Publikujemy dzisiaj tłumaczenie ważnego tekstu, przygotowanego przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda, poświęconego analizie wpływu farm wiatrowych na środowisko. Leah Burrows – autor tekstu, związany jest ze środowiskiem alarmistów klimatycznych, dla których energetyka wiatrowa jest odpowiedzią na zmiany klimatyczne na Ziemi. W USA relacjonowane badania spowodowały wysyp komentarzy prasowych, które starają się znaleźć usprawiedliwienie dla tych „negatywnych skutków" energetyki wiatrowej „dla klimatu".
„Wpływ farm wiatrowych na środowisko będzie większy niż przewidywano wcześniej” [1]
Jeśli chodzi o produkcję energii, nie ma niestety czegoś takiego jak darmowy lunch.
W chwili, gdy świat zaczyna przestawiać energetykę na niskoemisyjne źródła energii na wielką skalę, pełne zrozumienie plusów i minusów energii odnawialnej, jak i oddziaływania OZE na środowisko jest sprawą o fundamentalnym znaczeniu – jakkolwiek byłoby ono małe w porównaniu do węgla i gazu.
W dwóch artykułach opublikowanych w czasopismach naukowych Environmental Research Letters i Joule — badacze z Harvarda stwierdzają, że przejście na energię wiatrową lub słoneczną w Stanach Zjednoczonych wymagałoby zajęcia obszaru lądowego o powierzchni 5 do 20 razy większej, niż wcześniej zakładano, a jeśli takie farmy wiatrowe zostaną zbudowane, mogą one spowodować wzrost średniej temperatury powierzchni ziemi w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych o 0,24 stopnia Celsjusza.
David Keith, profesor fizyki stosowanej na Harvardzie i naczelny autor tych artykułów naukowych stwierdził, że: „Wiatr wygrywa z węglem według wszelkich kryteriów ekologicznych, ale nie oznacza to, że energetyka wiatrowa nie ma żadnego istotnego wpływu na środowisko. Musimy szybko odejść od paliw kopalnych, aby zatrzymać emisje dwutlenku węgla. Robiąc to musimy dokonywać wyborów pomiędzy różnymi niskoemisyjnymi technologiami, z których wszystkie oddziaływują w pewnej mierze na ludzi i środowisko.”
Keith jest również profesorem polityki publicznej w Kennedy School of Government na Uniwersytecie Harvarda.
fot. Pixabay
Jednym z pierwszych kroków na drodze do zrozumienia wpływu technologii energii odnawialnej na środowisko jest ustalenie, jak duży obszar lądowy trzeba byłoby zająć, aby zaspokoić zapotrzebowanie USA na energię w przyszłości. Nawet w kwestii obecnego zapotrzebowania na energię wśród ekspertów od spraw energetycznych od dłuższego czasu toczy się dyskusja na temat wymaganej powierzchni lądowej i związanych z tym wskaźników gęstości mocy OZE.
W ramach projektu badawczego zrealizowanego wcześniej, na podstawie modelu mocy wytwórczej wielkich farm wiatrowych, Keith i jego współpracownicy doszli do wniosku, że ilość wytwarzanej energii z wiatru została przeszacowana, ponieważ w analizach pominięto wzajemne oddziaływania pomiędzy turbinami i powietrzem.
„Bezpośredni wpływ energetyki wiatrowej na warunki klimatyczne jest natychmiastowy, natomiast korzyści ze zmniejszonych emisji są stopniowe.” — David Keith
W artykule opublikowanym w 2013 r. Keith pokazał, że każda elektrownia wiatrowa rzuca za sobą “cień wiatrowy” w miejscach, gdzie łopaty turbiny spowalniają przepływ powietrza. Deweloperzy przemysłowych farmy wiatrowych dzisiaj starają się tak rozmieszczać elektrownie, aby ograniczyć to zjawisko. Jednak biorąc pod uwagę oczekiwania dotyczące dalszej rozbudowy farm wiatrowych wraz ze wzrostem popytu na energię elektryczną, nie da się uniknąć takich interakcji z przepływami powietrza i ich skutków w postaci wpływu na warunki klimatyczne.
W tych wcześniejszych badaniach ustalenia modelowe nie były jednak poparte obserwacjami empirycznymi. Kilka miesięcy temu, Amerykańska Służba Geologiczna (USGS) upubliczniła dane dotyczące lokalizacji 57 636 elektrownie wiatrowych w Stanach Zjednoczonych. W oparciu o ten zbiór danych, korzystając przy tym także z kilku innych federalnych baz danych, profesor Keith i Lee Miller byli w stanie określić gęstość mocy dla 411 farm wiatrowych oraz 1150 fotoelektrycznych elektrowni słonecznych działających w USA w 2016 roku.
