Воздействие энергии ветра на окружающую среду

редактировать
Ветряные турбины с видом на Ардроссан, Шотландия Домашний скот пасется возле ветряной турбины

воздействие на окружающую среду от энергии ветра относительно незначительно по сравнению с воздействием энергии на ископаемом топливе. По сравнению с другими низкоуглеродными источниками ветряные турбины имеют один из самых низких потенциалов глобального потепления на единицу электроэнергии, вырабатываемой любым источником энергии. Согласно IPCC, при оценке потенциала глобального потепления в течение жизненного цикла источников энергии, ветровые турбины имеют медианное значение от 15 до 11 (g CO. 2eq /кВтч ) в зависимости от того, оцениваются ли морские или береговые турбины.

Береговые ветряные электростанции могут оказывать значительное влияние на ландшафт, так как обычно они должны быть распределены по более земли, чем другие электростанции, и их необходимо строить в диких и сельских районах, что может привести к «индустриализации сельской местности» и утрате среды обитания. Конфликты возникают особенно в живописных и культурно важных ландшафтах. Ограничения по размещению (такие как откаты ) могут быть реализованы для ограничения воздействия. Земля между турбинами и подъездными дорогами по-прежнему может использоваться для земледелия и выпаса скота.

Утрата и фрагментация среды обитания - это наибольшее воздействие ветряных ферм на дикую природу. Ветряные турбины, как и многие другие виды деятельности человека и строения, также увеличивают смертность птиц, таких как птицы и летучие мыши. Обобщение существующих полевых исследований, составленное в 2010 г. на основе Национального координационного сотрудничества по ветру, выявило менее 14, а обычно менее четырех смертей птиц на установленный мегаватт в год, но более широкий разброс в количестве смертей летучих мышей. Как и в других исследованиях, он пришел к выводу, что некоторые виды (например, перелетные летучие мыши и певчие птицы), как известно, страдают больше, чем другие, и что такие факторы, как расположение турбин, могут иметь значение. Однако многие детали, а также общий эффект от растущего числа турбин остаются неясными. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии ведет базу данных научной литературы по этому вопросу.

Ветровые турбины также производят шум, и на расстоянии 300 метров (980 метров) от жилых домов ft) это может быть около 45 дБ; однако на расстоянии 1,5 км (1 миля) большинство ветряных турбин не слышно. Громкий или постоянный шум увеличивает стресс, который может привести к заболеваниям. Ветряные турбины своим шумом не влияют на здоровье человека при правильном размещении. Однако при неправильном размещении данные мониторинга двух групп растущих гусей выявили существенно более низкий вес тела и более высокие концентрации гормона стресса в крови у гусей первой группы, которые находились на расстоянии 50 метров, по сравнению со второй группой, которая была на расстоянии 500 метров от турбины.

Большинство ветряных турбин содержат газ SF6, который в 23500 раз сильнее парникового газа, чем углекислый газ, и остается в атмосфере на минимум 1000 лет. В турбинах происходит утечка небольшого количества газа при нормальной работе.

Содержание
  • 1 Основные эксплуатационные соображения
    • 1.1 Чистый выигрыш в энергии
    • 1.2 Загрязнение и воздействие на сеть
      • 1.2.1 Затраты на загрязнение
      • 1.2.2 Результаты при подключении к сети
    • 1.3 Использование редкоземельных элементов
    • 1.4 Использование свалок
  • 2 Экология
    • 2.1 Использование земель
      • 2.1.1 Животноводство
    • 2.2 Воздействие на дикую природу
      • 2.2.1 Птицы
      • 2.2.2 Летучие мыши
    • 2.3 Погода и изменение климата
  • 3 Воздействие на людей
    • 3.1 Эстетика
    • 3.2 Шум
    • 3.3 Безопасность
  • 4 Морские работы
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Дополнительная литература
  • 8 Внешние ссылки
Основные эксплуатационные соображения

Прирост чистой энергии

окупаемость инвестиций (EROI) для энергии ветра равно совокупной выработанной электроэнергии, деленной на совокупную первичную энергию, необходимую для создания и обслуживания турбины. Согласно метаисследованию, в котором были рассмотрены все существующие исследования с 1977 по 2007 год, EROI для ветра колеблется от 5 до 35, с наиболее распространенными турбинами в диапазоне 2 МВт паспортная мощность ротор. диаметров 66 метров, в среднем EROI составляет 16. EROI строго пропорционален размеру турбины, а более крупные турбины позднего поколения в среднем находятся на верхнем конце этого диапазона и, согласно одному исследованию, составляют примерно 35.

Производитель ветряных турбин Vestas утверждает, что первоначальная «окупаемость» энергии для ветряной турбины мощностью 1,65–2,0 МВт при слабом ветре составляет примерно 7–9 месяцев, тогда как Siemens Wind Power рассчитывает 5–10 месяцев в зависимости от обстоятельств.

Загрязнение и воздействие на сеть

Затраты на загрязнение

Ветровая энергия не потребляет воду для непрерывной работы и имеет почти незначительные выбросы напрямую связано с производством электроэнергии. Ветровые турбины, когда они изолированы от электросети, производят незначительные количества двуокиси углерода, окиси углерода, двуокиси серы, азота. диоксид, ртуть и радиоактивные отходы при эксплуатации, в отличие от источников ископаемого топлива и ядерной энергетической станции производства топлива соответственно.

