Αιολικά: τα υπέρ και τα κατά / Wind Energy Pros and Cons

Αιολικά: τα υπέρ και τα κατά

Το άρθρο δημοσιεύθηκε στο Treehugger Sustainability for All εδώ και αποτυπώνει την πραγματικότητα στις ΗΠΑ, αλλά παρουσιάζει ενδιαφέρον για τα στοιχεία του που προέρχονται από την εγκατάσταση χιλιάδων ανεμογεννητριών στη χώρα. Σε άλλα άρθρα έχουμε επικεντρώσει σε αιολικά πάρκα που ανήκουν σε ενεργειακές κοινότητες / ενεργειακούς συνεταιρισμούς

Η αιολική ενέργεια υπάρχει εδώ και χιλιάδες χρόνια. Οι ελεύθεροι και άφθονοι άνεμοι της Γης χρησιμοποιήθηκαν – και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται – για να πλέουν πλοία, να αλέθονται σιτηρά και να αντλείται νερό. Μόλις πρόσφατα οι άνθρωποι αξιοποίησαν αυτή την δύναμη του ανέμου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά είναι ήδη ένα σημαντικό και αυξανόμενο τμήμα του ενεργειακού μίγματος, τροφοδοτώντας περίπου το 8,4% του ηλεκτρικού δικτύου στις ΗΠΑ και το 6% παγκοσμίως, με τη δυνατότητα για πολύ περισσότερο.

Η αιολική ενέργεια έχει πολλά οφέλη: Είναι ένας σχετικά απλός τύπος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που, όταν υπάρχει, δεν απαιτεί μεγάλη συντήρηση και δεν ρυπαίνει τον αέρα ή το νερό. Το πιο σημαντικό, σε έναν κόσμο όπου όλοι έχουμε αρχίσει να νιώθουμε τις άμεσες επιπτώσεις της κλιματικής κρίσης, οι ανεμογεννήτριες δημιουργούν ηλεκτρική ενέργεια χωρίς εκπομπές αερίων θερμοκηπίου .

Ωστόσο, αυτή η καθαρή πηγή ενέργειας θέτει, επίσης, προκλήσεις και έχει μερικά μειονεκτήματα – τα δύο μεγαλύτερα είναι οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις και η εγγενής μεταβλητότητα του ανέμου. Υπάρχουν λύσεις για αυτά, αλλά σίγουρα δεν πρέπει να αγνοηθούν ή να υποτιμηθούν. Οικονομικά, η αιολική ενέργεια έχει σημαντικό αρχικό κόστος , όπως και οι περισσότερες μορφές ενέργειας, με τις μονάδες ορυκτών καυσίμων να απαιτούν σημαντικά μεγαλύτερη συντήρηση, πράγμα που συνεπάγεται υψηλότερο λειτουργικό κόστος.

Τι είναι η αιολική ενέργεια

Ο άνεμος είναι μια φυσική, ελεύθερη και άφθονη παρενέργεια των φυσικών διαδικασιών της Γης και η αιολική ενέργεια είναι κάθε σύστημα που συλλαμβάνει αυτήν την ενέργεια και τη μετατρέπει σε μηχανική ή ηλεκτρική ενέργεια.

Οι ανεμόμυλοι, μια αρχαία μορφή αιολικής ενέργειας, χρησιμοποιούν τον άνεμο για να αλέσουν σιτηρά ή να αντλήσουν νερό μετατρέποντας την κινητική ενέργεια του ανέμου σε μηχανική ενέργεια. Οι ανεμογεννήτριες, όπως οι ανεμόμυλοι, έχουν λεπίδες που αξιοποιούν τον άνεμο, αλλά στη συνέχεια η ενέργεια αυτή μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια που προστίθεται στο ηλεκτρικό δίκτυο ή αποθηκεύεται σε μπαταρία.

Πλεονεκτήματα της Αιολικής Ενέργειας

Το πιο σημαντικό πλεονέκτημα της αιολικής ενέργειας είναι ότι παράγει ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να ρυπαίνει τον αέρα ή το νερό και χωρίς να προσθέτει αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Έχει όμως και άλλα μοναδικά περιβαλλοντικά και οικονομικά οφέλη.

Περιβαλλοντικά οφέλη

Ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Δεν υπάρχει έλλειψη ανέμου και δεν μπορεί να εξαντληθεί ο άνεμος, οπότε η βάση για την αιολική ενέργεια είναι ανανεώσιμη, βιώσιμη παροχή. Αυτή η ενέργεια δεν χρειάζεται να εξορυχθεί από το έδαφος ή να μεταφερθεί με τρένο ή φορτηγό – κάτι που απαιτεί πρόσθετη ενέργεια και εκπομπές και αυξάνει το κόστος των μονάδων καύσης ορυκτών καυσίμων. Και τα νέα μοντέλα ανεμογεννητριών γίνονται πιο αποτελεσματικά κάθε μέρα.

Μηδενικές εκπομπές. Μόλις κατασκευαστεί και τοποθετηθεί, μια ανεμογεννήτρια ή αιολικό πάρκο δεν παράγει λύματα ή εκπομπές ρύπων. Δεν υπάρχουν εκπομπές καπνού που πρέπει να φιλτραριστούν, δεν υπάρχουν τοξικά απόβλητα για επεξεργασία, απομάκρυνση, απόρριψη ή ταφή.

Δεν χρειάζεται πηγή νερού κοντά. Το νερό δεν χρειάζεται για τη λειτουργία μιας ανεμογεννήτριας, ούτε το νερό χρησιμοποιείται για μηχανές ψύξης ή για οποιονδήποτε άλλο σκοπό, επομένως οι ανεμογεννήτριες δεν χρειάζεται να τοποθετούνται κοντά σε πλωτές οδούς ή να συνδέονται με πηγές νερού.

Οικονομικά οφέλη

Χαμηλό λειτουργικό κόστος. Μόλις εγκατασταθούν, οι ανεμογεννήτριες έχουν χαμηλό κόστος λειτουργίας. 

Οι αγροτικές κοινότητες επωφελούνται επίσης. Οι εγκαταστάσεις αιολικής ενέργειας ωφελούν και τις αγροτικές οικονομίες επειδή τα περισσότερα αιολικά πάρκα βρίσκονται σε λιγότερο κατοικημένες περιοχές (ΣΣ στις ΗΠΑ). Για παράδειγμα, η κομητεία Mower, στη Μινεσότα, δημιούργησε πάνω από 2,3 εκατομμύρια δολάρια από φορολογικά έσοδα που σχετίζονται με την αιολική ενέργεια το 2018. 

Η αιολική ενέργεια μπορεί να χρειάζεται λιγότερες επιδοτήσεις για να είναι προσιτή. Όλα τα μεγαλύτερα συστήματα παροχής ενέργειας λαμβάνουν κρατικές επιδοτήσεις, συμπεριλαμβανομένων των μονάδων άνθρακα και των αιολικών πάρκων. Αλλά η βιομηχανία ορυκτών καυσίμων μπορεί να λάβει πολύ υψηλότερες επιχορηγήσεις και φορολογικές ελαφρύνσεις από τις ανανεώσιμες μορφές, ανάλογα με τους παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη. Το τεχνητά χαμηλό κόστος εξόρυξης σε δημόσια γη μπορεί να υπολογίζεται ως επιδοτήσεις; Οι περιβαλλοντικοί και οικονομικοί αναλυτές διαφωνούν επί του θέματος.

Οι ανεμογεννήτριες δεν συμβάλλουν στην ατμοσφαιρική ρύπανση και τους σχετικούς κινδύνους για την υγεία. Οι μονάδες ηλεκτροπαραγωγής με κάρβουνο έχουν αποδειχθεί ότι επηρεάζουν αρνητικά την υγεία των ανθρώπων,  γεγονός που οδηγεί σε ιατρικές δαπάνες. Αυτές συνήθως δεν συνυπολογίζονται στο «κόστος» παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με κάρβουνο (ή λιγνίτη ή πετρέλαιο ή αέριο). Είτε πρόκειται για οικονομική επίδραση είτε για ανθρώπινη υγεία, είτε και για τα δύο, αξίζει να εξεταστεί ως κόστος ή εξοικονόμηση κόστους όταν πρόκειται για αιολική ενέργεια.

Το μέγεθος και ο αριθμός των ανεμογεννητριών μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με την τοποθεσία και τις ανάγκες ενέργειας. Ενώ όταν σκεφτόμαστε αιολική ενέργεια μπορεί να φανταζόμαστε εικόνες αιολικών πάρκων με εκατοντάδες ανεμογεννήτριες, υπάρχουν επίσης μικρές και μεσαίες τουρμπίνες που λειτουργούν μόνες τους, σε ζευγάρια ή σε τρεις, παρέχοντας αυτό που είναι γνωστό ως κατανεμημένη ισχύ σε άτομα που το χρειάζονται. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το Υπουργείο Ενέργειας αναφέρει ότι υπάρχουν περισσότερες από 85.000 από αυτές τις μικρότερες ανεμογεννήτριες, οι οποίες αποδίδουν 1.145 μεγαβάτ ισχύος.

Επεκτασιμότητα. Οι μικρές ανεμογεννήτριες μπορούν να τροφοδοτήσουν σπίτια, αγροκτήματα ή κτίρια. μεγαλύτεροι στρόβιλοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τοπική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για βιομηχανικές ή κοινοτικές ανάγκες.

Μειονεκτήματα της αιολικής ενέργειας

Η αιολική ενέργεια έχει ορισμένες σημαντικές προκλήσεις, η πιο γνωστή από τις οποίες είναι η επίδραση στα πτηνά και τις νυχτερίδες. Ο θόρυβος που δημιουργείται από τις ανεμογεννήτριες έχει επίσης αναφερθεί από τους αντιπάλους ως ζήτημα ποιότητας ζωής για όσους ζουν κοντά τους.

Αξιοπιστία

Η αξιοπιστία του ανέμου μπορεί να ποικίλει. Παρόλο που οι ανεμογεννήτριες μπορούν να παράγουν ενέργεια 90% του χρόνου, ενδέχεται να μην λειτουργούν με 100% δυναμικότητα – ο μέσος όρος είναι 35% δυναμικότητας. 

Απρόβλεπτη. Ο χαμηλός ή καθόλου άνεμος θα κλείσει μια ανεμογεννήτρια, όπως και οι άνεμοι που είναι πολύ ισχυροί (για να προστατευτούν τα μηχανήματα). Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η διατήρηση της κανονικής ροής ηλεκτρικής ενέργειας θα απαιτήσει είτε αποθηκευμένη αιολική ενέργεια σε μπαταρίες είτε άλλη πηγή ενέργειας.

Θόρυβος και οπτική ρύπανση

Ηχορύπανση. Οι ανεμογεννήτριες μπορεί να είναι θορυβώδεις, δημιουργώντας ήχο που κυμαίνεται στα 40-60 ντεσιμπέλ (συγκρίσιμο με μια μονάδα εναλλασσόμενου ρεύματος μεσαίου μεγέθους). Αυτό προφανώς μπορεί να ενοχλήσει τους ανθρώπους που ζουν κοντά σε ακόμη και μικρότερες ανεμογεννήτριες, αλλά τα δεδομένα είναι ασαφή για τις επιπτώσεις στην υγεία από το θόρυβο των ανεμογεννητριών.

Άγρια ζωή. Ο θόρυβος των ανεμογεννητριών μπορεί επίσης να επηρεάσει την άγρια ​​ζωή, ειδικά τα πουλιά και τις νυχτερίδες, αλλά και άλλα ζώα που χρησιμοποιούν φωνητικές φωνές για να επικοινωνήσουν. 

