伍德麦肯兹：全球风电装机预期下调！

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美国拜登政府的目标是到 2030 年在美国沿海部署 30 吉瓦的风能。实现这一目标意味着每年为超过 1000 万户家庭提供低成本电力，同时避免 7800 万吨二氧化碳排放。但是，美国的海上风电仍 处于起步阶段。 风能开发商在投资技术之前必须了解海洋环境的复杂性。 这些复杂性包括风的强度和方向； 风如何在风能发电厂内部和周围流动； 以及大气和海洋如何与海上风力涡轮机相互作用。

大气风能模型帮助科学家在理解海上风电的复杂性方面取得了长足的进步，但仍然存在许多知识空白。最近，由美国 太平洋西北国家实验室（PN NL）领导的多机构风能专家团队概述了评估海上风资源的科学“重大挑战”，并确定了模型、数据集和模型验证方面的差距 。

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在能源生产方面，天下没有免费的午餐。 随着世界开始大规模向低碳能源转型，充分了解每种能源的优缺点以及可再生能源对环境的影响至关重要。

哈佛大学研究人员最近在在《环境研究快报》和《焦耳》杂志上的两篇论文中指出，美国向风能或太阳能的过渡，将需要比之前想象的要多出5-20 倍的土地。而且，如果如此大规模的风力发电站的建成，将使美国大陆的平均表面温度升高 0.24 摄氏度。

哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 戈登·麦凯应用物理学教授戴维·基思 (David Keith) 表示：“从任何环境指标来看，风都胜过煤炭，但这并不意味着它的影响可以忽略不计。”论文的资深作者。“我们必须迅速摆脱化石燃料，以阻止碳排放。为此，我们必须在各种低碳技术之间做出选择，所有这些技术都会产生一些社会和环境影响。”

基思还是哈佛大学肯尼迪学院公共政策教授。他指出， “风力发电对气候的直接影响是立竿见影的，而减少排放的好处则缓慢累积。”

最近，美国地质调查局公布了美国各地 57,636 座风力涡轮机的位置。使用该数据集，基思在研究后认为，“对于风能，我们发现平均功率密度（即发电量除以风力发电厂的占地面积）比一些领先能源专家的估计值低 100 倍。大多数估计都没有考虑涡轮机与大气的相互作用。对于孤立的风力涡轮机来说，相互作用根本不重要，但一旦风电场深度超过5到10公里，这些相互作用就会对功率密度产生重大影响。”

对于太阳能来说，平均功率密度（以瓦特/平方米为单位）比风能要高10倍，但也远低于领先能源专家的估计。

这项研究表明， 风电场不仅需要更多的土地来实现拟议的可再生能源目标，而且在如此大规模的情况下，风电场还将改变气候。

《焦耳》杂志就指出， “如果你展望未来 10 年，在某些方面，风力发电实际上比煤炭或天然气对气候的影响更大。如果你的观点是未来一千年，那么风力发电对气候的影响比煤炭或天然气要小得多。”

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本周， 科罗拉多大学研究人员领导的本周发表的一项研究表明，随着气候变暖，碳排放将减少北半球和中纬度地区未来可用于转化为电力的风量。

这项发表在《自然地球科学》上的研究断言，美国中部、英国和爱尔兰、中东北部以及中亚和远东地区受到的影响最为强烈。

另一方面，它还表明可用于热带和南半球排放情景的替代能源的风能显着增加。 尽管作为化石燃料的替代品，风电场发电的能力在世界范围内迅速增长，但 区域研究表明，通过使用涡轮机可转换为能源的风量可能会随着气候变化而波动。

卡纳斯卡斯的（ Kristopher Karnauskas ）和他的同事将全球气候模型模拟与工业风力涡轮机相结合，计算出预计的气候变化对未来风力发电能力的影响。

据一份新闻稿称，他们发现，到 2050 年，美国中部地区的平均风力发电量预计将下降 8% 至 10%，到 2100 年将下降 14% 至 18%，具体取决于碳排放水平。

他们将预计风力发电量的下降归因于北极的迅速变暖，这降低了北极与热带地区之间的温差，进而影响了风暴的强度。

卡纳斯卡斯表示，“之前针对气候变化和风能的研究仅限于地理范围，缺少的是“全球视野”。

“这就是我们所做的。我们做出了第一个与政策讨论相关的全球评估，”他说。“我们使用与IPCC（政府间气候变化专门委员会）相同的温室气体排放情景来预测未来的其他事情。”

“风力发电不会消失。风电仍 应被视为投资组合的重要组成部分，作为更广泛战略的一部分，”卡纳斯卡斯说， “可能更多的是让每台风力涡轮机的效率提高 10%，或者增加 10%，以弥补这一不足。 ”

编审：侦碳

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