vindenergi er en af de hurtigst voksende vedvarende energikilder, der lover de laveste niveauer af CO2-emissioner. Så vi måtte spørge: Hvad er kulstofaftrykket for vindenergi?
vindenergi har det laveste kulstofaftryk af alle energityper. På livscyklusbasis udsender landvind 11, og havvind udsender 12 gram CO2-ækvivalent pr. Vindenergi hjælper med at bekæmpe klimaændringer og har forskellige yderligere miljømæssige fordele.
vindenergi udgør en stadigt voksende mængde af det samlede energiforbrug og har forskellige miljømæssige konsekvenser. Fortsæt læsning for at lære om det samlede kulstofaftryk for vindenergi, dets kulstofaftryk gennem hele dets livscyklus, og dens miljøpåvirkning.
Hvordan defineres vindenergi
vind er en form for solenergi, der er forårsaget af ujævn opvarmning af jordens overflade, uregelmæssigheder på jordens overflade og Jordens rotation. For at udnytte vindenergi drejer vinden turbinebladene rundt om en rotor, som spinder en generator for at skabe elektricitet. En gennemsnitlig årlig vindhastighed på 9 miles i timen (mph) eller 4 meter i sekundet (m/s) for små turbiner og 13 mph (5,8 m/s) for møller i brugsskala er nødvendig for økonomisk at udnytte vindenergi.
“vind: en luftstrøm, der bevæger sig omtrent vandret, især en stærk nok til at mærkes”
Cambridge Dictionary
der er to hovedtyper af vindenergi:
- onshore vindenergi: vindmøller er placeret på land. Byggeri, transport, vedligeholdelsesomkostninger og infrastruktur, der er nødvendig for at overføre elektricitet fra landmøller til forbrugerne, er lav. De kan dog være mindre effektive, fordi vindhastighed og retning på land kan være uforudsigelig.
den største vindmøllepark på land i verden er Gansu vindmøllepark beliggende i Kina. Det består af omkring 7.000 vindmøller på tværs af flere vindmølleparker, selvom det stadig er under opførelse, den planlagte kapacitet er 20 (gigavatts) GV og den nuværende installerede kapacitet er 8 GV.
- Offshore vindenergi: Turbiner er placeret i havet eller ferskvandet. Byggeri, transport, vedligeholdelsesomkostninger og infrastruktur, der er nødvendig for at overføre elektricitet fra offshore turbiner til forbrugerne, er høj. Havmøller er betydeligt større end landturbiner og kan koste op til 20% mere. Fordi vindhastighed og retning er mere konstant, er potentialet for energiproduktion meget højere. Støjforurening, arealanvendelse og bekymringer for dyrelivet er minimale sammenlignet med landturbiner.
verdens største havvindmøllepark ligger i Det Irske Hav. Dækker 56 kvadratkilometer (149 kvadratkilometer), de 87 vindmøller har et elproduktionspotentiale på 659 megavat (MVV) strøm. Dette er nok til at drive 600.000 hjem i Det Forenede Kongerige.
i USA alene er der over 57.000 vindmøller både onshore og offshore. De kan eksistere enten som enkeltstående strukturer eller klynge sammen for at danne vindmølleparker.
de to typer vindmøller er:
- vindmølle med vandret akse: vingerne er samlet på en vandret akse parallelt med jorden. De kan kun modtage og behandle vind frontalt.
- lodret akse vindmølle (VAVT): bladene er samlet på en lodret akse vinkelret på jorden. De kan modtage og behandle vind fra alle retninger, hvilket giver dem et større energiproduktionspotentiale.
små, individuelle vindmøller kan producere op til 100 kilovat (kV) strøm, hvilket er nok til at drive et hjem eller en vandpumpestation. Større turbiner består af 260 fod (80 meter (m)) høje tårne og 130 fod (40 m) lange knive, der kan generere op til 1,8 MVM strøm. Og de største kommercielle turbiner består af 780 fod (240 m) høje tårne og 530 fod (162 m) lange knive, der kan generere alt fra 4,8 til 9,5 MVM strøm.
Hvad er Kulstofaftrykket for vindenergi
kulstofaftrykket er en af måderne, hvorpå vi måler virkningerne af menneskeskabte globale klimaændringer. Det fokuserer primært på drivhusgasemissioner (GHG) forbundet med forbrug og inkluderer andre emissioner såsom methan (CH4), lattergasog chlorfluorcarboner (CFC ‘ er).
“en persons aktiviteter eller et produkts fremstilling og transport) i en given periode”
Merriam
dybest set er det mængden af kulstof, der udsendes af en aktivitet eller en organisation. Dette inkluderer drivhusgasemissioner fra brændstof, som vi brænder direkte (f. eks., opvarmning af et hjem, kørsel i bil) og drivhusgasemissioner fra fremstilling af de produkter, vi bruger (f.eks.
Hvad er det samlede kulstofaftryk for vindenergi
på livscyklusbasis udsender onshore vindenergi 11, og offshore vindenergi udsender 12 gram CO2-ækvivalent pr.
den globale installerede kapacitet for vindenergi steg med en faktor på 75 mellem 1997 og 2018 og voksede fra 7,5 GV til over 564 GV. Alle vindmøller i verden på det tidspunkt dækkede mere end 6% af den globale elefterspørgsel. Markedet for vindkraft voksede med over 10% alene i 2019, hvor verdens førende Kina og USA banede vejen.
de seks største vindenergiproducerende lande (Beløb pr. år) i verden er:
- Kina – 221 GV
- US – 96,4 GV
- Tyskland – 59,3 GV
- Indien – 35 GV
- Spanien – 23 GV
- Det Forenede Kongerige – 20,7 GV
fordi vindenergi er en af de største en af de billigste og hurtigst voksende vedvarende energiteknologier med en lav KULSTOFEMISSIONSPROFIL, det er vigtigt at forstå, hvad dets kulstofaftryk er, og hvordan dets kulstofemissioner påvirker den globale klimaændringsproces.
for at forstå vindenergiens kulstofaftryk skal vi vurdere dens livscyklus og hvert trins kulstofaftryk. Denne livscyklusvurdering (LCA) er en metode til at evaluere miljøpåvirkningerne af produkter og materialer. I årenes løb har virksomheder strategisk brugt LCA til at undersøge og skabe mere bæredygtige produkter. Så lad os se på LCA af vindenergi!
| livscyklusstadierne for vindenergi | hvert trins kulstofaftryk |
| bygning af vindenergi | CO2-emissioner fra opførelse af vindkraftværker og elforsyningsmekanisme |
| drift af vindenergi | ringe eller ingen CO2-emissioner eller affaldsprodukter |
| opbygning af vindenergi | CO2-emissioner fra nedlukning af vindmøller og jordgenopretning |
det samlede carbon footprint af vindenergi ville svare til carbon footprint fra bygning + carbon footprint fra drift + carbon footprint fra bygning tilbage.
Hvad er Kulstofaftrykket ved bygning af vindenergi
CO2-emissioner på dette stadium forekommer ved opførelsen af vindmølleparker og elforsyningsmekanisme.
mange komponenter er nødvendige for at bygge en vindmøllepark, og at bygge disse komponenter kræver maskiner, der udleder CO2. Tårnet, rotoren, nacellen, generatoren og fundamentet for turbinerne samt transmissionsledningerne, transformatorer og understationer, der kræves for at levere elektricitet til forbrugerne, har alle et kulstofaftryk.
Hvad er Kulstofaftrykket for drift af vindenergi
individuelle vindmøller bruger aerodynamisk kraft fra rotorblade til at omdanne kinetisk energi til elektricitet. Klynger af vindmøller (vindmølleparker) arbejder sammen om at generere store mængder elektricitet.
vindenergi fungerer på følgende måde:
- Vind strømmer over et turbineblad, hvilket skaber en forskel i lufttryk på tværs af bladets to sider
- bladet spinder som svar og derved spinder rotoren
- Spinning af rotoren driver en generator, der skaber elektricitet
et vindkraftværk består af mange individuelle turbiner et sted. Turbiner genererer elektricitet, der derefter transporteres til en understation, hvor den overføres til forbrugerne via transmissionsledninger. Transformatorer modtager elektricitet og enten øge eller mindske spændingen efter behov, før det kan leveres til forbrugerne.
der er meget få CO2-emissioner eller affaldsprodukter forbundet med drift af vindenergi, hvilket gør kulstofaftrykket i denne fase meget lavt. CO2-emissioner på dette trin er forbundet med driften af det mekaniske udstyr (f.eks. turbiner, generatorer, understationer, transformere) på kraftværket.
Hvad er Carbon Footprint af bygning tilbage vindenergi
bygning tilbage vindenergi indebærer at udnytte entreprenørmaskiner til at nedlægge vindmøller og genoprette jorden til sin oprindelige form.
vindmøller kræver rutinemæssig vedligeholdelse hver 6.måned og har en forventet levetid på omkring 20 år. Vindmøller selv er en værdifuld kilde til ressourcer. Tårne, fundamenter, generatorer og gearkasser genanvendes typisk, fordi de er lavet af beton, stål og støbejern. Vindmøllevinger er sværere at bortskaffe, fordi de er lavet af kompositmaterialer. Cement-co-behandling bruges oftest til behandling af bladaffald.
hvilken rolle spiller vindenergi i bekæmpelsen af klimaændringer
forbrænding af fossilt brændstof er den største bidragyder til atmosfæriske CO2-niveauer. Klimaændringer opstår, når CO2 og andre luftforurenende stoffer absorberer sollys og solstråling i atmosfæren, fanger varmen og fungerer som en isolator for planeten. Siden den industrielle Revolution er jordens temperatur steget lidt mere end 1 grad Celsius (C) eller 2 grader Fahrenheit (F). Den nuværende globale årlige temperaturstigning er 0,18 C eller 0,32 F for hvert 10.år.
brug af vindenergi i stedet for fossil brændstofenergi hjælper med at afbøde følgende negative virkninger af klimaændringer:
- stigende temperaturer: Jordens atmosfære har opvarmet 1,5 liter siden 1880. Dette kan ikke virke som meget, men disse grader skaber regionale og sæsonbestemte temperatur ekstremer, reducerer havis, intensiverer nedbør og tørke sværhedsgrad og ændrer habitatområder for planter og dyr.
- stigende havniveauer: globale havniveauer er steget cirka 8-9 tommer siden 1880, hvilket fortrænger mennesker, der bor langs kystlinjer og ødelægger kystnære levesteder. Veje, broer, undergrundsbaner, vandforsyning, olie-og gasbrønde, kraftværker, spildevandsrensningsanlæg og lossepladser forbliver i fare, hvis stigningen i havniveauet ikke kontrolleres.
- smeltning af havis: siden 1979 er den arktiske havis faldet med 30%. Havis spiller en vigtig rolle i reguleringen af jordens klima ved at reflektere sollys ud i rummet og give levesteder for dyrearter. Hvis alle gletsjere på jorden smeltede, ville havniveauet stige med cirka 70 fod og effektivt oversvømme hver kystby på planeten.
- ændring af nedbørsmønstre: ekstreme vejrbegivenheder (f.eks. orkaner, oversvømmelser, tørke) bliver mere almindelige og mere intense. Stormramte områder vil opleve øget nedbør og oversvømmelse, mens områder, der ligger længere væk fra stormspor, vil opleve nedsat nedbør og tørke.
- Ocean forsuring: havet absorberer 30% af CO2 frigivet i atmosfæren, hvilket reducerer pH (øger surheden) i havet. I de sidste 200 år er havets pH faldet med 0,1 pH-enheder, hvilket svarer til en 30% stigning i surhedsgrad. Vandlevende liv, der ikke er i stand til at tilpasse sig denne hurtige forsuring, vil dø af. Et godt eksempel på dette er koralblegning, hvor koraller uddriver algerne, der lever i deres væv som følge af ændringer i temperatur, lys eller næringsstoffer.
eksperter hævder, at for at undgå en fremtid plaget af stigende havniveauer, forsurede oceaner, tab af biodiversitet, hyppigere og alvorlige vejrbegivenheder og andre miljøkatastrofer forårsaget af de varmere temperaturer, skal vi begrænse den globale opvarmning til 1.5 C inden 2040.
jo mere vi reducerer CO2-emissionerne, jo mere sænker vi hastigheden af temperaturstigning, havstigning, issmeltning og forsuring af havet. Når disse satser sænkes, behøver Jordens biodiversitet ikke at kæmpe for at tilpasse sig temperatur-og pH-ændringer. Folk vil ikke blive fordrevet på grund af oversvømmelsen af kystområder. Og isbjerge vil fortsat give klimaregulering.
hvor miljøvenlig er vindenergi
vindenergiens miljøpåvirkninger afhænger i høj grad af, hvor vindmølleparker er bygget.
“miljøvenlig: (af produkter), der ikke skader miljøet.”
Cambridge Dictionary
samlet set er vindenergi bæredygtig, fordi den ikke udsender drivhusgasser, og arealanvendelse, dyrelivspåvirkning og folkesundhedsproblemer kan afhjælpes ved korrekt planlægning og placering af vindmølleparker.
Hvad er miljømæssige fordele ved vindenergi
her er de måder, hvorpå vindenergi gavner miljøet:
- beskytter luftkvaliteten: i stedet for forbrændingsmaterialer udnytter vindmøller vindens kinetiske energi til at generere elektricitet. Turbiner producerer ikke drivhusgasser og udsender ingen svovlsyre eller kvælstofilterstoffer.
- få affaldsprodukter: vindmølleparker skaber ikke målbare biprodukter af fast affald.
- afbødning af klimaændringer: vindenergi har en gennemsnitlig CO2-ækvivalent emissionsværdi i livscyklus, der er meget mindre end kul, 11 CO2 (onshore) og 12G CO2 (offshore) ækvivalent pr. Denne reduktion i CO2-emissioner reducerer igen virkningerne af globale klimaændringer, herunder stigende temperaturer, stigende havniveauer, smeltning af havis, skiftende nedbørsmønstre og forsuring af havet.
- energiuafhængighed: at kunne producere vores egen elektricitet i USA uden hjælp fra fremmede lande er et vigtigt skridt for at hjælpe os med at blive mere selvforsynende. Tidligere præsident Bush underskrev Energy Independence and Security Act fra 2007 for at reducere USA. afhængighed af olie, udvide produktionen af vedvarende brændstoffer (og konfrontere globale klimaændringer).
- beskæftigelsesmuligheder: Vind støttede cirka 7.000 job i USA alene i 2019. Og dette antal er sandsynligvis steget, fordi jobudsigterne i det næste årti er 61%, og sektoren for vedvarende energi beskæftigede samlet 11,5 millioner mennesker over hele verden i 2019. Job med vedvarende energi fortsætter med at stige, når vi begynder at indse, hvor gavnlig vedvarende energi er for vores miljø.
i hele sin livscyklus producerer vindenergi 0.02% af CO2-emissionerne pr.elenhed end kul producerer. Og efter 3 til 6 måneders drift har en vindmølle effektivt opvejet alle emissioner fra sin konstruktion, hvilket betyder, at den kan fungere næsten kulstoffri resten af sin levetid. Det skaber også job og fremmer energiuafhængighed, hvilket gør det til en miljøvenlig energikilde.
Hvad er miljømæssige ulemper ved vindenergi
de tre største bekymringer forbundet med vindenergi er arealanvendelse, påvirkning af vilde dyr og folkesundhed.
- Arealanvendelse: vindmølleparker optager en betydelig mængde jord, men områderne mellem og omkring vindmøller kan bruges til husdyrgræsning, landbrug, motorveje og vandrestier. Mængden af jord, der forstyrres, når en turbine konstrueres, er minimal, og de kan placeres på forladte lande for yderligere at reducere jordpåvirkninger.
- påvirkning af vilde dyr: turbineblade er store og udgør en trussel mod flyvende dyreliv såsom fugle og flagermus. Selvom dette er sandt, er truslen ret minimal. Omfattende forskning og teknologiske fremskridt har reduceret turbineforårsaget dyrelivsdød. For eksempel holdes turbiner ubevægelige, når vindhastighederne er lave, fordi flagermus er mest aktive ved disse hastigheder.
- Folkesundhed: turbiner kan forårsage mekanisk og aerodynamisk støjforurening, når de konstrueres tæt på boligområder. Placering af vindmølleparker på fjerntliggende steder eller på forladte lande kan reducere denne effekt.
korrekt planlægning og placering af vindmølleparker kan hjælpe med at afbøde disse miljømæssige ulemper.
Endelige tanker
vindenergi er en miljøvenlig energikilde med et lavt kulstofaftryk på tværs af dets bygnings -, drifts-og bygningsfaser. Det producerer de laveste CO2-emissioner ud af alle energityper, samtidig med at der skabes arbejdspladser og fremmes energiuafhængighed. Miljøhensyn såsom påvirkning af vilde dyr, arealanvendelse og støjforurening kan alle afhjælpes ved korrekt placering af vindmølleparker. Når vi ser mod en fremtid drevet af vedvarende energi, er vindenergi en bæredygtig energikilde, der gavner både vores atmosfære og Jordens biota.
Bliv virkningsfuld,
kilder
- Kontoret for energieffektivitet & vedvarende energi: Hvordan fungerer vindmøller?
- US Energy Information Administration: Vind forklaret – hvor vindkraft udnyttes
- energi: forskelle mellem Onshore & Offshore vindenergi
- NS energi: profilering ti af de største onshore vindmølleparker i verden
- National Geographic: vindenergi
- spare energi fremtid: Sammenligningen af vandrette og lodrette akse vindmøller
- Britannica: Carbon Footprint
- De Forenede Staters miljøbeskyttelsesagentur: registersystem
- verdens nukleare sammenslutning: kulstofemissioner fra elektricitet
- Det Internationale Agentur for vedvarende energi: vindenergi
- verdens Vindenergiforening: verdensvindkapacitet på 650,8 GV, Corona-krisen vil bremse markederne i Det Europæiske Økonomiske Samarbejdsområde.
- vores verden i data: vindkraftproduktion
- Reve: Top 10 lande i vindenergi kapacitet
- Science Direct: livscyklusvurdering (LCA)
- mit SMR: strategisk bæredygtighed anvendelser af livscyklusanalyse
- Electrical Academia: Vindmølledele og funktioner
- Kontoret for energieffektivitet & vedvarende energi: hvordan en vindmølle fungerer-tekstversion
- US Environmental Protection Agency: fakta om vedvarende energi-vindmøller
- vindeuropa: Hvad sker der, når vindmøller bliver gamle? Nyt Branchevejledningsdokument for nedtagning og nedlukning
- General Electric: Konkrete fordele – genbrug af gamle vindmøllevinger kunne hjælpe cementindustrien med at reducere CO2 – emissionerne
- Union of Concerned Scientists: de skjulte omkostninger ved fossile brændstoffer
- National Resources Defense Council: Global opvarmning 101
- den nationale Dyrelivsforbund: klimaændringer
- National Oceanic and Atmospheric Administration: klimaændringer – Global temperatur
- National Oceanic and Atmospheric Administration: klimaændringer-Global temperatur
- National Oceanic and Atmospheric Administration: klimaændringer-global havniveau
- United States Geological Survey: hvordan ville havniveauet ændre sig, hvis alle gletsjere smeltede?
- National Aeronautics and Space Administration, USA: Hvordan påvirker klimaændringer nedbør?
- National Oceanic and Atmospheric Administration: Ocean forsuring
- National Ocean Service: Hvad er koralblegning?
- De Forenede Nationers rammekonvention om klimaændringer: Parisaftalen
- Kontoret for energieffektivitet & vedvarende energi: fordele og udfordringer ved vindenergi
- Det Hvide Hus arkiv: Fact Sheet – Energy Independence and Security Act of 2007
- United States Environmental Protection Agency: resume af Energy Independence and Security Act
- Det Internationale Agentur for vedvarende energi: job i vedvarende energi fortsætter væksten til 11,5 millioner på verdensplan
- US Bureau of Labor Statistics: Vindmølleteknikere-Occupational Outlook Handbook
- Union of Concerned Scientists: miljøpåvirkninger af vindkraft
- kontoret for energieffektivitet og vedvarende energi: miljøpåvirkninger og placering af vindprojekter