BirdVision: Intelligenter Vogelschutz an Windrädern

Aktuell ist Flaute bei der Errichtung neuer Windräder, was fatale Folgen für die Energiewende haben könnte. Neben vielen anderen Gründen führen Windkraftgegner auch die Gefährdung von Vögeln an. Mit Tracking und KI geht BirdVision das Problem an.

Autor Sarah-Indra Jungblut, 23.01.20

Übersetzung Sarah-Indra Jungblut:

Es ist ein Trauerspiel: Angesichts des schnell voranschreitenden Klimawandels müssen wir dringend komplett auf erneuerbare Energien umsteigen, doch der Ausbau der Windenergie stockt in den letzten Jahren. Und dabei sind wir gerade auf diese sehr effiziente Energiequelle angewiesen, wenn die Energiewende gelingen soll. Dafür, dass Windenergie mit kräftigem Gegenwind zu kämpfen hat, gibt es zahlreiche Gründe. Dazu gehören Änderungen bei den Förderungen – vor allem der Umstieg auf das EEG-Ausschreibungsverfahren –, aber auch unklare Zielvorgaben für Planungstragende hinsichtlich der Flächenausweisung. Zudem begehren vielerorts Bürger*innen auf und schließen sich zu Bürgerinitiativen zusammen, die Klagen gegen geplante Standorte einreichen. Vor allem die Lautstärke, aber auch der optische Eingriff in die Landschaft sind die Gegenargumente der Windkraftgegner*innen. Genau hierauf nehmen die neuen Abstandsregelungen Rücksicht – mit dem Ergebnis, dass kaum mehr Orte für neue Windräder in Frage kommen (umso absurder, wenn man bedenkt, was alles näher an Wohngebäuden gebaut werden darf als ein Windrad: Autobahnen, Kohlekraftwerke, Flughäfen, Mülldeponien…).

Ein weiterer Kritikpunkt ist der Artenschutz, der sowohl von Bürgerinitiativen als auch Naturschutzorganisationen immer wieder angeführt wird. All dies hat in den letzten Jahren zur Ablehnungen von Genehmigungen oder zu erheblichen Auflagen und Vermeidungsmaßnahmen geführt. „Hier möchten wir ansetzen und der Branche ein Kamerasystem zur Verfügung stellen, welches Gefahrenflüge von windkraftempfindlichen Vogelarten an Windenergieanlagen erkennt und diese rechtzeitig außer Betrieb nimmt. Ziel ist es, keine Gefahrensituation für die Tierwelt entstehen zu lassen“, erklärt Benjamin Friedle, einer der drei Geschäftsführer von BirdVision, gegenüber RESET. Seit Anfang 2018 entwickeln die Partner gemeinsam mit dem Bürgerwindpark Hohenlohe, der auf Bildverarbeitung spezialisierten phil-vision GmbH sowie Dr. Michal Lewandowski, einem Spezialisten für neuronale Netzwerke und Tracking, das Kamerasystem BirdVision. Dieses soll windkraftempfindliche Vogelarten an Windenergieanlagen erkennen, verfolgen und durch eine Abschaltung der Windenergieanlage schützen.

BirdVision – Vogelschutz mit Künstlicher Intelligenz

BirdVision ist ein selbstentwickeltes Kamerasystem: Am Fuß einer Windenergieanlage werden hochleistungsfähige Outdoor-Industriekameras montiert, die mit einem Bildverarbeitungsserver verbunden sind. Mithilfe eines neuronalen Deep-Learning-Netzwerks werden über ein intelligentes Tracking windkraftempfindliche Vogelarten erkannt. Nähert sich nun ein gefährdeter Vogel der Anlage, wird dieser vom System registriert und das Rad wird ausgeschaltet, sobald das Tier den Rotorblättern zu nahe kommt. Da die Server direkt im Turm der Windenergieanlage stehen, beziehen diese den Strom direkt von der Windenergieanlage.

© BirdVision Flugbild von zwei Mäusebussarden.

