據國際能源材料學術期刊《焦耳》近日報道,美國哈佛大學研究人員通過分析美國本土各大型風電站氣候觀測數據,發現大型風電渦輪機由于對大氣熱量進行了重新分配,會對大氣邊界層造成影響,導致一定程度的大氣變暖。經過測算,如果美國風力發電裝機量達到所需的0.5太瓦,可能導致美國本土有0.24℃的升溫。
風電一向(xiang)被認為(wei)是一種(zhong)清潔能源(yuan),但作為(wei)一種(zhong)大(da)型能源(yuan)系統,其對大(da)氣(qi)環境的影響(xiang)也不容忽視。研究論(lun)文第一作者、哈(ha)佛大(da)學工程與公共(gong)政策學者David Keith認為(wei),所有低碳能源(yuan)技術都會(hui)對社會(hui)和環境造(zao)成影響(xiang),人們需(xu)要在不同可(ke)再生能源(yuan)中做出選擇。
在該項研(yan)究(jiu)中,研(yan)究(jiu)人員(yuan)對全美風電廠(chang)的(de)(de)晝(zhou)夜、季節氣溫變(bian)化(hua)數據(ju)做(zuo)出統計,發現風電廠(chang)大型風機(ji)工作區會出現大氣溫度小幅度上升的(de)(de)現象,美國28個運行(xing)(xing)中的(de)(de)風電廠(chang)均(jun)能夠觀測到該變(bian)暖效(xiao)應(ying),大氣升溫的(de)(de)現象在夜晚更加明顯。“風力渦輪(lun)機(ji)發電的(de)(de)同時也改變(bian)了大氣流動,”哈(ha)佛(fo)研(yan)究(jiu)人員(yuan)、論文(wen)作者之一Lee Miller表示,“渦輪(lun)機(ji)做(zuo)功會將大氣中的(de)(de)熱(re)量與水分進行(xing)(xing)重新分配,進而影響(xiang)到氣候。”
為了分(fen)(fen)析風電(dian)對氣候的影(ying)響(xiang),David Keith和Lee Miller首先使用(yong)了標準(zhun)天氣預測模(mo)型,建立了2012-2014年(nian)間美國(guo)氣候基(ji)線,此(ci)后模(mo)擬了在美國(guo)大(da)陸(lu)面積的三(san)分(fen)(fen)之(zhi)一使用(yong)風力(li)發電(dian)的情景,也就(jiu)是滿(man)足當前美國(guo)用(yong)電(dian)需求的裝機量,將會讓美國(guo)大(da)陸(lu)溫度上升0.24℃。這一情景,正是本世(shi)紀下半葉美國(guo)建立的在能源領域實(shi)現脫(tuo)碳情景的一部分(fen)(fen)。
據了解,此前(qian)已(yi)有多項關于風力發電(dian)對(dui)氣候影響的研(yan)究(jiu),與(yu)之(zhi)前(qian)研(yan)究(jiu)的模型與(yu)觀測數據相比較(jiao),此項研(yan)究(jiu)的結論與(yu)之(zhi)前(qian)研(yan)究(jiu)結果大體相符。
分析認(ren)為,風(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)帶來(lai)(lai)的(de)(de)氣候(hou)影(ying)響(xiang)和好處不能一(yi)(yi)概而論。“大規模風(feng)(feng)電(dian)(dian)裝機可(ke)能導致的(de)(de)局部升(sheng)(sheng)溫(wen)是(shi)立竿見影(ying)的(de)(de),同時清潔發電(dian)(dian)帶來(lai)(lai)的(de)(de)溫(wen)室氣體減排(pai)(pai)效果(guo)是(shi)慢(man)慢(man)累(lei)積(ji)的(de)(de)。”David Keith說(shuo)。根據研究(jiu)結果(guo),風(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)導致的(de)(de)升(sheng)(sheng)溫(wen)影(ying)響(xiang),可(ke)能需要一(yi)(yi)個世紀的(de)(de)溫(wen)室氣體減排(pai)(pai)來(lai)(lai)抵(di)消。David Keith表示:“如果(guo)把目光(guang)放(fang)(fang)在未來(lai)(lai)的(de)(de)10年(nian)間,風(feng)(feng)電(dian)(dian)對氣候(hou)的(de)(de)影(ying)響(xiang),從一(yi)(yi)定程度上來(lai)(lai)看,比煤炭(tan)或天然氣造成的(de)(de)溫(wen)室氣體排(pai)(pai)放(fang)(fang)更大;如果(guo)把眼(yan)光(guang)放(fang)(fang)在下一(yi)(yi)個千年(nian)上,風(feng)(feng)電(dian)(dian)與化石能源相比顯然是(shi)更加(jia)清潔。”
同時,研(yan)究(jiu)人(ren)員指出(chu),相(xiang)對(dui)目前(qian)所(suo)預測(ce)的全球(qiu)氣候(hou)變暖影(ying)響來看(kan),風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)導致的升溫相(xiang)對(dui)很小(xiao),但與另一可(ke)再(zai)生(sheng)能源技術——太(tai)陽能發電(dian)(dian)相(xiang)比,風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)對(dui)氣候(hou)的影(ying)響卻大得(de)多。據(ju)測(ce)算,每發出(chu)一單位(wei)的電(dian)(dian)力,風(feng)(feng)電(dian)(dian)對(dui)氣候(hou)影(ying)響是光伏對(dui)氣候(hou)影(ying)響的10倍以上。
“這(zhe)項工作(zuo)不應該被視為對風(feng)能(neng)的(de)(de)批評,風(feng)能(neng)對氣(qi)候的(de)(de)一(yi)些影(ying)響(xiang)可(ke)能(neng)是有益的(de)(de)。這(zhe)項工作(zuo)應該被視為更認真地評估風(feng)電影(ying)響(xiang)的(de)(de)第一(yi)步,”David Keith說。“希望(wang)我們的(de)(de)研究,結合最近(jin)的(de)(de)直接觀(guan)察,能(neng)夠(gou)標(biao)志著一(yi)個(ge)轉(zhuan)折點,讓風(feng)能(neng)的(de)(de)氣(qi)候影(ying)響(xiang)開(kai)始在能(neng)源(yuan)系統脫碳戰(zhan)略決(jue)策中得到認真考慮。”