. Die Dicke einer Lärmschutzwand müsste ¼ der Wellenlänge betragen. Infraschall von 16 Hz hat eine Wellenlänge von 34 Metern, d.h. die Dicke der Schutzwand wäre dann mehr als 8 m (von der notwendigen Höhe ganz zu schweigen)!

Hier werden gezielt Ängste geschürt. Tatsächlich lässt sich Infraschall durch Lärmschutzwälle nicht aufhalten. Auch die Dämpfung der Luft ist gering. Es gibt jedoch eine geometrische Dämpfung, außerdem eine Dämpfung durch geschlossene Gebäudehüllen. Je dichter eine Gebäudehülle ist, desto schwerer haben es Druckschwankungen, in das Gebäude zu gelangen. Aber: Was nicht gefährlich ist, muss man auch nicht mit großem technischen Aufwand abhalten.

Abstand zu Infraschallmesstationen der Bundesanstalt für Geowissenschaften (BGR)

Vernunftkraft schreibt:

Im Rahmen des Atomwaffen-Sperrvertrages wurden in Deutschland im Jahre 2005 Messstationen zur Infraschall-Überwachung eingerichtet. Industrieparks mit Megawatt-Windkraftanlagen, die in der Nähe von solchen Messstationen errichtet werden sollen, müssen einen Abstand von 25 km einhalten damit die Arbeit der Messstationen auch bei ungünstigen Wetterlagen nicht gestört wird (Cerrana u.a., Bundesanstalt für Geowissenschaften 2005).

Die 25km sind falsch. Im Bayerischen Windenergie-Erlass steht z.B. überhaupt nichts zu Infraschall-Messstationen. Lediglich Abstände zu seismischen Messstationen sind vorgegeben (Punkt 7.3.4). Abstandsforderungen, wie sie die BGR in ihren Publikationen thematisiert, sind in meinen Augen wissenschaftlich nicht gerechtfertigt (vgl. Physik des Infraschalls eines Windrad) und beruhen auf fehlerhaften Abschätzungen der BGR (vgl. Warum die Schalldrücke der BGR falsch sind).

Studie mit einer(!) Versuchsperson

Ebenfalls im Block zu den Infraschallreichweiten, wird auf eine Studie von Weiler (2005) verwiesen

In einer der wenigen gut dokumentierten deutschen Untersuchung hat man 2005 eine weibliche Versuchsperson einem Infraschall ausgesetzt, der von einem einzelnen großen 5‑MW-Windrad bei ruhigem Wetter in einer Entfernung von 15 km ankam. Die Versuchsperson konnte den Infraschall nicht wahrnehmen und ihn natürlich auch nicht hören. Selbst in dieser Entfernung vom 15 km konnte man veränderte Gehirnströme messen

Sie haben richtig gelesen: "eine weibliche Versuchsperson". Von Weiler (2005) konnte ich nur eine "Studie" finden. Ein 29 seitiges PDF im Selbstverlag. Dieses beschäftigt sich tatsächlich mit der Infraschallwirkung an einer weiblichen Versuchsperson. Von einem Windrad steht dort jedoch nichts. 5 MW in 2005 hört sich auch sehr fragwürdig an. 

Interessant ist, dass Windkraftgegner die neueste UBA Studie mit 44 Versuchspersonen und sehr gut kontrolliertem Versuchsaufbau als völlig unzureichend bezeichnet haben:

Langzeitfolgen, Kinder, Jugendliche, Schwangere

Im weiteren Text folgen einige unbelegte (oder besser unbelegbare) Behauptungen über Langzeitfolgen und die besondere Gefährdung von Kindern, Jugendlichen und Schwangeren. Außerdem sind zwei YouTube-Videos verlinkt, zu denen sich ähnlich viel schreiben ließe.

Studie der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB)

Den Abschluss macht ein Zitat einer Arbeit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt.

Am 10. Juli 2015 erklärte die Physikalisch-Technische Bundesanstalt, dass der bisherige Wissensstand zum menschlichen Hörvermögen korrigiert werden muss:
...