Во многом виноват этап строительства, ветровые турбины выбрасывают немного больше твердых частиц (ТЧ), являющихся формой загрязнения воздуха, при более высоком уровне «исключения» на единицу произведенной энергии (кВтч), чем на электростанции, работающей на ископаемом газеNGCC »), а также выбрасывает больше тяжелых металлов и ТЧ, чем атомные станции, на единицу произведенной энергии. Что касается общих затрат на загрязнение с экономической точки зрения, в комплексном европейском исследовании 2006 года было обнаружено, что alpine Hydropower демонстрирует наименьшие затраты на внешнее загрязнение, или внешние воздействия. всех систем выработки электроэнергии ниже 0,05 c /кВтч. Внешние затраты на ветровую энергию составили 0,09–0,12 цента / кВт, тогда как стоимость ядерной энергии составила 0,19 центов евро / кВтч, а на ископаемом топливе было произведено 1,6–5,8 центов евро / кВтч затрат на переработку. За исключением последнего ископаемого топлива, это незначительные затраты по сравнению с стоимостью производства электроэнергии, которая составляет примерно 10 c /кВтч в европейских странах.

Результаты при подключении в сеть

Исследование Vattenfall коммунальной компании показало, что Гидроэлектростанции, атомные станции и ветряные турбины имеют гораздо меньше выбросов парниковых газов, чем другие представленные источники.

Типичное исследование Оценка жизненного цикла ветряной электростанции, когда она не подключена к электросети, обычно приводит к результатам, аналогичным результатам следующего анализа в 2006 году трех установок на Среднем Западе США, где выбросы диоксида углерода (CO. 2) ветровой энергии колеблется от 14 до 33 тонн (от 15 до 36 коротких тонн) на ГВтч (14–33 g CO. 2/кВтч ) произведенной энергии, при этом большая часть выбросов CO. 2 интенсивность выбросов поступает от производства бетона для фундаментов ветряных турбин. Объединив аналогичные данные из многочисленных индивидуальных исследований в метаанализ, было обнаружено, что медианный потенциал глобального потепления для ветровой энергии составляет 11–12 г CO 2 / кВтч и вряд ли существенно изменится.

Однако эти относительно низкие значения загрязнения начинают увеличиваться по мере того, как в сеть добавляется все больше и больше энергии ветра или уровней проникновения ветровой энергии «электрическая сеть достигнуты. Из-за эффектов попытки сбалансировать потребности в энергии в сети, например, от источников прерывистого питания энергия ветра (источники с низким коэффициентом мощности из-за погодных условий), для этого либо требуется строительство крупных проектов хранения энергии, которые имеют собственную интенсивность выбросов которые должны быть добавлены к общесистемному воздействию энергии ветра, или это требует более частой зависимости от ископаемого топлива, чем требования вращающегося резерва, необходимые для резервного копирования более надежных источников. Последняя комбинация в настоящее время является более распространенной.

Эта более высокая зависимость от резервной / нагрузки, следующей за электростанциями для обеспечения стабильного выхода энергосистемы, имеет детонационный эффект. влияние более частого неэффективного (в CO. 2e г / кВт · ч) дросселирования этих других источников энергии в сети для облегчения переменной производительности прерывистого источника энергии. Если включить в общий жизненный цикл ветроэнергетики общий жизненный цикл ветроэнергетики, то если включить общее влияние прерывистых источников на другие источники энергии в сетевой системе, то есть включить эти неэффективные пусковые выбросы резервных источников энергии для обслуживания ветровой энергии. более высокая реальная интенсивность выбросов ветровой энергии. Выше, чем прямое значение г / кВт · ч, которое определяется из изолированного источника питания и, таким образом, игнорирует все отрицательные / неэффективные эффекты, которые он оказывает на сеть ниже по потоку. Эта более высокая зависимость от резервного питания / следящих за нагрузкой электростанций для обеспечения стабильной выходной мощности энергосистемы заставляет электростанции, работающие на ископаемом топливе, работать в менее эффективных состояниях. В статье 2012 года, опубликованной в Journal of Industrial Ecology, говорится:

«тепловой КПД электростанций, работающих на ископаемом топливе, снижается при работе с колеблющимися и субоптимальными нагрузками в дополнение к ветровой энергии, которая может в определенной степени снизить выгоды от выбросов парниковых газов (парниковых газов ) в результате добавления ветра в сеть. Исследование, проведенное Pehnt и коллегами (2008), сообщает, что умеренный уровень [grid] проникновение ветра (12%) приведет к снижению эффективности от 3% до 8%, в зависимости от рассматриваемого типа традиционной электростанции. Гросс и его коллеги (2006) сообщают о схожих результатах с потерями эффективности в диапазоне от почти 0% до 7% для до 20% проникновения ветра в [сеть]. Pehnt и коллеги (2008) пришли к выводу, что результаты добавления морской ветровой энергии в Германии к фоновым энергосистемам, поддерживающие уровень подачи в сеть и обеспечивающие достаточный объем резервной мощности для добавления примерно 20 и 80 г CO 2 -экв / кВтч до профиль выбросов парниковых газов ветровой энергии в течение жизненного цикла ».

По сравнению с другими низкоуглеродными источниками ветряные турбины при изолированной оценке имеют медианное значение выбросов за жизненный цикл, равное от 11 до 12 (g CO. 2eq /кВтч ). Более надежные альпийские гидроэлектростанции и атомные станции имеют медианные значения выбросов за весь жизненный цикл 24 и 12 г CO 2 -экв / кВтч соответственно.

В то время как выбросы увеличиваются из-за практических проблем. балансировки нагрузки является проблемой, Pehnt et al. Тем не менее, пришли к выводу, что эти 20 и 80 г CO 2 -экв. / кВт · ч по-прежнему приводят к тому, что ветер примерно в десять раз меньше загрязняет окружающую среду, чем ископаемый газ и уголь, которые выделяют ~ 400 и 900 г CO 2 -экв / кВтч соответственно.

Поскольку эти потери происходят из-за цикличности работы электростанций, работающих на ископаемом топливе, они могут в какой-то момент стать меньше, когда в электросеть добавляется более 20–30% энергии ветра., поскольку ископаемые электростанции заменяются, однако это еще не произошло на практике.

