Muhasta kot veter, žge kot sonce. Temna stran obnovljive energije

Obnovljivi viri energije niso le sanje, upi in optimistične napovedi. Resnica je tudi, da obnovljivi viri energije povzročajo veliko zmede v energetskem svetu in povzročajo težave, ki jih tradicionalna omrežja in sistemi ne morejo vedno rešiti. Njihov razvoj prinaša številna neprijetna presenečenja in vprašanja, na katera še ne moremo odgovoriti.

Energija, proizvedena v obnovljivih virih energije – vetrnih elektrarnah in fotovoltaičnih napravah – je pravi izziv za nacionalne energetske sisteme.

Poraba energije v omrežju ni konstantna. Podvržen je dnevnim nihanjem v precej velikem razponu vrednosti. Njegova regulacija s strani elektroenergetskega sistema ostaja težavna, saj je povezana s potrebo po zagotavljanju ustreznih parametrov omrežnega toka (napetost, frekvenca). Pri klasičnih elektrarnah, kot je parna turbina, je zmanjšanje moči mogoče z zmanjšanjem tlaka pare ali hitrosti turbine. Takšna regulacija v vetrni turbini ni mogoča. Hitre spremembe moči vetra (kot so nevihte) lahko resda proizvedejo znatno količino energije v kratkem času, vendar jih električno omrežje težko absorbira. Prenapetost v omrežju ali njegova začasna odsotnost pa predstavlja nevarnost za končne uporabnike, stroje, računalnike itd. pametna omrežja, ti opremljen z ustreznimi orodji, vključno s sistemi za shranjevanje energije, učinkovitimi in celovitimi distribucijskimi sistemi. Vendar je takih sistemov na svetu še malo.

Umetniško delo avstralskih Zelenih, ki slavi ničelne emisije toplogrednih plinov

Izjeme in neizkoriščena pooblastila

Izpad električne energije, ki je septembra lani prizadel Južno Avstralijo, so povzročile težave v devetih od trinajstih vetrnih elektrarn, ki oskrbujejo regijo z elektriko. Zaradi tega je bilo iz omrežja izgubljenih 445 megavatov električne energije. Čeprav so upravljavci vetrnih elektrarn zagotovili, da prelomov ne povzročajo nihanja, značilna za vetrno energijo - torej povečanje ali zmanjšanje moči vetra -, temveč težave s programsko opremo, je vtis o ne povsem zanesljivi obnovljivi energiji težko porušiti.

Dr. Alan Finkel, ki je pozneje po naročilu avstralskih oblasti raziskoval energetski trg, je prišel do zaključka, da je razvoj obnovljivih virov energije diskriminatoren do revnejših slojev družbe. Po njegovem mnenju je ker industrija veliko vlaga v obnovljivo energijo, bi morale cene energije narasti, kar bi najbolj prizadelo najnižje dohodke.. To velja za Avstralijo, ki zapira svoje poceni elektrarne na premog in jih poskuša nadomestiti z obnovljivimi viri energije.

K sreči se je zadnja elektrarna na premog v omenjeni Južni Avstraliji, ki jo je prizadela elektrika, zaprla tik pred opisanimi težavami, maja 2016. Nestanovitnost ponudbe je dobro znana, a še vedno premalo znana težava obnovljivih virov energije. Poznamo ga tudi iz Poljske. Če združite 4,9 GW moči vetrnice, dosežene 26. decembra 2016, ko se je zgodil orkan Barbara, s proizvodnjo domačih turbin teden dni prej, se izkaže, da je bila takrat sedemdesetkrat manjša!

Nemčija in Kitajska sta že ugotovili, da za učinkovito delovanje nove energije ni dovolj zgraditi mlinov na veter in sončnih celic. Nemška vlada je bila nedavno prisiljena plačati lastnikom vetrnih turbin, ki gojijo gobe, za izklop električne energije, ker prenosna omrežja niso zmogla dobavljene obremenitve. Tudi na Kitajskem so težave. Tam elektrarne na premog, ki jih ni mogoče hitro vklopiti in izklopiti, povzročijo, da vetrne turbine 15 % časa mirujejo, saj omrežje ne more sprejemati energije iz elektrarn in turbin. To še ni vse. Sončne elektrarne tam gradijo s tako hitrostjo, da prenosno omrežje ne more sprejeti niti 50 % energije, ki jo proizvedejo.

Vetrne turbine izgubljajo moč

Lansko leto so raziskovalci z nemškega inštituta Maxa Plancka v Jeni v prestižni znanstveni reviji Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) objavili članek, v katerem so pokazali, da je učinkovitost velikih vetrnih elektrarn precej nižja od tiste, ki bi lahko bila le posledica njihove lestvica. Zakaj količina prejete energije ni linearno odvisna od velikosti instalacije? Znanstveniki domnevajo, da so vetrnice same tiste, ki upočasnjujejo veter s svojo energijo, kar pomeni, da če je na določenem območju nameščenih veliko, jih nekatere od njih ne bodo prejele v zadostnih količinah, da bi delovale z največjo učinkovitostjo.

Raziskovalci so uporabili podatke iz številnih velikih vetrnih elektrarn in jih primerjali s podatki posameznih vetrnih turbin, da bi ustvarili model, ki temelji na že znanih modelih vetrne mehanike. To je omogočilo opazovanje podnebja na območju mlinov na veter. Kot ugotavlja dr. Lee Miller, eden od avtorjev publikacije, je ocenjena energetska učinkovitost izoliranih vetrnih turbin bistveno višja od opažene za njihove celotne instalacije.

Znanstveniki so ugotovili, da bi v skrajnem primeru vetrna turbina, ki se nahaja na območju visoke gostote takšnih naprav, lahko proizvedla le 20% potencialno razpoložljive električne energije, če bi bila nameščena sama.

Znanstveniki so uporabili razvit model vpliva vetrnih turbin, da bi ocenili njihov globalni vpliv. Tako je bilo mogoče izračunati, koliko energije

Električna energija se lahko proizvaja v svetovnem merilu z uporabo vetrnih turbin. Izkazalo se je, da le približno 4 % zemeljske površine lahko potencialno ustvari več kot 1 W/m.²in v povprečju približno 0,5 W / m² – Te vrednosti so podobne prejšnjim ocenam, ki temeljijo na naprednih podnebnih modelih, vendar približno desetkrat nižje od ocen, ki temeljijo izključno na lokalnih srednjih hitrostih vetra. To pomeni, da ob ohranjanju optimalne porazdelitve vetrnih turbin planet ne bo lahko prejel več kot približno 75 TW vetrne energije. Vendar je to še vedno precej več od trenutno instalirane električne moči na svetu (okoli 20 TW), zato ni razloga za skrb, glede na to, da danes na Zemlji deluje le okoli 450 MW vetrne energije.

Masaker letečih bitij

V zadnjih letih so se pojavila poročila in informacije o ubijanju ptic in netopirjev s strani vetrnih turbin. Znani so strahovi, da stroji, ki se vrtijo po pašnikih, prestrašijo krave, poleg tega naj bi proizvajali škodljiv infrazvok ipd. Prepričljivih znanstvenih študij na to temo ni, čeprav so poročila o hekatombah letečih bitij relativno zanesljiv podatek.

Slika iz toplotne kamere, ki prikazuje netopirja, ki ponoči leti blizu vetrne turbine.

Vsako leto več sto tisoč netopirjev napade vetrne elektrarne. Sesalci, ki gnezdijo v krošnjah dreves, zamenjujejo zračne tokove okoli mlinov na veter s tokovi okoli svojih domov, je spletno mesto poročalo leta 2014. Elektrarne naj netopirje spominjajo tudi na visoka drevesa, v krošnjah katerih pričakujejo oblake žuželk ali lastno gnezdo. Zdi se, da to podpirajo posnetki termalne kamere, ki kažejo, da se netopirji z vetrnimi elektrarnami obnašajo enako kot z drevesi. Znanstveniki trdijo, da bi na stotisoče netopirjev lahko preživelo, če bi spremenili zasnovo lopatic rotorja. Rešitev je tudi povečanje praga, pri katerem se začne vrteti. Raziskovalci razmišljajo tudi o opremi turbin z ultrazvočnimi alarmi za opozarjanje netopirjev.

Register trkov teh živali z vetrnimi turbinami, na primer za Nemčijo, ki ga vodi Brandenburška deželna agencija za varstvo okolja, potrjuje množičnost poginov. Ta pojav so raziskovali tudi Američani, ki so potrdili visoko umrljivost netopirjev in ugotovili, da je pogostost trkov zelo odvisna od vremenskih razmer. Pri velikih hitrostih vetra je bilo razmerje udarcev nižje, pri nižjih pa se je število žrtev udarcev povečalo. Mejna hitrost vetra, pri kateri se je stopnja trčenja bistveno zmanjšala, je bila določena na 6 m/s.

Nad kompleksom Ivanpa je zgorela ptica

Kot se je izkazalo, velika ameriška sončna elektrarna Ivanpah žal tudi ubija. Kmalu po lansiranju je The Wall Street Journal objavil, da bi lahko bil kalifornijski projekt zadnji te vrste v ZDA, prav zaradi ptičjih hekatomb.

Kompleks zavzema 1300 hektarjev v eni od kalifornijskih puščav, jugozahodno od Las Vegasa. Ima tri stolpe z višino 40 nadstropij in 350 tisoč ogledali. Ogledala odbijajo sončno svetlobo proti kotlovnicam, ki se nahajajo na vrhovih stolpov. Proizvaja se para, ki poganja generatorje za proizvodnjo električne energije. Dovolj za 140 tisoč. doma. Vendar zrcalni sistem segreje zrak okoli stolpov do 540°C in ptice, ki letijo v bližini, preprosto žive zgorijo. Po poročilu Harvey & Associates je med letom v tovarni umrlo več kot 3,5 ljudi.

Preveč medijskega pompa

Na koncu velja omeniti še en neugoden pojav. Podoba obnovljivih virov energije pogosto trpi zaradi pretiravanja in prekomernega medijskega pompa, ki lahko zavede ljudi o resničnem stanju razvoja te tehnologije.

Naslovi časopisov so na primer nekoč objavili, da bo mesto Las Vegas popolnoma obnovljivo. Slišalo je senzacionalno. Šele po natančnejšem branju in poglobljenem branju navedenih informacij smo ugotovili, da ja - v Las Vegasu prehajajo na 100-odstotno obnovljivo energijo, a le ... občinske stavbe, ki predstavljajo le delček odstotka stavb v tem aglomeracija.

vabimo k branju ŠTEVILKA TEME v zadnji izdaji.