Belastungen und Gefährdungen der Beschäftigten in der Offshore-Windindustrie

ASU Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2017; 52: 138–141

Einleitung

Mit Beginn der Errichtung des ersten deutschen Offshore-Windparks „alpha ventus“ im Jahr 2007 mit 12 Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) und einer Leistung von 60 MW eröffnete sich in Deutschland ein neues Beschäftigungsfeld für Tausende von Fachkräften. Inzwischen wird Strom von 835 OWEA in das deutsche Stromnetz eingespeist; weitere 140 Anlagen befinden sich derzeit im Bau (Stand Juni 2016; Deutsche Windguard 2016). Dieser Entwicklung entsprechend nimmt in Deutschland die Anzahl der Beschäftigten in der Offshore-Branche jährlich zu. Nach aktuellen Schätzungen sind insgesamt ca. 18 000 Menschen in der Offshore-Windenergieindustrie beschäftigt, wobei der größte Teil in der Anlagenfertigung arbeitet (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie 2015). Hingegen wird davon ausgegangen, dass ca. ein Viertel der Beschäftigten in Offshore-Regionen arbeitet; diese sind in Bau, Wartung und Betrieb der OWEA und der dazugehörigen Umspannwerke beschäftigt (Schwieters et al. 2012). Es handelt sich überwiegend um technische Fachkräfte, insbesondere aus den Bereichen Anlageninstallation, -montage und -betrieb, Elektrotechnik sowie Ingenieure (Bau, Maschinenbau, Anlagenbau) (Winter u. Wagener 2014). Im weiteren Sinne gehören zu den Beschäftigten auf Offshore-Arbeitsplätzen auch Schiffsführer, Sanitäter und Servicekräfte, die zwar nicht direkt in den Bau und Betrieb der Anlagen involviert sind, jedoch auf Errichter- und Serviceschiffen sowie auf Wohnplattformen beschäftigt sind und den Einsatz der Techniker unterstützen und ermöglichen.

Der Offshore-Windenergie-Arbeitsplatz

Zur Gewinnung von Offshore-Windenergie sind in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) in der Nord- und Ostsee insgesamt ca. 1400 km² Wasserfläche für die Errichtung von Windparks ausgewiesen. Die durchschnittliche Fläche der realisierten bzw. geplanten Windparks liegt für einen Windpark bei ca. 30 km² (Fraunhofer 2016a), dies entspricht etwa der Fläche der Nordseeinsel Borkum. Die deutschen Windparks in der Nordsee liegen in einer Entfernung zur nächsten Küste von bis zu 115 km, durchschnittlich in 63 km (Fraunhofer 2016a).In der Ostsee liegen die Windparks durchschnittlich in 24 km Küstenentfernung (Fraunhofer 2016a). Ein Offshore-Windpark besteht typischerweise aus mehreren OWEA sowie den Umspannwerken, die den in den OWEA erzeugten Strom auf die für die Weiterleitung notwendige Spannung konvertieren. Darüber hinaus sind weitere so genannte Konverterstationen in vielen Kilometern Küstenentfernung installiert, auf denen die Energie aus mehreren Windparks zusammengeführt und für den Transport durch das Seekabel an Land entsprechend transformiert wird. Die Umspannwerke und Konverterstationen liegen in einer Höhe von ca. 50 m über dem Meeresspiegel auf Stahlkonstruktionen, die einem Stelzenbau ähneln.

Eine OWEA kann einen Rotordurchmesser von bis zu 125 m, eine Gesamthöhe von bis zu 170 m und ein Gewicht von über 1000 Tonnen haben (Windenergie Agentur 2016). In 2014 betrug die durchschnittliche Nabenhöhe einer deutschen OWEA 89 m und der durchschnittliche Rotordurchmesser 115 m (Fraunhofer 2016b). Mittlerweile werden OWEA mit einem Rotordurchmesser von 150 m gebaut (Stiftung Offshore 2016). Zur Verankerung der OWEA gibt es in Abhängigkeit von der Wassertiefe und der Entfernung zur Küste verschiedene technische Lösungen, also verschiedene Typen von Gründungsstrukturen bzw. Gründungselementen (monopile, tripod, tripile, jackets, schwimmend). Die durchschnittliche Wassertiefe der deutschen OWEA liegt bei 29 m (Fraunhofer 2015).

