Wat Is de koolstofvoetafdruk van windenergie? Een Levenscyclusbeoordeling

windenergie is een van de snelst groeiende hernieuwbare energiebronnen die de laagste CO2-uitstoot belooft. Dus moesten we ons afvragen: Wat is de koolstofvoetafdruk van windenergie?

windenergie heeft de laagste koolstofvoetafdruk van alle soorten energie. Op basis van de levenscyclus stoot onshore wind 11 en offshore wind stoot 12 gram CO2-equivalent per kWh geproduceerde elektriciteit uit. Windenergie helpt de klimaatverandering te bestrijden en heeft diverse extra milieuvoordelen.

windenergie maakt een steeds groter deel uit van het totale energieverbruik en heeft verschillende gevolgen voor het milieu. Lees verder om meer te weten te komen over de totale CO2-voetafdruk van windenergie, de CO2-voetafdruk gedurende de hele levenscyclus en de impact op het milieu.

Hoe wordt windenergie gedefinieerd

Wind is een vorm van zonne-energie die wordt veroorzaakt door de ongelijke verwarming van het aardoppervlak, onregelmatigheden van het aardoppervlak en de rotatie van de aarde. Om windenergie te benutten, draait de wind de turbinebladen om een rotor, die een generator laat draaien om elektriciteit te creëren. Een gemiddelde jaarlijkse windsnelheid van 9 mijl per uur (mph) of 4 meter per seconde (m/s) voor kleine turbines en 13mph (5,8 m/s) voor nutsbedrijven turbines is noodzakelijk om windenergie economisch te benutten.

“Wind: een stroom van lucht die ongeveer horizontaal beweegt, vooral één die sterk genoeg is om te worden gevoeld”

Cambridge Dictionary

er zijn twee belangrijke soorten windenergie:

1. Onshore windenergie: Turbines bevinden zich op het land. De bouw -, transport -, onderhoudskosten en infrastructuur die nodig zijn om elektriciteit van onshore turbines naar consumenten te transporteren, zijn laag. Ze kunnen echter minder efficiënt zijn omdat de windsnelheid en-richting op het land onvoorspelbaar kunnen zijn.

het grootste windmolenpark ter wereld is het Gansu windmolenpark in China. Het bestaat uit ongeveer 7.000 windturbines over meerdere windparken hoewel het nog in aanbouw is, de geplande capaciteit is 20 (Gigawatt) GW en de huidige geïnstalleerde capaciteit is 8 GW.

1. Offshore-windenergie: Turbines bevinden zich in de oceaan of zoetwater. De bouw -, transport -, onderhoudskosten en infrastructuur die nodig zijn om elektriciteit van offshore-turbines naar consumenten te transporteren, zijn hoog. Offshore turbines zijn aanzienlijk groter dan onshore turbines en kunnen tot 20% meer kosten. Omdat windsnelheid en-richting constanter zijn, is het potentieel voor energieopwekking veel hoger. Geluidsoverlast, landgebruik en impact op het wild zijn minimaal in vergelijking met onshore turbines. Het grootste offshore windmolenpark ter wereld is het Walney Extension windmolenpark in de Ierse Zee. De 87 windturbines beslaan 149 vierkante kilometer en hebben een vermogen van 659 megawatt (MW) aan elektriciteit. Dit is genoeg om 600.000 huizen in het Verenigd Koninkrijk van stroom te voorzien.

   alleen al in de VS zijn er meer dan 57.000 windturbines zowel onshore als offshore. Ze kunnen bestaan als standalone structuren of cluster samen om windparken te vormen.

   de twee typen windturbines zijn::

   1. windturbine met horizontale as (HAWT): bladen zijn gemonteerd op een horizontale as evenwijdig aan de grond. Ze kunnen alleen frontaal wind ontvangen en verwerken.
   1. Verticale As Windturbine (VAWT): bladen worden gemonteerd op een verticale as loodrecht op de grond. Ze kunnen wind uit alle richtingen ontvangen en verwerken, waardoor ze een groter energieopwekkingspotentieel hebben.

   kleine, individuele windturbines kunnen tot 100 kilowatt (kW) vermogen produceren, wat voldoende is om een huis of een waterpompstation van stroom te voorzien. Grotere turbines bestaan uit 260 voet (80 meter (m)) hoge torens en 130 voet (40 m) lange bladen die tot 1,8 MW aan vermogen kunnen genereren. En de grootste commerciële turbines bestaan uit 240 meter hoge torens en 162 meter lange messen die 4,8 tot 9,5 mw vermogen kunnen genereren.

   Wat is de koolstofvoetafdruk van windenergie

   de koolstofvoetafdruk is een van de manieren waarop we de effecten van door de mens veroorzaakte wereldwijde klimaatverandering meten. Het richt zich voornamelijk op de uitstoot van broeikasgassen (BKG) in verband met consumptie en omvat andere emissies zoals methaan (CH4), distikstofoxide en chloorfluorkoolstoffen (CFK ‘ s).

   “Carbon footprint: de hoeveelheid broeikasgassen en in het bijzonder kooldioxide die door iets (zoals iemands activiteiten of productie en transport van een product) tijdens een bepaalde periode wordt uitgestoten”

   Merriam Webster

   in principe is het de hoeveelheid koolstof die door een activiteit of organisatie wordt uitgestoten. Dit omvat BKG-emissies van brandstof die we direct verbranden (bijv. het verwarmen van een huis, het besturen van een auto) en broeikasgasemissies van de productie van de producten die we gebruiken (bijvoorbeeld elektriciteitscentrales, fabrieken en stortplaatsen).

   Wat Is de totale koolstofvoetafdruk van windenergie

   op basis van de levenscyclus, stoot onshore windenergie 11 uit en stoot offshore windenergie 12 gram CO2-equivalent per kWh geproduceerde elektriciteit uit, de gezamenlijke laagste van alle brandstoftypen.

   

   het totale geïnstalleerde vermogen van windenergie is tussen 1997 en 2018 met een factor 75 gestegen van 7,5 GW tot meer dan 564 GW. Alle windturbines in de wereld op dat moment gedekt meer dan 6% van de wereldwijde vraag naar elektriciteit. De markt voor windenergie groeide alleen al in 2019 met meer dan 10%, waarbij wereldleiders China en de VS de weg vrij maakten.

   

   De zes grootste wind-energie-producerende landen (bedrag per jaar) in de wereld zijn:

   1. China – 221 GW
   2. ONS – 96.4 GW
   3. Duitsland – 59.3 GW
   4. India – 35 GW
   5. Spanje – 23 GW
   6. Verenigd Koninkrijk – 20.7 GW

   Omdat windenergie is één van de goedkoopste en snelst groeiende hernieuwbare energie technologieën met een lage uitstoot van koolstof profiel het is belangrijk om te begrijpen wat de carbon footprint is en hoe de uitstoot van invloed zijn op de global climate change proces.

   om de CO2-voetafdruk van windenergie te begrijpen, moeten we de levenscyclus ervan en de CO2-voetafdruk van elke fase beoordelen. Deze life-cycle assessment (LCA) is een methode om de milieueffecten van producten en materialen te evalueren. In de loop der jaren hebben bedrijven LCA strategisch gebruikt om duurzamere producten te onderzoeken en te creëren. Dus, laten we eens kijken naar de LCA van windenergie!

   de fasen in De levenscyclus van de energie in de wind	Elke fase van de carbon footprint
   Gebouw van de energie in de wind	CO2-uitstoot van de bouw van windmolens en elektriciteit levering mechanisme
   Het gebruik van windenergie	Weinig tot geen CO2 uitstoot en afval
   Gebouw terug van windenergie	CO2-uitstoot van de ontmanteling van de windturbines en bodemverbetering

   De totale carbon footprint van windenergie zou gelijk zijn aan de carbon footprint van gebouw + de carbon footprint van bedrijf + de carbon footprint van gebouw terug.

   Wat Is de CO2-voetafdruk van windenergie in gebouwen

   CO2-emissies in dit stadium ontstaan bij de bouw van windparken en het elektriciteitsleveringsmechanisme.

   veel onderdelen zijn nodig om een windmolenpark te bouwen, en voor de bouw van deze onderdelen zijn machines nodig die CO2 uitstoten. De toren, rotor, gondel, generator en fundering van de turbines, evenals de transmissielijnen, transformatoren en onderstations die nodig zijn voor het leveren van elektriciteit aan consumenten hebben allemaal een carbon footprint.

   Wat is de koolstofvoetafdruk van windenergie in bedrijf

   individuele windturbines gebruiken aerodynamische kracht van rotorbladen om kinetische energie om te zetten in elektriciteit. Clusters van turbines (windparken) werken samen om grote hoeveelheden elektriciteit op te wekken.

   windenergie werkt als volgt:

   • Wind stroomt over een turbineblad, waardoor een verschil in luchtdruk ontstaat over de twee zijden van het blad
   • het blad draait als reactie, waardoor de rotor draait
   • het draaien van de rotor geeft energie aan een generator die elektriciteit

   genereert een windenergiecentrale bestaat uit vele individuele turbines op één locatie. Turbines genereren elektriciteit die vervolgens wordt getransporteerd naar een onderstation waar het via transmissielijnen aan consumenten wordt doorgegeven. Transformatoren ontvangen de elektriciteit en verhogen of verlagen de spanning naar behoefte voordat deze aan consumenten kan worden geleverd.

   er zijn zeer weinig CO2-emissies of afvalproducten in verband met windenergie, waardoor de CO2-voetafdruk van deze fase zeer laag is. CO2-emissies worden in dit stadium geassocieerd met de werking van de mechanische apparatuur (bijv. turbines, generatoren, onderstations, transformatoren) in de centrale.

   Wat is de Carbon Footprint van windenergie voor gebouwen

   bij windenergie voor gebouwen wordt gebruik gemaakt van bouwmachines om windturbines te ontmantelen en het land in zijn oorspronkelijke vorm te herstellen.

   windturbines vereisen routinematig onderhoud om de 6 maanden en hebben een levensverwachting van ongeveer 20 jaar. Windturbines zelf zijn een waardevolle bron van hulpbronnen. De torens, funderingen, generatoren en tandwielkasten worden meestal gerecycled omdat ze zijn gemaakt van beton, staal en gietijzer. Windturbinebladen zijn moeilijker te verwijderen omdat ze gemaakt zijn van composietmaterialen. Cementco-processing wordt meestal gebruikt voor de behandeling van bladafval.

   welke rol speelt windenergie bij de bestrijding van klimaatverandering

   de verbranding van fossiele brandstoffen levert de belangrijkste bijdrage aan de CO2-uitstoot in de atmosfeer. Klimaatverandering treedt op wanneer CO2 en andere luchtverontreinigende stoffen zonlicht en zonnestraling in de atmosfeer absorberen, de warmte opvangen en als isolator voor de planeet fungeren. Sinds de industriële revolutie is de temperatuur van de aarde iets meer gestegen dan 1 Graden Celsius (C), of 2 graden Fahrenheit (F). De huidige wereldwijde jaarlijkse temperatuurstijging is 0,18 C, of 0,32 F, voor elke 10 jaar.

   het gebruik van windenergie in plaats van fossiele brandstoffen helpt de volgende negatieve effecten van klimaatverandering te beperken:

   • stijgende temperaturen: de atmosfeer van de aarde is sinds 1880 1,5℃ opgewarmd. Dit lijkt misschien niet veel, maar deze graden creëren regionale en seizoensgebonden temperatuurextremen, verminderen het zee-ijs, intensiveren de regenval en droogte, en veranderen het leefgebied van planten en dieren.
   • stijgende zeespiegel: de wereldwijde zeespiegel is sinds 1880 ongeveer 8-9 centimeter gestegen, waardoor mensen die langs de kust wonen, worden verdrongen en kusthabitats worden vernietigd. Wegen, bruggen, metro ‘ s, watervoorziening, olie-en gasbronnen, elektriciteitscentrales, rioolwaterzuiveringsinstallaties en stortplaatsen blijven in gevaar als de zeespiegelstijging niet wordt gecontroleerd.
   • het smelten van zee-ijs: sinds 1979 is het zee-ijs in het Noordpoolgebied met 30% gedaald. Zee-ijs speelt een belangrijke rol bij het reguleren van het klimaat van de aarde door zonlicht de ruimte in te reflecteren en een habitat voor diersoorten te verschaffen. Als alle gletsjers op aarde zouden smelten, zou de zeespiegel met ongeveer 70 voet stijgen, waardoor elke kuststad op de planeet zou overstromen.
   • veranderende neerslagpatronen: Extreme weersomstandigheden (zoals orkanen, overstromingen, droogtes) komen steeds vaker en intenser voor. Door Storm getroffen gebieden zullen meer neerslag en overstromingen ervaren, terwijl gebieden die verder van het spoor liggen, minder neerslag en droogte zullen ervaren.
   • verzuring van de oceaan: de oceaan absorbeert 30% van de CO2 die vrijkomt in de atmosfeer, wat de pH (verhoogt de zuurgraad) van de oceaan verlaagt. In de afgelopen 200 jaar is de pH van oceanen gedaald met 0,1 pH-eenheden, wat zich vertaalt in een stijging van 30% van de zuurgraad. Het waterleven dat niet in staat is zich aan deze snelle verzuring aan te passen, zal afsterven. Een goed voorbeeld hiervan is het bleken van koraal, waarbij koraal de algen (zooxanthellae) die in hun weefsels leven verdrijft als gevolg van veranderingen in temperatuur, licht of voedingsstoffen. Deskundigen beweren dat we de opwarming van de aarde tegen 2040 moeten beperken tot 1,5 C om te voorkomen dat de toekomst wordt geteisterd door stijgende zeespiegelstijging, verzuurde oceanen, verlies aan biodiversiteit, frequentere en zwaardere weersomstandigheden en andere milieurampen als gevolg van de hogere temperaturen.

     hoe meer we de CO2-uitstoot verminderen, hoe meer we de temperatuurstijging, de zeespiegelstijging, het smelten van ijs en de verzuring van de oceaan vertragen. Wanneer deze snelheid wordt vertraagd, hoeft de biodiversiteit van de aarde niet te worstelen om zich aan te passen aan temperatuur-en pH-veranderingen. Mensen zullen niet worden ontheemd als gevolg van overstromingen in kustgebieden. En ijsbergen blijven zorgen voor klimaatregulering.

     hoe milieuvriendelijk is windenergie

     de milieueffecten van windenergie hangen grotendeels af van de plaats waar windparken worden gebouwd.

     “milieuvriendelijk: (van producten) die het milieu niet schaden.”

     Cambridge Dictionary

     over het algemeen is windenergie duurzaam omdat het geen broeikasgassen uitstoot, en kan het landgebruik, de impact op het wild en de volksgezondheid worden beperkt door een goede planning en locatie van windparken.

     Wat zijn de milieuvoordelen van windenergie

     hier zijn de manieren waarop windenergie het milieu ten goede komt:

     • beschermt de luchtkwaliteit: in plaats van materialen te verbranden, gebruiken windturbines de kinetische energie van wind om elektriciteit op te wekken. Turbines produceren geen broeikasgassen en stoten geen zwaveldioxide of stikstofoxiden uit.
     • weinig afvalproducten: windparken creëren geen meetbare bijproducten van vast afval.
     • mitigatie van klimaatverandering: windenergie heeft een gemiddelde CO2-equivalente emissiewaarde gedurende de levenscyclus die veel lager is dan steenkool, 11 CO2 (onshore) en 12 g CO2 (offshore) equivalent per kWh, vergeleken met respectievelijk 820g CO2-equivalent per kWh. Deze vermindering van de CO2-uitstoot vermindert op zijn beurt de effecten van de wereldwijde klimaatverandering, zoals stijgende temperaturen, stijgende zeespiegel, smelten van zee-ijs, veranderende neerslagpatronen en verzuring van de oceaan.
     • energie-onafhankelijkheid: in staat zijn om onze eigen elektriciteit te produceren in de VS zonder de hulp van het buitenland is een belangrijke stap om ons te helpen meer zelfvoorzienend te worden. Voormalig President George W. Bush ondertekende de Energy Independence and Security Act van 2007 om de VS te verminderen. afhankelijkheid van olie, uitbreiding van de productie van hernieuwbare brandstoffen (en aanpak van de wereldwijde klimaatverandering).
     • werkgelegenheid: Wind ondersteunde alleen al in 2019 ongeveer 7.000 banen in de VS. En dit aantal is waarschijnlijk toegenomen omdat de banenvooruitzichten in het komende decennium 61% zijn en de sector hernieuwbare energie in 2019 samen 11,5 miljoen mensen wereldwijd in dienst had. De werkgelegenheid op het gebied van hernieuwbare energie blijft toenemen naarmate we ons gaan realiseren hoe gunstig hernieuwbare energie is voor ons milieu.

     gedurende de gehele levenscyclus produceert windenergie 0.02% van de CO2-uitstoot per eenheid elektriciteit dan steenkool produceert. En na 3 tot 6 maanden heeft een windturbine effectief alle emissies van zijn constructie gecompenseerd, wat betekent dat hij voor de rest van zijn levensduur vrijwel koolstofvrij kan werken. Het creëert ook banen en bevordert de energieonafhankelijkheid, waardoor het een milieuvriendelijke energiebron wordt.

     Wat zijn milieu-nadelen van windenergie

     de drie belangrijkste problemen in verband met windenergie zijn landgebruik, impact op het wild en volksgezondheid.

     • Landgebruik: windmolenparken nemen een aanzienlijke hoeveelheid land in beslag, maar de gebieden tussen en rond turbines kunnen worden gebruikt voor vee grazen, landbouw, snelwegen, en wandelpaden. De hoeveelheid land die wordt verstoord wanneer een turbine wordt gebouwd is minimaal en ze kunnen worden geplaatst op verlaten land om de impact op het land verder te verminderen.
     • Wildlife Impact: turbinebladen zijn groot en vormen een bedreiging voor vliegende dieren zoals vogels en vleermuizen. Hoewel dit waar is, de dreiging is vrij minimaal. Uitgebreid onderzoek en technologische vooruitgang hebben de dood van wilde dieren door turbines verminderd. Turbines worden bijvoorbeeld bewegingsloos gehouden als de windsnelheid laag is, omdat vleermuizen het meest actief zijn bij deze snelheden.
     • Volksgezondheid: turbines kunnen mechanische en aerodynamische geluidsoverlast veroorzaken wanneer ze dicht bij woonwijken worden gebouwd. Het plaatsen van windmolenparken op afgelegen locaties of op verlaten land kan dit effect verminderen.

     een goede planning en locatie van windparken kan helpen deze milieuschade te verzachten.

     Final Thoughts

     windenergie is een milieuvriendelijke energiebron met een lage CO2-voetafdruk in de bouw -, exploitatie-en terugbouwfasen. Het produceert de laagste CO2-uitstoot van alle soorten energie, terwijl het banen creëert en energieonafhankelijkheid bevordert. Milieuoverwegingen, zoals de impact van wilde dieren, landgebruik en geluidsoverlast, kunnen allemaal worden verzacht door de juiste locatie van windmolenparken. Als we kijken naar een toekomst aangedreven door hernieuwbare energie, is windenergie een duurzame energiebron die zowel onze atmosfeer als de biota van de aarde ten goede komt.

     blijf effectvol,

     

     bronnen

     • Bureau voor energie-efficiëntie & hernieuwbare energie: Hoe werken windturbines?
     • US Energy Information Administration: Wind Explained-Where Wind Power is Harnessed
     • Kiwi Energy: Differences Between Onshore & Offshore Wind Energy
     • NS Energy: Profiling ten of the biggest onshore wind farms in the world
     • National Geographic: Wind Energy
     • Conserve Energy Future: The Comparison of Horizontal and Vertical Axis Wind Turbines
     • Britannica: Carbon Footprint
     • United States Environmental Protection Agency: System of Registries
     • World Nuclear Association: Carbon Emissions from Electricity
     • International Renewable Energy Agency: Wind Energy
     • World Wind Energy Association: World Wind capacity at 650,8 GW, Corona crisis will slow down markets in 2020, renewables to be core of economic stimulus programmes
     • windenergie
     • Reve: Top 10 landen in windenergie capaciteit
     • wetenschap Direct: Life-cycle assessment (LCA)
     • mit SMR: Strategic Sustainability use of Life-Cycle Analysis
     • Electrical Academia: onderdelen en functies van windturbines
     • Bureau voor energie – efficiëntie & hernieuwbare energie: Hoe werkt een windturbine – tekstversie
     • US Environmental Protection Agency: Renewable Energy Fact Sheet-windturbines
     • WindEurope: Wat gebeurt er als windturbines oud worden? Nieuwe richtsnoeren voor de industrie voor ontmanteling en ontmanteling
     • General Electric: Concrete voordelen – Recycling oude windturbinebladen kunnen de cementindustrie helpen de CO2 – uitstoot te verminderen
     • Union of Concerned Scientists: the Hidden Costs of Fossil Fuels
     • National Resources Defense Council: Global Warming 101
     • The National Wildlife Federation: Climate Change
     • National Oceanic and Atmospheric Administration: Climate Change – Global Sea Level
     • United States Geological Survey: How would sea level change if all gesmolten gletsjers?
     • National Aeronautics and Space Administration, U. S. A.: How does climate change affect precipitatie?
     • National Oceanic and Atmospheric Administration: Ocean verzuring
     • National Ocean Service: What is coral bleaching?
     • Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering: de Overeenkomst van Parijs
     • Bureau voor energie-efficiëntie & hernieuwbare energie: voordelen en uitdagingen van windenergie
     • : Fact Sheet – Energie-Onafhankelijkheid en Security Act van 2007
     • United States Environmental Protection Agency: Overzicht van de Energie-Onafhankelijkheid en Security Act
     • Internationale Hernieuwbare Energie Agentschap: Banen van Hernieuwbare Energie Verder Groei tot 11,5 Miljoen Wereldwijd
     • U.S. Bureau of Labor Statistics: Wind Turbine Technici – Occupational Outlook Handbook
     • Unie Van Betrokken Wetenschappers: Milieu-Effecten van Windenergie
     • Kantoor van Energie-Efficiëntie en Hernieuwbare Energie: Milieu-Impact en het Aanbrengen van de Wind Projecten