Miller, wymieniony jako pierwszy z autorów obu artykułów, stwierdził, że: “W przypadku sektora wiatrowego odkryliśmy, że średnia gęstość mocy - tzn. stosunek ilości energii wytwarzanej do całkowitej powierzchni farmy wiatrowej — była nawet 100 razy niższa od szacunkowych wielkości przedstawionych przez niektórych czołowych ekspertów w dziedzinie energii. Większość tych szacunków nie uwzględniało interakcji pomiędzy turbinami a otaczającym je powietrzem. W przypadku pojedynczej elektrowni wiatrowej stojącej w odosobnieniu takie interakcje nie są zupełnie istotne, ale kiedy farmy wiatrowe rozciągają się na przestrzeni 5-10 kilometrów, interakcje te mają znaczący wpływ na poziom gęstości mocy.”
Wynikające z tych obserwacji empirycznych wskaźniki gęstości mocy dla energetyki wiatrowej są dużo niższe niż kluczowe szacunki w tym zakresie pochodzące od Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych i Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatycznych ONZ.
Z kolei w przypadku energetyki słonecznej średnia gęstość mocy (mierzona w watach na metr kwadratowy) jest 10 razy wyższa niż w przypadku sektora wiatrowego, ale wciąż znacznie niższa niż wynika to z szacunków czołowych ekspertów w dziedzinie energii.
Wyniki tych badań zdają się wskazywać nie tylko na to, że osiągnięcie celów w zakresie energii odnawialnej wymagać będzie przeznaczenia większych obszarów pod farmy wiatrowe, ale także i to, że ich rozbudowa na tak wielką skalę uczyni z energetyki wiatrowej aktywny czynnik wpływający na system klimatyczny.
Kolejne pytanie, jakie rozważa się w artykule opublikowanym w czasopiśmie Joule, dotyczy potencjalnego wpływu takich wielkich farm wiatrowych na system klimatyczny.
„W perspektywie najbliższych 10 lat energetyka wiatrowa będzie miała większy wpływ na klimat — pod niektórymi względami — niż węgiel lub gaz. Przyjmując jednak perspektywę kolejnych 10 tysięcy lat, energetyka wiatrowa ma znacznie mniejszy wpływ na klimat niż węgiel lub gaz.” — David Keith.
Aby oszacować oddziaływanie energetyki wiatrowej, Keith i Miller przyjęli za punkt wyjścia stan klimatu w USA w latach 2012‒2014, określony przy użyciu standardowego modelu prognozowania pogody. Następnie, aby zapewnić pokrycie obecnego zapotrzebowania na energię USA, na 1/3 obszaru kontynentalnych Stanów Zjednoczonych umieścili niezbędną ilość elektrowni wiatrowych. Badacze stwierdzili, że realizacja takiego scenariusza może podnieść temperaturę powierzchni ziemi w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych o 0,24°C. Największe zmiany miały miejsce w nocy, kiedy temperatura powierzchni wzrosła o 1,5°C. To ocieplenie powstaje na skutek tego, że elektrownie wiatrowe aktywnie „mieszają” powietrze przy gruncie i powyżej niego, jednocześnie spowalniając ruch powietrza.
Te wyniki znajdują potwierdzenie w 10 innych badaniach naukowych, w których zaobserwowano ocieplenie w pobliżu amerykańskich farm wiatrowych. Miller i Keith porównali swoje symulacje z obserwacjami satelitarnymi dotyczącymi północnego Teksasu, gdzie stwierdzili występowanie generalnie stałych wzrostów temperatury.
Miller i Keith dodają jednak natychmiast, że jest mało prawdopodobne, by USA wygenerowały tak dużo energii z wiatru, jak to przyjęli w swoim scenariuszu. Niemniej jednak nawet bardziej ograniczone prognozy takiej produkcji wiążą się z występowaniem zjawiska ocieplenia w poszczególnych lokalizacjach. Dalszym krokiem powinno być zatem ustalenie, w którym momencie rosnące korzyści wynikające z redukcji emisji staną się w przybliżeniu równoważne temu natychmiastowemu oddziaływaniu energetyki wiatrowej na stan środowiska.
Badacze z Uniwersytetu Harvarda odkryli, że skutek funkcjonowania elektrowni wiatrowych w postaci ocieplenia klimatu w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych był w istocie bardziej znaczący niż efekty zmniejszonego poziomu emisji przez pierwsze stulecie ich działania. Jest tak, ponieważ efekt w postaci ocieplenia jest głównie ograniczony do obszarów wokół farm wiatrowych, a korzyści wynikające ze zmniejszenia stężenia gazów cieplarnianych pojawią się dopiero po ich redukcji w skali całego globu.
Miller i Keith dokonali analogicznych wyliczeń dla energetyki słonecznej i odkryli, że wpływ tego sektora na klimat był około 10 razy mniejszy niż w przypadku energetyki wiatrowej.