2019 wurde BirdVision an acht Windenergieanlagen getestet. Mit den Ergebnissen ist das Team bisher zufrieden, laut Friedle habe man sehr hohe Detektionsraten bei den Vögeln erreicht. Aktuell werden die Ergebnisse von einem Gutachterbüro zusammen getragen und anschließend in einem Ergebnisbericht veröffentlicht. Noch in diesem Jahr will man den Markteintritt in Kleinserie beginnen. Friedle betont, dass es bereits eine sehr hohe Nachfrage aus der Branche gibt. „Dies betrifft allen voran Projektentwickler bei Neugenehmigungen und entsprechenden Herausforderungen im Genehmigungsverfahren sowie Betreiber von Windenergieanlagen mit bestehenden, kostenintensiven Vermeidungsmaßnahmen.“

Bevor das intelligente Vogelschutzsystem deutschlandweit verfügbar ist, müssen noch einige Vogelarten ergänzt werden, da beispielsweise an norddeutschen Standorten ein anderes Artenspektrum als in Süddeutschland vorliegt. Dies ist auch ein Teil der Förderung der Bundesregierung im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms.

Kurzer Stillstand statt langer Abschaltungen

In Frankreich und Spanien gibt es bereits vergleichbare Kamerasysteme – allerdings ohne den Einsatz von KI. „Wir glauben jedoch, dass diese den deutschen Anforderungen wie beispielsweise Detektionsrate und Fehlauslöserate sowie Zuverlässigkeit nicht mit Systemen mit dem Einsatz von KI konkurrieren können“, sagt Friedle.

Wenn man sich die riesigen Rotorblätter visualisiert, scheint es ein großer technischer Kraftakt zu sei, diese zum Halten zu bringen. Dazu kommt, dass die kurzfristige Stilllegung auch einen ökonomischen Nachteil bieten könnte, da in dieser Zeit kein Strom produziert wird. Dem widerspricht der Geschäftsführer von BirdVision: „Technisch wird die identische Abschaltung bereits seit mehr als fünf Jahren im Regelbetrieb durch die Fledermausabschaltung realisiert. Je nach Witterung haben wir hier in den Sommermonaten zwischen 300 und 600 Abschaltungen in Süddeutschland. Natürlich wird in der kurzen Stillstandszeit von wenigen Minuten je Abschaltung kein Strom produziert. Jedoch stehen dieser bedarfsgerechten technischen Abschaltung bereits heute sehr kostenintensive Pauschalabschaltungen und Vermeidungsmaßnahmen in unzähligen Windparks gegenüber, welche wir durch Technik ersetzen möchten.“

Damit leistet BirdVision einen wichtigen Beitrag, um Artenschutz und umweltfreundliche Energiegewinnung in Einklang zu bringen. Gleichzeitig will das Team mit seiner Lösung wieder mehr Flächen für die Windenergie nutzbar machen, die aufgrund des Artenschutzes derzeit nicht zur Verfügung stehen. „Selbstverständlich sind jedoch Bundes- und Landesgesetzgeber ebenfalls gefragt, praxistauglichere und einfachere Lösungen für Artenschutz und Windenergie gemeinsam mit der Windenergiebranche und Naturschutzverbänden zu entwickeln“, betont Benjamin Friedle.

Wie kann KI im Umwelt- und Klimaschutz wirkungsvoll eingesetzt werden? Welche spannenden Projekte gibt es? Was sind die sozial-ökologischen Risiken der Technologie und wie sehen Löungen aus? Antworten und konkrete Handlungsempfehlungen geben wir in unserem Greenbook(1) „KI und Nachhaltigkeit – Können wir mit Rechenleistung den Planeten retten?“.

Dieser Artikel ist Teil des Dosssiers „Künstliche Intelligenz – Können wir mit Rechenleistung unseren Planeten retten?“. Alle Artikel des Dossiers findest du hier: Dossier KI

Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers über zwei Jahre zum Thema „Chancen und Potenziale der Digitalisierung für eine nachhaltige Entwicklung“ erstellen.


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