Mennyi szélenergia nyerhető ki a légkörből?

Két, egymástól függetlenül dolgozó kutatócsoport eredményei szerint jóval több, mint amennyire valaha is szükségünk lehet.

Mennyi szélenergia nyerhető ki a légkörből?

Két, egymástól függetlenül dolgozó kutatócsoport eredményei szerint a világ szükségleteit bőségesen kielégítő energiamennyiség lenne kinyerhető a szélből a bolygó klímájának jelentős megváltoztatása nélkül. A szélenergia egyre népszerűbbnek számít a megújuló energiaforrások körében. Az Egyesült Államok a tervek szerint 2030-ra áramszükségletének ötödét ebből a forrásból fogja fedezni. Felvetődik azonban a kérdés, hogy vajon mennyi szélenergiára lenne szükség az egész bolygó ellátásához, és hogy a légköri mozgások ilyen mértékű megcsapolása milyen hatással lenne a Földre.

A Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium klímakutatója, Katherine Marvel és kollégái létrehoztak egy globális éghajlati modellt, és ennek segítségével elemezték, hogy adott számú és adott magasságokban elhelyezett szélturbina milyen hatással lehet a légkörre. A szélkerekeket hagyományosan sík területekre szokás telepíteni, alföldekre, vagy az óceánok partmenti vizeibe, Marvel és kollégái szerint azonban lehetséges, hogy több energiához lehetne jutni az erősebben és kitartóbban fújó nagy magasságú szelek kiaknázása révén.

Egy biztos: bármilyen szélturbináról van is szó, az mindenképp lelassítja azt a szelet, amelynek útjába helyezzük. A kutatók modellje szerint egy bizonyos számú szélkerék fölött már nem nő tovább a megtermelt áram mennyisége. A szimulációk alapján azonban nem nagyon kell aggódni, a felszíni szelekből legalább 400 terawatt teljesítmény nyerhető ki, a nagy magasságú szelekből pedig további több mint 1800 terawatt. Tekintve, hogy az emberiség teljes energiafogyasztása jelenleg nagyjából 18 terawatt, a Föld több mint elég szélenergiával rendelkezik minden igényünk ellátására.

A modell segítségével azt is megnézték a kutatók, hogy mi történne, ha a maximális hozzáférhető energiamennyiség nagy részét tartósan kinyernénk a szelekből. A jelek szerint egy száz éves ilyen periódus már jelentős hosszú távú hatásokkal járna, mivel alapvetően változtatná meg a légköri áramlások rendszerét. Mivel azonban a maximális, szelekből kinyerhető energiamennyiség messze meghaladja azt, amire az emberiségnek szüksége van, közel sem kell ilyen drasztikusan beavatkoznunk a bolygó klimatikus viszonyaiba, hangsúlyozza Marvel.

A jelenlegi energiaszükségleteknek megfelelő mennyiség szélből való kinyerése ellenben minimális hatással lenne a légkörre, feltéve, hogy a turbinák egyenletesen oszlanának el a bolygó felszínén. Ilyen körülmények között az átlaghőmérsékletben 0,1 Celsius fokos, a csapadékmennyiségben pedig egy százalékos változás lenne várható.

Egy másik kutatás során Mark Jacobson, a Stanford és Cristina Archer, a Delaware-i Egyetem kutatója háromdimenziós számítógépes modell segítségével elemezték a légkör, a szárazföld és az óceánok globális interakcióit. Ennek eredményei alapján kiszámították, hogy mennyi energiát tudnának kinyerni a légkörből száz méteres, illetve 10 kilométeres magasságba elhelyezett turbinák révén.

Kalkulációik szerint a manapság megszokott magasságban elhelyezett szélkerekek révén az összes kontinens (az Antarktiszt kivéve) és partvidékeik területét is beleszámítva 80 terawatt teljesítmény termelhető ki, ha pedig az egész bolygót képesek lennénk beborítani ilyen magasságú szélturbinákkal, 250 terawatthoz juthatnánk hozzá. A nagy magasságú szelek kiaknázása révén további 380 terawatt válhatna hozzáférhetővé.

A két kutatócsoport eredményei közt jelentős eltérések vannak, ennek az lehet az oka, hogy Jacobson és Archer specifikus magasságokat vizsgáltak, Marvel kutatócsoportja pedig a teljes légkört. „Nagyon eltérő megközelítések révén is hasonló következtetésekre jutottunk, ami még inkább megerősíti az eredmények helyességét” ‒ mondja Archer.

Jacobsonék számításai szerint 4 millió darab öt megawattos szélturbina egyenletesen eloszlatva a Földön 7,5 terawatt teljesítményt jelentene a légköri viszonyok észlelhető megváltoztatása nélkül. Ez pedig a világ energiaszükségletének egy jelentős darabját fedezhetné. A szakértők elképzelései szerint ezen szélkerekek felét a partvidéki vizekbe telepítenék, így a maradék mindössze a szárazföldi területek fél százalékát foglalná el. Ezen szárazföldi részeket sem kellene kizárólag a szélerőműveknek fenntartani, hanem egyúttal például mezőgazdasági területként is szolgálhatnának. A turbinák az egyenletes elosztás révén nagyobb hatásfokkal tudnának működni, és nem kellene attól félni, hogy elveszik egymástól a szelet.

Azt persze egyik modell sem veszi figyelembe, hogy milyen szociális, környezeti vagy éppen pénzügyi következményekkel kell számolni a turbinák telepítésekor, valamint azt a fontos faktort is figyelmen kívül hagyják, hogyan milyen hatással lenne 4 millió szélkerék a madarak életére. A szimulációk úgy számolnak, mintha bárhova lehetne szélturbinát telepíteni, ahol megfelelő terep áll rendelkezésre, holott mindannyian tisztában vagyunk azzal, hogy számos egyéb tényező bonyolítja a dolgot. A tárgyalt kutatások elsősorban arra koncentrálnak, hogy milyen hatással lenne a szélenergia intenzívebb kiaknázása a Föld éghajlatára, így az egyéb tényezők figyelembevételére további elemzésekre lesz szükség. Mindenesetre úgy tűnik, hogy a szélenergia felhasználásában még bőven van hova terjeszkedni a légkör megzavarása nélkül. 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward