211service.com
Storskalig amerikansk vindkraft kan orsaka betydande uppvärmning
Foton av Clark | Flickr
Vindkraften blomstrar i USA.
Det har utökats 35 gånger sedan 2000 och nu ger 8% av landets el. USA:s energidepartement förväntar sig vindkraftverkens kapacitet att mer än fyrdubblas igen till 2050.
Men a ny studie av ett par Harvard-forskare finner att en hög mängd vindkraft kan innebära mer klimatuppvärmning, åtminstone regionalt och under de närmaste decennierna framåt. Tidningen väcker allvarliga frågor om hur mycket USA eller andra nationer bör se till vindkraft för att städa upp elsystem.
Studien, publicerad i tidskriften Joule , fann att om vindkraften tillgodoser alla amerikanska elbehov, skulle det värma ytan på det kontinentala USA med 0,24 ˚C. Det kan avsevärt överstiga minskningen av USA:s uppvärmning som uppnåddes genom att koldioxidutsläppa landets elsektor detta århundrade, vilket skulle vara runt 0,1 ˚C.
Om ditt perspektiv är de kommande 10 åren, har vindkraft faktiskt - i vissa avseenden - mer klimatpåverkan än kol eller gas, sa medförfattaren David Keith, professor i tillämpad fysik och offentlig politik vid Harvard, i ett uttalande. Om ditt perspektiv är de närmaste tusen åren, så är vindkraft enormt renare än kol eller gas.
Specifikt kan den undvikade uppvärmningen som uppnås genom att eliminera fossila bränslen överträffa all uppvärmning från vind på ungefär ett sekel i det studerade scenariot, eftersom utsläppsminskningar ackumuleras.
Keith och huvudförfattaren Lee Miller, postdoc vid Harvard, betonar att slutsatserna betyder att forskare och beslutsfattare bör ta denna bieffekt av vindkraft på allvar – och noga överväga vilken roll resursen ska spela i övergången till ren energi.
Vår analys tyder på att det – där det är möjligt – kan vara vettigt att driva lite hårdare på att utveckla solenergi och lite mindre hårt på vind, sa Keith i ett e-postmeddelande.
Noterbart är att uppvärmningseffekten från vind i det studerade scenariot var 10 gånger större än klimateffekten från solenergiparker, som också kan ha en liten värmande effekt .
Kärnproblemet är att vindkraftverk genererar elektricitet genom att extrahera energi ur luften, bromsa vind och på annat sätt förändra utbytet av värme, fukt och momentum mellan ytan och atmosfären, förklarar studien. Det kan ge en viss grad av uppvärmning.
Tidigare studier påpekade också effekten, men de tittade generellt på antingen småskaliga eller globala effekter. Den nya studien försökte utforska en rimlig skala för vindkraft i ett enda stort land. Den jämförde modellresultat med direkta observationer vid vindkraftsparker och fann att de matchade.
Det finns några viktiga begränsningar för studien. Den noterar att uppvärmningseffekten är starkt beroende av lokala väderförhållanden, såväl som typ och placering av turbiner. Den analyserade inte effekter utanför det kontinentala USA eller tidsperioder längre än ett år. Och det är svårt att föreställa sig att något som närmar sig denna nivå av vindkraft faktiskt byggs i landet.
Stanford-professorn John Dabiri kritiserade studien och sa att simuleringarna förlitade sig på en proxy för vindkraftverk som ökar det aerodynamiska motståndet vid jordens yta (se John Dabiri: Innovators Under 35).
Det är välkänt att den här typen av modelleringsantagande gör ett dåligt jobb med att förutsäga flödet i riktiga vindkraftsparker, sa han i ett e-postmeddelande.
Dabiri, en expert på vindkraftskonstruktioner, säger att en mer realistisk tidigare simulering fann liten temperaturförändring nära ytan.
American Wind Energy Association ifrågasatte också snabbt utformningen av slutsatserna.
'Eftersom den senaste studien bara fokuserar på lokal påverkan under en kort tidsperiod, överskattar den yttemperaturens påverkan av förnybara resurser i förhållande till fossila bränslen kraftigt', läser ett uttalande som skickats till MIT Technology Review, tillskrivas handelsgruppens tidigare senior chef för forskning, Michael Goggin. 'Om tidningen istället tittade över de globala och långvariga tidsskalorna som betyder något, skulle förnybara resurser klara sig hundratals gånger om inte oändligt mycket bättre än fossila resurser.'
Harvard-forskarna sa att deras fynd stämmer överens med direkt observerade effekter från hundratals amerikanska vindkraftsparker.
Keith, en uttalad förespråkare för ren energi för att bekämpa den globala uppvärmningen, säger att han är säker på att tidningen kommer att misstolkas eller felaktigt framställas av vissa för att argumentera mot utbyggnaden av vindkraft.
Men det skulle vara oetiskt för forskarvärlden att dölja effekter från förnybara energikällor eftersom vi tycker att de borde främjas, sa han.