Использование редкоземельных элементов

В производстве постоянных магнитов, используемых в некоторых ветряных турбинах, используется неодим. Проблемы загрязнения, связанные с добычей этого редкоземельного элемента, который в основном экспортируется Китаем, побудили правительство принять меры в последние годы, а международные исследования предпринимают попытки усовершенствовать процесс добычи. В настоящее время проводятся исследования турбин и генераторов, которые уменьшают потребность в неодиме или полностью исключают использование редкоземельных металлов. Кроме того, крупный производитель ветряных турбин Enercon GmbH очень рано решил не использовать постоянные магниты для своих турбин с прямым приводом, чтобы избежать ответственности за неблагоприятное воздействие на окружающую среду добычи редкоземельных элементов.

Свалка отходов. использовать

До 2019 года многие лопасти ветряных турбин изготавливались из стекловолокна, конструкция которых обеспечивала срок службы от 10 до 20 лет. Учитывая доступные технологии, по состоянию на февраль 2018 года рынка для вторичной переработки этих старых лезвий не было. Одним из распространенных вариантов утилизации было вывозить их на свалки. Поскольку они были спроектированы как полые, лопасти занимали огромный объем по сравнению с их массой. Операторы полигонов начали требовать от операторов дробить лопасти перед тем, как их можно будет отправить на свалку.

Экология

Землепользование

Ветряные электростанции часто строятся на земле, которая уже подверглась воздействию расчистка земель. Расчистка растительности и нарушение почвы, необходимые для ветряных электростанций, минимальны по сравнению с угольными шахтами и угольными электростанциями. Если ветряные электростанции будут выведены из эксплуатации, ландшафт можно будет вернуть в прежнее состояние.

Исследование ветряных электростанций США, построенных в период с 2000 по 2009 год, проведенное Национальной лабораторией возобновляемой энергии США, показало, что в среднем только 1,1 процента общая площадь ветряных электростанций пострадала от поверхностных нарушений, и только 0,43% были постоянно нарушены ветроэнергетическими установками. В среднем на МВт мощности ветряных электростанций приходилось 63 гектара (156 акров) общей площади ветряных электростанций, но только 0,27 гектара (0,67 акра) постоянно нарушенной площади на МВт ветроэнергетической мощности.

В Великобритании много Основные участки ветряных электростанций - места с наилучшей средней скоростью ветра - находятся на возвышенностях, которые часто покрыты покровом болота. Этот тип среды обитания существует в районах с относительно большим количеством осадков, где большие участки земли постоянно остаются мокрыми. Строительные работы могут создать риск нарушения гидрологии торфяников, что может привести к высыханию локализованных участков торфа в пределах территории ветряной электростанции, распаду и высвобождению накопленного углерода. В то же время потепление климата, которое стремятся смягчить схемы использования возобновляемых источников энергии, может само по себе представлять серьезную угрозу для торфяников по всей Великобритании. Шотландский депутат Европарламента выступил за мораторий на ветровые установки на торфяниках, заявив, что «повреждение торфа вызывает выброс большего количества углекислого газа, чем экономят ветряные электростанции». В отчете Агентства по окружающей среде Северной Ирландии за 2014 год отмечалось, что размещение ветряных турбин на торфяниках может привести к выбросу значительного количества углекислого газа из торфа, а также нанести ущерб вкладу торфяников в борьбу с наводнениями и качество воды: для ветряных турбин значительны, и можно утверждать, что воздействие на этот аспект биоразнообразия будет иметь самые заметные и самые большие финансовые последствия для Северной Ирландии ".

Сторонники ветроэнергетики утверждают, что менее 1% суши используется для фундаментов и подъездных путей, остальные 99% можно использовать для ведения сельского хозяйства. Ветровой турбине требуется около 200–400 м² для фундамента . (Малая) турбина мощностью 500 кВт с годовой производительностью 1,4 ГВтч вырабатывает 11,7 МВтч / м², что сопоставимо с угольными электростанциями (около 15-20 МВтч / м²), без учета добычи угля. С увеличением размера ветряной турбины относительный размер фундамента уменьшается. Критики отмечают, что в некоторых местах в лесах может потребоваться расчистка деревьев вокруг оснований башен для установки площадок на горных хребтах, например, на северо-востоке США. Обычно для этого требуется очистка 5000 м² на ветряную турбину.

Турбины обычно не устанавливаются в городских районах. Здания мешают ветру, турбины должны быть расположены на безопасном расстоянии («отступление») от жилых домов в случае аварии, а стоимость земли высока. Есть несколько заметных исключений из этого. Ветряная турбина WindShare ExPlace была установлена ​​в декабре 2002 года на территории Exhibition Place в Торонто, Онтарио, Канада. Это была первая ветряная турбина, установленная в центре крупного города Северной Америки. Steel Winds также имеет городской проект мощностью 20 МВт к югу от Буффало, штат Нью-Йорк. Оба эти проекта расположены в городах, но выигрывают от того, что они расположены на необитаемом берегу озера.

Животноводство

Земля все еще может использоваться для земледелия и выпаса скота. Наличие ветряных электростанций не влияет на домашний скот. Международный опыт показывает, что домашний скот будет «пастись прямо до основания ветряных турбин и часто будет использовать их в качестве столбов для трения или для тени».

В 2014 году было проведено первое в своем роде ветеринарное исследование была предпринята попытка определить влияние выращивания домашнего скота возле ветряной турбины, в исследовании сравнивалось влияние ветряной турбины на развитие двух групп растущих гусей, предварительные результаты показали, что гуси поднятый в пределах 50 метров от ветряной турбины, набрал меньший вес и имел более высокую концентрацию гормона стресса кортизол в крови, чем гуси на расстоянии 500 метров.

Полудомашний олени избегают строительных работ, но кажутся незатронутыми во время работы турбин.

Воздействие на дикую природу

Экологические оценки обычно проводятся для предложений ветряных электростанций, и потенциальные воздействия на оценивается местная среда (например, растения, животные, почвы). Расположение и работа турбин часто изменяются в рамках процесса утверждения, чтобы избежать или минимизировать воздействие на виды, находящиеся под угрозой, и их среду обитания. Любые неизбежные воздействия могут быть компенсированы улучшением сохранения подобных экосистем, на которые это предложение не повлияло.

Программа исследований коалиции исследователей из университетов, промышленности и правительства при поддержке Центра Аткинсона «Устойчивое будущее» предлагает моделировать пространственно-временные модели мигрирующих и жилых диких животных с учетом географических особенностей и погоды, чтобы обеспечить основу для научно обоснованных решений о том, где разместить новые ветровые проекты. В частности, он предлагает:

  • использовать существующие данные о миграционных и других перемещениях диких животных для разработки прогнозных моделей риска.
  • использовать новые и появляющиеся технологии, включая радары, акустику и тепловизоры, чтобы заполнить пробелы в знаниях о перемещениях диких животных.
  • Определите конкретные виды или группы видов, подвергающихся наибольшему риску в районах с высоким потенциалом ветровых ресурсов.

Птицы

Данные в основном получены из предварительного исследования, проведенного Б. Совакоул, в причины смертности птиц в США, ежегодный
ИсточникРасчетная. смертность. (в миллионах)Расчетная. смертность. (на ГВтч)
Ветровые турбины0,02 - 0,570,269
Самолеты0,08(н / д)
Атомные электростанции0 - 0,330 - 0,416
Ямы нефтяных отходов и сточных вод нефтепромыслов0,50 - 1(н / д)
Десантные убийства птиц (аэропорты, сельское хозяйство и т. Д.)2(н / д)
Башни связи (сотовая связь, радио, микроволновая печь)4-50(н / д)
Большие башни связи (более 180 футов, Северная Америка)6,8(н / д)
Электростанции, работающие на ископаемом топливе145,18
Легковые и грузовые автомобили50–100(н / д)
Сельское хозяйство67(н / д)
Использование пестицидов72(н / д)
Охота100 - 120(н / д)
Линии электропередачи (обычные силовые установки)174 - 175(н / д)
Здания и окна365 - 988(н / д)
Домашние и дикие кошки210 - 3700(н / д)

Воздействие энергии ветра на птиц, которые могут прямо или косвенно влетать в турбины, или косвенно приводить к ухудшению их среды обитания из-за развития ветра, является сложным. Такие проекты, как ветряная электростанция Black Law, получили широкое признание за свой вклад в достижение экологических целей, включая похвалу от Королевского общества защиты птиц, которое охарактеризовало схему как улучшающую ландшафт заброшенного открытого участка добычи полезных ископаемых, а также полезный для целого ряда диких животных в этом районе, с обширными проектами управления средой обитания, охватывающими более 14 квадратных километров.

Предварительные данные из вышеприведенной таблицы за 2013 год: «Причины смертности птиц» в Соединенных Штатах, ежегодно », представленный в виде гистограммы, включая высокий показатель смертности птиц от ядерного деления, который, как позже признал автор, был вызван их серьезной ошибкой.

метаанализ о птичьей смертности Бенджамина К. Совакула заставили его предположить, что в методологиях других исследователей есть ряд недостатков. Среди них, по его словам, особое внимание уделялось гибели птиц, но не сокращению рождаемости птиц: например, добыча ископаемого топлива и загрязнение от заводов по ископаемому топливу привели к значительным отложениям токсичных веществ и кислотным дождям, которые повредили или отравили многие места гнездования и кормления, что ведет к сокращению рождаемости. Большой совокупный след от ветряных турбин, который уменьшает площадь, доступную для дикой природы или сельского хозяйства, также отсутствует во всех исследованиях, включая Sovacool. Во многих исследованиях также не упоминалась смертность птиц на единицу произведенной электроэнергии, что исключало значимые сравнения между различными источниками энергии. Что еще более важно, он пришел к выводу, что наиболее заметные воздействия технологии, измеряемые воздействием средств массовой информации, не обязательно являются самыми вопиющими.

По оценке Sovacool, в США ветряные турбины убивают от 20 000 до 573 000 птиц в год. и заявил, что считает любую цифру минимальной по сравнению со смертностью птиц от других причин. Он использует меньшую цифру 20 000 в своем исследовании и таблице (см. Таблицу причин смертности птиц), чтобы получить показатель прямой смертности на единицу произведенной энергии 0,269 на ГВтч для энергии ветра. Согласно Sovacool, электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые обычно требуются ветровым турбинам для компенсации погодозависимой прерывистой работы, убивают почти в 20 раз больше птиц на гигаватт-час (ГВтч) электроэнергии. Смертность птиц из-за другой деятельности человека и кошек составляет от 797 миллионов до 5,29 миллиарда в год в США.Кроме того, хотя многие исследования сосредоточены на анализе смертности птиц, немногие из них были проведены на сокращении рождаемости птиц, что является дополнительными последствиями.

Из всех смертей птиц, которые Sovacool приписывает электростанциям, работающим на ископаемом топливе, 96 процентов были вызваны последствиями изменения климата. Хотя в исследовании не оценивалась смертность летучих мышей из-за различных форм энергии, он счел вполне разумным предположить аналогичное соотношение смертности. Исследование Sovacool вызвало споры из-за обработки данных. В серии ответов Sovacool признал ряд серьезных ошибок, в частности тех, которые относятся к его более ранней оценке смертельных исходов от 0,33 до 0,416, завышенной для числа смертей птиц на ГВтч ядерной энергии, и предупредил, что «исследование уже говорит вам о том, что цифры - очень приблизительные оценки, которые необходимо улучшить ».

