Điện gió gây ra nhiều tác động môi trường hơn chúng ta nghĩ


 

 


Khi thế giới bắt đầu chuyển đổi ở quy mô lớn sang các nguồn năng lượng carbon thấp, chúng ta cần phải hiểu rõ ưu và khuyết điểm của từng loại năng lượng tái tạo và tác động môi trường của chúng, cho dù là chúng có tác động rất ít đối với môi trường so với những nguồn năng lượng không tái tạo như than và khí, những tác động này vẫn cần được cân nhắc.

Những nhà nghiên cứu của Đại học Harvard nhận thấy rằng sự chuyển đổi sang năng lượng gió hoặc mặt trời ở Mỹ sẽ đòi hỏi diện tích đất gấp từ 5 đến 20 lần so với những suy nghĩ trước đây, và nếu với quy mô điện gió lớn như vậy, sẽ làm tăng nhiệt độ bề mặt trung bình trên lục địa Hoa Kỳ 0,24 độ C.

"Điện gió luôn luôn thân thiện với môi trường hơn nhiệt điện, nhưng điều đó không có nghĩa là tác động của nó là không đáng kể", David Keith, Giáo sư Vật lý Ứng dụng Gordon McKay tại Trường Kỹ thuật Ứng dụng và Khoa học Ứng dụng Harvard (A.AS) Harvard và tác giả cao cấp của các bài báo. "Chúng ta phải nhanh chóng chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch để ngăn chặn lượng khí thải carbon. Khi làm như vậy, chúng ta phải lựa chọn giữa các công nghệ carbon thấp khác nhau, tất cả những lựa chọn này đều có một số tác động đến xã hội và môi trường".

Keith cũng là giáo sư chính sách công tại Trường Harvard Kennedy.

Một trong những bước đầu tiên để hiểu tác động môi trường của các công nghệ tái tạo là hiểu được bao nhiêu diện tích đất cần để đáp ứng nhu cầu năng lượng của Hoa Kỳ trong tương lai. Ngay cả khi bắt đầu với nhu cầu năng lượng ngày nay, diện tích đất và mật độ điện liên quan cần thiết từ lâu đã được các chuyên gia năng lượng tranh luận.

Trong nghiên cứu trước đây, Keith và các đồng tác giả đã mô hình hóa công suất phát điện của các trang trại gió quy mô lớn, và kết luận rằng nhà máy điện gió trong thực tế đã được đánh giá quá cao vì họ đã quên tính toán chính xác các tương tác giữa các tuabin và khí quyển.

Trong nghiên cứu năm 2013, Keith đã mô tả cách mỗi tuabin gió tạo ra một "bóng gió" đằng sau nó, nơi không khí bị làm chậm lại bởi các cánh của tuabin. Các trang trại gió quy mô thương mại ngày nay đã cẩn thận sắp xếp không gian các tuabin để giảm tác động của các bóng gió này, nhưng với hy vọng rằng các trang trại gió sẽ tiếp tục mở rộng do nhu cầu về điện gió phát sinh, các tương tác và tác động khí hậu liên quan sẽ không thể tránh được.

Tuy nhiên, những gì còn thiếu trong nghiên cứu trước đây là các quan sát để hỗ trợ mô hình hóa này. Một vài tháng trước, Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ đã công bố vị trí của 57.636 tuabin gió quanh Hoa Kỳ. Sử dụng tập dữ liệu này, kết hợp với một số cơ sở dữ liệu khác của chính phủ Hoa Kỳ, Keith và đồng nghiệp Lee Miller đã có thể định lượng mật độ năng lượng của 411 trang trại gió và 1.150 nhà máy quang điện mặt trời hoạt động ở Mỹ trong năm 2016.

"Đối với gió, chúng tôi thấy rằng mật độ năng lượng trung bình - có nghĩa là tỉ lệ phát năng lượng chia cho diện tích bao quanh của nhà máy điện gió - thấp hơn 100 lần so với ước tính của một số chuyên gia năng lượng hàng đầu", Miller, tác giả của cả hai bài báo. "Hầu hết các ước tính này đều thất bại trong việc xem xét tương tác tuabin-khí quyển. Đối với một tuabin gió độc lập, các tương tác không quan trọng chút nào, nhưng một khi các trang trại gió sâu từ 5 đến 10 km, những tương tác này có ảnh hưởng lớn đến mật độ năng lượng".

Mật độ năng lượng gió dựa trên quan sát cũng thấp hơn nhiều so với các ước tính quan trọng từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Hội đồng Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu.

Đối với năng lượng mặt trời, mật độ năng lượng trung bình (tính bằng watt trên mét vuông) cao gấp 10 lần so với năng lượng gió, nhưng cũng thấp hơn nhiều so với ước tính của các chuyên gia năng lượng hàng đầu.

Nghiên cứu này cho thấy rằng không chỉ các trang trại gió cần nhiều đất hơn để đạt được các mục tiêu năng lượng tái tạo được đề xuất mà còn ở quy mô lớn, sẽ trở thành một yếu tố tích cực trong hệ thống khí hậu.

Câu hỏi tiếp theo là những trang trại gió quy mô lớn như thế nào sẽ tác động đến hệ thống khí hậu.

Để ước tính tác động của năng lượng gió, Keith và Miller đã thiết lập một đường cơ sở cho khí hậu Hoa Kỳ 2012-2014 bằng cách sử dụng một mô hình dự báo thời tiết tiêu chuẩn. Sau đó, họ bao phủ một phần ba lục địa Hoa Kỳ với đủ tuabin gió để đáp ứng nhu cầu điện ngày nay của Hoa Kỳ. Các nhà nghiên cứu nhận thấy kịch bản này sẽ làm ấm nhiệt độ bề mặt của lục địa Hoa Kỳ lên 0,24 độ C, với những thay đổi lớn nhất xảy ra vào ban đêm khi nhiệt độ bề mặt tăng lên đến 1,5 độ. Sự nóng lên này là kết quả của các tuabin gió chủ động trộn không khí gần mặt đất và trên cao, trong khi đồng thời chiết xuất từ chuyển động của khí quyển.

Nghiên cứu này hỗ trợ hơn 10 nghiên cứu khác đã quan sát sự ấm lên gần các trang trại gió của Hoa Kỳ hoạt động. Miller và Keith đã so sánh mô phỏng của họ với các nghiên cứu quan sát dựa trên vệ tinh ở Bắc Texas và tìm thấy sự gia tăng nhiệt độ phù hợp.

Miller và Keith nhanh chóng chỉ ra sự không phù hợp của Hoa Kỳ tạo ra nhiều năng lượng gió khi họ mô phỏng trong kịch bản của họ, nhưng sự nóng lên cục bộ xảy ra trong những dự đoán nhỏ hơn. Câu hỏi tiếp theo là để hiểu khi nào các lợi ích ngày càng tăng của việc giảm phát thải gần bằng với các tác động gần như tức thời của năng lượng gió.

Các nhà nghiên cứu Harvard nhận thấy rằng hiệu ứng ấm lên của các tuabin gió ở lục địa Hoa Kỳ thực sự lớn hơn ảnh hưởng của việc giảm phát thải trong thế kỷ đầu tiên của việc hoạt động. Điều này là do hiệu ứng nóng lên chủ yếu là cục bộ đối với trang trại gió, trong khi nồng độ khí nhà kính phải được giảm toàn cầu trước khi các lợi ích được thực hiện.

Miller và Keith lặp lại tính toán với năng lượng mặt trời và nhận thấy rằng các tác động khí hậu của nó nhỏ hơn khoảng 10 lần so với gió.

"Những tác động trực tiếp tới khí hậu của năng lượng gió là ngay lập tức, trong khi lợi ích của việc giảm lượng khí thải lại được tích lũy rất chậm", Keith nói. "Nếu quan điểm của bạn là 10 năm tới, thì năng lượng gió thực sự có - ở một số khía cạnh - tác động khí hậu nhiều hơn than đá hoặc khí đốt. Nếu quan điểm của bạn là nghìn năm tới, thì năng lượng gió có tác động khí hậu ít hơn rất nhiều so với than đá hoặc khí đốt".

"Nghiên cứu này không nên được xem như là một lời phê phán cơ bản về năng lượng gió", ông nói. "Một số tác động của khí hậu gió sẽ có lợi - một số nghiên cứu toàn cầu cho thấy sức gió làm nguội các vùng cực. Thay vào đó, nghiên cứu này nên được xem như là một bước đầu tiên trong việc nghiêm túc hơn trong việc đánh giá những tác động này đối với tất cả năng lượng tái tạo. Hy vọng rằng với nghiên cứu của chúng tôi, kết hợp với các quan sát trực tiếp gần đây, đánh dấu một bước ngoặt mà tác động khí hậu của điện gió bắt đầu nhận được sự cân nhắc nghiêm túc trong các quyết định chiến lược về khử cacbonat hệ thống năng lượng".
Đ.T.N (NASATI), theo https://scitechdaily.com/wind-farms-cause-more-environmental-impact-than-previously-thought/, 23/10/2018

Tin khác

Liên kết website Liên kết website

  Cổng Thông tin điện tử  SỞ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ TỈNH NGHỆ AN


Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Nghệ An. 

Số 75 Nguyễn Thị Minh Khai, TP. Vinh, Nghệ An

Điện thoại: 02383.844500 - Fax: 02383.598478

Email: khcn@khcn.nghean.gov.vn


Cơ quan thiết lập: Trung tâm Thông tin KHCN và Tin học Nghệ An
Số 75A Nguyễn Thị Minh Khai, TP. Vinh, Nghệ An
Điện thoại: 02383.837448 - 02383566380.   Email: webkhcnnghean@gmail.com
Người chịu trách nhiệm: Võ Hải Quang, Giám đốc TT Thông tin KHCN và Tin học Nghệ An
Giấy phép thiết lập số: 23/GP-TTĐT ngày 28/3/2017 do Sở TT&TT Nghệ An cấp

 

 

@ Ghi rõ nguồn ngheandost.gov.vn khi phát hành lại thông tin từ website này.