energia eoliană este una dintre sursele regenerabile de energie cu cea mai rapidă creștere, care promite cele mai scăzute niveluri de emisii de dioxid de carbon (CO2). Așa că a trebuit să ne întrebăm: Care este amprenta de carbon a energiei eoliene?
energia eoliană are cea mai mică amprentă de carbon dintre toate tipurile de energie. Pe baza ciclului de viață, vântul terestru emite 11, iar vântul offshore emite 12 grame de echivalent CO2 pe kWh de energie electrică produsă. Energia eoliană ajută la combaterea schimbărilor climatice și are diverse beneficii suplimentare pentru mediu.
energia eoliană reprezintă o cantitate din ce în ce mai mare din consumul total de energie și are diverse implicații asupra mediului. Continuați să citiți pentru a afla despre amprenta globală de carbon a energiei eoliene, amprenta sa de carbon pe tot parcursul ciclului său de viață și impactul asupra mediului.
cum este definită energia eoliană
vântul este o formă de energie solară care este cauzată de încălzirea inegală a suprafeței pământului, neregulile suprafeței pământului și rotația Pământului. Pentru a valorifica energia eoliană, vântul transformă paletele turbinei în jurul unui rotor, care învârte un generator pentru a crea electricitate. O viteză medie anuală a vântului de 9 mile pe oră (mph) sau 4 metri pe secundă (m/s) pentru turbinele mici și 13 mph (5,8 m/s) pentru turbinele la scară utilitară este necesară pentru a valorifica economic energia eoliană.
„vânt: un curent de aer care se mișcă aproximativ orizontal, în special unul suficient de puternic pentru a fi simțit”
Cambridge Dictionary
există două tipuri principale de energie eoliană:
- energia eoliană Onshore: turbinele sunt situate pe uscat. Costurile de construcție, transport, întreținere și infrastructura necesară pentru transmiterea energiei electrice de la turbine onshore către consumatori sunt scăzute. Cu toate acestea, acestea pot fi mai puțin eficiente, deoarece viteza și direcția vântului pe uscat pot fi imprevizibile.
cel mai mare parc eolian onshore din lume este parcul eolian Gansu situat în China. Se compune din aproximativ 7.000 de turbine eoliene în mai multe parcuri eoliene, deși este încă în construcție, capacitatea planificată este de 20 (gigawați) GW, iar capacitatea instalată actuală este de 8 GW.
- energia eoliană Offshore: Turbinele sunt situate în ocean sau apă dulce. Costurile de construcție, transport, întreținere și infrastructura necesară pentru transmiterea energiei electrice de la turbinele offshore către consumatori sunt ridicate. Turbinele Offshore sunt considerabil mai mari decât turbinele onshore și pot costa cu până la 20% mai mult. Deoarece viteza și direcția vântului sunt mai constante, potențialul de generare a energiei este mult mai mare. Poluarea fonică, utilizarea terenurilor și preocupările legate de impactul faunei sălbatice sunt minime în comparație cu turbinele de pe uscat.
cel mai mare parc eolian offshore din lume este Walney Extension Wind farm situat în Marea Irlandei. Acoperind 56 de mile pătrate (149 de kilometri pătrați), cele 87 de turbine eoliene au un potențial de generare a energiei electrice de 659 megawați (MW) de putere. Acest lucru este suficient pentru a alimenta 600.000 de case în Regatul Unit.
numai în SUA, există peste 57.000 de turbine eoliene atât pe uscat, cât și în larg. Ele pot exista fie ca structuri independente, fie se grupează împreună pentru a forma parcuri eoliene.
cele două tipuri de turbine eoliene sunt:
- turbină eoliană cu ax orizontal (HAWT): lamele sunt asamblate pe o axă orizontală paralelă cu solul. Ele pot primi și procesa doar vântul.
- turbină eoliană cu ax Vertical( VAWT): lamele sunt asamblate pe o axă verticală perpendiculară pe sol. Ei pot primi și procesa vântul din toate direcțiile, oferindu-le un potențial mai mare de generare a energiei.
turbinele eoliene mici, individuale, pot produce până la 100 kilowați (kW) de putere, ceea ce este suficient pentru a alimenta o casă sau o stație de pompare a apei. Turbinele mai mari constau din turnuri înalte de 260 picioare (80 metri (m)) și lame lungi de 130 picioare (40 m) care pot genera până la 1,8 MW de putere. Și cele mai mari turbine comerciale constau din turnuri înalte de 780 picioare (240 m) și lame lungi de 530 picioare (162 m) care pot genera oriunde de la 4,8 la 9,5 mw de putere.
care este amprenta de Carbon a energiei eoliene
amprenta de carbon este unul dintre modurile în care măsurăm efectele schimbărilor climatice globale induse de om. Se concentrează în primul rând pe emisiile de gaze cu efect de seră (GES) asociate consumului și include alte emisii, cum ar fi metanul (CH4), oxidul de azot și clorofluorocarburile (CFC).
„amprenta de Carbon: cantitatea de gaze cu efect de seră și în special dioxidul de carbon emis de ceva (cum ar fi activitățile unei persoane sau fabricarea și transportul unui produs) într-o anumită perioadă”
Merriam Webster
practic, este cantitatea de carbon emisă de o activitate sau de o organizație. Aceasta include emisiile de GES din combustibilul pe care îl ardem direct (de ex., încălzirea unei case, conducerea unei mașini) și emisiile de GES din fabricarea produselor pe care le folosim (de exemplu, centrale electrice, fabrici și depozite de deșeuri).
care este amprenta globală de Carbon a energiei eoliene
pe baza ciclului de viață, energia eoliană onshore emite 11, iar energia eoliană offshore emite 12 grame de echivalent CO2 pe kWh de energie electrică produsă, cea mai scăzută din toate tipurile de combustibil.
capacitatea instalată globală a energiei eoliene a crescut cu un factor de 75 între 1997 și 2018, crescând de la 7,5 GW la peste 564 GW. Toate turbinele eoliene din lume la acea vreme acopereau mai mult de 6% din cererea globală de energie electrică. Piața energiei eoliene a crescut cu peste 10% numai în 2019, liderii mondiali China și SUA deschizând calea.
cele mai mari șase țări producătoare de energie eoliană (cantitate pe an) din lume sunt:
- China – 221 GW
- SUA – 96,4 GW
- Germania – 59,3 GW
- India – 35 GW
- Spania – 23 GW
- Marea Britanie – 20,7 GW
deoarece energia eoliană este una dintre cele mai ieftine și cu cea mai rapidă creștere tehnologii de energie regenerabilă, cu un profil redus de emisii de carbon, este important să înțelegem care este amprenta sa de carbon și modul în care emisiile sale de carbon afectează procesul global de schimbări climatice.
pentru a înțelege amprenta de carbon a energiei eoliene, trebuie să evaluăm ciclul său de viață și amprenta de carbon a fiecărei etape. Această evaluare a ciclului de viață (LCA) este o metodă de evaluare a impactului produselor și materialelor asupra mediului. De-a lungul anilor, companiile au folosit strategic LCA pentru a cerceta și a crea produse mai durabile. Deci, să aruncăm o privire la LCA de energie eoliană!
| etapele ciclului de viață al energiei eoliene | amprenta de carbon a fiecărei etape |
| construirea de energie eoliană | emisiile de CO2 rezultate din construcția de centrale eoliene și mecanismul de livrare a energiei electrice |
| exploatarea energiei eoliene | emisii reduse sau inexistente de CO2 sau deșeuri |
| construirea din spate a energiei eoliene | emisiile de CO2 din dezafectarea turbinelor eoliene și refacerea terenurilor |
amprenta totală de carbon a energiei eoliene ar fi egală cu amprenta de carbon din clădire + amprenta de carbon din exploatare + amprenta de carbon din clădire înapoi.
care este amprenta de Carbon a construcției energiei eoliene
emisiile de CO2 în această etapă apar la construcția parcurilor eoliene și a mecanismului de livrare a energiei electrice.
multe componente sunt necesare pentru a construi un parc eolian, iar construirea acestor componente necesită mașini care emit CO2. Turnul, rotorul, nacela, generatorul și Fundația turbinelor, precum și liniile de transmisie, transformatoarele și stațiile necesare pentru livrarea energiei electrice către consumatori au toate o amprentă de carbon.
care este amprenta de Carbon a energiei eoliene în funcțiune
turbinele eoliene individuale utilizează forța aerodinamică de la palele rotorului pentru a transforma energia cinetică în electricitate. Clusterele de turbine (parcuri eoliene) lucrează împreună pentru a genera cantități mari de energie electrică.
energia eoliană funcționează în felul următor:
- vântul curge peste o lamă de turbină, creând o diferență de presiune a aerului pe cele două părți ale lamei
- lama se învârte ca răspuns, rotind astfel rotorul
- rotirea rotorului alimentează un generator care creează electricitate
o centrală eoliană este formată din mai multe turbine individuale într-o singură locație. Turbinele generează electricitate care este apoi transportată într-o stație unde este transmisă consumatorilor prin linii de transmisie. Transformatoarele primesc energia electrică și fie măresc, fie scad tensiunea, după cum este necesar, înainte ca aceasta să poată fi livrată consumatorilor.
există foarte puține emisii de CO2 sau deșeuri asociate cu exploatarea energiei eoliene, ceea ce face ca amprenta de carbon a acestei faze să fie foarte scăzută. Emisiile de CO2 în această etapă sunt asociate cu funcționarea echipamentelor mecanice (de exemplu, turbine, generatoare, stații, transformatoare) la centrala electrică.
care este amprenta de Carbon a construirii energiei eoliene
construirea energiei eoliene implică utilizarea echipamentelor de construcție pentru dezafectarea turbinelor eoliene și refacerea terenului la forma sa originală.
turbinele eoliene necesită întreținere de rutină la fiecare 6 luni și au o speranță de viață de aproximativ 20 de ani. Turbinele eoliene în sine sunt o sursă valoroasă de resurse. Turnurile, fundațiile, generatoarele și cutiile de viteze sunt de obicei reciclate, deoarece sunt fabricate din beton, oțel și fontă. Lamele turbinelor eoliene sunt mai dificil de eliminat, deoarece sunt fabricate din materiale compozite. Co – procesarea cimentului este cel mai adesea utilizată pentru tratarea deșeurilor de lame.
ce rol joacă energia eoliană în combaterea schimbărilor climatice
arderea combustibililor fosili este principalul factor care contribuie la nivelurile atmosferice de CO2. Schimbările climatice apar atunci când CO2 și alți poluanți atmosferici absorb lumina soarelui și radiațiile solare din atmosferă, captând căldura și acționând ca un izolator pentru planetă. De la Revoluția Industrială, temperatura Pământului a crescut cu puțin mai mult de 1 grad Celsius (C) sau 2 grade Fahrenheit (F). Creșterea anuală globală actuală a temperaturii este de 0,18 C, sau 0,32 F, pentru fiecare 10 ani.
utilizarea energiei eoliene în locul energiei combustibililor fosili ajută la atenuarea următoarelor efecte negative ale schimbărilor climatice:
- temperaturi în creștere: atmosfera Pământului s-a încălzit cu 1,5% din 1880. Acest lucru poate să nu pară mult, dar aceste grade creează temperaturi extreme regionale și sezoniere, reduc gheața marină, intensifică precipitațiile și severitatea secetei și schimbă intervalele de habitat pentru plante și animale.
- creșterea nivelului mării: nivelurile globale ale mării au crescut cu aproximativ 8-9 inci din 1880, deplasând oamenii care trăiesc de-a lungul coastelor și distrugând habitatele de coastă. Drumurile, podurile, metrourile, aprovizionarea cu apă, puțurile de petrol și gaze, centralele electrice, stațiile de tratare a apelor uzate și depozitele de deșeuri rămân în pericol dacă creșterea nivelului mării nu este controlată.
- topirea gheții marine: din 1979, gheața marină arctică a scăzut cu 30%. Gheața marină joacă un rol major în reglarea climatului pământului prin reflectarea luminii solare în spațiu și asigurarea habitatului speciilor de animale. Dacă toți ghețarii de pe Pământ s-ar topi, nivelul mării ar crește cu aproximativ 70 de picioare, inundând efectiv fiecare oraș de coastă de pe planetă.
- schimbarea modelelor de precipitații: evenimentele meteorologice Extreme (de exemplu, uragane, inundații, secete) devin din ce în ce mai frecvente și mai intense. Zonele afectate de furtună vor experimenta precipitații și inundații crescute, în timp ce zonele situate mai departe de pistele furtunii vor experimenta precipitații și secete scăzute.
- acidificarea Oceanului: Oceanul absoarbe 30% din CO2 eliberat în atmosferă, ceea ce scade pH-ul (crește aciditatea) oceanului. În ultimii 200 de ani, pH-ul oceanelor a scăzut cu 0,1 unități de pH, ceea ce se traduce printr-o creștere cu 30% a acidității. Viața acvatică incapabilă să se adapteze la această acidificare rapidă va dispărea. Un prim exemplu în acest sens este albirea coralilor, unde coralii expulzează algele (zooxanthellae) care trăiesc în țesuturile lor ca urmare a schimbărilor de temperatură, lumină sau nutrienți.
experții susțin că pentru a evita un viitor afectat de creșterea nivelului mării, oceanele acidificate, pierderea biodiversității, evenimentele meteorologice mai frecvente și mai severe și alte dezastre ecologice provocate de temperaturile mai calde, trebuie să limităm încălzirea globală la 1,5 grade Celsius până în 2040.
cu cât reducem mai mult emisiile de CO2, cu atât încetinim rata de creștere a temperaturii, creșterea nivelului mării, topirea gheții și acidificarea oceanelor. Când aceste rate sunt încetinite, biodiversitatea pământului nu trebuie să se lupte pentru a se adapta la schimbările de temperatură și pH. Oamenii nu vor fi strămutați din cauza inundațiilor din zonele de coastă. Și aisbergurile vor continua să ofere reglementări climatice.
cât de ecologică este energia eoliană
impactul asupra mediului al energiei eoliene depinde în mare măsură de locul în care sunt construite Parcurile eoliene.
„ecologic: (de produse) nu dăunează mediului.”
Cambridge Dictionary
în general, energia eoliană este durabilă deoarece nu emite gaze cu efect de seră, iar utilizarea terenurilor, impactul faunei sălbatice și preocupările privind sănătatea publică pot fi atenuate prin planificarea și amplasarea adecvată a parcurilor eoliene.
care sunt beneficiile de mediu ale energiei eoliene
Iată modalitățile prin care energia eoliană aduce beneficii mediului:
- protejează calitatea aerului: mai degrabă decât arderea materialelor, turbinele eoliene valorifică energia cinetică a vântului pentru a genera electricitate. Turbinele nu produc gaze cu efect de seră și nu emit dioxid de sulf sau oxizi de azot.
- puține deșeuri: Parcurile eoliene nu creează subproduse de deșeuri solide măsurabile.
- atenuarea schimbărilor climatice: energia eoliană are o valoare medie a emisiilor echivalente cu CO2 pe durata ciclului de viață, care este mult mai mică decât cărbunele, 11 de CO2 (onshore) și 12g de CO2 (offshore) echivalent pe kWh, comparativ cu 820G de CO2 echivalent pe kWh, respectiv. Această reducere a emisiilor de CO2, la rândul său, reduce efectele schimbărilor climatice globale, inclusiv creșterea temperaturilor, creșterea nivelului mării, topirea gheții marine, schimbarea modelelor de precipitații și acidificarea oceanelor.
- Independența Energetică: capacitatea de a produce propria noastră energie electrică în SUA fără ajutorul țărilor străine este un pas important pentru a ne ajuta să devenim mai autosuficienți. Fostul președinte George W. Bush a semnat Legea Independenței și securității energetice din 2007 pentru a reduce SUA. dependența de petrol, extinderea producției de combustibili regenerabili (și confruntarea cu schimbările climatice globale).
- oportunități de angajare: Wind a susținut aproximativ 7.000 de locuri de muncă numai în SUA în 2019. Și acest număr a crescut probabil, deoarece perspectiva locurilor de muncă în următorul deceniu este de 61%, iar sectorul energiei regenerabile a angajat colectiv 11,5 milioane de oameni în întreaga lume în 2019. Locurile de muncă din domeniul energiei regenerabile continuă să crească pe măsură ce începem să realizăm cât de benefică este energia regenerabilă pentru mediul nostru.
de-a lungul ciclului său de viață, energia eoliană produce 0.02% din emisiile de CO2 pe unitate de energie electrică decât cărbunele produce. Și după 3 până la 6 luni de funcționare, o turbină eoliană a compensat efectiv toate emisiile din construcția sa, ceea ce înseamnă că poate funcționa practic fără carbon pentru tot restul vieții sale. De asemenea, creează locuri de muncă și promovează independența energetică, făcându-l o sursă de energie ecologică.
care sunt dezavantajele de mediu ale energiei eoliene
cele trei preocupări principale asociate cu energia eoliană sunt utilizarea terenurilor, impactul faunei sălbatice și sănătatea publică.
- Utilizarea Terenului: Parcurile eoliene ocupă o cantitate substanțială de teren, dar zonele dintre și în jurul turbinelor pot fi utilizate pentru pășunatul animalelor, agricultură, autostrăzi și trasee montane. Cantitatea de teren perturbată atunci când este construită o turbină este minimă și poate fi amplasată pe terenuri abandonate pentru a reduce și mai mult impactul terenului.
- impactul faunei sălbatice: lamele turbinei sunt mari și reprezintă o amenințare pentru viața sălbatică zburătoare, cum ar fi păsările și liliecii. Deși acest lucru este adevărat, amenințarea este destul de minimă. Cercetările ample și progresele tehnologice au redus moartea faunei sălbatice cauzată de turbină. De exemplu, turbinele sunt menținute nemișcate atunci când viteza vântului este scăzută, deoarece liliecii sunt cei mai activi la aceste viteze.
- Sănătate Publică: turbinele pot provoca poluare fonică mecanică și aerodinamică atunci când sunt construite în apropierea zonelor rezidențiale. Amplasarea parcurilor eoliene în locații îndepărtate sau pe terenuri abandonate poate reduce acest efect.
planificarea și amplasarea corectă a parcurilor eoliene pot contribui la atenuarea acestor dezavantaje de mediu.
Gânduri finale
energia eoliană este o sursă de energie ecologică, cu o amprentă redusă de carbon în fazele sale de construcție, operare și construcție. Acesta produce cele mai mici emisii de CO2 din toate tipurile de energie, creând în același timp Locuri de muncă și promovând Independența Energetică. Preocupările de mediu, cum ar fi impactul faunei sălbatice, utilizarea terenurilor și poluarea fonică, pot fi atenuate prin amplasarea corectă a parcurilor eoliene. Pe măsură ce privim spre un viitor alimentat de surse regenerabile, energia eoliană este o sursă de energie durabilă care beneficiază atât de atmosfera noastră, cât și de biota Pământului.
rămâneți cu impact,
surse
- Biroul de eficiență energetică & energia regenerabilă: cum funcționează turbinele eoliene?
- US Energy Information Administration: Wind Explained – unde energia eoliană este valorificată
- Kiwi Energy: diferențele dintre Onshore & energia eoliană Offshore
- ns Energy: profilarea a zece dintre cele mai mari parcuri eoliene onshore din lume
- National Geographic: energia eoliană
- conservarea energiei viitoare: Comparația turbinelor eoliene orizontale și verticale
- Britannica: amprenta de Carbon
- Agenția pentru Protecția Mediului din Statele Unite: sistem de registre
- Asociația nucleară Mondială: emisiile de Carbon din electricitate
- Agenția Internațională pentru energie regenerabilă: energia eoliană
- Asociația Mondială a energiei eoliene: capacitatea eoliană mondială la 650,8 GW, criza Corona va încetini piețele din 2020, energiile regenerabile vor fi nucleul programelor de stimulare economică
- lumea noastră în date: generarea de energie eoliană
- Reve: Top 10 țări în capacitatea energiei eoliene
- Science Direct: Evaluarea ciclului de viață (LCA)
- MIT SMR: sustenabilitate strategică utilizări ale analizei ciclului de viață
- Academia electrică: piese și funcții ale turbinelor eoliene
- Oficiul pentru Eficiență Energetică & energie regenerabilă: cum funcționează o turbină eoliană-versiune Text
- Agenția SUA pentru Protecția Mediului: fișă informativă privind energia regenerabilă-turbine eoliene
- windeurope: ce se întâmplă când turbinele eoliene îmbătrânesc? Nou document de orientare pentru industrie pentru dezmembrare și dezafectare
- General Electric: Beneficii Concrete – reciclarea paletelor turbinelor eoliene vechi ar putea ajuta industria cimentului să reducă emisiile de CO2
- Uniunea oamenilor de știință preocupați: costurile ascunse ale combustibililor fosili
- Consiliul Național de apărare a resurselor: încălzirea globală 101
- Federația Națională a faunei sălbatice: schimbările climatice
- Administrația Națională Oceanică și Atmosferică: schimbările climatice – temperatura globală
- Administrația Națională Oceanică și Atmosferică: schimbările climatice – temperatura globală
- nivelul global al Mării
- Studiul geologic al Statelor Unite: cum s-ar schimba nivelul mării dacă toți ghețarii s-ar topi?
- National Aeronautics and Space Administration, S. U. A.: cum afectează schimbările climatice precipitațiile?
- Administrația Națională Oceanică și Atmosferică: acidificarea Oceanului
- Serviciul Național Oceanic: ce este albirea coralilor?
- Convenția-cadru a Națiunilor Unite privind schimbările climatice: acordul de la Paris
- Oficiul pentru Eficiență Energetică & energia regenerabilă:avantajele și provocările energiei eoliene
- Arhivele Casei Albe: Fișă informativă – Legea privind independența și securitatea energetică din 2007
- Agenția pentru Protecția Mediului din Statele Unite: Rezumatul Legii privind independența și securitatea energetică
- Agenția Internațională pentru energie regenerabilă: locurile de muncă în domeniul energiei regenerabile continuă să crească la 11,5 milioane în întreaga lume
- biroul SUA de Statistică a muncii: tehnicienii turbinelor eoliene-manualul perspectivelor ocupaționale
- Uniunea oamenilor de știință preocupați: impactul asupra mediului al energiei eoliene
- Oficiul pentru Eficiență Energetică și energie regenerabilă: impactul asupra mediului și amplasarea proiectelor eoliene