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暖化下的“风旱”时代,风力发电恐无用武之地

转向再生能源是全球趋势,但这一年在欧洲经历过几乎连微风都没有的日子,导致风力发电量远不如预期。科学家警告,北极迅速变暖导致与热带的温差正在缩小,将引发“全球静止”现象,即使2050年后达到净零排放,限制温度上升,北半球的风力也会显著减弱,人类对风能寄与厚望,最后可能会无用武之地。

现在多国政府都在大力兴建风力发电机,陆上不够用就建到海上。但是风力发电机需要风,科学家早就警告,与缺水一样,气候变化不只影响温度而已,风力的形态也会改变。

科学家称为“风旱”是指一个地区长时间没有风,或者风速比平时慢。去年IPCC报告就增,在全球大多数地方,风速急剧降低,原因是北极温度变暖,使世界上冷热地区的温度差异较小,打破风平衡。IPCC在最新报告中预测,到2050年整个欧洲的平均风速将下降6%至8%,随着暖化加剧,风旱在未来几年可能会成为一个更严重的问题。

风力发电机需要在每小时14~90公里的风速范围内运行,因此风速下降会对风力发电产生重大影响。去年全年风速比往年低15%,是英国近60年来风力最小的时期,高温炎热的夏秋季节特别严重,2021年9月,英国风电场的发电量仅为2%,低于去年同期的18%,迫使政府重启两个存档的燃煤电厂。最近西欧地区无风让英国风力发电机再度接近停转,昨天一天风力发电仅占英国电力的3.4%。

风旱不是一次性的,从1978年到2010年,风速平均每十年下降2.3%,预计到本世纪末将下降10%。去年欧洲平均风速低于1991~2020年的地区包括北海、北斯堪的纳维亚半岛和东欧的大片区域,风速降低5~10%。爱尔兰、法国南部和德国捷克边境下降,巴尔干地区和土耳其的风速增加5~15%。

2021年的风旱对北欧打击尤其严重,尤其是那些最依赖风能的国家,如丹麦44%的能源来自风能,爱尔兰风能在总能源生产中的份额为31%。德国和英国的负载系数,即实际输出与理论最大值的比率下降13%,爱尔兰和捷克共和国下降15%至16%。由于平均风速降低,丹麦能源公司Ørrsted报告亏损380欧元。德国能源公司RWE承认因去年利润下降38%。

随着风速变得越来越不稳定,风能的成本将变得更加不可预测,供应也将更加不可靠,除非能源行业投资大型存储系统,捕获大风天产生的多余能量,供给无风的气候下使用。总体而言,风能在欧洲总能源结构中占比越来越高,无风的情况将会加深电力危机。

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