07/06/2025
0Красный коршун на ветряной электростанции в Зиверсдорф-Хоэнофен, Германия. Красные коршуны особенно подвержены риску столкновения с турбинами. Патрик Плёль / dpa
Столкновения с окнами и кошки убивают больше птиц, чем ветряные электростанции, но орнитологи говорят, что к ударам турбин нужно относиться серьезно. Ученые тестируют ряд технологий для уменьшения столкновений с птицами — от нанесения полос до использования искусственного интеллекта — чтобы обеспечить безопасность птиц.
Ветроэнергетика является важным инструментом для сокращения выбросов углерода. Сотни тысяч ветровых турбин сейчас работают по всему миру, и, несмотря на недавние проблемы в некоторых странах, аналитики прогнозируют , что мощность ветроэнергетики может вырасти в десять раз к 2050 году. Но ветровые турбины могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду, особенно на птиц.
В 2021 году Американская организация по охране птиц подсчитала, что столкновения с ветряными турбинами в США в том году унесли жизни около 1,17 миллиона птиц, на что часто ссылаются противники ветроэнергетики. В ответ климатические активисты часто выставляют гибель турбин как отвлекающий маневр, указывая на то, что гораздо больше птиц погибают из-за свободно разгуливающих домашних кошек или из-за того, что они влетают в окна , и что изменение климата, вызванное выбросами углерода, представляет собой серьезную угрозу для птиц.
Орнитологи, изучающие эту проблему, сходятся во мнении, что кошки, окна и изменение климата представляют серьезную угрозу для птиц, но говорят, что к воздействию ветряных электростанций также следует относиться серьезно. Турбины могут убивать разные виды птиц, нежели окна и кошки, — например, экологически важных морских птиц и хищных птиц, которые размножаются медленно и чьи популяции не могут быстро восстановиться после потерь (крупные хищники обычно летают слишком высоко, чтобы удариться об окна). Исследования показывают, что некоторые птицы испытывают сильное отвращение к ветряным турбинам; они не будут летать или кормиться в радиусе нескольких миль от них, и поэтому теряют большие площади среды обитания. Эксперты говорят, что по мере распространения ветряных электростанций они могут все больше нарушать размножение и перемещение птиц, включая дальние миграции.
Некоторые компании внедряют радары и камеры, подключенные к искусственному интеллекту, которые отключают турбины, если птицы подлетают слишком близко.
Но ученые и предприниматели находят способы уменьшить эти конфликты. Они изучают поведение птиц вблизи турбин и разрабатывают и тестируют новые технологии для обеспечения безопасности птиц. Некоторые потенциальные решения просты, например, окраска лопастей турбин в контрастные цвета. Другие сложны и дороги, например, использование камер с технологией искусственного интеллекта для отключения турбин при приближении птиц. Хотя прогресс в поиске решений был неравномерным, большинство исследователей и защитников окружающей среды считают, что если ветровая промышленность будет серьезно относиться к птицам — большое «если», потому что в настоящее время так поступают только некоторые операторы, — конфликты можно будет значительно сократить.
Может быть трудно понять, почему птицы влетают в ветряные турбины. В ясный день они видны человеческому глазу за много миль. Почему, например, орлы сталкиваются с турбинами, хотя их большие глаза различают гораздо более мелкие детали на гораздо больших расстояниях, чем наши? Грэм Мартин, эксперт по зрению птиц из Бирмингемского университета, говорит, что птицы видят мир не так, как люди, и разные виды птиц видят мир по-разному.
Маленькие певчие птицы обычно имеют круговое зрение, в то время как «у птиц с большими глазами, как правило, есть слепая зона над головой», говорит он. Такие птицы, как орлы и стервятники, «проводят много времени в полете на разумных высотах, не особенно высоко, глядя на землю» в поисках пищи, поэтому «они фактически летят вслепую». По его словам, многие виды не эволюционировали в плане поведения, чтобы регулярно смотреть вперед в направлении своего движения, потому что их предки миллионы лет «летали в открытом воздушном пространстве, куда никогда ничего [вроде ветряных турбин] не вторгалось».
Многие виды птиц также менее способны, чем люди, обнаруживать контраст. Турбины часто окрашивают в белый или бледно-серый цвет, чтобы они были менее визуально навязчивыми для людей, но это может затруднить их видимость для птиц на фоне неба. Мартин говорит, что утки и гуси часто летают на высокой скорости при слабом освещении — перед рассветом и в сумерках — или в туманную погоду. Хотя у них хорошее переднее зрение, их привычка быстро летать в условиях плохой видимости подвергает их риску. А мелкие певчие птицы часто мигрируют ночью, что добавляет еще один уровень сложности к проблеме.
Из растущего объема исследований ветряных турбин и птиц становится ясно одно: воздействие этих машин различается в зависимости от места, времени и вида птиц. Некоторые ветряные электростанции убивают большое количество птиц, другие — нет. Некоторые виды птиц, например, чайки, гибнут на одних ветряных электростанциях и не гибнут на других; исследователи не всегда знают, почему. Врановые — вороны, вороны и их родственники — обычно не сталкиваются с ветряными турбинами, в то время как хищные птицы часто сталкиваются . Погодные условия и окружающая среда также влияют на воздействие турбин; например, турбины на голландском побережье, где обитают высокие концентрации перелетных видов, убивают гораздо больше птиц, чем турбины на суше.
Ветряные электростанции в Южной Африке уже убивают в среднем 3,8 находящихся под угрозой исчезновения черных луней в год, и этот показатель необходимо снизить.
Ветряная электростанция Смёла состоит из 68 турбин на острове у побережья Норвегии. Она была завершена в 2005 году, и исследователи начали использовать обученных собак для поиска мертвых птиц под ее турбинами в 2006 году. В течение следующих шести лет собаки нашли десятки трупов, включая трупы шести орланов-белохвостов, которые находятся под защитой закона в Норвегии. Затем, в 2013 году, орнитологи под руководством Рула Мэя из Норвежского института исследований природы выбрали четыре турбины для убийства птиц и покрасили одну лопасть каждой в черный цвет, который, как показали более ранние лабораторные эксперименты, будет хорошо заметен для хищных птиц. Они оставили четыре соседние турбины, которые также убивали птиц, неизменными в качестве экспериментального контроля.
Исследователи из Смолы продолжали регистрировать погибших птиц до конца 2016 года, когда они обнаружили, что общее количество смертей птиц на турбинах с черными лопастями было более чем на 70 процентов ниже, чем на контрольных турбинах, и что турбины с черными лопастями не убили ни одного орлана-белохвоста. Их данные, опубликованные в 2020 году, привлекли внимание мировых СМИ: возможно, простой слой краски мог бы решить эту проблему?
В 2021 году, вдохновленные работой Смёлы, исследователи начали документировать столкновения с птицами на 14 турбинах в Эмсхавене на голландском побережье. Турбины расположены в районе с интенсивным движением птиц, между водно-болотными угодьями, сельскохозяйственными полями и промышленными площадками. В 2022 году одна лопасть на каждой из семи турбин была окрашена в черный цвет, и мониторинг столкновений продолжился. Результаты пока неутешительны: значительного снижения числа смертельных случаев с птицами на турбинах с черными лопастями не произошло.
Эрик Клоп, голландский орнитолог, работавший в Эмсхавене, рассказал Yale Environment 360 , что, возможно, черные лопасти не так хорошо выделяются на фоне близлежащего промышленного ландшафта, как на часто заснеженном норвежском острове. А птицы Эмсхавена, возможно, привыкли к активности транспортных средств и поэтому менее чувствительны к движению, чем птицы в сельской Норвегии.
Однако другой эксперимент по моделированию лезвий, находящийся на другом конце света, подает надежды. В Южной Африке несколько видов птиц подвергаются значительному риску из-за ветряных электростанций, среди них находящийся под угрозой исчезновения черный лунь, яркий хищник среднего размера с сокращающейся популяцией менее 1300 птиц. Недавнее исследование показало, что потеря всего трех-пяти взрослых особей в год приведет к исчезновению вида менее чем за столетие. Исследования BirdLife South Africa показывают, что ветряные электростанции уже убивают в среднем не менее 3,8 черных луней в год, и этот показатель необходимо снизить.
Ветряная электростанция Хоупфилд к северу от Кейптауна, как известно, убивает 10 видов хищных птиц, включая черных луней. В начале 2023 года орнитолог из Университета Кейптауна Роб Симмонс отобрал 20 турбин ветряной электростанции для эксперимента. Он распорядился, чтобы одна лопасть на каждой из четырех особенно смертоносных турбин была окрашена широкими красными полосами, оставив остальные 16 турбин в качестве контрольных. (Он хотел черный цвет, но южноафриканские органы безопасности полетов разрешили только сигнальный красный.)
В Африке некоторые ветряные электростанции полагаются на наблюдателей, которые отключают отдельные турбины при приближении опасных птиц.
Гибель птиц в Хоупфилде отслеживалась в течение 24 месяцев до покраски и 24 месяцев после. По словам Симмонса, гибель птиц снизилась более чем на 80 процентов на четырех турбинах с красными полосами, а контрольные турбины показали гораздо меньшее снижение. Примечательно, говорит Симмонс, что узорчатые турбины убили только одну хищную птицу после покраски, по сравнению с семью до покраски.
Грэм Мартин, эксперт по зрению, говорит, что наиболее эффективным рисунком для того, чтобы сделать турбины максимально заметными для самого широкого круга птиц, вероятно, будут широкие черные и белые полосы поперек лопастей и на башне — хотя это может визуально раздражать людей и запрещено авиационными правилами в некоторых странах. Как и другие опрошенные для этой статьи, он подчеркивает, что необходимо провести больше исследований рисунка лопастей, чтобы установить его эффективность в различных контекстах.
Другой способ сократить гибель птиц на турбинах — остановить или замедлить вращение лопастей, когда птицы находятся поблизости, процесс, называемый «сокращать количество птиц». Турбины можно останавливать на несколько дней или недель, когда, например, ожидается, что большое количество птиц будет мигрировать или размножаться в определенной области. Если поблизости пролетает конкретная птица, находящаяся в зоне риска (например, низколетящий орел), турбины можно остановить или замедлить всего на несколько минут, процесс, известный как «отключение по требованию».
Долгосрочное ограничение популяций птиц не пользуется популярностью среди операторов ветряных электростанций, поскольку может значительно сократить их доход, но оно было определено как жизненно важная стратегия для защиты перелетных птиц. Проект Start/Stop в Нидерландах направлен на защиту птиц при минимизации простоя турбин. Его прогностические модели объединяют данные о радарах для наблюдения за птицами и погодные данные для точного прогнозирования пиковых периодов миграции птиц и отключения морских турбин, когда большое количество перелетных птиц пролетает над Северным морем, как это делают миллионы каждую весну и осень.
Отключение по требованию отдельных турбин обычно приводит к гораздо меньшим потерям генерации, чем долгосрочное сокращение, но технически это может быть сложнее реализовать. Крупный проект отключения по требованию в Испании, который охватил 269 турбин на 20 ветровых электростанциях, снизил смертность крупных парящих птиц, таких как аисты и хищные птицы, более чем на 60 процентов, но сократил производство энергии всего на 0,51 процента.
В Африке, где стоимость рабочей силы низкая, небольшое количество ветряных электростанций использует наблюдателей-людей для отслеживания перемещения птиц и отключения отдельных турбин при приближении птиц, представляющих опасность. Например, ветряная электростанция Excelsior в Южной Африке использовала эту технологию для полного устранения смертности крупных хищных птиц, при этом потеряв менее 1 процента выработки энергии, хотя там погибли два быстро летающих, менее заметных черных луня .
Системы искусственного интеллекта необходимо обучать на конкретных видах животных в определенных местах — это занимает месяцы или годы и может быть дорогостоящим.
В местах с высокой стоимостью рабочей силы, таких как Европа и Северная Америка, компании внедряют радары высокого разрешения и камеры, связанные с анализаторами изображений на основе искусственного интеллекта, чтобы обнаруживать птиц и автоматически отключать турбины, когда они подлетают слишком близко. У разных систем разные сильные стороны. Радар обычно не может идентифицировать птиц на уровне вида, но он может отличать крупных птиц от мелких и работать круглосуточно и в ненастную погоду. Системы камер с поддержкой ИИ можно обучить определять виды, но они плохо работают в плохую погоду или ночью. Йонне Клейхиг-Хартман, голландский орнитолог, имеющий опыт работы с этими системами, говорит, что системы камер с ИИ должны быть обучены на определенных видах в определенных местах — это занимает месяцы или годы и может быть дорогим, что в настоящее время ограничивает их полезность.
Эксперты утверждают, что долгосрочное сокращение и отключение по требованию может значительно сократить гибель птиц на ветряных электростанциях, однако в настоящее время во многих частях мира недостаточно регулирующего давления, чтобы подтолкнуть операторов к использованию этих методов.
Эксперты сходятся во мнении, что наиболее важным фактором, определяющим, насколько опасной для птиц будет ветряная турбина, является ее местоположение. Они говорят, что выбор места для турбины должен включать тщательное изучение в течение нескольких лет того, как птицы используют территорию, прежде чем проект будет реализован, но часто этого не делается из-за давления со стороны инвесторов, требующих ускорить реализацию проектов, или из-за отсутствия обязательных законов. Роэл Мэй говорит, что ключом к строительству ветряных электростанций, благоприятных для птиц, является четкое регулирование: правительства должны гарантировать, что воздействие на птиц будет исследовано заранее, отслеживается во время эксплуатации и, при необходимости, уменьшено, как это все чаще делается в некоторых европейских странах..
«Если вы красите лопасти в черный цвет или сокращаете мощность, это значит, что вы знаете, что у вас проблема», — говорит Мэй, — проблему, которой можно было бы избежать, разместив турбины в другом месте. Он говорит, что во многих странах разработчики ветровых установок учитывают социальные и экологические последствия только после того, как они остановились на участках с хорошим ветром и доступом к сетям распределения электроэнергии, что слишком поздно. «Чем больше исследований вы проведете на ранних этапах процесса планирования, тем лучше».
