Ekologia. Czy zielona energia jest naprawdę zielona

Wraz z energią słoneczną, energia wiatrowa ma szansę stać się kluczowym filarem globalnego zaopatrzenia w energię odnawialną.

Wytwarzanie energii z wiatru jest nie tylko neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla, ale w sposób przyjazny dla klimatu może być również wykorzystywane do produkcji wodoru i paliw syntetycznych, takich jak nafta i olej napędowy.

Wraz ze słońcem, siła wiatru jest tak obfita, że może kilkakrotnie zaspokoić całe globalne zapotrzebowanie na energię. Będzie to miało zasadnicze znaczenie dla transformacji energetycznej.

Ale co z negatywnymi aspektami? Jak dużą część turbiny wiatrowej można poddać recyklingowi? Co z wpływem na zwierzęta, zwłaszcza na ptaki? I jaki jest ślad węglowy energii wiatrowej w całym okresie jej użytkowania?

Koszt ekologiczny turbin wiatrowych

Budowa turbin wiatrowych jest procesem bardzo energochłonnym, zwłaszcza produkcja stalowych wież i betonowych fundamentów.

Według Niemieckiej Agencji Ochrony Środowiska (UBA) elektrownie wiatrowe potrzebują od 2,5 do 11 miesięcy, aby wytworzyć taką ilość energii, jaka była potrzebna do ich budowy.

Przeciętnie turbiny wiatrowe są eksploatowane przez około 25 lat. W tym czasie wytwarzają one 40 razy więcej energii w porównaniu z energią potrzebną do produkcji, eksploatacji i utylizacji elektrowni wiatrowej. Tzw. emisje upstream, generowane głównie poprzez produkcję wysokoemisyjnej stali i cementu, są wliczone w ogólny bilans węglowy cyklu życia turbiny wiatrowej.

Według danych UBA, nowo wybudowana lądowa turbina wiatrowa wytwarza około 9 gramów CO2 na każdą wyprodukowaną kilowatogodzinę (kWh). Nowa elektrownia na morzu emituje 7 gramów CO2 na kWh.

W porównaniu z innymi technologiami, energetyka wiatrowa wypada dobrze pod względem emisji dwutlenku węgla. Dla porównania, elektrownie słoneczne emitują 33 gramy CO2 na każdą wyprodukowaną kWh. Tymczasem energia wytwarzana z gazu ziemnego wytwarza 442 gramy CO2 na kWh, energia z węgla kamiennego 864 gramy, a energia z węgla brunatnego 1034 gramy.

Według badań zleconych przez światowy ruch antynuklearny WISE, energia jądrowa wytwarza około 117 gramów CO2 na kWh, biorąc pod uwagę emisje spowodowane wydobyciem uranu oraz budową i eksploatacją reaktorów jądrowych.

Recykling turbin wiatrowych

W ostatnich trzech dekadach nastąpił gwałtowny rozwój energetyki wiatrowej. W 1991 roku w Niemczech zbudowano 50 turbin wiatrowych o mocy 100 kilowatów. Do 2001 roku do sieci podłączono kolejne 2000 turbin o mocy 1300 kilowatów.

Przy dobrej konserwacji, te małe elektrownie mogą pracować przez ponad 30 lat i można je obecnie znaleźć w wielu krajach.

Ze względu na długi okres eksploatacji dotychczas wycofano z użytku tylko kilka starych elektrowni. Jednak do 2050 roku trzeba będzie zamknąć nawet 50 000 farm wiatrowych i zastąpić je nowszymi i znacznie bardziej wydajnymi technologiami.

Będzie to wymagało utylizacji dużej części betonu znajdującego się w fundamentach, stali w wieży i przekładni oraz mieszanki plastiku z włóknem szklanym lub węglowym stosowanej w łopatach wirnika.

Beton może zostać skruszony i wykorzystany w robotach drogowych, a stal może zostać przetworzona na nową. Inne cenne metale, takie jak miedź i aluminium, również mogą być ponownie wykorzystane.

Recykling łopat wirnika wykonanych z kompozytów plastikowych jest jednak trudniejszy. W Stanach Zjednoczonych stare łopaty wirników trafiały do tej pory na wysypiska śmieci. W Europie były one najczęściej wykorzystywane jako paliwo alternatywne w piecach cementowych i spalarniach odpadów.

Pierwsze nadające się do recyklingu łopaty wirnika dla dużych elektrowni morskich są obecnie produkowane w Danii. Do roku 2030 firma Siemens Gamesa, zajmująca się budową elektrowni, planuje sprzedawać wyłącznie łopaty wirnika nadające się do recyklingu. Od roku 2040 produkcja elektrowni wiatrowych tej firmy ma być całkowicie neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla.

Energia wiatrowa a zwierzęta

Szybka ekspansja energetyki wiatrowej przyczyni się do redukcji emisji CO2, spowolnienia globalnego ocieplenia i utraty bioróżnorodności.

Jednak niektórzy ekolodzy domagają się, aby elektrownie wiatrowe nie były instalowane w rezerwatach przyrody lub w miejscach postoju ptaków wędrownych, aby nie narażać zwierząt na niebezpieczeństwo.

Aby złagodzić ten wpływ, coraz więcej dużych elektrowni wiatrowych jest wyposażanych w kamery i oprogramowanie, które ma na celu uniknięcie kolizji z ptakami poprzez wyłączanie turbin, zanim podlecą one zbyt blisko.

Ale w tym sektorze trzeba wziąć pod uwagę nie tylko ptaki. W przypadku morskich farm wiatrowych, wieloryby, foki i ryby są również niepokojone przez hałaśliwe prace budowlane podczas stawiania fundamentów na dnie morza.

Z technicznego punktu widzenia, problem ten został w dużej mierze rozwiązany dzięki pierścieniowi z maleńkich pęcherzyków powietrza stosowanemu podczas prac budowlanych, który tłumi hałas o około 90 proc.

Morskie elektrownie wiatrowe mogą mieć nawet pozytywny wpływ na zwierzęta morskie, ponieważ dany obszar nie może już być wykorzystywany do połowów włokami, co pozwala na odbudowę zasobów rybnych. Co więcej, fundamenty elektrowni są kolonizowane przez stworzenia morskie, takie jak małże.

Mniej wiatru przez zmiany klimatu?

Ciepłe lata są często bezwietrzne, a w wielu miejscach w chłodniejszych miesiącach i w zimie jest burzliwie.

Nie oznacza to jednak, że zmiany klimatyczne zagrażają energetyce wiatrowej. Naukowcy uważają, że wzrost temperatury nie spowoduje znacznego obniżenia globalnej siły wiatru.

Wprawdzie strumień odrzutowy znajdujący się na wysokości od 8 do 12 kilometrów nad poziomem morza jest spowalniany przez globalne ocieplenie, ale nie ma to wpływu na całoroczną wydajność energetyczną elektrowni wiatrowych.

Ostatecznie wzrost temperatury nie będzie miał większego wpływu na moc elektrowni wiatrowych, bo podczas gdy lata będą mniej wietrzne, przyszłe zimy staną się bardziej obfite w wiatr.