Die Anreise der Mitarbeiter zu den OWEA, Umspannwerken und Konverterstationen kann von verschiedenen Standorten aus erfolgen. Bei küstennahen Anlagen werden die Mitarbeiter der Windparks während ihrer Einsatzperioden in Hotels oder Wohnungen auf dem Festland bzw. auf den deutschen Nordseeinseln untergebracht und reisen in ihren Dienstzeiten täglich zu den Anlagen und zurück. Bei größeren Entfernungen zur Küste erfolgt die Unterbringung der Mitarbeiter entweder auf Schiffen oder auf Stelzenplattformen, die im Vergleich zu den Schiffen kaum Seebewegungen aufweisen. Von dort werden die einzelnen OWEA und weitere Anlagen per Schiff oder Helikopter erreicht. Ferner haben einige Umspannwerke (sog. bemannte Umspannwerke) eigene Wohnbereiche, in denen die Beschäftigten während der Einsatzperioden untergebracht werden. Darüber hinaus besteht seit Sommer 2016 in der deutschen AWZ auch eine erste vom Umspannwerk abgetrennte Wohnplattform, auf der ca. 50 Menschen untergebracht werden können (Wehrmann 2016). Angesichts der Entwicklungen in der Branche ist damit zu rechnen, dass weitere solcher Wohnplattformen gebaut werden. In der Bauphase erfolgt die Unterbringung der Offshore-Mitarbeiter auf den Errichterplattformen, d. h. auf Schiffen, die auf vier heruntergesenkten Beinen fest auf dem Meeresboden verankert sind und sich über die Wasseroberfläche erheben.

Die Offshore-Beschäftigten erreichen ihren Arbeitsplatz per Schiff oder Helikopter. Die Zugänglichkeit per Schiff zu den einzelnen OWEA und anderen Offshore-Windparkanlagen wird im Wesentlichen durch die Wellenhöhe bestimmt. Bei einer Wellenhöhe von mehr als 1,5 m kann die Anlage nicht mehr gefahrlos mit einem herkömmlichen Arbeitsschiff erreicht werden (Fraunhofer 2016c). Der Überstieg vom Arbeitsschiff zu der Anlage kann durch eine Art höhenverstellbare und mitschwingende Brücke (sog. Ampelmannsystem) erleichtert und bis zu einer Wellenhöhe von 2,5 m ermöglicht werden. Größtenteils erfolgt der Transfer jedoch weiterhin direkt vom Deck des unmittelbar am Turm der OWEA angedockten Arbeitsschiffes. Bei höherem Wellengang können die OWEA nur per Helikopter erreicht werden. Bisher liegen keine Daten über die Häufigkeit der verschiedenen Transfermodalitäten vor. Neuerdings werden auch Schiffe eingesetzt, die einen Übergang bei Wellenhöhen bis 2,5 m und gleichzeitig die Unterbringung der Offshore-Mitarbeiter ermöglichen (Grosch 2016).

Typischerweise dauern die Einsatzperioden der Beschäftigten in der Offshore-Windenergiebranche maximal 14 Tage mit 12-Stunden-Schichten, entsprechend der Offshore-Arbeitszeitverordnung. Diese erlaubt alternativ zu den wechselnden 12-Stunden-Schichten die Arbeit in Schichten mit einer Dauer von 10 Stunden täglich, dann für maximal 21 aufeinander folgende Offshore-Aufenthaltstage. Es darf auch an Sonn- und Feiertagen sowie nachts gearbeitet werden. Die Bewertung der Transportzeiten als Arbeitszeiten wird von den Schlafmöglichkeiten auf den Schiffen abhängig gemacht (vgl. Offshore-AzV). Lange Arbeitsschichten und lange Offshore-Einsatzperioden sind in der Offshore-Gas- und Ölförderung in Zusammenhang mit körperlichen Ermüdungszuständen gebracht worden (Riethmeister et al. 2016). Inwieweit dies auch für die Offshore-Windindustrie gilt, ist jedoch bisher nicht erforscht worden.

Zusammenfassend ist der Offshore-Arbeitsplatz an erster Stelle durch seine Abgelegenheit und schwere Zugänglichkeit weit draußen auf dem Meer mit langen Arbeitszeiten und eingeschränkten Erholungsmöglichkeiten charakterisiert.