Τρεμόπαιγμα σκιάς. Αυτό είναι ένα φαινόμενο που παράγεται από τα περιστρεφόμενα πτερύγια μιας ανεμογεννήτριας σε συνδυασμό με τον ήλιο όταν είναι χαμηλά στον ορίζοντα. Αυτό δημιουργεί μια κινούμενη σκιά που γίνεται αντιληπτή ως τρεμόπαιγμα καθώς κινούνται τα πτερύγια. Μπορεί να είναι αποπροσανατολιστικό και ενοχλητικό για όσους ζουν κοντά στην ανεμογεννήτρια, αν και τείνει να συμβαίνει μόνο σε συγκεκριμένες, χρονικά περιορισμένες συνθήκες. Τα εφέ τρεμόπαιξης σκιάς μπορούν να υπολογιστούν και να μετριαστούν για να ελαχιστοποιηθεί ο αντίκτυπος. Οι μικρότερες ανεμογεννήτριες δεν έχουν τόσο μεγάλο πρόβλημα με το τρεμόπαιγμα σκιών, επειδή είναι μικρότερες, οπότε αυτό αφορά κυρίως τις μεγαλύτερες.

Οικολογικές επιπτώσεις

Συγκρούσεις πουλιών. Οι ανεμογεννήτριες ευθύνονται για μεγάλο αριθμό θανάτων πουλιών. Η πιο γνωστή μελέτη για τη θνησιμότητα από σύγκρουση πτηνών σε αιολικές εγκαταστάσεις διαπίστωσε ότι στις ηπειρωτικές ΗΠΑ, οι ανεμογεννήτριες σκοτώνουν μεταξύ 140.000 και 328.000 πτηνών κάθε χρόνο. Υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις για μείωση του προβλήματος (κατασκευή αιολικών πάρκων μακριά από τους μεγαλύτερους πληθυσμούς αυτών των ζώων ή εγκατάσταση ραντάρ που κλείνει τις τουρμπίνες όταν βρίσκονται κοντά πουλιά ή νυχτερίδες), αλλά δεν είναι ακόμη γνωστό πόσο αποτελεσματικές μπορεί να είναι αυτές οι προσαρμογές. Οι ανεμογεννήτριες χωρίς φτερωτές μπορεί να είναι μια άλλη λύση σε αυτό το σημαντικό ζήτημα.

Επιπτώσεις στα τοπικά οικοσυστήματα. Ένα αιολικό πάρκο, όπως κάθε άλλη βιομηχανική ανάπτυξη μεγάλης κλίμακας, θα έχει αντίκτυπο στα τοπικά οικοσυστήματα. Ενώ το μεγαλύτερο μέρος της γης σε ένα αιολικό πάρκο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως οικότοπος από ζώα για τις ανάγκες τους, εξακολουθούν να υπάρχουν δρόμοι συντήρησης και άλλες υποδομές, ειδικά γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την άγρια ​​ζωή στην περιοχή.

Πιθανές επιπτώσεις. Υπάρχουν πιθανά και άλλες επιπτώσεις των αιολικών πάρκων; Δεν είναι ακόμη γνωστό και μπορεί να προκύψουν απροσδόκητες συνέπειες. Για παράδειγμα, η έρευνα που έγινε στην Ινδία βρήκε λιγότερα αρπακτικά πτηνά κοντά σε αιολικά πάρκα και πολύ περισσότερες σαύρες, οι οποίες άλλαξαν την τοπική ισορροπία αρπακτικών και θηραμάτων.

————————————————————————————————————————————————————————————————————–

Wind Energy Pros and Cons

By Starre Vartan Fact checked by Elizabeth MacLennan

Wind energy has been around for thousands of years. The Earth’s free and abundant winds were — and still are — used to sail ships, grind grain, and pump water. Only recently have humans harnessed this power to make electricity, but it’s already a significant and growing part of the mix, powering about 8.4% of the electric grid in the U.S. and 6% globally, with the capacity for much more.¹²

Wind energy has quite a lot of benefits: It’s a relatively straightforward type of renewable energy that once in place, doesn’t require a lot of maintenance and doesn’t pollute the air or water. Most significantly, in a world where we are all beginning to feel the direct effects of the climate crisis, wind turbines create electricity without greenhouse gas emissions.

However, this clean energy source also poses challenges and has a few disadvantages — the two biggest are its environmental impacts and the inherent variability of wind. There are mitigations for these, but they certainly shouldn’t be ignored or downplayed. Economically, wind energy has a significant upfront cost, but so do most forms of energy, with fossil fuel plants requiring significantly more upkeep, which implies higher operational costs.

What Is Wind Energy

Wind is a natural, free, and abundant side effect of Earth’s natural processes, and wind energy is any system that captures that energy and converts it to mechanical energy or electricity.

Windmills, an ancient form of wind energy, utilize the wind to grind grain or pump water by turning the wind’s kinetic energy into mechanical energy. Wind turbines, like windmills, have blades that harness the wind, but then that energy is turned into electricity that is added to the power grid or stored in a battery.

Advantages of Wind Energy

Wind energy’s most significant advantage is that it generates electricity without polluting air or water, and without adding greenhouse gases to the atmosphere. But it has some other unique environmental and economic benefits as well.

Environmental Benefits

Wind doesn’t contribute to climate change. While there are energy costs to manufacturing and transporting the turbines, a study on the life cycle of wind turbines found that their carbon footprint is paid back in CO2 savings in just six months of operation.³ In 2019, the equivalent of 43 million cars’ worth of CO2 was avoided by generating electricity from wind.⁴

Renewable source of energy. There’s no shortage of wind and it can’t be depleted, so the basis for wind energy is a renewable, sustainable supply. That energy doesn’t need to be dug from the ground or transported by train or truck — which requires additional energy and emissions and increases the cost of fossil fuel burning plants. And new models of wind turbines are getting more efficient every day.

Zero emissions. Once sited and placed, a wind turbine or wind farm generates no effluent or emissions. Smoke stacks don’t need to be scrubbed, and toxic material doesn’t need to be processed, carted away, dumped, or buried.

Doesn’t need a water source nearby. Water isn’t needed to operate a wind turbine, nor is water used for cooling machines or any other purpose, so wind turbines don’t need to be sited near waterways or connected to water sources.

Economic Benefits

Low operating costs. Once installed, wind turbines have a low operating cost.⁵

No source costs. Wind is free, so the energy source cost is $0. These cost savings mean that it’s cheaper than the most popular form of electricity in the U.S., coal-burning plants. A 2016 financial study found that unsubsidized wind projects cost between $32 and $62 per megawatt-hour. Coal costs are between $57 and $148 per megawatt-hour.⁶ Costs are predicted to come down as winds are expected to increase in strength in a climate-changing world, which could mean energy derived from wind would be greater in the coming years.⁷

Rural communities also benefit. Wind energy installations also benefit rural economies because most wind farms are located in less populated areas. For example, Mower county, in Minnesota, generated over $2.3 million of tax revenue related to wind energy in 2018.⁸

Wind may need fewer subsidies to keep it affordable. All larger energy delivery systems get government subsidies, including coal plants and wind farms. But the fossil fuel industry may get much higher grants and tax breaks than renewable forms, depending on what factors are taken into consideration. Should the artificially low costs of mining on public land count toward subsidies? Environmental and financial analysts disagree on the matter.

Wind turbines don’t contribute to air pollution and related health hazards. Coal-fired power plants have been proven to negatively affect people’s health,⁹ which leads to medical costs. These are not usually considered a “cost” of producing coal-fired electricity. Whether this is an economic effect or a human health one, or both, it’s worth considering as a cost or a cost-savings when it comes to wind power.

Wind power is flexible, allowing energy independence. Unlike fossil fuels, which generally need a centralized power plant to create electricity efficiently, wind power is size- and space-flexible. (Even oil-burning household generators are used for emergency outages only — they’re inefficient and also pollute your local air.)

Size and number of wind turbines can vary to suit the location and energy needs. While the thought of wind power may elicit images of wind farms with hundreds of turbines, there are also small and medium-sized turbines working solo, in pairs, or in threes, providing what is known as distributed power to people who need it. In the United States, the Department of Energy reports that there are more than 85,000 of these smaller turbines, which bring in 1,145 megawatts of power.¹⁰

Scalability. Small turbines can power homes, ranches, farms, or buildings; larger turbines can be used for local electricity generation for industrial or community needs. 

Disadvantages of Wind Energy

Wind power has some significant challenges, the most well-known of which is their ecological impact on birds and bats. The noise generated by turbines has also been cited by opponents as a quality-of-life issue for those living near them.

Reliability

Wind reliability can vary. Though turbines might produce energy 90% of the time, they might not work at 100% capacity — the average is 35% capacity.⁴¹¹

Unpredictability. Low or no wind will shut down a wind turbine, as will winds that are too strong (to protect the machinery). During that time, maintaining regular electricity flow will require either stored wind energy from batteries or another power source.

Noise and Visual Pollution

Noise pollution. Wind turbines can be noisy, generating sound that is in the 40-60 decibel range (comparable to a mid-size window AC unit).¹² This can obviously disturb people who live near even smaller turbines, but data is inconclusive about the health impacts of wind turbine noise.¹³

Wildlife. Wind turbine noise might also affect wildlife, especially birds and bats, but also other animals that use vocalizations to communicate.¹⁴

Aesthetics. Some people think wind turbines are ugly and don’t like to see them on the landscape or over the water.

Shadow flicker. This is a phenomenon that is produced by the spinning blades of a wind turbine paired with a low-on-the-horizon sun. This casts a moving shadow that’s perceived as a flicker as the blades move. It can be disorienting and disturbing for those who live near the turbine, though it tends to happen only in specific, time-limited circumstances. Shadow flicker effects can be calculated and mitigated to minimize impact.¹⁵ Smaller turbines don’t have as much of an issue with shadow flicker since they are shorter, so this is mostly a concern with larger turbines.

Ecological Effects

Bird collisions. Wind turbines are responsible for high numbers of bird deaths. The most well-known study on bird collision mortality at wind facilities found that in the continental U.S., wind turbines kill between 140,000 and 328,000 birds every year.¹⁶ There are mitigations (building wind farms away from larger populations of these animals, or installing a radar that shuts turbines down when birds or bats are near), but it isn’t yet known how effective these adjustments can be. Bladeless turbines might be another solution to this significant issue.

Impact on local ecosystems. A wind farm, like any other large scale industrial development, will have an impact on local ecosystems. While most of the land in a wind farm can be used by animals for habitat needs, there are still maintenance roads and other infrastructure, especially power lines, which can negatively affect wildlife in the area.

Potential impact. The suite of ecological effects of wind farms isn’t yet known and unexpected consequences may arise. For example, research done in India found fewer predatory birds near wind farms and many more lizards, which disrupted the local balance of predator and prey.¹⁷

View Article Sources

• What Is Wind Energy? Definition and How It Works
• Wind Turbines vs. Solar Panels for Home — Which Is Better?
• Geothermal Energy Pros and Cons
• Will Windcatchers Revolutionize the Offshore Wind Energy Sector?
• Are Bladeless Turbines the Future of Wind Energy?
• Newsom Eyes Floating Wind Farms Off California Coast
• The 4 Best Wind Turbine Manufacturers of 2021
• What Is Wind Power? The Pros and Cons of This Energy Source

• Is a Home Wind Turbine Right for You?
• 6 Ways to Protect Bats and Birds From Wind Turbines
• The Future of Wind Power: 9 Cool Innovations
• Top Renewable Energy Sources
• Record-Breaking Inflatable Wind Turbine to Float 1000 Feet Above Alaska
• This Huge Project Could Change the Wind Game
• US Renewable Energy Sees Record Growth
• What Is a Solar Tower and How Does It Work?