从风中提取能量会造成气候影响,与21世纪的气候变暖预测相比,影响很小,但与使用太阳能将美国电力排放降至零的效果相比,这是一个很大的问题。
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所有大型能源系统都有环境影响,而比较可再生能源影响的能力是规划未来不使用煤炭或天然气发电的一个重要步骤。

从风中提取能量会造成气候影响,与目前对21世纪变暖的预测相比,影响较小,但与使用太阳能将美国电力排放降至零的效果相比,这是一个很大的问题。

目前最精确的风力发电将如何影响气候的模型


10月4日发表在《焦耳》杂志上的研究,报告目前最准确的风力发电将如何影响气候的模型,发现大规模风力发电会使美国大陆变暖0.24摄氏度,因为风力涡轮机会重新分配大气中的热量。

“无论采取什么环境措施,风都比煤强,但这并不意味着其影响可以忽略不计,“资深作家大卫·基思说,哈佛大学的工程学和公共政策教授。

“我们必须迅速从化石燃料转变为碳排放。这样做,我们必须在各种低碳技术之间做出选择,所有这些都有一些社会和环境影响,“他说。

尝试在大陆尺度上模拟影响


“风力涡轮机发电,但也改变了大气流量,“第一作者李米勒说。“这些影响重新分配了大气中的热量和水分,影响气候。我们试图在大陆尺度上模拟这些影响。”“

为了比较风和太阳的影响,基思和米勒首先利用标准天气预报模型建立了2012-2014年美国气候的基线。

然后,他们又补充说,在美国大陆三分之一的地区,有足够的风力涡轮机来满足目前美国的电力需求,这对大气产生了影响。

如果风力发电在本世纪后半叶能源系统脱碳中起着重要作用,那么这是一个相关的情况。这种情况将使美国大陆的表面温度升高0.24摄氏度。

重点分析气候影响和效益的比较


他们的分析侧重于气候影响和效益的比较。他们发现,要用与风有关的温室气体浓度减少来抵消这种影响需要大约一个世纪的时间。这个时间尺度基本上独立于在他们的场景中总风力发电的具体选择。

“风电对气候的直接影响是瞬间的,当收益慢慢积累时,“基思说。“如果你的观点是未来10年,实际上,风力发电在某些方面比煤炭或天然气对气候的影响更大。如果你的观点是未来千年,那么,风力发电比煤或天然气清洁得多。”“

过去的10多个研究已经观察到美国风电场引起的局部变暖。基思和米勒将他们模拟的暖化与观测结果进行了比较,发现观测结果与模型大致一致。

将风的影响与先前对太阳对气候影响的预测进行比较


他们还将风力发电的影响与之前对太阳能对气候影响的预测进行了比较。他们发现,对于相同的发电率,太阳能的影响要比风小10倍。但这两种能源都有其利弊。

“就单位发电量的温差而言,太阳能的影响比风小10倍,“Miller说。

“但还有其他的考虑。例如,太阳能农场很密集,而风力涡轮机之间的土地可以用于农业。”风力涡轮机的密度和运行时间也会影响气候影响。

基思和米勒的模拟没有考虑对全球尺度气象学的任何影响,因此,这种风力发电的部署对其他国家的气候有何影响尚不确定。

工作不应被视为对风力发电的根本批判。


“这项工作不应被视为对风力发电的根本批判。一些风的气候影响可能是有益的。更确切地说,这项工作应被视为更认真评估这些影响的第一步,“基思说。

“我们希望我们的学习,结合最近的直接观察结果,这标志着风力发电的气候影响开始在能源系统脱碳的战略决策中得到认真考虑。”“

基思和米勒也有相关的论文,“基于观测的太阳能和风能容量系数和功率密度”,10月4日发表在《环境研究快报》上,用观测结果验证了这里模拟的单位面积发电率。

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