Aktuelle Klimamodelle prognostizieren nach Angaben der Naturschutzorganisationen übereinstimmend bereits bis zum Jahr 2050 für die Ostsee einen deutlichen Anstieg der Zahl und Stärke von Stürmen, bei denen die Brücke für den Verkehr gesperrt werden müsste. Die bestehende Fehmarnsundbrücke zwischen Fehmarn und dem deutschen Festland sei schon heute in zunehmendem Maße für Wohnwagen und leere Lkw gesperrt. Fähren seien davon nicht in selbem Maße betroffen. "Eine Brücke würde zum unkalkulierbaren Risiko für den verlässlichen Austausch von Waren und den Personenverkehr zwischen Mitteleuropa und Skandinavien, Windschutzvorrichtungen das Bauwerk andererseits aus statischen Gründen unverhältnismäßig verteuern."
Die Kosten von mindestens 4,2 Milliarden Euro für den Bau der Brücke stehen nach Auffassung der Organisationen in keinem vernünftigen Verhältnis zu dem seitens der Politik erwarteten Nutzen. "Nach Erfahrungen mit der Realisierung von Brückenbauwerken in Dänemark ist zudem von einer Steigerung der Kosten um bis zu 68 Prozent gegenüber dem ursprünglichen Ansatz auszugehen." Mit modernisierten Fähren stünde eine ökonomisch wie ökologisch sinnvolle Alternative zur Verfügung, die für den Bundeshaushalt keine unkalkulierbaren Risiken aufwerfe und dabei bestehende, hochwertige Arbeitsplätze in der Region sichere.
Die Naturschützer kritisieren insbesondere ein "hohes Kollisionsrisiko für große Schiffe wie Öltanker". Ein Großteil der russischen Tanker aus dem Hafen Primorsk nutze den Fehmarnbelt für die Passage in die westliche Ostsee. "Bei einem Schiffsunfall wären wertvolle Naturräume von einer Ölpest bedroht." Sie fürchten auch Auswirkungen auf den nächtlichen Vogelzug auf der "Vogelfluglinie" sowie auf den "wichtigen Wasseraustausch zwischen westlicher und östlicher Ostsee".
Die Umweltverbände verweisen auch darauf, dass die EU in den letzten Jahren den Ausbau der Häfen unter anderem in Mecklenburg-Vorpommern "mit erheblichen Finanzmitteln" habe. Durch den Bau einer Brücke entstände für diese Häfen eine "empfindliche Konkurrenz", wovon ihres Erachtens auch die Wirtschaftlichkeit anderer Fähr- und Frachtverbindungen etwa zwischen Gedser und Warnemünde betroffen wäre. "Ostdeutschland wäre erneut von wichtigen direkten Verbindungen nach Skandinavien abgekoppelt." Durch die Brücke könne es zudem zu einer massiven Verkehrsverlagerung von Schiff und Eisenbahn auf die Straße kommen, fürchten die Naturschützer.
Der dänische und der deutsche Naturschutzverband sehen insgesamt "keinen gravierenden Nutzen in einer festen Beltquerung, der die hohen ökologischen wie ökonomischen Risiken rechtfertigt", so NABU-Präsident Olaf Tschimpke. "Es ist daher an der Zeit, endgültig einen Schlussstrich unter dieses reine Prestige-Objekt zu setzen."