Zonnepanelen hebben een dodelijke aantrekkingskracht op waterinsecten

De Nederlandse insectenkenner Bernhard van Vondel, honorair onderzoeker bij het Natuurhistorisch Natuurhistorisch Museum in Rotterdam, staat wereldwijd bekend als een van de grootste experts op het gebied van waterkevers. Hij heeft meer dan honderd publicaties op zijn naam staan en heeft tientallen nieuwe waterkeversoorten ontdekt. Toch is een van zijn meest geciteerde artikelen een stukje van een halve pagina uit 1998 getiteld, ‘Another case of water beetles landing on a red car roof’.

Daarin beschrijft Van Vondel hoe hij tien jaar eerder met zijn gezin aan het kamperen was in Zuid-Frankrijk en gedurende twee dagen zag hoe het dak van zijn rode Renault 4 bezaaid raakte met waterinsecten. De ene na de andere ruggelings spartelende waterwants, op het hete metaal gebraden roodpootwaterkever en op het dak eieren leggende waterjuffer diende zich aan. In plaats van zijn zware waternet naar beekjes of meertjes te sjouwen, hoefde hij zich slechts naast zijn autootje te positioneren en kon hij de waterbeestjes die zich en masse op de rode lak stortten er een voor een van afpulken.

Van Vondels publicatie trok de aandacht van biofysicus Gábor Horváth van de Eötvös Universiteit in Boedapest. Horváth leidt daar het Laboratorium voor Milieu-Optica en was al langer geïnteresseerd in de impact van optische effecten op insecten en andere dieren. Hij en zijn team gebruikten Van Vondels waarneming als inspiratie voor een experiment waarbij ze gloednieuwe Suzuki Swifts in allerlei kleuren parkeerden bij een Hongaars moerasgebied en ontdekten dat vooral rode en zwarte autolak heel aantrekkelijk zijn voor waterinsecten.

Die aantrekkingskracht bleek te maken te hebben met een optische eigenschap van dit type autolak, namelijk circulaire polarisatie. Lichtgolven kunnen in verschillende richtingen oscilleren. Vergelijk het maar met de golfbeweging die in een touw ontstaat dat aan één kant vast zit en aan de andere kant door je hand wordt bewogen. Als je je hand op en neer beweegt ligt de golf in een verticaal vlak. Beweeg je je hand heen en weer dan golft het touw in een horizontaal vlak. Met lichtgolven is het net zo. In zonlicht dat het aardoppervlak bereikt hebben de stralen alle oscillatierichtingen, van horizontaal tot verticaal en alles daartussenin. Maar een plat, donker, glanzend oppervlak werkt als een polarisatiefilter: het weerkaatste zonlicht heeft bijna uitsluitend horizontale oscillatierichtingen.

Een zonnepark bij Houten, Utrecht. >

Foto Olivier Middendorp

Gepolijste grafstenen

En tot voor kort had je op aarde maar één type oppervlak met dergelijke eigenschappen: het spiegelgladde wateroppervlak van meren, plassen en poeltjes. Geen wonder dus dat in de loop van de evolutie het visuele systeem van vliegende waterinsecten zoals libellen, haften, waterkevers, waterwantsen en allerlei andere diertjes (alleen al in Nederland ruim 1.500 verschillende soorten) zich heeft aangepast aan het detecteren van horizontaal gepolariseerd licht: dat was altijd een betrouwbare indicatie dat hun favoriete biotoop zich er bevond. Mensen zien het niet, maar voor deze diertjes is het een cruciaal aspect van hun oriëntatievermogen.

Maar tegenwoordig is het niet alles water wat er blinkt. Het dak van Van Vondels Renault 4 blijkt waterdiertjes om de tuin te leiden – iets wat Horváth polarized light pollution noemt, afgekort PLP. In plaats van een lekker nat poeltje vinden de diertjes een dorre, gloeiend hete ‘carpoel’. Voor Horváth zal dit niet als een verrassing gekomen zijn, want zijn gehele carrière heeft hij gewijd aan het vinden van vergelijkbare desastreuze PLP-effecten bij allerlei door de mens gemaakte oppervlakken. Al in de jaren negentig kwam hij erachter dat libellen en haften massaal stierven in de olieplassen die ontstonden in de Koeweitse woestijn nadat Iraakse troepen tijdens de Eerste Golfoorlog daar oliebronnen opbliezen (olie polariseert het licht nog sterker dan water). En in 2016 won Horváth de ludieke IgNobel-prijs voor zijn ontdekking dat libellen hun eitjes per abuis afzetten op gepolijste grafstenen.

Nu kun je die olieplassen en grafstenen nog afdoen als eigenaardigheidjes zonder verdere grote consequenties. Maar met autodaken is het al een ander verhaal. Het aantal auto’s dat op aarde rondrijdt (en geparkeerd staat) groeit nog altijd. Ieder jaar worden er meer dan 100 miljoen nieuwe geproduceerd en met bijna 1,7 miljard auto’s op ’s werelds wegen is het totale oppervlak autodaken, -motorkappen en -kofferdeksels waar waterinsecten door misleid worden inmiddels bijna half zo groot als Nederland. Voorlopig valt dat nog in het niet bij het oppervlak aan echte wateren, maar ondertussen is er een nieuw, en mogelijk nog groter probleem opgedoken: zonnepanelen.

Ze kunnen waterinsecten weglokken van hun natuurlijke habitat en bijdragen aan hun wereldwijde achteruitgang

Bruce Robertson
ecoloog

Deze redders van de energietransitie blijken eveneens sterke PLP te veroorzaken en insecten massaal aan te trekken, nog sterker dan echte wateroppervlakken. Ook vertonen de insecten een grotere neiging eitjes af te zetten op zonnepanelen dan op echt water – of die panelen nu horizontaal of diagonaal gemonteerd zijn. „Ze kunnen waterinsecten weglokken van hun natuurlijke habitat en bijdragen aan hun wereldwijde achteruitgang”, schrijft ecoloog Bruce Robertson van Bard College in New York in het Journal of Insect Conservation.

Het oppervlak aan zonnepanelen groeit wereldwijd met sneltreinvaart: de totale energie-output is in de afgelopen twee decennia verdriehonderdvoudigd. Dus nam Horváths lab al bijna twintig jaar geleden het voortouw om technieken te ontwikkelen die de PLP kunnen reduceren. Een experiment met stroken witte tape die kruislings op de zonnepanelen werden gemonteerd toonde aan dat hiermee bijna geheel te voorkomen is dat insecten het oppervlak als water interpreteren. Omdat de witte banen de zonnecellen gedeeltelijk afdekken reduceert dit de elektriciteitsopbrengst, maar slechts met enkele procenten. Een paar klodders meeuwenpoep zijn erger.

Toch heeft deze ontdekking niet geleid tot een aanpassing in het ontwerp van zonnepanelen, ook niet nadat Robertson in 2020 vaststelde dat zelfs lijnen van slechts één of enkele millimeters breed de aantrekking van insecten met meer dan 90 procent kunnen verminderen. Bovendien bleek een maaswijdte van 20 bij 20 centimeter al voldoende – en dus moet het mogelijk zijn om het raster in het ontwerp van het zonnepaneel zodanig te integreren dat het geen schaduw werpt op de fotovoltaïsche cellen.

Je zou toch denken dat bedrijven die zonnepanelen ontwerpen dat toch ook een beetje doen voor een beter milieu en dus gevoelig zouden moeten zijn voor deze nadelige effecten op de insectenstand. „Ja, dat zou je denken”, beaamt ook fysicus Benjamin Fritz van het bedrijfje Phytonics in het Duitse Karlsruhe. „Maar ik vrees dat die grote bedrijven pas iets veranderen als ze ertoe gedwongen worden door wet- en regelgeving of als consumenten het beginnen te eisen.” Fritz en zijn bedrijf ontwikkelen folies met een erin geperste microstructuur die op bestaande zonnepanelen kunnen worden geplakt en die de verblindende glans van zonnepanelen verlagen. En daar is wel een markt voor: „Er zijn veel gevallen waar buren elkaar aanklagen omdat ze last hebben van de schittering van de zonnepanelen op het dak”, vertelt Fritz.

Zonnepark in Haarlo, in de Achterhoek.

Foto Eric Brinkhorst

Microkegeltjes

De anti-schitteringsfolie van Phytonics blijkt eveneens de PLP te kunnen verminderen. „Ik stuitte er bij toeval op tijdens mijn promotie-onderzoek”, vertelt Fritz. Voordat hij startte met antischitteringsfolie werkte hij aan folies die de lichtopbrengst van zonnepanelen kunnen verhogen. Om dat te bereiken produceerde hij een folie waarin hij een microstructuur aanbracht van tegen elkaar staande kegeltjes van 25 micron breed (een micron is een duizendste millimeter). De microkegeltjes-folie verhoogde de lichtopbrengst, en bleek bovendien de PLP sterk te verminderen. Fritz nam contact op met Horváth en samen deden ze een studie (die uitmondde in een artikel in PLoS ONE in 2020) waaruit bleek dat daarmee ook de aantrekking van waterinsecten met meer dan 90 procent verminderd was.

Toch is die microkegeltjesfolie nooit in productie genomen. „Een antischitteringsfolie was voor de industrie urgenter”, zegt Fritz, en dus is dat het type folie dat Phytonics momenteel produceert. Ook die lijkt de PLP wel iets te verminderen, maar niet zo sterk. In theorie, zegt Fritz, zou het mogelijk moeten zijn om een folie uit te vinden die alle drie goed doet: lichtopbrengst verhogen, schittering wegnemen en PLP verminderen, misschien in combinatie met een raster van witte lijnen. Maar zolang de impact van zonnepanelen op de achteruitgang van waterinsecten nog niet is doorgedrongen tot het algemene publiek en tot de industrie verandert er weinig. „Mijn indruk is dat er niet veel gebeurt.”

Een kleine rondgang in de Nederlandse zonnepanelenindustrie lijkt die indruk te bevestigen. De persvoorlichting van Holland Solar, de nationale brancheorganisatie, zegt: „Holland Solar kan hierin helaas niet voorzien”, maar verwijst naar het Nederlands Instituut voor Ecologie in Wageningen, waar een onderzoek loopt naar de effecten van zonneparken die op water worden aangelegd. Daar zegt onderzoeker Sven Teurlincx dat PLP tot nu toe geen onderdeel van hun studie was. „Maar ik vind dit wel een interessante hoek die goed past bij ons onderzoek; ga hem dus zeker verkennen!”

Bij Eneco, betrokken bij verschillende kennisprojecten rond zonneparken, zegt een woordvoerder: „[zoetwaterfauna] is in de projecten waar Eneco bij betrokken was tot nu toe geen standaard onderdeel. Dat zal ook te maken hebben met het feit dat veel zoetwaterbeestjes geen beschermde status hebben.” Ook Tjibbe Bosma, bioloog bij GroenLeven, zegt: „Dit is ook voor ons een nieuwe invalshoek. In de vergunningaanvragen, en onderbouwing voor ecologische effecten wordt er niet expliciet rekening gehouden met gepolariseerde lichtvervuiling.”

Ik hoop zeker dat de industrie zich hiervoor meer gaat interesseren, zegt Fritz. „De achteruitgang van insecten houd ik voortdurend in het achterhoofd.” Voor de kevertjes die stierven op het hete dak van Bernhard van Vondels Renaultje is het al te laat. Die staan netjes opgeprikt in de collectie van het Natuurhistorisch in Rotterdam.

Een zonnepark bij het Drentse dorp Exloo.

Foto Kees van de Veen