Das ist soweit korrekt. Aber man sollte eben lesen, was die PTB genau gemacht hat. Die PTB hat festgestellt, dass der dB-Wert der Wahrnehmungsschwelle sinkt, wenn man nicht nur reine Sinustöne sondern Kombinationen (z.B. 4, 8 und 12Hz) verwendet. Bei der Dreierkombination hatte die PTB eine Senkung der Wahrnehmungsschwelle um 4dB festgestellt. Damit konnte ein 4Hz Ton bereits bei 109dB statt wie bei reinem Sinuston erst bei 113dB wahrgenommen werden. Vom physikalischen Schallverständnis ist dies nicht sonderlich überraschend. Da der Mensch im tieffrequenten Bereich keine Tonhöhen unterscheiden kann, kommt es vermutlich allein auf die Flankensteilheit des Drucksignals an, ob dieses wahrgenommen werden kann. Der Effekt ist jedoch mit einigen dB nicht extrem groß. Eine Windenergieanlage kommt bei 50m Abstand vielleicht auf 60dB und operiert damit um Größenordnungen unterhalb der Wahrnehmungsschwelle. Von 60dB auf 109dB ist ein Leistungsunterschied von fast 100.000!

Fazit

Der Artikel von Vernunftkraft zu Infraschall und Windenergie ist hochgradiger Unsinn. Es werden viele falsche Behauptungen aufgestellt, Studien falsch zitiert, Äpfel mit Birnen verglichen und der Schalldruckpegel von Windenergieanlagen konsequent verschwiegen. Allein dieser Artikel macht klar, wie Vernunftkraft einzuordnen ist. Dieser Artikel ist kein Einzelfall bei Vernunftkraft. Auch andere Aussagen über die Windenergie sind von ähnlicher wissenschaftlicher Qualität.

Über einige Umwege wurde mir vor ein paar Wochen eine E-Mail-Konversation weitergeleitet. Dort diskutierten verschiedene Vernunftkraftvertreter über meine Webseite. Die E-Mail hatte den Betreff: "Infraschall - EIKE, Windwahn und auch wir werden da als Deppen hingestellt." Nein! Die führenden Köpfe von Vernunftkraft sind sicher keine "Deppen". Sie wissen genau, was sie tun. Angesichts der Systematik der Falschaussagen muss man davon ausgehen, dass ihnen vollkommen klar ist, dass ihre Ausführungen zu Infraschall und Windenergie nichts mit Fakten zu tun haben. Es geht nicht um Information sondern einzig darum, Stimmung gegen die Windenergie zu machen. Die Angst der Menschen vor Ort vor postulierten Gesundheitsgefahren ist dabei leider der Spielball. Das traurige daran ist, dass diese Menschen tatsächlich ernsthaft unter dieser Angst leiden. Mir persönlich erscheint es fragwürdig, wenn das BMWi und auch der vom UBA beauftragte Prof. Krahé in Austausch mit diesem Lobbyverband treten. 

Dr. Stefan Holzheu, letzte Änderung 26.11.2020 08:00 Uhr.

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Änderungsverlauf:

21.09.2020 08.20 Uhr
- Veröffentlichung der ersten Version

21.09.2020 11:30 Uhr
- Weiterer Satz zu "Schallmessungen ... " im Abschnit "Erster Satz: Völliger Unsinn" hinzugefügt.
- Ergänzung des Wortes "Forschungsdefizit" in der Überschrift: "Forschungsdefizit - Rolle des Umweltbundesamt (UBA)?"

21.09.2020 14:00 Uhr
- Twitter-Hinweis zu dB-Skala aufgenommen.

22.09.2020 18:20 Uhr
- Aufnahme des Abschnitts "Studie mit einer(!) Versuchsperson"

26.11.2020 08:00 Uhr
- Korrektur des Abschnitts zum BayWEE. Im BayWEE in überhaupt keine Abstände zu Infraschallmessstationen festgelegt. Abstände betreffen nur seismische Messstationen