Belastungen und Gefährdungen an Arbeitsplätzen der Offshore-Windenergiebranche

Beschäftigten der Windenergiebranche (Onshore und Offshore) sind während der Arbeit an den unterschiedlichen Phasen des Lebenszyklus einer Windenergieanlage (Aufbau, Betrieb, Rückbau) verschiedenen Belastungen und Gefährdungen ausgesetzt.  Tabelle 1 fasst Belastungen und Gefährdungen zusammen, die sowohl während der Errichtungsphase als auch in der Betriebsphase der Windparks (OWEA und Umspannwerke) in der branchenspezifischen Gefährdungsbeurteilung identifiziert worden sind (BG ETEM 2014, EU-OSHA 2013). Zu Gefährdungen und Belastungen zählen demnach u. a. die Arbeit in der Höhe, wiederholtes Klettern, Arbeit in engen Räumen sowie in unergonomischen Haltungen (Zwangshaltungen und Überkopfarbeiten), körperliche Anstrengung, Unfallgefahren (z. B. durch hängende oder herabstürzende Teile, Absturz, Stolper- und Rutschgefahren, elektrische Unfälle, Brand- und Explosionsgefahr) sowie Exposition gegenüber Lärm, Chemikalien, Staub und Rauch (EU-OSHA 2013).

Erste Auswertungen der medizinischen Ereignisse in deutschen Offshore-Windparks deuten darauf hin, dass die meisten Unfälle, nämlich ca. 60 %, sich im Zusammenhang mit der Ausführung mechanischer Arbeiten und der Verwendung von Werkzeugen ereignen (Puskeppeleit 2015; Stuhr et al. 2015). Häufig genannt sind zudem die so genannten SRS-Unfälle (Stolpern/Rutschen/Stürzen), während Unfälle im Zusammenhang mit der Elektrizität oder mit Gefahrenstoffen nur ca. 4–6 % bzw. 2,5 % des Unfallgeschehens ausmachen (Puskeppeleit 2015; Stuhr et al. 2015). Die Bauphase ist in Bezug auf die Unfallgefährdung riskanter als die Betriebsphase. In der Betriebsphase stellt der Übergang zwischen Arbeitsschiff und OWEA die riskanteste Operation dar (EU-OSHA 2013).

Bei Betrachtung von Gefahrstoffen in diesem Umfeld ist insbesondere die Gefährdung durch Epoxidharze zu benennen. Kunststoffe, Klebstoffe und Lacke auf Epoxidharzbasis werden bei der Herstellung von Windturbinen eingesetzt. In der Herstellung von Windturbinen ist bei Arbeitern das Auftreten von Kontaktallergien und Dermatitiden in Zusammenhang mit dem Einsatz dieser Stoffe beschrieben worden (Pontén et al. 2004; Rasmussen et al. 2005). Diese Stoffe werden von Offshore-Arbeitern bei Reparaturen und Instandhaltungsmaßnahmen ebenfalls verwendet. Inwiefern in diesem Zusammenhang ein gesundheitliches Risiko für die Offshore-Beschäftigten in der Betriebsphase besteht, ist jedoch bisher nicht erforscht worden. Die Turbinen der OWEA enthalten in ihren Magneten zudem zwei Elemente der Gruppe der Lanthaniden (Neodym und Praseodym), die während des normalen Betriebs nicht freigesetzt werden, jedoch im Brandfall emittiert werden könnten. Neodym kann eine reizende Wirkung auf Haut und Schleimhäute einschließlich der Atemwege entfalten und weist in hohen Dosen eine toxische Wirkung, ähnlich zu der von Schwermetallen, auf (Goullé et al. 2012). Überdies wird es häufig in elektrischen Großanlagen wie den Umspannwerken Schwefelhexafluorid (SF6) als Isoliergas eingesetzt, das beim Austreten aus Leitungen und durch chemische Zersetzung atemwegsreizende und toxische Wirkungen zur Folge haben kann (Piotrowski et al. 2016).

Die durch die Abgelegenheit der Arbeitsplätze bedingte Organisation der Arbeit (z. B. lange Schichten, lange Einsatzperioden, lange Transferzeiten) sowie die arbeitsfreien Zeiten mit der Unterbringung in Schiffen und Plattformen mit eingeschränkten Freizeitangeboten, begrenztem sozialen Umfeld sowie langen Abwesenheiten von Zuhause stellen relevante psychische Belastungsfaktoren dar (Mette et al. 2016). Diese psychischen Faktoren sind bisher bei Offshore-Arbeitern in der Öl- und Gasförderung, jedoch noch nicht bei Beschäftigten in der Offshore-Windenergiebranche systematisch untersucht worden (Mette et al. 2016).

