Решения технократа не связанной с глобальным потеплением проблемы наносят больше ущерба окружающей среде, чем считалось ранее. От движущихся частей, которые ломаются до разрушительного землепользования, ветряные электростанции вызывают столько проблем, сколько решают. Кроме того, они не экономичны без государственных субсидий, чтобы поддерживать их жизнь. ⁃ TN Editor
Когда дело доходит до производства энергии, к сожалению, такого понятия, как бесплатный обед, не существует.
По мере того как мир начинает свой масштабный переход к низкоуглеродистым источникам энергии, жизненно важно, чтобы плюсы и минусы каждого типа были хорошо поняты, а воздействие возобновляемой энергии на окружающую среду, как бы мало оно ни было, по сравнению с углем и газом, считаются.
В двух статьях - опубликованных сегодня в журналах Экологическая Research Letters, и Джоуль - Исследователи из Гарвардского университета считают, что для перехода к ветровой или солнечной энергии в США потребуется в пять-шесть раз больше суши, чем предполагалось ранее, и, если бы были построены такие крупные ветряные электростанции, средние температуры поверхности над континентальной частью США были бы 20 градусов по Цельсию.
«Ветер превосходит уголь по любым экологическим показателям, но это не означает, что его воздействие незначительно», - сказал Дэвид Кит, профессор прикладной физики им. Гордона Маккея в Гарвардской школе инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) и старший автор статей. «Мы должны быстро перейти от ископаемого топлива, чтобы остановить выбросы углерода. При этом мы должны сделать выбор между различными низкоуглеродистыми технологиями, которые имеют определенные социальные и экологические последствия ».
Кит также является профессором государственной политики в Гарвардской школе Кеннеди.
Одним из первых шагов к пониманию воздействия возобновляемых технологий на окружающую среду является понимание того, сколько земли потребуется для удовлетворения будущих потребностей США в энергии. Даже начиная с сегодняшних потребностей в энергии, площадь земли и требуемая плотность мощности уже давно обсуждаются экспертами в области энергетики.
В предыдущих исследованиях Кит и соавторы смоделировали генерирующую мощность крупномасштабных ветряных электростанций и пришли к выводу, что выработка энергии ветра в реальном мире была завышена, поскольку они пренебрегали точным учетом взаимодействия между турбинами и атмосферой.
В исследовании 2013 Кейт описал, как каждая ветряная турбина создает «тень ветра» за ней, где воздух замедляется лопастями турбины. Сегодняшние коммерческие ветряные электростанции тщательно разрабатывают космические турбины, чтобы уменьшить воздействие этих теней ветра, но учитывая ожидание того, что ветряные электростанции будут продолжать расширяться по мере увеличения спроса на электроэнергию, получаемую от ветра, невозможно избежать взаимодействия и связанных с ним климатических воздействий.
Однако в этом предыдущем исследовании не хватало наблюдений в поддержку моделирования. Затем, несколько месяцев назад, Геологическая служба США опубликовала расположение ветровых турбин 57,636 по всей территории США. Используя этот набор данных, в сочетании с несколькими другими базами данных правительства США, Кит и доктор наук Ли Миллер смогли количественно оценить плотность мощности 411. ветровые электростанции и солнечные фотоэлектрические станции 1,150, работающие в США во время 2016.
«Что касается ветра, мы обнаружили, что средняя плотность мощности - то есть скорость производства энергии, деленная на охватывающую площадь ветряной электростанции - была почти в 100 раз ниже, чем оценки некоторых ведущих экспертов в области энергетики», - сказал Миллер, который является первым автор обеих работ. «В большинстве этих оценок не учитывалось взаимодействие турбины с атмосферой. Для изолированной ветряной турбины взаимодействия вообще не важны, но когда ветряные электростанции оказываются на глубине более 10-XNUMX километров, эти взаимодействия имеют большое влияние на плотность мощности ».
Плотность энергии ветра, основанная на наблюдениях, также намного ниже, чем важные оценки Министерства энергетики США и Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
Для солнечной энергии средняя плотность мощности (измеряемая в ваттах на квадратный метр) в 10 раз выше, чем у энергии ветра, но также намного ниже, чем оценки ведущих экспертов в области энергетики.
Это исследование показывает, что не только ветряным электростанциям потребуется больше земли для достижения предполагаемых целей в области возобновляемых источников энергии, но и в таких крупных масштабах они станут активным игроком в климатической системе.
Следующий вопрос, рассмотренный в журнале Joule, был о том, как такие крупные ветряные электростанции будут влиять на климатическую систему.
Чтобы оценить воздействие энергии ветра, Кит и Миллер установили базовую линию для климата 2012 US 2014 США, используя стандартную модель прогнозирования погоды. Затем они покрыли одну треть континентальной части США ветряными турбинами, достаточными для удовлетворения современного спроса на электроэнергию в США. Исследователи обнаружили, что этот сценарий нагревает температуру поверхности континентальной части США на 0.24 градусов по Цельсию, при этом самые большие изменения происходят ночью, когда температура поверхности повышается до 1.5 градусов. Это потепление является результатом того, что ветряные турбины активно перемешивают атмосферу у земли и в воздухе, одновременно извлекаясь из движения атмосферы.
wpDiscuz