Dopady větrných elektráren na životní prostředí nejsou zanedbatelné

Při přechodu na nízkouhlíkové zdroje energie je nezbytné, aby byly správně pochopeny nejenom klady, ale i zápory každého zdroje obnovitelné energie. Zároveň také to, jaké má zařízení dopady na životní prostředí, i když se mohou ve srovnání s uhlím a plynem jevit jako zanedbatelné. Tvrdí to alespoň výzkumníci z Harvardské univerzity.

Ve dvou článcích zveřejněných v časopisech Environmental Research Letters a Joule vědci zjistili, že k přechodu na větrnou nebo solární energii v USA by bylo potřeba pětkrát až dvacetkrát více půdy, než se dosud předpokládalo. V případě, že by byly velké větrné farmy skutečně postaveny, zvýší se povrchová teplota nad kontinentálními Spojenými státy o 0,24 stupně Celsia.

Kolik půdy zaberou

„V jakémkoliv environmentálním měřítku poráží vítr uhlí, ale to neznamená, že by dopady větrných elektráren byly zanedbatelné,“ tvrdí David Keith, profesor aplikované fyziky na Harvardské univerzitě John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences a hlavní autor článků. „Musíme rychle odejít od fosilních paliv, abychom zastavili produkci uhlíkových emisí. Přitom si vybíráme mezi různými nízkouhlíkovými technologiemi, z nichž všechny mají určité sociální a environmentální dopady,“ doplňuje.

Jedním z prvních kroků, který pomůže plně pochopit dopad obnovitelných technologií na životní prostředí, je zjistit, kolik půdy by bylo potřeba k zajištění budoucích energetických potřeb. Energetičtí experty dlouho prodiskutovávali vztah mezi rozlohou půdy a s tím související energetickou hustotu, když brali v potaz dnešní energetické požadavky.

V předchozím výzkumu profesor Keith se spoluautory vymodelovali výrobní kapacitu velkých větrných elektráren a došli k závěru, že skutečná výroba větrné energie byla nadhodnocena, jelikož nevzali v potaz interakce mezi turbínami a atmosférou.

Ve výzkumu z roku 2013 vědec popsal, jak za sebou každá větrná turbína vytváří „větrný stín“, ve kterém lopatky turbín zpomalují vzduch. Dnešní větrné farmy budované na komerční úrovni pečlivě rozmísťují turbíny tak, aby se co nejvíc snížily dopady větrných stínů. Očekává se ale, že nebude možné vyhnout se interakcím s klimatem a s tím souvisejícím dopadům, protože bude nadále docházet k rozšiřování větrných farem kvůli rostoucí poptávce po elektřině z větru.

V předchozím výzkumu ale chybělo pozorování, které by modelování potvrdilo. Před několika měsíci americká vědeckovýzkumná vládní agentura U.S. Geological Survey zveřejnila polohu 57 636 větrných turbín po celých Spojených státech. Pomocí tohoto souboru dat v kombinaci s několika dalšími vládními databázemi byli vědci schopni kvantifikovat hustotu výkonu 411 větrných farem a 1 150 solárních fotovoltaických elektráren, které byly v roce 2016 v USA provozovány.

„Zjistili jsme, že v případě větru byla průměrná hustota energie – tedy rychlost výroby energie dělená plochou větrné elektrárny – až 100krát nižší, než odhadují někteří přední odborníci na energetiku,“ říká Miller, který je jedním z autorů obou příspěvků. „Většina z těchto odhadů nezohlednila interakci turbíny a atmosféry. Pro izolovanou větrnou turbínu nejsou interakce vůbec důležité, ale jakmile jsou větrné farmy více než 5 až 10 kilometrů dlouhé, interakce začnou mít velký dopad na hustotu výkonu,“ doplňuje.

Vypozorovaná hustota výkonu větrné energie je zároveň mnohem nižší než odhady amerického Ministerstva energetiky a Mezivládního panelu pro změnu klimatu. Průměrná hustota výkonu u solární energie (měřená ve wattech na metr čtvereční) je 10krát vyšší než u energie větrné. Stále je ale mnohem nižší, než kolik odhadovali přední odborníci na energetiku. Výzkum tak naznačuje, že větrné farmy budou potřebovat více půdy, aby mohly dosáhnout navrhovaných cílů v oblasti obnovitelné energie.

Stoupající teplota