Die Unterbringung auf Schiffen und Plattformen in der Nähe der OWEA stellt zudem ein Risiko für eine kontinuierliche Exposition gegenüber niederfrequentem Lärm von den Anlagen im Betrieb dar, das zu Schlafstörungen und anderen neuropsychologischen Symptomen (Erschöpfung, Reizbarkeit, etc.) führen kann (EU-OSHA 2013). Allerdings liegen unseres Wissens noch keine empirischen Daten über die Häufigkeit von z. B. Schlafstörungen bei Beschäftigten der Offshore-Windenergiebranche vor.

Im Zusammenhang mit der Errichtung und dem Betrieb von OWEA werden diese Gefährdungen und Belastungen in eine abgelegene, menschenlebensfeindliche Umgebung mit extremen Wetterbedingungen (Kälte, Hitze, Feuchte, Wind, Wellengang) verlegt. Es ist zu beachten, dass, im Gegensatz zu Beschäftigten der Schifffahrt, der Einsatz auf See nicht zum ursprünglichen primären Tätigkeitsprofil vieler der dort Beschäftigten gehört. Der Offshore-Einsatz erfordert deshalb spezifische Qualifizierungen und Sicherheitstrainings (z. B. „survival on sea“ oder HUET – „helicopter underwater escape training“) der Beschäftigten, um sie auf die besonderen Arbeitsbedingungen vorzubereiten. Diese Trainings stellen auch eine körperliche Belastung dar. Nicht zuletzt auch aufgrund des erschwerten Zugangs zur medizinischen Versorgung im Notfall stellt der Offshore-Arbeitsplatz auch besondere Anforderungen an die körperliche und psychische Fitness der Offshore-Beschäftigten. Aufgrund dessen ist die körperliche und psychische Eignung der Offshore-Mitarbeiter vor deren Offshore-Einsatz arbeitsmedizinisch zu prüfen. Zu diesem Zwecke bestehen in Deutschland standardisierte Kriterien, die in einer S1-Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Arbeits- und Umweltmedizin und der Deutschen Gesellschaft für Maritime Medizin zusammengestellt wurden (DGAUM 2015; Preisser et al. 2016). Nach wie vor existieren Unterschiede in den Anforderungen für die Eignung bezogen auf die Offshore-Tätigkeit im Vergleich zu einem entsprechenden Arbeitsplatz an Land. Im internationalen Vergleich ist die deutsche Leitlinie die einzige, die speziell für die Offshore-Windenergiebranche entwickelt wurde (Preisser et al., im Druck).

Schlussfolgerungen

Die Beschäftigten der Offshore-Windindustrie sind einer Reihe von Gefährdungen und Belastungen ausgesetzt, die typisch für Tätigkeiten auf komplexen, großen Baustellen sowie bei der Errichtung und dem Betrieb von elektrischen Großanlagen sind. Zudem kommt es aufgrund der Lage des Arbeitsplatzes auf See zu weiteren branchenspezifischen Gefährdungen. Diese stehen insbesondere im Zusammenhang mit den Überstiegen von den Schiffen oder Helikoptern zu den Offshore-Anlagen und sind in der Exposition gegenüber widrigen Witterungsumständen begründet. Es ist davon auszugehen, dass – analog zur Seeschifffahrt – ein Teil der Belastungen und Gefährdungen des Offshore-Arbeitsplatzes über die Arbeitszeit hinaus auch in der arbeitsfreien Zeit in den Offshore-Unterbringungen besteht.

Interessenkonflikt: M. Velasco Garrido, J. Mette, S. Mache, V. Harth und A. M. Preisser geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Förderung: Dieser Artikel wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierten Projekts „BestOff – Sicherheit und Gesundheit in der Offshore-Windindustrie durch Kompetenzentwicklung, Koordination und lernförderliche Unternehmenskultur“ verfasst.

Literatur

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Für die Verfasser

Dr. med. Marcial Velasco Garrido

Zentralinstitut für Arbeitsmedizin und Maritime Medizin (ZfAM)

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