Technocraatoplossingen voor een niet-omvangrijk probleem van de opwarming van de aarde veroorzaken meer milieuschade dan eerder werd gedacht. Van bewegende delen die breken tot schadelijk landgebruik, windparken veroorzaken evenveel problemen als ze oplossen. Bovendien zijn ze niet economisch zonder overheidssubsidies om ze in leven te houden. ⁃ TN Editor
Als het gaat om energieproductie, bestaat er helaas niet zoiets als een gratis lunch.
Terwijl de wereld begint met zijn grootschalige transitie naar koolstofarme energiebronnen, is het van vitaal belang dat de voor- en nadelen van elk type goed worden begrepen en de milieueffecten van hernieuwbare energie, hoe klein deze ook zijn in vergelijking met kolen en gas, worden beschouwd.
In twee kranten - vandaag gepubliceerd in de tijdschriften Environmental Research Letters en Joule - Onderzoekers van Harvard University vinden dat de overgang naar wind- of zonne-energie in de VS vijf tot 20 keer meer land zou vereisen dan eerder werd gedacht, en als dergelijke grootschalige windparken zouden worden gebouwd, zou de gemiddelde oppervlaktetemperatuur boven de continentale VS door 0.24 graden Celsius.
"Wind verslaat steenkool met elke milieumaatregel, maar dat betekent niet dat de effecten te verwaarlozen zijn," zei David Keith, de Gordon McKay Professor of Applied Physics aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en senior auteur van de papieren. “We moeten snel overstappen van fossiele brandstoffen om de CO2-uitstoot te stoppen. Daarbij moeten we keuzes maken tussen verschillende koolstofarme technologieën, die allemaal een aantal sociale en milieueffecten hebben. "
Keith is ook professor in openbaar beleid aan de Harvard Kennedy School.
Een van de eerste stappen om inzicht te krijgen in de milieu-impact van hernieuwbare technologieën is om te begrijpen hoeveel land nodig zou zijn om aan de toekomstige Amerikaanse energiebehoeften te voldoen. Zelfs beginnend met de energiebehoeften van vandaag, zijn het landoppervlak en de bijbehorende vereiste stroomdichtheden al lang besproken door energiedeskundigen.
In eerder onderzoek hebben Keith en co-auteurs de opwekkingscapaciteit van grootschalige windparken gemodelleerd en geconcludeerd dat windenergie in de echte wereld was overschat omdat ze hadden nagelaten de interacties tussen turbines en de atmosfeer nauwkeurig te verklaren.
In 2013-onderzoek beschreef Keith hoe elke windturbine erachter een 'windschaduw' creëert waar lucht door de bladen van de turbine is vertraagd. De huidige windparken op commerciële schaal plaatsen turbines zorgvuldig om de impact van deze windschaduwen te verminderen, maar gezien de verwachting dat windparken zullen blijven groeien naarmate de vraag naar van wind afkomstige elektriciteit toeneemt, kunnen interacties en bijbehorende klimatologische effecten niet worden vermeden.
Wat in dit eerdere onderzoek ontbrak, waren echter observaties ter ondersteuning van de modellering. Toen, enkele maanden geleden, publiceerde de US Geological Survey de locaties van 57,636-windturbines in de VS. Met behulp van deze dataset konden Keith en postdoctorale collega Lee Miller, in combinatie met verschillende andere databases van de Amerikaanse overheid, de vermogensdichtheid van 411 kwantificeren windparken en 1,150 fotovoltaïsche zonne-installaties die in de VS actief zijn tijdens 2016.
"Voor wind ontdekten we dat de gemiddelde vermogensdichtheid - dat wil zeggen de snelheid van energieopwekking gedeeld door het omringende gebied van de windcentrale - tot 100 keer lager was dan schattingen van enkele vooraanstaande energiedeskundigen", aldus Miller, die de eerste is. auteur van beide artikelen. “Bij de meeste van deze schattingen werd geen rekening gehouden met de interactie tussen turbine en atmosfeer. Voor een geïsoleerde windturbine zijn interacties helemaal niet belangrijk, maar als de windparken eenmaal meer dan vijf tot tien kilometer diep zijn, hebben deze interacties een grote impact op de vermogensdichtheid. ”
De op observatie gebaseerde windenergiedichtheden zijn ook veel lager dan belangrijke schattingen van het Amerikaanse ministerie van Energie en het Intergovernmental Panel on Climate Change.
Voor zonne-energie is de gemiddelde vermogensdichtheid (gemeten in watt per vierkante meter) 10 maal hoger dan windenergie, maar ook veel lager dan schattingen door vooraanstaande energiedeskundigen.
Dit onderzoek suggereert dat windparken niet alleen meer land nodig hebben om de voorgestelde doelstellingen voor hernieuwbare energie te halen, maar ook op zo'n grote schaal een actieve speler in het klimaatsysteem zouden worden.
De volgende vraag, zoals onderzocht in het tijdschrift Joule, was hoe dergelijke grootschalige windparken het klimaatsysteem zouden beïnvloeden.
Om de impact van windenergie te schatten, hebben Keith en Miller een basislijn vastgesteld voor het klimaat 2012 ‒ 2014 US met behulp van een standaard weersvoorspellingsmodel. Vervolgens bedekten ze een derde van de continentale VS met voldoende windturbines om aan de huidige Amerikaanse vraag naar elektriciteit te voldoen. De onderzoekers ontdekten dat dit scenario de oppervlaktetemperatuur van de continentale VS met 0.24 graden Celsius zou verwarmen, met de grootste veranderingen die 's nachts optreden wanneer de oppervlaktetemperaturen met maximaal 1.5 graden stijgen. Deze opwarming is het resultaat van windturbines die de atmosfeer in de buurt van de grond en omhoog actief mengen en tegelijkertijd de beweging van de atmosfeer onttrekken.
wpDiscuz