风能的利弊

中国浙江舟山蓝天下的风力涡轮机。“class=

贾宇/盖蒂

风能已经存在了数千年。地球的自由和丰富的风是 - 并且仍然是 - 用于帆船,研磨谷物和泵水。只有最近有人类利用这种力量来制作电力,但它已经是混合物的重要和成长部分,在美国和6%的电网中推动了大约7%的电网,容量更多。

风能具有很大的好处:它是一种相对简单的可再生能源,曾经到位,不需要大量的维护,并且不会污染空气或水。最重要的是,在我们全部开始感受到气候危机的直接影响的世界中,风力涡轮机造成电力温室气体排放

然而,这种清洁能源也造成了挑战,并且具有一些缺点 - 这两个最大的环境影响以及风的固有变异。有缓解的影响,但它们肯定不应该被忽视或淡化。在经济上,风能具有重要的前期成本,但大多数能量都是如此能源,化石燃料设备需要更高的温度,这意味着更高的运营成本。

什么是风能

风是地球自然过程的自然,自由和丰富的副作用,风能是任何捕获能量并将其转换为机械能或电力的系统。

风车,一种古老的风能,利用风通过将风的动能转变为机械能来研磨谷物或泵水。风力涡轮机如风码,具有线束风的叶片,但是该能量变成电网的电力或存储在电池中。

风能的优点

风能最显着的优势是它在没有污染空气或水的情况下产生电力,而不为大气添加温室气体。但它也有一些其他独特的环境和经济效益。

环境效益

风没有促进气候变化。虽然制造和运输风力涡轮机需要能源成本,但一项关于风力涡轮机生命周期的研究发现,它们的碳足迹在运行六个月后就可以通过减少二氧化碳排放得到回报。2019年,通过从风力发电,避免了相当于4200万辆汽车的二氧化碳。

在冬日的电厂和风力涡轮机的看法“class=
Carstenbrandt / Getty Images

可再生能源来源。风不足,它不能耗尽,因此风能的基础是可再生,可持续的供应。这种能量不需要从地面挖出或乘火车或卡车运输 - 这需要额外的能量和排放,并提高化石燃料燃烧植物的成本。和风力涡轮机的新型号每天都越来越高。

零排放。风力涡轮机或风电场一经选址和放置,就不会产生废水或排放物。烟囱不需要擦洗,有毒物质也不需要加工、运输、倾倒或掩埋。

附近不需要水源。不需要用水涡轮机不需要用于冷却机或任何其他目的的水,因此风力涡轮机不需要在水道附近或连接到水源。

经济效益

低运营成本。一旦安装,风力涡轮机的运营成本低。

没有源代价。风能是免费的,因此能源成本为0美元。这些成本节约意味着它比美国最流行的燃煤发电厂更便宜。2016年的一项财务研究发现,无补贴风力发电项目的成本在每兆瓦时32至62美元之间。煤炭成本在每兆瓦时57至148美元之间。预计成本将被下降预计风力会增加力量在一个不断变化的世界中,这可能意味着在未来几年中源于风的能量将会更大。

风力涡轮机和农田在美国中西部“class=
玛西娅·斯特劳布/盖蒂图片

农村社区也从中受益。风能设施也有利于农村经济,因为大多数风电场位于人口较少的地区。例如,明尼苏达州的一个小型风电场为其所在的县每年产生100万美元的税收。

风力发电可能需要更少的补贴才能让人们负担得起。所有大型能源输送系统都得到了政府补贴,包括煤电厂和风电场。但化石燃料行业可能会获得比可再生能源更高的补贴和税收减免,这取决于考虑了哪些因素。在公共土地上开采的人为低成本是否应该计入补贴?环境和金融分析师不同意此事。

风力涡轮机不会有助于空气污染和相关的健康危害。燃煤发电厂已被证明对人们的健康产生负面影响,这导致医疗费用。这些通常不被认为是生产燃煤电力的“成本”。无论这是一种经济效应还是人类健康,或两者都是值得考虑的,因为涉及风力的成本或节省成本。

