větrné elektrárny

Masivní využívání větrných turbín může podpořit změny mikroklimatu a způsobit růst teploty

Obnovitelné zdroje energie, zejména větrné a solární elektrárny, jsou často zmiňovány jako prostředek k dekarbonizaci výroby elektrické energie. Postupný odklon od využívání fosilních paliv má zaručit pokles emisí skleníkových plynů, a omezit tak dopady změn klimatu v podobě růstu teploty. Ani obnovitelné zdroje však nemají zcela zanedbatelný vliv na životní prostředí. Poslední analýza vědců z Harvardovy univerzity ukazuje, že pokud by Spojené státy chtěly pokrýt svou spotřebu elektřiny větrnými elektrárnami, jejich masivní využívání by vedlo k změnám proudění vzduchu a nárůstu průměrné teploty v kontinentální části země.

Každý velký energetický zdroj má své výhody i nevýhody, včetně dopadů na životní prostředí ať už na globální, či lokální úrovni. V současné době je hlavním energetickým trendem budování fotovoltaických a větrných elektráren, a tudíž ani v případě těchto zdrojů by jejich potenciální dopady neměly být přehlíženy, i když mohou být ve srovnání s jinými druhy zdrojů výrazně nižší.

Podle poslední analýzy vědců z americké Harvardovy univerzity by si přechod USA k výrobě elektřiny čistě v solárních či větrných elektrárnách vyžádal až 20násobek původně uvažované plochy pro výstavbu těchto elektráren, zároveň v případě masivního využívání větrných elektráren by průměrná teplota v kontinentální části země v důsledku změn proudění vzduchu stoupla o čtvrť stupně Celsia.

„Vítr poráží uhlí ve všech environmentálních aspektech, ale to neznamená, že jeho dopady jsou zanedbatelné. Musíme se rychle odklonit od fosilních paliv, abychom zastavili uhlíkové emise. Přitom se ale musíme rozhodovat mezi různými nízko-uhlíkovými technologiemi, přičemž všechny mají nějaké sociální a environmentální dopady,“ říká David Keith z Harvardovy univerzity.

Autoři studie Lee Miller a David Keith pro posouzení potenciálního dopadu masivního využívání větrných a solárních elektráren stanovili jako výchozí bod klimatický model pro Spojené státy v letech 2012 až 2014. Následně model upravili o vliv větrných elektráren na atmosféru. Pokud by tyto zdroje pokrývaly třetinu rozlohy kontinentální části Spojených států, tak aby pokryly současnou poptávku po elektřině v USA, způsobily by nárůst tamní průměrné teploty o 0,24 °C.

Snížení emisí by vyvážilo nárůst teploty až za 100 let

Vědci již ve svém předešlém výzkumu dospěli k závěrům, že dřívější odhady potenciálu výroby elektrické energie ve větrných elektrárnách byly nadhodnoceny, jelikož nebraly v potaz vliv vzájemné interakce mezi větrnými elektrárnami a atmosférou. V současné době jsou větrné elektrárny budovány převážně tak, aby se ovlivňovaly co nejméně, nicméně s předpokladem dalšího rozvoje větrné energetiky budou tyto interakce podle vědců nevyhnutelné.

„Větrné turbíny vyrábějí elektřinu, ale také mění pohyb atmosféry. Tyto účinky mění distribuci tepla a vlhkosti v atmosféře, což má dopady na klima. Pokusili jsme se namodelovat tyto účinky v měřítku celého kontinentu,“ uvedl vedoucí studie Lee Miller.

Podle autorů studie byly některé odhady energetické hustoty, tedy poměru potenciální výroby větrných elektráren vůči jejich rozloze, nadhodnoceny až 100násobně, jelikož nebraly v úvahu vliv větrných turbín na proudění vzduchu. V případě menší větrných parků tyto interakce nejsou významné, nicméně s rostoucí velikostí větrných parků významně ovlivňují jejich energetickou hustotu.

horns rev 3

V případě offshore větrných parků je změna proudění vzduchu za turbínou patrnější. Zdroj: Vattenfall

Závěry vědců tak ukazují nejen fakt, že pro dosažení stanovených cílů výroby elektrické energie v těchto zdrojích bude zřejmě potřeba výrazně větší plocha pro jejich výstavbu, ale také skutečnost, že takto masivní využívání by pravděpodobně mělo dopady na mikroklima v podobě růstu průměrné teploty. V dlouhodobém horizontu by však takto velký počet větrných elektráren měl díky omezení emisí skleníkových plynů pozitivní přínos, nicméně dle propočtů vědců by trvalo 100 let, než by vyvážil lokální nárůst teploty způsobený vlivem turbín na atmosféru.

„Přímé dopady větrné energetiky na změny klimatu jsou okamžité, zatímco přínosy se kumulují pomalu. Pokud je vaší perspektivou následující desetiletí, pak má větrná energetika, v některých ohledech, větší dopad na klima než uhlí nebo plyn. Pokud vám jde o příštích tisíc let, tak je větrná energetika enormně čistší než uhlí nebo plyn,“ dodává David Keith.

Kromě samotného dopadu využívání větrných elektráren na mikroklima se vědci zaměřili i na jejich srovnání vůči elektrárnám solárním, jejichž dopad je podle jejich závěrů zhruba 10x menší.

Je potřeba zvážit všechny aspekty

Sami autoři studie nicméně zdůrazňují, že jejich závěry by neměly být vnímány jako zásadní kritika větrné energetiky. Naopak by měly sloužit jako podnět k důsledné analýze všech potenciálních vlivů využívání obnovitelných zdrojů při strategickém rozhodování o budoucnosti energetického sektoru nejen ve Spojených státech.

„Z pohledu změny teploty na jednotku vyrobené energie mají solární elektrárny zhruba 10x menší dopad než větrné. Jsou zde ale i jiná kritéria. Například solární farmy jsou hustě zastavené, zatímco půda mezi větrnými elektrárnami může být rovněž využita pro zemědělství,“ říká Lee Miller.



38 odpovědí na Masivní využívání větrných turbín může podpořit změny mikroklimatu a způsobit růst teploty

  1. Martin Hájek napsal:

    Škoda, že EU dopad větrníků na klima vůbec nezajímá. V EU se totiž každé oteplení přičte fosilním palivům, což podpoří další hon na čarodějnice. Mimochodem podle jiné vědecké studie mělo odsíření uhelných elektráren v EU za následek vzrůst teploty v Evropě o 0,5 %, protože sírové aerosoly do značné míry omezují oteplování. Aby se ze mě zase někdo nesnažil dělat blbce, tak samozřejmě nenavrhuji, abychom zrušili odsíření uhelných elektráren, jenom tím říkám, že všechna jinak dobrá opatření mají svoje vedlejší účinky, které se tvůrci politik v EU, kteří se jinak zaklínají vědou, snaží přehlížet, když se zrovna nehodí.

    • Martin Hájek napsal:

      Pardon, správně mělo být o 0,5 °C

    • Petr napsal:

      Ještě větší problém se sírou nastane teď 2020, kdy ji prudce globálním nařízením omezí oceánským lodím, to skokově sníží její chladící účinky a hnojení oceánů pro rychlejší růst řast podlcujících CO2, zdá se, že někdo potřebuje další co nejrychlejší oteplení, když hlavní hybatel frakování a probublávání metanu se z USA tolik nešíří, aby na tom několik následujících desetiletí megalomansky globálně vydělával.

      Přitom stačilo zakázat tu síru jen v přístavech a při pobřeží.

      • Carlos napsal:

        A jak byste tu síru zakázal jen v přístavech a při pobřeží?

        A jestli chcete hnojit moře, což je mimochodem zakázáno pár úmluvami, otázka jestli je to dobře, tak musíte používat sloučeniny železa.

  2. frank napsal:

    Ze „zelených kruhů “ dost často slyšíme o “ efektu motýlího křídla“, ale je zajímavé, že “ těžba gigawattů energie“ z “ odvěkého proudění“ vzduchu nad oceánem a pevninou údajně nemá žádný vliv.
    Matně si pamatuji, že kdysi někdo s modely dokázal, že výstavba sídlišť na kraji pražské kotliny zásadně zhoršila její přirozenou větratelnost větrem, takže proč by nemohlo pouhé zbrždění proudění větru ve výškách 10+200 metrů nad hladinou moře přispět k tomu, že ve střední evropě méně prší ? Nebo že že u nás převládající západní a severozápadní proudění se začíná v posledních letech viditelně a měřitelně snižovat a vyrovnávat s prouděním z východu ?

    • Martin Hájek napsal:

      Zapomněl jste, že teorie efektu motýlího křídla se vyznačuje tím, že funguje jen tehdy, když se to environmentalistům hodí a potřebují aplikovat tzv. princip předběžné opatrnosti. Když ho aplikovat nepotřebují, jako třeba při masivním rozvoji větrné energetiky, jejíž dopady na ŽP zatím nejsou pořádně prozkoumané, tak se prostě ignoruje. Přitom už jsme se tolikrát spálili, viz např. zelenými kdysi velmi propagovaná biopaliva 1. generace, která měla spasit svět a zatím jen zničila zbytky pralesů v Indonésii a Malajsii.

      • Lubos Vozar napsal:

        Suhlasim z bodom, ze by sa mali prehodnocovat technologie z co najkomplexnejsieho pohladu a prave preto by som toto este nebrral za ziadnu tragediu. Clanok som cital pred apr dnami v originale a hovori sa najme o teplotach blizko povrchu a hlavne v noci. Skratka, v noci za normalnych okolnosti klesa teplota pri povrchu rychlejsie ako teplota vzduchu v 50 – 10 metroch. Turbiny nevytvaraju dalsie teplo, ale mixuju teply vzduch z vysky s chladnejsim pri povrchu a tym zvysu teplotu pri povrchu. Ak date turbinu do severneho mora mozte mixovat co chcete teplotou to moc nezamava.

        https://news.harvard.edu/gazette/story/2018/10/large-scale-wind-power-has-its-down-side/

        • Lubos Vozar napsal:

          v 50 az 100 metroch tam malo byt

        • Martin Hájek napsal:

          To, co popisujete, není zdaleka jediný efekt. Oni totiž ty elektrárny prostě berou energii z větru, to je jejich podstata. Takže pokud jich je dostatečné množství, tak ten vítr má méně energie. Vítr, foukající z moře, obvykle ochlazuje povrch souše a přináší srážky. Pokud mu postavíme do cesty masivní les větrníků, tak to nezůstane bez následků. Je to prostě otázka množství. Podobně jako sovětští inženýři před časem zničili Aralské jezero, protože podcenili kumulativní efekt zavlažovacích systémů, dnes neřešíme, jaký kumulativní efekt budou mít desetitisíce větrníků u a na pobřeží Severního moře na životodárné západní větry, které chladí střední Evropu a přináší do ní srážky.

          • Carlos napsal:

            To je sice možné, ale na druhou stranu pořád se bavíme o médiu, které je poháněno rozdílem tlaků a ten bude tak jako tak.Jestli se oteplí o chlup, tak ještě větší. Možná se změní dynamika, bude to mít rozplizlé kraje, nájezdy a dojezdy, ale objem by měl zůstat stejný, leda by to mohli výrazně změnit proudění, tedy myslím opravdu výrazně, ale na to by jich muselo být asi ještě mnohem více.

            Kdybych řekl že se nám mraky pohybují ve 2 kilometrech, hýbe se celá masa konstantní rychlostí 5m/s, pak pokud si vezmu řez od Svinoústí po Frankfurt, tedy 560km, pak to odpovídá 70GW, jenže beru rychlost běžnou při zemi. Kolik je nahoře 10m/s? Těch 36km/h by zhruba odpovídalo tomu co je vidět na radaru, takže znova… Mohlo by to být 560GW, přičemž z toho nezle vytěžit víc než asi polovinu. Ale je to jenom odhad.

            Aralská katastrofa je kapitola sama o sobě, navíc ji zhoršilo to že se tok přítoků nevhodně reguloval pro výrobu elektřiny kdy se z přehrad upouštělo v zimě a ne v létě, ale už samotná suma odběru byla na hraně, navíc závlahové kanály jsou vysoce jakostní ementál, ztrácí se v nich celkem dost vody. A popravdě bych se vůbec nedivil kdyby to bylo napočítané už na převody vody kdesi z Obu a Irtyše.

        • Petr napsal:

          Ale zajímá to vlhké větry, co mají přinášet letní deště do centrální Evropy.

    • Karel Novotný napsal:

      „kdysi někdo s modely dokázal“ …
      „se začíná v posledních letech viditelně a měřitelně snižovat“ …
      Taková tvrzení nic nestojí. Ale řekl bych, že je poněkud problém je dokázat, že?

      • frank napsal:

        o těch modelech vlivu sídlišť na odvětrávání pražské kotliny jsem určitě četl už někdy před 25-30 lety, pravděpodobně v nějakém odborném časopisu, ovšem dokázat to nemůžu 🙂
        No a o tom, že obvyklé západní proudění letos v ČR chybí mluví třeba Dagmar Honsová a kdo jsem já abych jí kontroloval ? 🙂
        Cituji Jak Honsová připomněla, letos toto zonální, tedy vlhké Atlantické proudění, během časného jara skoro chybělo.

        • Kalfa napsal:

          No, jedna věc je jistá. Pod Slivencem byla nad Velkou Chuchlí rokle, kterou se bolševici rozhodli využít na skládku TKO. Nejenže rokli po pár letech zasypali, ale dokonce ještě kopeček navýšili. V tichosti pak Chuchle dostala plynové potrubí, protože přirozené odvětrávání celého údolí byli porušeno, naopak turbulence doslova zašpuntovala zimní smog a ve vsi se nedalo dýchat. Krátce po zarovnání rokle navíc začalo docházet k termickému, stoupavému proudění, který dokázal přicházející mraky rozdělit a pokud nad Prahu netáhla souvislá fronta, nad Chuchlí prostě nepršelo. V důsledku začala klesat i hladina spodní vody. Podobný jev jsem pozoroval letos, kdy počátkem září dešťová oblačnost pěkně táhnoucí od Jihovýchodu provedla severně od Českých Budějovic rozestup, část si to napikovala na jižní Čechy a Plzeň a zbytek na Vysočinu, zřejmě tepelný ostrov nad rozpálenou Prahou dokázal své.
          Není nejmenší důvod optimisticky se utěšovat, že se nic neděje, fyzika si prostě od politiků do svých zákonů kecat nenechá a jakákoliv zelená ideologie nedovzdělaných pošuků ji nezajímá. Už jen obyčejný selský rozum velí se nad možností ovlivnění proudění vzduchu větrnými parky trochu zamyslet, prostě ta odčerpaná energie do zásuvek někde chybět musí.

          • Carlos napsal:

            Nutno dodat že prát 6GW tepla na pětníku do atmosféry se také nevyplácí. Takže z tohoto pohledu jsou nejideálnější malé zdroje nebo zdroje které transformují primární zdroj energie na zemi přímo na užitečnou práci. Neboli fotovoltaika. Před mnoha lety vyšel článek kde se to srovnávalo co do oteplení krajiny a vycházelo to tam zhruba stejně jako louka. ještě to ale zkusím najít (je to tak z roku 2010), eventuálně se podívám co to dělá na pouštích. Mohlo by to být zajímavé.

  3. jozef heinrich napsal:

    studia vychadza z (podla mna) nerealneho predpokladu, ze by „tyto zdroje pokrývaly třetinu rozlohy kontinentální části Spojených států“.

    • Emil napsal:

      A tím pádem z nereálného předpokladu, že by tyto zdroje kdy pokrývaly spotřebu Spojených států.

      • Carlos napsal:

        Uvažovat že by spotřebu pokrývaly jen větrníky je hloupost, solární elektrárny pro to mají lepší předpoklady, zejména pro větší stabilitu výroby, tedy spíše předvídatelnost, a faktu že USA celé leží podstatně jižněji než Evropa. Navíc jihozápad při hranicích s Mexikem, dále pak kus Skalistých hor a některé další oblasti mohou použít solárně-termické elektrárny, eventuálně je kombinovat s plynovým kotlem/turbínou.

        • Martin Hájek napsal:

          Fotovoltaické elektrárny mají jistě dobrý potenciál, ale nefungují v noci a opravdu dobře fungují jen na velmi malé části USA, tedy v Kalifornii, Nevadě, atd. Třeba na středozápadě už to s fotovoltaikou žádná sláva není. Na severovýchodě je fotovoltaika dost mimo, ale nějaký větrný potenciál tam asi bude. Ovšem je nesmysl snažit se transportovat elektřinu např. z Kalifornie do New Hampshire, takže asi tak.

          • Carlos napsal:

            Ve vyjmenovaných státech by se více hodily elektrárny termické.

          • Antonín Mikeš napsal:

            Ale ty přece nebudou, na rozdíl od FV, zlevňovat dle learning curve až k nule 🙂 takže jsou (budou) jasně dražší..

          • Milan Vaněček napsal:

            Vy jste nepochopil co je to learning curve a že koncept nezačal s nástupem polovodičového průmyslu (počítače) ale již za podnikatelských inovací Henry Forda.

          • Jan Veselý napsal:

            Středozápad USA má podmínky pro FVE přibližně na úrovni Itálie a jihu Francie. Severovýchod USA je na tom s potenciálem pro FVE podstatně lépe než Německo.
            zdroj.

          • Jan Veselý napsal:

            zdroj

    • Milan Vaněček napsal:

      Ano, nesmyslný předpoklad a model poskytne to co si zadavatel přál. To je obvyklý trik při modelování. Kdybych chtěl být jedovatý řeknu, že byl použit například při tvorbě ASEK.

      • Carlos napsal:

        Jak nám říkali na asi druhé přednášce z modelování a simulací. „Musíte zákazníka přesvědčit že váš model je funkční a validní“

        A ouřady přesvědčíte snadno o čemkoliv když tam dodáte „počítač říká…“ Nebo taky ne, otázka je jestli má počítač za božstvo nebo svéhlavou krabici, která jej jen vytáčí 🙂

      • Martin Hájek napsal:

        Takže ten předpoklad, že elektřina v USA bude z OZE je nesmyslný? Že by měli fosilní a jaderní dinosauři pravdu?

        • Milan Vaněček napsal:

          Nesmyslný předpoklad je že větrné elektrárny na souši vyrobí veškerou US elektřinu. To snad uznáte. Ještě nikdy v historii US jediný zdroj nevyrobil veškerou elektřinu.

          • Milan Vaněček napsal:

            Solární elektrárny extra plochu nepotřebují, ve skutečnosti stačí jednu čtvrtinu ploch pokrytých asfaltem pokrýt soláry a to by hypoteticky vyrobilo veškerou elektřinu pro USA. A soláry zahřejí povrch měně než asfalt.

          • Martin Hájek napsal:

            Takže pokud vyrobí větrné elektrárny např. třetinu elektřiny v USA, tak efekt popsaný v článku už nebude vůbec existovat?

          • Carlos napsal:

            Pane Hájku,
            samozřejmě že efekt bude, ale otázka jaký, jak moc silný, kdyby to bylo lineárně závislé, jakože se vsadím že není, tak to bude jen 0.08 °C. Zábor plochy z pohledu solárních elektráren, ale nejen fotovoltaických, v mnoha místech spíše solárně-termických s akumulací eventuálně plynovým kotlem, by byl malý.

  4. Emil napsal:

    „Autoři studie Lee Miller a David Keith pro posouzení potenciálního dopadu masivního využívání větrných a solárních elektráren stanovili jako výchozí bod klimatický model pro Spojené státy v letech 2012 až 2014. Následně model upravili o vliv větrných elektráren na atmosféru. Pokud by tyto zdroje pokrývaly třetinu rozlohy kontinentální části Spojených států, tak aby pokryly současnou poptávku po elektřině v USA, způsobily by nárůst tamní průměrné teploty o 0,24 °C.“

    Já to tedy chápu spíše tak, že pokrytím spotřeby a plochy třetiny Spojených států je myšleno pokrytím větrnými a solárními elektrárnami společně, nikoliv výhradně větrnými. Větrné elektrárny jsou samostatně zmíněny jen s ohledem na nárůst teploty. Netrvám ovšem na tomto výkladu, ideální by bylo to najít v originálním článku, ale v tuhle chvíli nemám čas to hledat.

    • Milan Vaněček napsal:

      To chápete špatně přečtěte si anglický zdroj citovaný v článku. Těch 0,24Cje pro případ pokrytí energie USA jen kontinentálními větrnými elektrárnami.Takže i když to modelování šponují jak mohou tak to při realistickém počtu větrníků dá míň než 0,1C=prd.
      Co se týče fotovoltaiky, už jsem zde citoval srovnání její plochy (pro 100% výroby veškeré energie) jen jako 1/4 plochy v USA pokryté asfaltem=silnějším absorbérem slunečního záření. A když použijete bifacial solární moduly na podkladu bílého štěrku tak zvétšíte jejich účinnost a dále ještě snížíte zahřívání zemského povrchu.
      Zatím největší vědecky vyzkoumaný a potvrzený efekt zvýšení zahřívání Země je vliv zastavěných velkých méstských aglomerací na zvýšení průměrné roční teploty v nich. T zv „tepelný ostrov“.
      Tož tak.

      • Emil napsal:

        Ano, máte pravdu, skutečně pokryli třetinu povrchu USA větrnými turbínami, v originálním článku je to napsáno jasně.
        „Then, they covered one-third of the continental U.S. with enough wind turbines to meet present-day U.S. electricity demand“
        Příště si to raději ověřím předem.

    • Ivan Novák napsal:

      Klima je jedna věc, krytí poptávky po elektřině jiná, a mají neprázdný průnik účinků na lidi. Dokud klimatici nesestaví a na historických datech úspěšně nevyzkoušejí model energetického mixu, který uspokojí poptávku po elektřině v každé vteřině roku, jde o spartakiádní cvičení, jehož cílem nejsou stupně Celsia nebo megawatty, nýbrž v lepším případě zábava, v horším čerpání rozpočtů, zkrátka tlachy.
      Metodicky korektně odhadli vliv morfologie terénu a drsnosti povrchu včetně zástavby na sílu větrů v západní Evropě Dánové z Riso už v r.1988, výsledky jsou ve známé mapě, od té doby to nikdo lépe nepředvedl. K získání dojmu o působení vlečky VTE na okolní atmosféru pak doporučuji např. http://orbit.dtu.dk/files/122903080/European_wind_resource_mapping_by_satellite_images.pdf, není to nejnovější, ale hezky obrázkové, je tam i přesnější citace obrázku z úvodního článku. Přesně spočítat to nedovede nikdo, viz mileniální problém N-S rovnic, odměna 1MUSD.

      • Milan Vaněček napsal:

        Fyzici to už pro OZE spočítali po čtvrthodině (Stanford University).
        Nevím zda je to potřeba i po vteřině či po milisekundě. 😀

  5. Jan Veselý napsal:

    Shodou okolností jsem nedávno četl článek o přesně opačném efektu fotovoltaiky. Až na to, že studie předpokládala absurdně vysoké množství instalovaného výkonu FVE.

  6. Sam napsal:

    My na jižní Moravě to víme dávno, že nám Rakušané brzdí vzduch.

Napsat komentář: Kalfa Zrušit odpověď na komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *