L’energia eolica è una delle fonti di energia rinnovabile in più rapida crescita che promette i livelli più bassi di emissioni di anidride carbonica (CO2). Quindi abbiamo dovuto chiedere: Qual è l’impronta di carbonio dell’energia eolica?
L’energia eolica ha la più bassa impronta di carbonio di tutti i tipi di energia. Su base del ciclo di vita, l’eolico onshore emette 11 e l’eolico offshore emette 12 grammi di CO2 equivalente per kWh di elettricità prodotta. L’energia eolica aiuta a combattere il cambiamento climatico e ha diversi benefici ambientali aggiuntivi.
L’energia eolica costituisce una quantità sempre crescente di consumo energetico totale e ha varie implicazioni ambientali. Continua a leggere per conoscere l’impronta di carbonio complessiva dell’energia eolica, la sua impronta di carbonio per tutto il suo ciclo di vita e il suo impatto ambientale.
Come viene definita l’energia eolica
Il vento è una forma di energia solare causata dal riscaldamento irregolare della superficie terrestre, dalle irregolarità della superficie terrestre e dalla rotazione della terra. Per sfruttare l’energia eolica, il vento gira le pale della turbina attorno a un rotore, che gira un generatore per creare elettricità. Una velocità media annuale del vento di 9 miglia all’ora (mph) o 4 metri al secondo (m/s) per le piccole turbine e 13 mph (5.8 m/s) per le turbine utility-scala è necessario sfruttare economicamente l’energia eolica.
“Vento: una corrente d’aria che si muove approssimativamente orizzontalmente, specialmente una abbastanza forte da essere avvertita”
Cambridge Dictionary
Ci sono due tipi principali di energia eolica:
- Energia eolica onshore: le turbine si trovano a terra. La costruzione, il trasporto, i costi di manutenzione e le infrastrutture necessarie per trasmettere l’elettricità dalle turbine a terra ai consumatori sono bassi. Tuttavia, possono essere meno efficienti perché la velocità e la direzione del vento onshore possono essere imprevedibili.
Il più grande parco eolico onshore del mondo è il parco eolico di Gansu situato in Cina. Si compone di circa 7.000 turbine eoliche in più parchi eolici Anche se è ancora in costruzione, la capacità prevista è di 20 (gigawatt) GW e l’attuale capacità installata è di 8 GW.
- Energia eolica offshore: Le turbine si trovano nell’oceano o nell’acqua dolce. La costruzione, il trasporto, i costi di manutenzione e le infrastrutture necessarie per trasmettere l’elettricità dalle turbine offshore ai consumatori sono elevati. Le turbine offshore sono considerevolmente più grandi delle turbine onshore e possono costare fino al 20% in più. Poiché la velocità e la direzione del vento sono più costanti, il potenziale per la generazione di energia è molto più alto. L’inquinamento acustico, l’uso del suolo e le preoccupazioni sull’impatto della fauna selvatica sono minime rispetto alle turbine a terra.
Il più grande parco eolico offshore del mondo è il parco eolico Walney Extension situato nel Mare d’Irlanda. Coprendo 56 miglia quadrate (149 chilometri quadrati), le turbine eoliche 87 hanno un potenziale di generazione di energia elettrica di 659 megawatt (MW) di potenza. Questo è sufficiente per alimentare 600.000 case nel Regno Unito.
Solo negli Stati Uniti, ci sono oltre 57.000 turbine eoliche sia onshore che offshore. Possono esistere come strutture autonome o raggrupparsi insieme per formare parchi eolici.
I due tipi di turbine eoliche sono:
- Turbina eolica ad asse orizzontale (HAWT): le pale sono montate su un asse orizzontale parallelo al terreno. Possono solo ricevere ed elaborare il vento a testa alta.
- Turbina eolica ad asse verticale (VAWT): le pale sono assemblate su un asse verticale perpendicolare al terreno. Possono ricevere ed elaborare il vento da tutte le direzioni, dando loro un maggiore potenziale di generazione di energia.
Piccole turbine eoliche individuali possono produrre fino a 100 kilowatt (kW) di potenza, che è sufficiente per alimentare una casa o una stazione di pompaggio dell’acqua. Le turbine più grandi sono costituite da torri alte 260 piedi (80 metri (m)) e lame lunghe 130 piedi (40 m) che possono generare fino a 1,8 MW di potenza. E le turbine commerciali più grandi sono costituite da torri alte 780 piedi (240 m) e lame lunghe 530 piedi (162 m) che possono generare da 4,8 a 9,5 mw di potenza.
Qual è l’impronta di carbonio dell’energia eolica
L’impronta di carbonio è uno dei modi in cui misuriamo gli effetti dei cambiamenti climatici globali indotti dall’uomo. Si concentra principalmente sulle emissioni di gas serra (GHG) associate al consumo e include altre emissioni come metano (CH4), protossido di azoto e clorofluorocarburi (CFC).
“Impronta di carbonio: la quantità di gas serra e in particolare di anidride carbonica emessa da qualcosa (come le attività di una persona o la fabbricazione e il trasporto di un prodotto) durante un dato periodo”
Merriam Webster
Fondamentalmente, è la quantità di carbonio emessa da un’attività o da un’organizzazione. Ciò include le emissioni di gas serra provenienti dal carburante che bruciamo direttamente (ad es., riscaldamento di una casa, guida di un’automobile) ed emissioni di GHG dalla fabbricazione dei prodotti che usiamo (per esempio, centrali elettriche, fabbriche e discariche).
Qual è l’impronta di carbonio complessiva dell’energia eolica
Su base del ciclo di vita, l’energia eolica onshore emette 11 e l’energia eolica offshore emette 12 grammi di CO2 equivalente per kWh di elettricità prodotta, il più basso tra tutti i tipi di combustibile.
La capacità installata globale di energia eolica è aumentata di un fattore 75 tra il 1997 e il 2018, passando da 7,5 GW a oltre 564 GW. Tutte le turbine eoliche del mondo all’epoca coprivano oltre il 6% della domanda globale di elettricità. Il mercato dell’energia eolica è cresciuto di oltre il 10% nel solo 2019, con i leader mondiali Cina e Stati Uniti che hanno aperto la strada.
sei più grande di energia eolica paesi produttori (importo annuo), nel mondo, sono:
- Cina – 221 GW
- NOI – 96.4 GW
- Germania – 59.3 GW
- India – 35 GW
- Spagna – 23 GW
- Regno Unito – 20.7 GW
Perché l’energia eolica è una delle più economica e più rapida crescita di energia rinnovabili, di tecnologie a basse emissioni di carbonio, profilo, è importante capire che cosa la sua impronta di carbonio e di come le sue emissioni di carbonio influenzare il clima globale processo di cambiamento.
Per comprendere l’impronta di carbonio dell’energia eolica, dobbiamo valutare il suo ciclo di vita e l’impronta di carbonio di ogni fase. Questa valutazione del ciclo di vita (LCA) è un metodo per valutare l’impatto ambientale di prodotti e materiali. Nel corso degli anni, le aziende hanno utilizzato strategicamente LCA per ricercare e creare prodotti più sostenibili. Quindi, diamo un’occhiata al LCA dell’energia eolica!
| Le fasi del ciclo di vita dell’energia eolica | Ogni fase dell’impronta di carbonio |
| Edificio di energia eolica | emissioni di CO2 per la costruzione di impianti di energia eolica e di energia elettrica meccanismo di consegna |
| Operativo di energia eolica | Poca o nessuna delle emissioni di CO2 e di rifiuti prodotti |
| Edificio di energia eolica | emissioni di CO2 per il decommissioning di turbine eoliche e di ripristino dei terreni |
Il totale dell’impronta di carbonio di energia eolica sarebbe uguale l’impronta di carbonio dalla costruzione + l’impronta di carbonio dal funzionamento + l’impronta di carbonio dalla costruzione indietro.
Qual è l’impronta di carbonio della costruzione dell’energia eolica
Le emissioni di CO2 in questa fase si verificano durante la costruzione dei parchi eolici e del meccanismo di erogazione dell’elettricità.
Molti componenti sono necessari per costruire un parco eolico, e la costruzione di questi componenti richiede macchinari che emettono CO2. La torre, il rotore, la navicella, il generatore e le fondamenta delle turbine, nonché le linee di trasmissione, i trasformatori e le sottostazioni necessarie per fornire elettricità ai consumatori hanno tutte un’impronta di carbonio.
Qual è l’impronta di carbonio dell’energia eolica operativa
Le singole turbine eoliche utilizzano la forza aerodinamica delle pale del rotore per trasformare l’energia cinetica in elettricità. Gruppi di turbine (parchi eolici) lavorano insieme per generare grandi quantità di elettricità.
L’energia eolica funziona nel modo seguente:
- Vento scorre attraverso una turbina, creando una differenza di pressione tra i due lati della lama
- La lama giri in risposta, quindi, il rotore di filatura
- Filatura rotore alimenta un generatore che crea elettricità
Un impianto eolico è costituito da molti singoli turbine in un unico luogo. Le turbine generano elettricità che viene poi trasportata in una sottostazione dove viene trasmessa ai consumatori da linee di trasmissione. I trasformatori ricevono l’elettricità e aumentano o diminuiscono la tensione secondo necessità prima che possa essere consegnata ai consumatori.
Ci sono pochissime emissioni di CO2 o prodotti di scarto associati all’energia eolica operativa, rendendo l’impronta di carbonio di questa fase molto bassa. Le emissioni di CO2 in questa fase sono associate al funzionamento delle apparecchiature meccaniche (ad esempio, turbine, generatori, sottostazioni, trasformatori) nella centrale elettrica.
Qual è l’impronta di carbonio della costruzione di energia eolica
Costruire energia eolica comporta l’utilizzo di attrezzature per l’edilizia per smantellare le turbine eoliche e ripristinare il terreno alla sua forma originale.
Le turbine eoliche richiedono una manutenzione ordinaria ogni 6 mesi e hanno un’aspettativa di vita di circa 20 anni. Le turbine eoliche stesse sono una preziosa fonte di risorse. Le torri, le fondazioni, i generatori e i riduttori sono in genere riciclati perché sono fatti di cemento, acciaio e ghisa. Le pale delle turbine eoliche sono più difficili da smaltire perché sono fatte di materiali compositi. La co-lavorazione del cemento viene spesso utilizzata per trattare i rifiuti della lama.
Che ruolo gioca l’energia eolica nella lotta contro il cambiamento climatico
La combustione dei combustibili fossili è il principale contributore ai livelli di CO2 atmosferici. Il cambiamento climatico si verifica quando la CO2 e altri inquinanti atmosferici assorbono la luce solare e la radiazione solare nell’atmosfera, intrappolando il calore e fungendo da isolante per il pianeta. Dalla rivoluzione industriale, la temperatura della Terra è aumentata di poco più di 1 grado Celsius (C), o 2 gradi Fahrenheit (F). L’attuale aumento di temperatura annuale globale è di 0,18 C, o 0,32 F, per ogni 10 anni.
L’uso dell’energia eolica invece di quella dei combustibili fossili aiuta a mitigare i seguenti effetti negativi del cambiamento climatico:
- Aumento delle temperature: l’atmosfera terrestre ha riscaldato 1,5℃ dal 1880. Questo potrebbe non sembrare molto, ma questi gradi creano temperature estreme regionali e stagionali, riducono il ghiaccio marino, intensificano le precipitazioni e la gravità della siccità e cambiano le gamme di habitat per piante e animali.
- Innalzamento del livello del mare: il livello del mare globale è aumentato di circa 8-9 pollici dal 1880, spostando le persone che vivono lungo le coste e distruggendo gli habitat costieri. Strade, ponti, metropolitane, forniture idriche, pozzi di petrolio e gas, centrali elettriche, impianti di trattamento delle acque reflue e discariche rimangono a rischio se l’aumento del livello del mare non viene controllato.
- Fusione del ghiaccio marino: dal 1979, il ghiaccio marino artico è diminuito del 30%. Il ghiaccio marino svolge un ruolo importante nella regolazione del clima terrestre riflettendo la luce solare nello spazio e fornendo habitat per le specie animali. Se tutti i ghiacciai sulla Terra si sciogliessero, il livello del mare aumenterebbe di circa 70 piedi, inondando efficacemente ogni città costiera del pianeta.
- Cambiamento dei modelli di precipitazione: gli eventi meteorologici estremi (ad esempio, uragani, inondazioni, siccità) stanno diventando più comuni e più intensi. Le aree colpite dalla tempesta subiranno un aumento delle precipitazioni e delle inondazioni mentre le aree situate più lontano dalle tracce di tempesta subiranno una diminuzione delle precipitazioni e della siccità.
- Acidificazione dell’oceano: L’oceano assorbe il 30% della CO2 rilasciata nell’atmosfera, che diminuisce il pH (aumenta l’acidità) dell’oceano. Negli ultimi 200 anni, il pH degli oceani è diminuito di 0,1 unità di pH, il che si traduce in un aumento del 30% dell’acidità. La vita acquatica incapace di adattarsi a questa rapida acidificazione si estinguerà. Un primo esempio di questo è lo sbiancamento dei coralli, dove i coralli espellono le alghe (zooxantelle) che vivono nei loro tessuti a causa di cambiamenti di temperatura, luce o sostanze nutritive.
Gli esperti sostengono che per evitare un futuro afflitto dall’innalzamento del livello del mare, dall’acidificazione degli oceani, dalla perdita di biodiversità, da eventi meteorologici più frequenti e severi e da altri disastri ambientali causati dalle temperature più calde, dobbiamo limitare il riscaldamento globale a 1,5 ° C entro il 2040.
Più riduciamo le emissioni di CO2, più rallentiamo il tasso di aumento della temperatura, l’aumento del livello del mare, lo scioglimento dei ghiacci e l’acidificazione degli oceani. Quando questi tassi sono rallentati, la biodiversità della terra non deve lottare per adattarsi alle variazioni di temperatura e pH. Le persone non saranno sfollate a causa delle inondazioni delle zone costiere. E gli iceberg continueranno a fornire una regolamentazione del clima.
Quanto è ecologica l’energia eolica
L’impatto ambientale dell’energia eolica dipende in gran parte dal luogo in cui vengono costruiti i parchi eolici.
“Rispettoso dell’ambiente: (di prodotti) che non danneggiano l’ambiente.”
Cambridge Dictionary
Nel complesso, l’energia eolica è sostenibile perché non emette gas serra e l’uso del suolo, l’impatto della fauna selvatica e le preoccupazioni per la salute pubblica possono essere mitigati da una corretta pianificazione e localizzazione dei parchi eolici.
Quali sono i benefici ambientali dell’energia eolica
Ecco i modi in cui l’energia eolica avvantaggia l’ambiente:
- Protegge la qualità dell’aria: piuttosto che bruciare i materiali, le turbine eoliche sfruttano l’energia cinetica del vento per generare elettricità. Le turbine non producono gas serra e non emettono anidride solforosa o ossidi di azoto.
- Pochi prodotti di scarto: i parchi eolici non creano sottoprodotti di rifiuti solidi misurabili.
- Mitigazione dei cambiamenti climatici: l’energia eolica ha un valore medio di emissione di CO2 equivalente nel ciclo di vita che è molto inferiore al carbone, 11 di CO2 (onshore) e 12g di CO2 (offshore) equivalente per kWh rispetto a 820g di CO2 equivalente per kWh, rispettivamente. Questa riduzione delle emissioni di CO2, a sua volta, riduce gli effetti dei cambiamenti climatici globali, tra cui l’aumento delle temperature, l’aumento del livello del mare, lo scioglimento del ghiaccio marino, il cambiamento dei modelli di precipitazione e l’acidificazione degli oceani.
- Indipendenza energetica: Essere in grado di produrre la nostra elettricità negli Stati Uniti senza l’aiuto di paesi stranieri è un passo importante per aiutarci a diventare più autosufficienti. L’ex presidente George W. Bush ha firmato l’Energy Independence and Security Act del 2007 per ridurre gli Stati Uniti la dipendenza dal petrolio, espandere la produzione di combustibili rinnovabili (e affrontare il cambiamento climatico globale).
- Opportunità di lavoro: Wind ha sostenuto circa 7.000 posti di lavoro nei soli Stati Uniti nel 2019. E questo numero è probabilmente aumentato perché le prospettive di lavoro nel prossimo decennio sono 61% e il settore delle energie rinnovabili ha impiegato collettivamente 11.5 milioni di persone in tutto il mondo in 2019. I lavori sulle energie rinnovabili continuano ad aumentare man mano che iniziamo a renderci conto di quanto l’energia rinnovabile sia vantaggiosa per il nostro ambiente.
Durante tutto il suo ciclo di vita, l’energia eolica produce 0.02% delle emissioni di CO2 per unità di energia elettrica rispetto al carbone produce. E dopo 3-6 mesi di funzionamento, una turbina eolica ha effettivamente compensato tutte le emissioni dalla sua costruzione, il che significa che può funzionare praticamente senza carbonio per il resto della sua vita. Crea anche posti di lavoro e promuove l’indipendenza energetica, rendendolo una fonte di energia rispettosa dell’ambiente.
Quali sono gli svantaggi ambientali dell’energia eolica
Le tre principali preoccupazioni associate all’energia eolica sono l’uso del suolo, l’impatto della fauna selvatica e la salute pubblica.
- Uso del suolo: i parchi eolici occupano una notevole quantità di terreno, ma le aree tra e intorno alle turbine possono essere utilizzate per il pascolo del bestiame, l’agricoltura, le autostrade e i sentieri escursionistici. La quantità di terra disturbata quando viene costruita una turbina è minima e possono essere posizionate su terreni abbandonati per ridurre ulteriormente gli impatti sulla terra.
- Impatto della fauna selvatica: le pale delle turbine sono grandi e rappresentano una minaccia per la fauna selvatica in volo come uccelli e pipistrelli. Mentre questo è vero, la minaccia è abbastanza minima. Ampie ricerche e progressi tecnologici hanno ridotto la morte della fauna selvatica causata dalle turbine. Ad esempio, le turbine vengono mantenute immobili quando la velocità del vento è bassa perché i pipistrelli sono più attivi a queste velocità.
- Sanità pubblica: le turbine possono causare inquinamento acustico meccanico e aerodinamico quando costruite vicino alle aree residenziali. L’ubicazione di parchi eolici in località remote o su terreni abbandonati può ridurre questo effetto.
Una corretta pianificazione e localizzazione dei parchi eolici può contribuire a mitigare questi inconvenienti ambientali.
Considerazioni finali
L’energia eolica è una fonte di energia rispettosa dell’ambiente con una bassa impronta di carbonio nelle sue fasi di costruzione, funzionamento e recupero. Produce le emissioni di CO2 più basse di tutti i tipi di energia, creando posti di lavoro e promuovendo l’indipendenza energetica. Le preoccupazioni ambientali come l’impatto della fauna selvatica, l’uso del suolo e l’inquinamento acustico possono essere mitigate da un’adeguata ubicazione dei parchi eolici. Mentre guardiamo verso un futuro alimentato da fonti rinnovabili, l’energia eolica è una fonte di energia sostenibile che avvantaggia sia la nostra atmosfera che il biota terrestre.
Rimanere impattante,
Fonti
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- General Electric: Vantaggi concreti – il Riciclaggio delle Vecchie Pale della Turbina Eolica Potrebbe Aiutare l’Industria del Cemento ridurre le Emissioni di CO2
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- National Oceanic and Atmospheric Administration: il Cambiamento Climatico Globale della Temperatura
- National Oceanic and Atmospheric Administration: Il Cambiamento climatico Globale del Livello del Mare
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- Office of Energy Efficiency & Renewable Energy: Advantages and Challenges of Wind Energy
- White House Archives: Foglio informativo – Energy Independence and Security Act del 2007
- Stati Uniti Agenzia di Protezione Ambientale: Sintesi dell’Energy Independence and Security Act
- International Renewable Energy Agency: posti di Lavoro Energia Rinnovabile Continua Crescita a 11,5 Milioni in tutto il Mondo
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- Union Of concerned scientists: Impatto Ambientale dell’eolico
- Ufficio di Efficienza Energetica e fonti Rinnovabili: Impatto ambientale e la Localizzazione di Progetti eolici