2017年12月11日,《自然地球科學》雜志發表的一項新研究表明,未來氣候變化可能導致北半球風力資源減少。在氣候變化非常劇烈的情況下,赤道南部地區風力勢能的增加或許能緩解北半球風能減少的問題。
科羅拉多州大學的首席研究員Kristopher Karnauskas警告說,這些發現并未消除風能作為可再生能源的競爭力。但是他們確實建議能源規劃者在制定可再生能源的長期戰略時,應該考慮到未來的氣候變化。他告訴E&E:“從地方層面來看,在資金有限的情況下,該研究可以為新建風電場選址的資源規劃和分配,或選擇延期維護的風電場方面提供一些參考。最后,應該認識到,風能資源的基線不是恒定不變的。”
我們知道,氣候變化會影響全球風向。風存在的原因之一就是因為地球上一些地方接收的太陽輻射能有差異,導致地球周圍的氣壓不同,進而影響了空氣從一地流向另一地的方式。因此,科學家們很清楚,全球氣溫變化,尤其在北極等地相較于其他地區的變化更為迅速的情況下,可能會影響到地球周圍空氣的流動。并且這些變化可能對風力渦輪機的發電量帶來很大影響,因為風力渦輪機需要從其周圍流動的空氣中產生功率值。
一些研究人員曾采用單個氣候模型的方法或通過觀察地球上特定區域,在小范圍內研究過這一問題。但作者們的表示,這項新研究是首次利用一組不同氣候模型在全球尺度上研究這個問題。研究人員就兩種未來可能出現的氣候情景進行討論:一是到本世紀末全球平均氣溫可能上升 5 攝氏度以上的嚴重氣候軌跡,另一種是相對較溫和、更接近全球巴黎氣候協議承諾將實現的氣候情景。
在上述兩種情況下,北半球的風能資源都會減少,這些變化因地理位置而異。例如,該研究表明,到 2050 年,美國中部的風能會減少8%到10%。到本世紀末,北半球其他地區的風能跌幅可能高達 40%。另一方面,南半球的風能資源預計會有所增加,可能有助于抵消北半球風能資源的減少,但這只存在于更劇烈的氣候變化條件下。
Karnauskas說:“當我第一次看到這個結果時,這種諷刺般的結論并沒有迷惑到我——高排放情境下看似有個更理想的結果。”他補充道,即使在這種氣候軌跡下,南半球增加的風能也不太可能完全抵消北半球減少的風能。他說:“南半球既不是大部分風電場所在地,也不是大部分風能的消費地。”
加州大學伯克利分校能源政策專家Daniel Kammen沒有參與這項研究,但他認為這項研究印證了其他論文中描述的類似發現。他說,研究結果體現出了“氣候變化帶來的令人不安但完全在意料之中的后果”。
但這也并非都是壞消息。Karnauskas表示,北半球風能下降的預測結果“并非無足輕重”,但肯定不足以阻止決策者繼續對風能的擴大開發。相反,該研究更像是建議,規劃者決定風電場選址以及平衡不同可再生能源組合(包括太陽能和水電力)時,應該更多地關注未來的氣候預測。他說:“作為減少碳排放和其他(環境問題)戰略的一部分,風能仍應被視為可再生能源組合的重要成分。而且,作為戰略的一部分,充分了解可再生資源對于確保掌握該戰略的潛在功效會如何隨問題本身同步變化是很重要的。
科羅拉多州大學的首席研究員Kristopher Karnauskas警告說,這些發現并未消除風能作為可再生能源的競爭力。但是他們確實建議能源規劃者在制定可再生能源的長期戰略時,應該考慮到未來的氣候變化。他告訴E&E:“從地方層面來看,在資金有限的情況下,該研究可以為新建風電場選址的資源規劃和分配,或選擇延期維護的風電場方面提供一些參考。最后,應該認識到,風能資源的基線不是恒定不變的。”
我們知道,氣候變化會影響全球風向。風存在的原因之一就是因為地球上一些地方接收的太陽輻射能有差異,導致地球周圍的氣壓不同,進而影響了空氣從一地流向另一地的方式。因此,科學家們很清楚,全球氣溫變化,尤其在北極等地相較于其他地區的變化更為迅速的情況下,可能會影響到地球周圍空氣的流動。并且這些變化可能對風力渦輪機的發電量帶來很大影響,因為風力渦輪機需要從其周圍流動的空氣中產生功率值。
一些研究人員曾采用單個氣候模型的方法或通過觀察地球上特定區域,在小范圍內研究過這一問題。但作者們的表示,這項新研究是首次利用一組不同氣候模型在全球尺度上研究這個問題。研究人員就兩種未來可能出現的氣候情景進行討論:一是到本世紀末全球平均氣溫可能上升 5 攝氏度以上的嚴重氣候軌跡,另一種是相對較溫和、更接近全球巴黎氣候協議承諾將實現的氣候情景。
在上述兩種情況下,北半球的風能資源都會減少,這些變化因地理位置而異。例如,該研究表明,到 2050 年,美國中部的風能會減少8%到10%。到本世紀末,北半球其他地區的風能跌幅可能高達 40%。另一方面,南半球的風能資源預計會有所增加,可能有助于抵消北半球風能資源的減少,但這只存在于更劇烈的氣候變化條件下。
Karnauskas說:“當我第一次看到這個結果時,這種諷刺般的結論并沒有迷惑到我——高排放情境下看似有個更理想的結果。”他補充道,即使在這種氣候軌跡下,南半球增加的風能也不太可能完全抵消北半球減少的風能。他說:“南半球既不是大部分風電場所在地,也不是大部分風能的消費地。”
加州大學伯克利分校能源政策專家Daniel Kammen沒有參與這項研究,但他認為這項研究印證了其他論文中描述的類似發現。他說,研究結果體現出了“氣候變化帶來的令人不安但完全在意料之中的后果”。
但這也并非都是壞消息。Karnauskas表示,北半球風能下降的預測結果“并非無足輕重”,但肯定不足以阻止決策者繼續對風能的擴大開發。相反,該研究更像是建議,規劃者決定風電場選址以及平衡不同可再生能源組合(包括太陽能和水電力)時,應該更多地關注未來的氣候預測。他說:“作為減少碳排放和其他(環境問題)戰略的一部分,風能仍應被視為可再生能源組合的重要成分。而且,作為戰略的一部分,充分了解可再生資源對于確保掌握該戰略的潛在功效會如何隨問題本身同步變化是很重要的。