Keith stwierdził, że: „Bezpośredni wpływ energetyki wiatrowej na warunki klimatyczne jest natychmiastowy, natomiast korzyści ze zmniejszonych emisji są stopniowe. W perspektywie najbliższych 10 lat energetyka wiatrowa będzie miała większy wpływ na klimat — pod niektórymi względami — niż węgiel lub gaz. Przyjmując jednak perspektywę kolejnych 10 tysięcy lat, energetyka wiatrowa ma znacznie mniejszy wpływ na klimat niż węgiel lub gaz.”
„Ta praca nie powinna być traktowana jako gruntowna krytyka energetyki wiatrowej. Niektóre efekty funkcjonowania energetyki wiatrowej będą korzystne dla klimatu — pewne badania wykazały, że energetyka wiatrowa powoduje schładzanie regionów polarnych. Tę pracę należy raczej widzieć jako pierwszy krok w kierunku bardziej poważnego podejścia do kwestii oceny wpływu wszystkich typów energii odnawialnej na klimat. Mamy nadzieję, że nasze badania, w połączeniu z bezpośrednimi obserwacjami empirycznymi, stanowić będą punkt zwrotny, od którego zagadnienie wpływu energetyki wiatrowej na klimat stanie się przedmiotem poważnych analiz przy podejmowaniu strategicznych decyzji dotyczących dekarbonizacji systemu energetycznego.”
[Nasz komentarz] Publikowany dzisiaj tekst powinien stać się przyczynkiem do poważnej dyskusji w Polsce na temat przyszłości energetyki wiatrowej. Lobby wiatrakowe już jęczy i stęka, że ustawa odległościowa im przeszkadza, że wciąż za mało jest wiatraków w Polsce. Rząd Morawieckiego pokazał już, że nie jest głuchy na apele branży i zezwolił na aukcje dla wiatraków. Jednak 1 GW mocy, to ledwie zakąska dla apetytów branży, która chciałaby więcej i więcej. Oznacza to, że jesteśmy wciąż na kursie kolizyjnym z inwestorami wiatrakowymi.
Amerykańskie badania pokazują, że energetyka wiatrowa, by się rozwijać musi zajmować kolejne gigantyczne obszary tylko po to, by produkować w sposób mało efektywny energię. Problem ten nazywa się fachowo gęstością mocy i który dla wiatraków jest skrajnie niski. Dla takich krajów jak Polska, gdzie już dzisiaj nie ma gdzie stawiać wiatraków dalsza ich ekspansja oznacza i to zawsze klasyczny konflikt przestrzenny. Rządzący powinni pamiętać, że nawet jeśli postawi się w Polsce 30.000 MW w wiatrakach, to ich rzeczywista użyteczność dla systemu energetycznego spada nawet do 1% w skali roku. Pisaliśmy o tym niedawno na przykładzie angielskich wiatraków. [2], [3]
Ponadto z naszego punktu widzenia, kwestia tych 0,24 stopnia Celsjusza na plus jeśli chodzi o temperaturę wokół farm wiatrowych jest niepoważna i nieistotna w porównaniu z prawdziwie sensacyjnymi ustalaniami dotyczącymi „gęstości mocy" i obszaru pod wiatraki, który z tego wynika. Pisaliśmy o tym między innymi we wrześniu 2017 r. w artykule pt.: „Farmy wiatrowe jako czynnik zmieniający regionalny mikroklimat i warunki wegetacji - dalsze dowody empiryczne, tym razem z Chin.” [4] Z perspektywy przedstawionych powyżej badań jasno wynika, że propagandowe próby utożsamienia tej technologii z naturą (naturalny żywioł wiatru) są ideologiczną manipulacją. To co ważne, to negatywne oddziaływanie elektrowni wiatrowych, które uwidacznia się natychmiast po ich wybudowaniu. Paradoksalnie zaś, to miejscowe spotęgowanie zasięgu oddziaływania farm wiatrowych niweczy potencjalne korzyści z redukcji emisji CO2 a dodatkowo degraduje ogromne połacie terenów przeznaczonych pod te instalacje. Oczywiście problemów związanych z energetyką wiatrową jest nieskończenie wiele bo rozwiązanie jednego generuje natychmiast kolejny.
Dla nas jest to tylko potwierdzenie tezy, że energetyka wiatrowa wywołuje znacznie więcej szkód w środowisku niż jakakolwiek inna forma wytwarzania energii i to przy braku ekonomicznej efektywności tej produkcji. Jednym słowem, twierdzenie, że budując wiatraki ratujemy klimat na Ziemi jest kompletną bzdurą.
Tłumaczenie i opracowanie redakcja stopwiatrakom.eu
Wyróżnienia w tekście pochodzą od redakcji
Przypisy: