vindkraft är en av de snabbast växande förnybara energikällorna som lovar de lägsta nivåerna av koldioxid (CO2) utsläpp. Så vi var tvungna att fråga: Vad är koldioxidavtrycket för vindkraft?
vindkraft har det lägsta koldioxidavtrycket av alla energityper. På livscykelbasis avger landvind 11 och havsbaserad vind avger 12 gram CO2-ekvivalent per kWh producerad el. Vindkraft hjälper till att bekämpa klimatförändringar och har olika ytterligare miljöfördelar.
vindkraft utgör en ständigt växande mängd total energiförbrukning och har olika miljökonsekvenser. Fortsätt läsa för att lära dig om det totala koldioxidavtrycket för vindkraft, dess koldioxidavtryck under hela livscykeln och dess miljöpåverkan.
hur definieras vindenergi
vind är en form av solenergi som orsakas av ojämn uppvärmning av jordens yta, ojämnheter i jordens yta och jordens rotation. För att utnyttja vindenergi vrider vinden turbinbladen runt en rotor, som snurrar en generator för att skapa El. En genomsnittlig årlig Vindhastighet på 9 miles per timme (mph) eller 4 meter per sekund (m/s) för små turbiner och 13mph (5,8 m/s) för turbiner i verktygsskala är nödvändig för att ekonomiskt utnyttja vindenergi.
”vind: en luftström som rör sig ungefär horisontellt, särskilt en stark nog att känna”
Cambridge Dictionary
det finns två huvudtyper av vindkraft:
- vindkraft på land: turbiner finns på land. Konstruktion, transport, underhållskostnader och infrastruktur som behövs för att överföra el från landsturbiner till konsumenter är låg. De kan dock vara mindre effektiva eftersom vindhastighet och riktning på land kan vara oförutsägbar.
den största landbaserade vindkraftparken i världen är Gansu wind farm i Kina. Den består av ungefär 7000 vindkraftverk över flera vindkraftsparker även om den fortfarande är under uppbyggnad är den planerade kapaciteten 20 (gigawatt) GW och den nuvarande installerade kapaciteten är 8 GW.
- havsbaserad vindkraft: Turbiner finns i havet eller sötvatten. Konstruktion, transport, underhållskostnader och infrastruktur som behövs för att överföra el från offshore-turbiner till konsumenter är hög. Offshore-turbiner är betydligt större än landsturbiner och kan kosta upp till 20% mer. Eftersom vindhastighet och riktning är mer konstant är potentialen för energiproduktion mycket högre. Bullerföroreningar, markanvändning och djurlivspåverkan är minimala jämfört med turbiner på land.
den största havsbaserade vindkraftparken i världen är Walney Extension wind farm i Irländska sjön. Täcker 56 kvadratkilometer (149 kvadratkilometer), de 87 vindkraftverk har en elproduktionspotential på 659 megawatt (MW) kraft. Detta räcker för att driva 600 000 hem i Storbritannien.
bara i USA finns det över 57 000 vindkraftverk både på land och till havs. De kan existera antingen som fristående strukturer eller kluster tillsammans för att bilda vindkraftsparker.
de två typerna av vindkraftverk är:
- horisontell axel vindkraftverk (HAWT): bladen är monterade på en horisontell axel parallellt med marken. De kan bara ta emot och bearbeta vind framåt.
- vertikal axel vindkraftverk (VAWT): bladen monteras på en vertikal axel vinkelrätt mot marken. De kan ta emot och bearbeta vind från alla håll, vilket ger dem en större energiproduktionspotential.
små, enskilda vindkraftverk kan producera upp till 100 kilowatt (kW) kraft, vilket är tillräckligt för att driva ett hem eller en vattenpumpstation. Större turbiner består av 260 fot (80 meter (m)) höga torn och 130 fot (40 m) långa blad som kan generera upp till 1,8 MW kraft. Och de största kommersiella turbinerna består av 780 fot (240 m) höga torn och 530 fot (162 m) långa blad som kan generera var som helst från 4,8 till 9,5 mw kraft.
Vad är koldioxidavtrycket för vindkraft
koldioxidavtrycket är ett av de sätt vi mäter effekterna av mänskligt inducerade globala klimatförändringar. Det fokuserar främst på utsläppen av växthusgaser (GHG) i samband med konsumtion och inkluderar andra utsläpp som metan (CH4), kväveoxid och klorfluorkolväten (CFC).
”koldioxidavtryck: mängden växthusgaser och specifikt koldioxid som emitteras av något (som en persons aktiviteter eller en produkts tillverkning och transport) under en given period”
Merriam Webster
i grund och botten är det mängden kol som emitteras av en aktivitet eller en organisation. Detta inkluderar växthusgasutsläpp från bränsle som vi bränner direkt (t. ex., uppvärmning av ett hem, bilkörning) och utsläpp av växthusgaser från tillverkning av de produkter som vi använder (t.ex. kraftverk, fabriker och deponier).
Vad är det totala koldioxidavtrycket för vindkraft
på livscykelbasis avger vindkraft på land 11 och havsbaserad vindkraft avger 12 gram CO2-ekvivalent per kWh producerad el, den gemensamma lägsta av alla bränsletyper.
den globala installerade kapaciteten för vindkraft ökade med en faktor 75 mellan 1997 och 2018 och växte från 7,5 GW till över 564 gw. Alla vindkraftverk i världen täckte då mer än 6% av den globala elbehovet. Marknaden för vindkraft växte med över 10% bara under 2019, med världsledarna Kina och USA banade väg.
de sex största vindenergiproducerande länderna (belopp per år) i världen är:
- Kina – 221 GW
- US – 96.4 GW
- Tyskland – 59.3 GW
- Indien – 35 GW
- Spanien – 23 GW
- Storbritannien – 20.7 GW
eftersom vindkraft är en av de billigaste och snabbast växande förnybara energiteknikerna med låg KOLDIOXIDUTSLÄPPSPROFIL är att det är viktigt att förstå vad dess koldioxidavtryck är och hur dess koldioxidutsläpp påverkar den globala klimatförändringsprocessen.
för att förstå koldioxidavtrycket för vindkraft måste vi bedöma dess livscykel och varje stegs koldioxidavtryck. Denna livscykelanalys (LCA) är en metod för att utvärdera miljöpåverkan av produkter och material. Under åren har företag strategiskt använt LCA för att undersöka och skapa mer hållbara produkter. Så, låt oss ta en titt på LCA av vindkraft!
| livscykelstadierna för vindkraft | varje stegs koldioxidavtryck |
| byggande av vindkraft | CO2-utsläpp från byggande av vindkraftverk och elleveransmekanism |
| drift av vindkraft | liten eller ingen CO2-utsläpp eller avfallsprodukter |
| bygga tillbaka av vindkraft | CO2-utsläpp från avveckling av vindkraftverk och markåterställning |
det totala koldioxidavtrycket för vindkraft skulle motsvara koldioxidavtrycket från byggnaden + koldioxidavtrycket från driften + koldioxidavtrycket från byggnaden tillbaka.
Vad är koldioxidavtrycket för att bygga vindkraft
CO2-utsläpp i detta skede uppstår vid byggandet av vindkraftparkerna och elleveransmekanismen.
många komponenter krävs för att bygga en vindkraftpark, och att bygga dessa komponenter kräver maskiner som avger CO2. Tornet, rotorn, nacellen, generatorn och grunden för turbinerna samt kraftledningar, transformatorer och transformatorer som krävs för att leverera el till konsumenterna har alla ett koldioxidavtryck.
Vad är koldioxidavtrycket för Driftvindenergi
enskilda vindkraftverk använder aerodynamisk kraft från rotorblad för att förvandla kinetisk energi till El. Kluster av turbiner (vindkraftparker) arbetar tillsammans för att generera stora mängder el.
vindkraft fungerar på följande sätt:
- vind strömmar över ett turbinblad, vilket skapar en skillnad i lufttryck över bladets två sidor
- bladet snurrar som svar och snurrar därmed rotorn
- Spinning rotorn driver en generator som skapar el
ett vindkraftverk består av många enskilda turbiner på en plats. Turbiner genererar el som sedan transporteras till en transformatorstation där den överförs till konsumenter via överföringsledningar. Transformatorer tar emot Elen och antingen ökar eller minskar spänningen efter behov innan den kan levereras till konsumenterna.
det finns väldigt få CO2-utsläpp eller avfallsprodukter i samband med drift av vindkraft, vilket gör koldioxidavtrycket i denna fas mycket lågt. CO2-utsläpp i detta skede är förknippade med driften av den mekaniska utrustningen (t.ex. turbiner, generatorer, transformatorer, transformatorer) vid kraftverket.
Vad är koldioxidavtrycket för att bygga tillbaka vindkraft
bygga tillbaka vindkraft innebär att man använder byggnadsutrustning för att avveckla vindkraftverk och återställa marken till sin ursprungliga form.
vindkraftverk kräver rutinunderhåll var 6: e månad och har en livslängd på cirka 20 år. Vindkraftverk själva är en värdefull källa till resurser. Tornen, fundamenten, generatorerna och växellådorna återvinns vanligtvis eftersom de är gjorda av betong, stål och gjutjärn. Vindturbinblad är svårare att kassera eftersom de är gjorda av kompositmaterial. Cementbearbetning används oftast för att behandla bladavfall.
vilken roll spelar vindkraft i kampen mot klimatförändringar
förbränning av fossila bränslen är den främsta bidragsgivaren till atmosfäriska CO2-nivåer. Klimatförändringar uppstår när CO2 och andra luftföroreningar absorberar solljus och solstrålning i atmosfären, fångar värmen och fungerar som en isolator för planeten. Sedan den industriella revolutionen har jordens temperatur stigit lite mer än 1 grad Celsius (C) eller 2 grader Fahrenheit (F). Den nuvarande globala årliga temperaturökningen är 0,18 C, eller 0,32 F, för varje 10 år.
att använda vindkraft istället för fossila bränslen bidrar till att mildra följande negativa effekter av klimatförändringen:
- ökande temperaturer: jordens atmosfär har värmt 1,5 kg sedan 1880. Det här kanske inte verkar som mycket, men dessa grader skapar regionala och säsongsmässiga extrema temperaturer, minskar havsisen, intensifierar nederbörd och torka svårighetsgrad och ändrar livsmiljöområden för växter och djur.
- stigande havsnivåer: globala havsnivåer har ökat cirka 8-9 tum sedan 1880, förskjutit människor som bor längs kusterna och förstör kustnära livsmiljöer. Vägar, broar, tunnelbanor, vattenförsörjning, olje-och gasbrunnar, kraftverk, avloppsreningsverk och deponier förblir i fara om havsnivåhöjningen inte kontrolleras.
- smältning av havsis: sedan 1979 har arktisk havsis minskat med 30%. Havsis spelar en viktig roll för att reglera jordens klimat genom att reflektera solljus i rymden och ge livsmiljö för djurarter. Om alla glaciärer på jorden smälte, skulle havsnivån stiga med cirka 70 fot, vilket effektivt översvämmade ut varje kuststad på planeten.
- ändra nederbördsmönster: extrema väderhändelser (t.ex. orkaner, översvämningar, torka) blir allt vanligare och mer intensiva. Storm-drabbade områden kommer att uppleva ökad nederbörd och översvämningar medan områden som ligger längre från stormspår kommer att uppleva minskad nederbörd och torka.
- Havsyring: havet absorberar 30% av CO2 som släpps ut i atmosfären, vilket minskar pH (ökar surheten) i havet. Under de senaste 200 åren har havets pH minskat med 0, 1 pH-enheter, vilket innebär en 30% ökning av surheten. Vattenlevande liv som inte kan anpassa sig till denna snabba försurning kommer att dö av. Ett utmärkt exempel på detta är korallblekning, där korall utvisar algerna (zooxanthellae) som lever i sina vävnader till följd av förändringar i temperatur, ljus eller näringsämnen.
experter hävdar att för att undvika en framtid som plågas av stigande havsnivåer, försurade hav, förlust av biologisk mångfald, mer frekventa och svåra väderhändelser och andra miljökatastrofer som orsakas av de varmare temperaturerna måste vi begränsa den globala uppvärmningen till 1.5 C av 2040.
ju mer vi minskar CO2-utsläppen, desto mer sänker vi temperaturhöjningen, havsnivåhöjningen, issmältningen och försurningen av havet. När dessa hastigheter bromsas behöver jordens biologiska mångfald inte kämpa för att anpassa sig till temperatur-och pH-förändringar. Människor kommer inte att förskjutas på grund av översvämningar av kustområden. Och isberg kommer att fortsätta att tillhandahålla klimatreglering.
hur miljövänlig är vindenergi
vindenergins miljöpåverkan beror till stor del på var vindkraftparker byggs.
”miljövänlig: (av produkter) som inte skadar miljön.”
Cambridge Dictionary
Sammantaget är vindenergi hållbar eftersom den inte avger växthusgaser, och markanvändning, djurlivspåverkan och folkhälsoproblem kan mildras genom korrekt planering och placering av vindkraftparker.
Vad är miljöfördelar med vindenergi
här är de sätt på vilka vindenergi gynnar miljön:
- skyddar luftkvaliteten: i stället för att förbränna material utnyttjar vindkraftverk vindens kinetiska energi för att generera el. Turbiner producerar inte växthusgaser och avger ingen svaveldioxid eller kväveoxider.
- få avfallsprodukter: vindkraftparker skapar inte mätbara biprodukter av fast avfall.
- begränsning av klimatförändringar: vindenergi har ett genomsnittligt livscykelekvivalent CO2-utsläppsvärde som är mycket mindre än kol, 11 CO2 (onshore) och 12g CO2 (offshore) ekvivalent per kWh jämfört med 820g CO2-ekvivalent per kWh. Denna minskning av CO2-utsläpp minskar i sin tur effekterna av globala klimatförändringar, inklusive ökande temperaturer, stigande havsnivåer, smältning av havsis, förändrade nederbördsmönster och försurning av havet.
- energioberoende: att kunna producera vår egen el i USA utan hjälp av främmande länder är ett viktigt steg för att hjälpa oss att bli mer självförsörjande. Tidigare President George W. Bush undertecknade lagen om energioberoende och säkerhet från 2007 för att minska USA. beroende på olja, utöka produktionen av förnybara bränslen (och konfrontera globala klimatförändringar).
- sysselsättningsmöjligheter: Wind stödde cirka 7,000-jobb i USA ensam i 2019. Och detta antal har sannolikt ökat eftersom arbetsutsikterna under det kommande decenniet är 61% och sektorn för förnybar energi kollektivt sysselsatte 11.5 miljoner människor över hela världen i 2019. Jobben för förnybar energi fortsätter att öka när vi börjar inse hur fördelaktigt förnybar energi är för vår miljö.
under hela sin livscykel producerar vindkraft 0.02% av CO2-utsläppen per elenhet än kol producerar. Och efter 3 till 6 månaders drift har ett vindkraftverk effektivt kompenserat alla utsläpp från sin konstruktion, vilket innebär att det kan fungera praktiskt taget koldioxidfritt under resten av sin livstid. Det skapar också jobb och främjar energioberoende, vilket gör det till en miljövänlig energikälla.
Vad är miljömässiga nackdelar med vindenergi
de tre huvudproblemen i samband med vindenergi är markanvändning, djurlivspåverkan och folkhälsa.
- Markanvändning: vindkraftparker tar upp en betydande mängd mark, men områdena mellan och runt turbiner kan användas för bete, jordbruk, motorvägar, och vandringsleder. Mängden mark som störs när en turbin är konstruerad är minimal, och de kan placeras på övergivna marker för att ytterligare minska markpåverkan.
- Wildlife Impact: turbinblad är stora och utgör ett hot mot flygande vilda djur som fåglar och fladdermöss. Även om detta är sant är hotet ganska minimalt. Omfattande forskning och tekniska framsteg har minskat turbin-orsakade djurliv död. Till exempel hålls turbiner rörliga när vindhastigheterna är låga eftersom fladdermöss är mest aktiva vid dessa hastigheter.
- folkhälsa: turbiner kan orsaka mekanisk och aerodynamisk bullerförorening när de byggs nära bostadsområden. Placering av vindkraftparker på avlägsna platser eller på övergivna länder kan minska denna effekt.
korrekt planering och placering av vindkraftsparker kan bidra till att mildra dessa miljömässiga nackdelar.
slutliga tankar
vindkraft är en miljövänlig energikälla med ett lågt koldioxidavtryck över sina byggnads -, drifts-och byggnadsfaser. Den producerar de lägsta CO2-utsläppen av alla energityper samtidigt som den skapar arbetstillfällen och främjar energioberoende. Miljöhänsyn som påverkan på vilda djur, markanvändning och buller kan alla mildras genom korrekt placering av vindkraftsparker. När vi ser mot en framtid som drivs av förnybara energikällor är vindkraft en hållbar energikälla som gynnar både vår atmosfär och jordens biota.
Håll dig effektfull,
källor
- kontoret för energieffektivitet & förnybar energi: Hur fungerar vindkraftverk?
- US Energy Information Administration: vind förklarade – där vindkraft utnyttjas
- Kiwi energi: skillnader mellan Land & havsbaserad vindkraft
- ns energi: profilering tio av de största landbaserade vindkraftparkerna i världen
- National Geographic: vindkraft
- spara energi framtid: Jämförelsen av horisontella och vertikala axel vindkraftverk
- Britannica: koldioxidavtryck
- United States Environmental Protection Agency: system av register
- World Nuclear Association: koldioxidutsläpp från El
- International Renewable Energy Agency: vindkraft
- World Wind Energy Association: världens vindkapacitet på 650,8 GW, Corona krisen kommer att sakta ner marknaderna i världen 2020, förnybar energi ska vara kärnan i ekonomiska stimulansprogram
- vår värld i data: vindkraftproduktion
- Reve: Topp 10 länder i vindkraftkapacitet
- Science Direct: livscykelanalys (LCA)
- MIT SMR: strategisk Hållbarhetsanvändning av livscykelanalys
- elektrisk Akademi: Vindturbindelar och funktioner
- Office of Energy Efficiency & förnybar energi: hur ett vindkraftverk fungerar-textversion
- US Environmental Protection Agency: faktablad om förnybar energi-vindkraftverk
- windeurope: vad händer när vindkraftverk blir gamla? Ny Industrivägledning för nedmontering och nedmontering
- General Electric: Konkreta fördelar – återvinning av gamla Vindturbinblad kan hjälpa cementindustrin att minska CO2 – utsläpp
- Union of Concerned Scientists: de dolda kostnaderna för fossila bränslen
- National Resources Defense Council: Global Warming 101
- National Wildlife Federation: Climate Change
- National Oceanic and Atmospheric Administration: Climate Change – Global temperatur
- National Oceanic and Atmospheric Administration: Climate Change-Global havsnivå
- Förenta staternas geologiska undersökning: hur skulle havsnivån förändras om alla glaciärer smälte?
- National Aeronautics and Space Administration, USA: Hur påverkar klimatförändringen nederbörd?
- National Oceanic and Atmospheric Administration: havsförsurning
- National Ocean Service: Vad är korallblekning?
- FN: s ramkonvention om klimatförändringar: Parisavtalet
- Office of Energy Efficiency & förnybar energi: fördelar och utmaningar med vindkraft
- Vita Husets Arkiv: Faktablad-Energy Independence and Security Act of 2007
- United States Environmental Protection Agency: sammanfattning av Energy Independence and Security Act
- International Renewable Energy Agency: förnybar energi jobb fortsätter tillväxten till 11.5 miljoner över hela världen
- US Bureau of Labor Statistics: Wind Turbine Technicians – Occupational Outlook Handbook
- Union of Concerned Scientists: miljöpåverkan av vindkraft
- kontoret för energieffektivitet och förnybar energi: miljöpåverkan och placering av vindprojekt