风力发电是灵活的,允许能源独立。与化石燃料不同,这通常需要集中式发电厂有效创建电力,风电尺寸和空间柔性。(甚至燃烧的家用发电机都仅用于紧急情况 - 它们效率低,也污染了您当地的空气。)

一个风力涡轮机在镇上的房子“class=
乔治·帕汉图里斯/盖蒂图片社

风力涡轮机的尺寸和数量可根据位置和能源需求而变化。虽然风力发电的想法可能会引起有数百个涡轮机的风电场的图像,但也有中小型涡轮机,成对或三分之一的中小型涡轮机,为需要它的人提供了所谓的分布力。在美国,能源部门报告称,这些较小的涡轮机中有超过85,000个,这带来了1,145兆瓦的权力。

可扩展性。小型涡轮机可以动力家庭,牧场,农场或建筑物;较大的涡轮机可用于工业或社区需求的本地发电。

风能的弊端

风力发电有一些重大挑战,其中最著名的是它们对鸟类和蝙蝠的生态影响。涡轮机产生的噪音也被反对者认为是生活在涡轮机附近的人们的生活质量问题。

可靠性

风可靠性可以变化。尽管涡轮机可能90%的时间都在发电,但它们可能无法在100%的容量下工作——平均容量为35%。

不可预测性。低风或无风会关闭风力涡轮机,强风(保护机器)也会关闭风力涡轮机。在这段时间内,维持正常的电力流动需要从电池或其他电源储存风能。

噪音和视觉污染

噪音污染。风力涡轮机会发出噪音,产生50-60分贝的声音(相当于中等降雨量)。这显然会干扰居住在更小涡轮机附近的人们,但有关风力涡轮机噪音对健康影响的数据尚不确定。

野生动物。风力涡轮机的噪音也可能影响野生动物,特别是鸟类和蝙蝠,但也会影响其他使用发声进行交流的动物。

美学。有些人认为风力涡轮机很丑,不喜欢在景观或水面上看到它们。

女孩和自行车在现代风力涡轮机的影子旁“class=
Mischa Keijser / Getty Images

影子闪烁。这是由风力涡轮机的纺纱刀片与低于地平线阳光配对的现象。当刀片移动时,这施放了一个移动的阴影,被认为是闪烁的。对于那些住在涡轮机附近的人来说,它可能是迷失方向和令人不安的,尽管它往往发生在特定的,有时的情况下。暗影闪烁效果可以计算和减轻以最大限度地减少影响。较小的涡轮机没有太多的阴影闪烁问题,因为它们较短,所以这主要是大型涡轮机的问题。

生态效应

鸟类碰撞。风力涡轮机负责大量的鸟死亡。最着名的风险设施鸟类碰撞死亡率研究发现,在大陆美国,风力涡轮机每年在140,000到328,000鸟之间杀死。有缓解(建造来自这些动物的较大群体的风电场,或者在鸟类或蝙蝠接近鸟类或蝙蝠关闭时关闭涡轮机的雷达),但尚未知道这些调整如何有效。无叶片涡轮机可能是这种重要问题的另一个解决方案。

飞行在风电场,东弗里西亚,下萨克森,德国的藤壶鹅群“class=
Gerdtrom / Getty Images

对当地生态系统的影响。风电场和其他大规模工业发展一样,将对当地生态系统产生影响。虽然风电场98%的土地可供动物栖息地使用,但仍有维护道路和其他基础设施,尤其是电力线,这可能对该地区的野生动物产生负面影响。

潜在影响。风电场的一系列生态效应尚不清楚,可能会产生意想不到的后果。例如,在印度进行的研究发现,风电场附近的食肉鸟类减少,蜥蜴增多,破坏了当地捕食者和猎物的平衡。

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