พลังงานลม

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองชั้นบรรยากาศในระดับชั้นบรรยากาศ ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ในวารสารEnvironmental Research Lettersระบุว่า กำลังการผลิตของฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่นั้นถูกประเมินไว้สูงเกินไป กังหันลมแต่ละอันสร้าง "เงาลม" ด้านหลัง ซึ่งอากาศถูกลดความเร็วลงโดยการลากใบพัดของกังหัน ฟาร์มกังหันลมในอุดมคติสร้างความสมดุล บรรจุกังหันจำนวนมากไว้บนพื้นดินให้ได้มากที่สุด ในขณะเดียวกันก็เว้นระยะห่างให้เพียงพอเพื่อลดผลกระทบจากเงาลมเหล่านี้ แต่เมื่อฟาร์มกังหันลมขยายใหญ่ขึ้น พวกเขาเริ่มมีปฏิสัมพันธ์ และรูปแบบลมในระดับภูมิภาคก็มีความสำคัญมากขึ้น การวิจัยของ Keith แสดงให้เห็นว่ากำลังการผลิตของการติดตั้งพลังงานลมขนาดใหญ่มาก (มากกว่า 100 ตารางกิโลเมตร) อาจสูงสุดที่ระหว่าง 0.5 ถึง 1 วัตต์ต่อตารางเมตร ประมาณการก่อนหน้านี้ซึ่งไม่สนใจผลกระทบที่ช้าลงของกังหันลม ทำให้ตัวเลขดังกล่าวอยู่ระหว่าง 2 ถึง 7 วัตต์ต่อตารางเมตร ในระยะสั้น เราอาจไม่สามารถเข้าถึงพลังงานลมได้มากเท่าที่นักวิทยาศาสตร์คิด Keith เป็นผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติในด้านวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศและนโยบายเทคโนโลยี ได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ Gordon McKay สาขาฟิสิกส์ประยุกต์ที่ Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) และเป็นศาสตราจารย์ด้านนโยบายสาธารณะที่ Harvard Kennedy School ผู้เขียนร่วม Amanda S. Adams เคยเป็นเพื่อนร่วมงานหลังปริญญาเอกของ Keith และปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านภูมิศาสตร์และวิทยาศาสตร์โลกที่มหาวิทยาลัย North Carolina ที่ Charlotte "ความท้าทายอย่างหนึ่งของพลังงานลมก็คือ ทันทีที่คุณเริ่มพัฒนาฟาร์มกังหันลมและเก็บเกี่ยวทรัพยากร คุณจะเปลี่ยนทรัพยากร ทำให้ยากต่อการประเมินว่าสิ่งที่มีอยู่จริงๆ คืออะไร" Adams กล่าว แต่การประมาณการที่แม่นยำอย่างแท้จริงมีความสำคัญในการแสวงหาแหล่งพลังงานที่เป็นกลางคาร์บอน ตัวอย่างเช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และพลังน้ำ ต่างก็มีบทบาทในการตอบสนองความต้องการด้านพลังงานที่ถ่านหินหรือน้ำมันได้รับในปัจจุบัน "หาก พลังงานลม จะสนับสนุนความต้องการพลังงานทั่วโลกที่ร้ายแรง 10 หรือ 20 เปอร์เซ็นต์หรือมากกว่านั้น ก็จะต้องมีส่วนในปริมาณเทราวัตต์ในอีกครึ่งศตวรรษข้างหน้าหรือน้อยกว่านั้น" Keith กล่าว หากเราจะสร้างฟาร์มกังหันลมให้ครอบคลุมทั้งโลก เขาตั้งข้อสังเกตว่า "ระบบนี้อาจสร้างพลังงานจำนวนมหาศาล หรือเกิน 100 เทราวัตต์ได้ แต่ ณ จุดนั้น การคาดเดาตามแบบจำลองสภาพอากาศของเราคือผลกระทบ ลมทั่วโลกและสภาพภูมิอากาศจะรุนแรง - อาจใหญ่กว่าผลกระทบของ CO 2 สองเท่า " "การค้นพบของเราไม่ได้หมายความว่าเราไม่ควรไล่ตามพลังงานลม ลมนั้นดีต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าถ่านหินธรรมดามาก แต่ข้อจำกัดทางธรณีฟิสิกส์เหล่านี้อาจมีความหมายหากเราต้องการเพิ่มกำลังลมเพื่อจัดหาพลังงานหนึ่งในสาม สมมติว่าเป็นพลังงานหลักของเรา” คีธกล่าวเสริม และผลกระทบทางภูมิอากาศของการลากกังหันไม่ได้เป็นเพียงข้อจำกัดเท่านั้น ภูมิศาสตร์และเศรษฐศาสตร์ก็มีความสำคัญเช่นกัน Keith กล่าวว่า "เป็นที่แน่ชัดว่าขีดจำกัดบนทางทฤษฎีของพลังงานลมนั้นสูงมาก หากคุณไม่ใส่ใจเกี่ยวกับผลกระทบของกังหันลมที่ปกคลุมโลกทั้งใบ" "อะไรยังไม่ชัดเจน -- และนี่คือหัวข้อสำหรับการวิจัยในอนาคต -- คือขีดจำกัดในทางปฏิบัติของพลังงานลมจะเป็นอย่างไร หากคุณพิจารณาข้อจำกัดในโลกแห่งความเป็นจริงทั้งหมด คุณต้องสันนิษฐานว่ากังหันลมต้องตั้งอยู่ ค่อนข้างใกล้กับที่ที่ผู้คนอาศัยอยู่จริงๆ และที่ที่มีกระแสลมค่อนข้างคงที่ และพวกเขาต้องรับมือกับข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม คุณไม่สามารถวางไว้ทุกที่ได้" "หลักชัยที่แท้จริง" เขากล่าวเสริม "คือถ้าคุณไม่สามารถขับออกได้เกินครึ่งวัตต์ และคุณยอมรับว่าคุณไม่สามารถวางมันได้ทุกที่ คุณก็อาจจะเริ่มถึงขีดจำกัดที่สำคัญ " เพื่อให้สภาพอากาศของโลกมีเสถียรภาพ Keith ประมาณการว่าโลกจะต้องระบุแหล่งที่มาของพลังงานที่ปราศจากคาร์บอนหลายสิบเทราวัตต์ภายในช่วงชีวิตของมนุษย์ ในขณะเดียวกัน ผู้กำหนดนโยบายยังต้องตัดสินใจว่าจะจัดสรรทรัพยากรเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อใช้ประโยชน์จากพลังงานนั้นอย่างไร ในการทำเช่นนั้น Keith กล่าวว่า "มันคุ้มค่าที่จะถามเกี่ยวกับความสามารถในการปรับขนาดของแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพแต่ละแหล่ง ไม่ว่าจะเป็นการจ่ายพลังงาน 3 เทราวัตต์ ซึ่งเท่ากับ 10 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการพลังงานทั่วโลกของเรา หรือมากกว่า 0.3 เทราวัตต์ 1 เปอร์เซ็นต์” "พลังงานลมอยู่ในระดับกลาง" เขากล่าว "มันยังคงเป็นหนึ่งในพลังงานหมุนเวียนที่ปรับขนาดได้มากที่สุด แต่การวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าเราจะต้องใส่ใจกับขีดจำกัดและผลกระทบจากสภาพอากาศ หากเราพยายามที่จะปรับขนาดให้เกินกว่าสองสามเทราวัตต์" การวิจัยได้รับทุนจากสภาวิจัยวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและวิศวกรรมแห่งแคนาดา