Метаанализ 2013 года, проведенный Smallwood, выявил ряд факторов, которые приводят к серьезному занижению данных о гибели птиц и летучих мышей от ветряных турбин. К ним относятся неэффективный поиск, недостаточный радиус поиска и удаление туш хищниками. Чтобы скорректировать результаты различных исследований, он применил поправочные коэффициенты из сотен испытаний размещения туш. Его метаанализ пришел к выводу, что в 2012 году в США ветряные турбины привели к гибели 888 000 летучих мышей и 573 000 птиц, в том числе 83 000 хищных птиц.

Также в 2013 г. был проведен метаанализ Скотта Лосса и другие авторы журнала Biological Conservation обнаружили, что вероятное среднее число птиц, ежегодно убиваемых в США монопольными башенными ветряными турбинами, составляло 234 000 человек. Авторы признали, что Смоллвуд сообщил о большем количестве, но отметили, что метаанализ Смоллвуда не проводил различий между типами башен ветряных турбин. У монопольных башен, используемых почти исключительно для новых ветряных установок, коэффициент смертности «увеличивается с увеличением высоты монопольных турбин», но пока еще предстоит определить, приводят ли все более высокие монопольные башни к снижению смертности на ГВтч.

Смертность птиц на объектах ветроэнергетики может сильно варьироваться в зависимости от местоположения, конструкции и высоты, при этом некоторые объекты сообщают о нулевой гибели птиц, а другие достигают 9,33 птицы на турбину в год. В статье 2007 года в журнале Nature говорится, что каждая ветряная турбина в США убивает в среднем 0,03 птицы в год, и рекомендуются дополнительные исследования.

Ученые из Норвегии Институт исследований природы обнаружил, что окраска одной из лопастей турбины в черный цвет уменьшила количество погибших птиц примерно на 70 процентов. Некоторые виды птиц (например, крупные хищные птицы, такие как орлан-белохвост) выиграли еще больше. Он был опробован на ветряной электростанции Смела в Норвегии

В комплексном исследовании гибели птиц от ветряных турбин, проведенном Канадской службой дикой природы в 2013 году, были проанализированы отчеты 43 из 135 ветряных электростанций, действующих в разных странах. Канада по состоянию на декабрь 2011 года. После поправки на неэффективность поиска исследование показало, что в среднем на одну башню погибает 8,2 птицы в год, из которых на тот момент было получено в общей сложности 23 000 смертей в год для Канады. Фактическая потеря среды обитания составила в среднем 1,23 га на одну турбину, что повлекло за собой прямую потерю в среднем 1,9 гнездовых участков на одну турбину. Эффективная потеря среды обитания, которая не была определена количественно, сильно различалась между видами: некоторые виды избегали гнездования в пределах 100–200 м от турбин, в то время как другие виды наблюдались, питаясь на земле непосредственно под лопастями. В исследовании сделан вывод, что в целом комбинированное воздействие на птиц было «относительно небольшим» по сравнению с другими причинами смертности птиц, но было отмечено, что в некоторых ситуациях могут потребоваться смягчающие меры для защиты видов, находящихся в группе риска.

Хотя исследования показывают, что другие источники, такие как кошки, автомобили, здания, линии электропередач и опоры электропередач, убивают гораздо больше птиц, чем ветряные турбины, многие исследования и группы по охране природы отметили, что ветровые турбины непропорционально убивают крупных перелетных птиц и хищных птиц, и они чаще убивают птиц, находящихся под угрозой исчезновения. Наибольшее внимание в связи с воздействием на культовые виды хищных птиц, включая беркутов, привлекли ветровые установки. Энергетический проект Pine Tree Wind около Техачапи, Калифорния имеет один из самых высоких показателей смертности хищников в стране; к 2012 году, согласно США, было убито не менее восьми беркутов. Служба рыбы и диких животных (USFWS). Биологи отметили, что более важно избегать потерь крупных птиц, поскольку они имеют более низкие темпы размножения и могут более серьезно пострадать от ветряных турбин в определенных районах.

Большое количество смертей птиц также связано со столкновениями со зданиями. По оценкам организации по охране дикой природы Fatal Light Awareness Program, только в Торонто, Онтарио, Канада, ежегодно погибает от 1 до 9 миллионов птиц в год из-за высоких зданий. Другие исследования показали, что 57 миллионов человек погибли из-за автомобилей, а от 365 до 988 миллионов погибли в результате столкновений со зданиями и листовым стеклом только в Соединенных Штатах. Световые лучи для рекламных мероприятий, а также облакомеры, используемые в метеорологических службах аэропорта, могут быть особенно смертельными для птиц, поскольку птицы попадают в их световые лучи и страдают от истощения и столкновения с другими птицами. В ходе наихудшего зарегистрированного падения светового луча облакомера в течение одной ночи в 1954 году на базе ВВС США в США погибло около 50 000 птиц 53 различных видов.

Арктические крачки и ветряная турбина на плотине гаги в Германии.

В Соединенном Королевстве Королевское общество защиты птиц (RSPB) пришло к выводу, что «имеющиеся данные свидетельствуют о том, что надлежащим образом расположенные ветряные электростанции не представляют значительной опасности для птиц ». В нем отмечается, что изменение климата представляет гораздо более серьезную угрозу для дикой природы, и поэтому поддерживает ветряные электростанции и другие формы возобновляемых источников энергии как способ смягчения будущего ущерба. В 2009 году RSPB предупредил, что «количество нескольких гнездящихся птиц, вызывающих серьезную озабоченность по сохранению, сокращается рядом с ветряными турбинами», вероятно, потому, что «птицы могут использовать районы, расположенные рядом с турбинами, реже, чем можно было бы ожидать, что потенциально снижает вместимость диких животных в районе..

Высказывались опасения, что ветряные турбины в Смела, Норвегия оказывают пагубное воздействие на популяцию орланов-белохвостов, Самая большая в Европе хищная птица. Они были предметом обширной программы повторного внедрения в Шотландии, которая может быть поставлена ​​под угрозу из-за расширения ветряных турбин.

Проект ветряной электростанции Пеньяскаль в Техасе расположен в середине основного маршрута миграции птиц, а ветряная электростанция использует птичий радар, первоначально разработанный для НАСА и ВВС США для обнаружения птиц на расстоянии до 4 миль (6,4 км). Если система определяет, что птицы находятся в опасность столкновения с вращающимися лопастями, турбины выключаются и снова запускаются, когда птица пролетит. В датском исследовании 2005 года использовался обзорный радар для отслеживания перелетных птиц, путешествующих вокруг и через прибрежную ветряную электростанцию. Менее 1% перелетных птиц, проходящих через прибрежную ветряную электростанцию ​​в Рёнде, Дания, подошли достаточно близко, чтобы подвергнуться риску столкновения, хотя это место изучалось только в условиях слабого ветра. Исследование предполагает, что перелетные птицы могут избегать больших турбин, по крайней мере, в условиях слабого ветра, в котором проводилось исследование. Кроме того, не считается, что ночные мигранты подвержены большему риску столкновения, чем дневно активные виды.

Старый стиль. ветряные турбины на перевале Альтамонт в Калифорнии, которые заменяются более «дружественными для птиц проектами». Хотя новые дизайны выше, пока нет окончательных доказательств того, что они «дружелюбнее». Недавнее исследование предполагает, что они могут быть небезопасны для дикой природы и не являются «простым решением», по словам Государственного университета Оклахомы эколога Скотта Лосса.

В 2012 году исследователи сообщили, что на основании их четырехлетнее радиолокационное слежение за птицами после строительства морской ветряной электростанции около Линкольншира, эти розоногие гуси, мигрирующие в Великобританию на зиму, изменили траекторию полета, чтобы избежать ударов турбин.

На ветряной электростанции Altamont Pass в Калифорнии, поселении между Обществом Одубона, калифорнийцами за возобновляемые источники энергии и NextEra Energy Resources кто Эксплуатация около 5000 турбин в этом районе требует, чтобы последняя к 2015 году заменила почти половину небольших турбин на более новые, более удобные для птиц модели и выделила 2,5 миллиона долларов на восстановление среды обитания хищных птиц. The proposed Chokecherry and Sierra Madre Wind Energy Project in Wyoming is allowed by the Bureau of Land Management (BLM) to "take" up to 16 eagles per year as predicted by the Fish and Wildlife Service, while making powerlines less damaging. A 2012 BLM study estimated nearly 5,400 birds each year, including over 150 raptors. Some sites are required to watch for birds. In 2016, the Obama administration finalized a rule that granted 30-year licenses to wind-energy companies that operate high-speed turbines permitting them to kill or injure up to 4,200 golden eagles and bald eagles, four times the existing limit, before facing penalties. There143 000 белоголовых орлов и 40 000 беркутов в Соединенных Штатах.

Летучие мыши

Летучие мыши могут быть ранены прямым ударом о лопасти турбины, башни или линии электропередачи. Недавние исследования показывают, что летучие мыши также могут погибнуть при внезапном прохождении через зону низкого давления воздуха, окружающую концы лопаток турбины.

Число летучих мышей, убитых существующими береговыми и прибрежными объектами, значительно увеличилось. обеспокоенные энтузиасты летучих мышей.

В апреле 2009 года Кооператив летучих мышей и ветроэнергетики опубликовал результаты первоначального исследования, показывающие снижение смертности летучих мышей на 73% при остановке работы ветряных электростанций в условиях слабого ветра, когда летучие мыши наиболее активны. Летучие мыши избегают радиолокационных передатчиков, а размещение микроволновых передатчиков на мачтах ветряных турбин может снизить количество столкновений с летучими мышами.

Предполагается, что часть смертельных случаев летучих мышей объясняется смещением ветра, вызванным лопастями ветряных турбин, поскольку они перемещаться по воздуху, вызывая дезориентацию насекомых в этом районе, что делает его плотным местом добычи - привлекательным местом для охоты на летучих мышей. Для борьбы с этим явлением ультразвуковые средства отпугивания были протестированы на некоторых ветряных турбинах, и было показано, что они снижают смертность летучих мышей в результате столкновения и баротравмы. Испытания ультразвуковых сдерживающих устройств показали значительное снижение активности летучих мышей вокруг ветряных турбин; Согласно исследованию, проведенному в Ззизикс, Калифорния, активность летучих мышей снизилась на 89,6-97,5% при использовании ультразвуковых акустических сдерживающих факторов.

Исследование 2013 года показало, что ветряные турбины убили более 600000 человек. летучих мышей в США в предыдущем году, при этом наибольшая смертность отмечена в Аппалачских горах. Некоторые более ранние исследования дали оценки от 33 000 до 888 000 смертей летучих мышей в год.

Погода и изменение климата

Ветряные фермы могут влиять на погоду в непосредственной близости от них. Турбулентность от вращающихся роторов ветряных турбин увеличивает вертикальное перемешивание тепла и водяного пара, что влияет на метеорологические условия с подветренной стороны, включая осадки. В целом ветряные электростанции приводят к небольшому потеплению ночью и небольшому похолоданию днем. Этот эффект можно уменьшить, используя более эффективные роторы или размещая ветряные электростанции в регионах с высокой естественной турбулентностью. Ночное потепление может «принести пользу сельскому хозяйству, уменьшив ущерб от заморозков и продлив вегетационный период. Многие фермеры уже делают это с помощью циркуляторов воздуха».

В ряде исследований использовались климатические модели для изучения влияния чрезвычайно крупных ветряных электростанций.. В одном исследовании сообщается о моделировании, которое показывает обнаруживаемые изменения глобального климата при очень интенсивном использовании ветряных электростанций, составляющих порядка 10% площади суши в мире. Энергия ветра имеет незначительное влияние на среднюю глобальную температуру поверхности и принесет «огромные глобальные выгоды за счет сокращения выбросов CO. 2 и загрязнителей воздуха». Другое рецензируемое исследование показало, что использование ветряных турбин для удовлетворения 10 процентов мирового спроса на энергию в 2100 году может фактически иметь эффект потепления, вызывая повышение температуры на 1 ° C (1,8 ° F) в регионах на суше, где расположены ветряные электростанции установлено, включая меньшее увеличение площадей за пределами этих регионов. Это связано с влиянием ветряных турбин как на горизонтальную, так и на вертикальную атмосферную циркуляцию. В то время как турбины, установленные в воде, будут иметь охлаждающий эффект, общее влияние на глобальную температуру поверхности будет увеличиваться на 0,15 ° C (0,27 ° F). Автор Рон Принн предостерег от интерпретации этого исследования «в качестве аргумента против энергии ветра, добавить его в качестве руководства для будущих исследований». «Мы не пессимистично настроены по поводу ветра», - сказал он. «Мы не полностью доказали этот эффект, и мы бы предпочли, чтобы люди предприняли дополнительные исследования».

Воздействие на людей

Эстетика

Окрестности Мон-Сен-Мишель во время отлива. Хотя ветреные побережья - хорошие места для ветряных электростанций, эстетические соображения могут препятствовать такому развитию, чтобы сохранить исторические виды на культурные объекты.

Эстетические соображения ветряных электростанций часто играют роль в процессе их оценки. Некоторым кажущиеся эстетические аспекты ветряных электростанций могут вступать в противоречие с защитой историческими местами. Ветровые электростанции с меньшей вероятностью будут восприниматься негативно в урбанизированных и промышленных регионах. Эстетические вопросы субъективны, и некоторые люди находят ветряные электростанции приятными или считают их символами энергетической независимости и местного процветания. В то время как исследования, проведенные в Шотландии, предсказывают, что те ветряные фермы нанесли ущерб туризму, в других странах сами стали туристическими достопримечательностями, причем в некоторых из них есть центры для посетителей на уровне земли или даже смотровые площадки на башнях турбин.

В 1980-х годах энергия ветра обсуждалась как часть пути мягкой энергии. Коммерциализация возобновляемой энергии привела к усилению промышленного имиджа ветроэнергетики, которая подвергается критике со стороны стороннего участника в процессе планирования, включая природоохранные ассоциации. Новые ветряные электростанции имеют большие, более широко разнесенные турбины и менее загромождены, чем старые установки. Ветряные фермы часто строятся на землях, на которые уже повлияла расчистка земель, и они легко сосуществуют с другими видами землепользования.

Прибрежные районы и области на большей высоте, такие как хребты, считаются лучшими для ветряных электростанций из-за постоянной скорости ветра. Как правило, оба эти места имеют сильное визуальное воздействие и могут быть факторами, способствующими сопротивлению местных сообществ проектам. Близость к густонаселенным районам и необходимая скорость ветра делают прибрежные районы идеальными для ветряных электростанций.

Скала Лорелей в Рейнланд-Поляце, часть объекта всемирного наследия ЮНЕСКО Рейнское ущелье

Ветровые электросталели влиять на важные достопримечательности, которые являются ключевыми ключевыми культурно важными ландшафтами, такими как Рейнское ущелье или долина Мозеля. Конфты между статусом населенных пунктов и проектами ветроэнергетики возникают в разных странах. В 2011 году ЮНЕСКО выразила озабоченность по поводу строительства ветряной электростанции в 17 км от французского островного аббатства Мон-Сен-Мишель. В Германии влияние ветряных электростанций на ценные культурные ландшафты сказывается на зонировании и планировании землепользования. Например, в отдельных частях долины Мозель и на фоне замка Хамбах, согласно планам государства, не будут устанавливаться ветряные турбины.

Ветровые турбины требуют сигнальные огни самолетов, которые могут создавать световое загрязнение. Жалобы на эти огни заставили US FAA рассмотреть вопрос о разрешении меньшего количества огней на турбину в определенных областях. Жители около турбин могут жаловаться на «мерцание тени», вызванное вращением лопастей турбины, когда солнце проходит за турбиной. Этого можно избежать, разместив ветряную электростанцию, чтобы избежать недопустимого мерцания тени, или выключить турбину на время дня, когда солнце находится под углом, вызывающим мерцание. Продолжительность мерцания в районе может длиться несколько часов.

Шум

Исследование Министерства здравоохранения Канады, проведенное в 2014 году, с участием 1238 домашних хозяйств (что составляет 79 процентов). Испытания на территории Принца Эдуарда следующие подтверждающие утверждение о раздражающем низкочастотном шуме ветряных турбин в своем резюме:

«Ветровые турбинылучают низкочастотный шум.

Что касается раздражающего воздействия шума низкочастотной ветровой турбины с раздражающим шумом при транспортировке, в министерстве здравоохранения Канады, которые могут проникнуть в дом с небольшим или нулевым снижением потребления энергии. говорится: «Исследования показывают показывают... что по сравнению с литературой по раздражающему шуму от транспортных средств научного шума, например, при низкочастотном движении населения шумом ветряных турбин начинается с более низкого уровня звука и увеличивается быстрее с железнодорожным шумом.

Резюме также включает следующие три вывода исследования:

«Статистически значимые зависимости от воздействия-реакции» были обнаружены между повышением уровня шума от ветряных турбин и распространенностью сообщений о сильном раздражении. Эти ассоциации были обнаружены с раз дражением из-за шума, вибрации, мигающего света, теней и визуальных воздействий от ветряных турбин. Во всех случаях раздражение увеличивалось с уровня шума ветряных турбин ».

«В Онтарио наблюдалось снижение раздражения общества на расстоянии 1-2 км (от 0,6 до 1,2 мили)». (Он упал на высоте 550 метров (1/3 мили) на острове Эдуарда.)

«Уровень раздражения значительно ниже 110 участников, которые дают личную выгоду, которая могла инициировать в себя аренду, платежи или другие

Синдром ветряной турбины, психосоматическое расстройство, относящееся к убеждению, что низкочастотный шум ветряной турбины напрямую, или через раздражение, вызывает индуенные выгоды от наличия ветряных турбин в районе, например, благоустройство населения.

В приведенном выше министерстве здравоохранения Канады говорится, что «не наблюдалось значимой связи между измеренным артериальным давлением. состоянии покоя (концентрацией кортизола в волосах) и воздействием шума ветряных турбин ».

Безопасность

Некоторые возгорания гондол турбин нево зможно потушить из-за их высоты, и иногда их оставляют, чтобы они сгорели. Они выделяют токсичные пары и вызывают вторичный пожар ниже. Однако более новые ветряные турбины построены с автоматическими системами пожаротушения, аналогичными тем, которые предоставляются для двигателей реактивных самолетов. Эти автономные системы, можно установить на старые ветряные турбины, автоматически обнаруживают возгорание, выключают турбоагрегат и тушат пожары.

Зимой на лопастях может образовываться лед, который может быть сброшен во время операции. Это потенциальной угрозой безопасности и приведен к локальному остановам турбин. В исследовании 2007 года было отмечено, что ни в Европе, ни в США не было подано никаких страховых исков в отношении травм в результате падения льда с ветряных башен, и что некоторые несчастные случаи со смертельным исходом произошли с промышленными рабочими, был известен только один смертельный случай, связанный с ветряной башней случается с человеком, не имеющим отношения к отрасли: парашютистом.

Увеличение размеров производимых ветряных турбин, отказы лопастей становятся все более актуальными при оценке рисков для общественной безопасности от ветряных турбин. Наиболее частым отказом является потеря лопасти или ее части

Морские установки

Многие оффшорные ветряные электростанции способствовали удовлетворению потребностей в электроэнергии в Европе и Азия в течение многих лет, и по состоянию на 2014 год первые оффшорные ветряные электростанции находятся в стадии разработки в водах США. Хотя морская ветроэнергетика резко выросла за последние несколько десятилетий, особенно в Европе, все еще существует некоторая неопределенность, связанная с тем, как строительство и эксплуатация этих ветряных электростанций влияет на морских животных и морскую среду.

Традиционные оффшорные технологии. ветровые турбины прикреплены к морскому дну на мелководье в прибрежной морской среде. По мере того, как оффшорные ветровые технологии наука все более продвинутыми, плавучие конструкции начали разговор в более глубоких водах, где существует больше ветровых ресурсов.

Общие экологические проблемы, связанные с развитием ветроэнергетики в открытом море, включают:

  • столкновения риск морских птиц с лопастями ветряных турбин или их территории из критических мест обитания;
  • подводный шум связанных с процессом установки монопольных турбин;
  • Физическое присутствие морских ветряных электростанций, изменяющих поведение морских млекопитающих, рыб и морских птиц по любой причине или искание;
  • Потенциальное нарушение морской среды ближнего и дальнего поля в результате крупных морских ветровых проектов.

Германия ограничивает подводный шум во время забой свай до менее 160 дБ.

Из-за статуса защиты ландшафта больших территорий Ваттового моря, главного объекта Всемирного наследия с различными национальными парками (например, Нижнесаксонский национальный парк Ваттового моря Парк ) Немецкие морские сооружения в основном ограничены территориями за пределами территориальных вод. Таким образом, оффшорные мощности в Германии намного уступают британским или датским прибрежным частям, которые значительно низкими ограничениями.

В январе 2009 года комплексное государственное экологическое исследование прибрежных вод в Соединенном Королевстве пришло к выводу, что существует возможность для установки от 5000 до 7000 морских ветряных турбин. без вредного воздействия на морскую среду. Исследование, которое является частью Стратегической экологической оценки морской энергетики, энергетики и изменения климата, основано на более чем годичном исследовании. Он включал анализ геологии морского дна, а также исследования морских птиц и морских млекопитающих. Однако, похоже, не уделяется должного внимания вероятному вытеснение промысловой деятельности с рыболовных угодий.

Исследование, опубликованное в 2014 году, предполагает, что некоторые тюлени предпочитают охотиться вблизи турбин, вероятно, из-за заложенных камней, функционирующих как искусственные рифы, привлекающие беспозвоночных и рыб.

См. также
Ссылки
Дополнительная литература
  • Роберт Гаш, Йохен Твеле (ред.), Ветряные электростанции. Основы, проектирование, строительство и эксплуатация, Springer 2012 ISBN 978-3-642-22937-4.
  • Эрих Хау, Ветровые турбины: основы, технологии, применение, экономика Springer, 2013 ISBN 978-3-642-27150-2 (предварительная версия в Google Книгах)
  • Алоис Шаффарчик (редактор), Понимание технологий ветроэнергетики, Wiley Sons 2014, ISBN 978-1-118-64751-6.
  • Герман-Йозеф Вагнер, Джотирмай Матур, Введение в ветроэнергетические системы. Основы, технология и работа. Springer 2013, ISBN 978-3-642-32975-3.
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-19 11:45:32
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте