Windenergie is schone energie, maar uit een tweetal studies van twee Harvardonder-zoekers blijkt dat er zelfs aan deze schone energievorm nog wel wat smetjes kleven. Zo blijkt dat windenergie plaatselijk voor hogere temperaturen kan zorgen terwijl de andere studie suggereert dat de energiedichtheid van windenergie veel kleiner is dan tot nu toe aangenomen. Dat wil dus zeggen dat er meer vierkante meter windpark nodig is om een bepaalde hoeveelheid energie op te wekken dan tot nu toe werd aangenomen, zo’n twintig keer meer.
“Wind is qua milieu beter dan kolen, maar dat betekent niet dat de milieueffecten daarvan verwaarloosbaar zijn”, zegt onderzoeker David Keith. “We moeten gauw af van de fossiele brandstoffen om de broeikasgasuitstoot te stoppen. Als we dat doen moeten we kiezen tussen verschillende klimaatvriendelijke technologieën, die allemaal sociale en/of milieueffecten hebben.”
Een van de zaken die voor die keuze duidelijk moet worden is hoeveel land er nodig is voor het voldoen aan de energievraag. In eerder onderzoek waren Keith en medeonderzoekers al tot de conclusie gekomen dat de opwekcapaciteit van grootschalige windparken werd overschat. In de schattingen werd geen rekening gehouden met de wisselwerking tussen de turbines en de atmosfeer. Elke windmolen heeft zijn eigen windschaduw, waar de wind is afgeremd. Bij het ontwerpen van windparken wordt daar, uiteraard, rekening mee gehouden, maar hoe meer windparken er komen, hoe groter het probleem wordt.
Vreemd genoeg was dat oude onderzoek niet gebaseerd op waarnemingen, maar op rekenmodellen alleen. Een paar maanden geleden kwamen er gegevens van 57 636 windmolens in de VS ter beschikking. Samen met andere gegevens dienden ze Keith en medeonderzoeker Lee Miller de mogelijkheid de energiedichtheid (dwz aantallen opgewekte kWu-en per vierkante meter) te berekenen van 411 windparken en 1150 zonne-energiesystemen die in de VS in 2016 actief waren.

Tot honderd keer lager

“De energiedichtheid voor wind was tot honderd keer lager dan geschat door vooraanstaande deskundigen”, zegt Miller. “De meeste schattingen houden geen rekening met de turbine/atmosfeerwisselwerkingen. Die zijn voor een alleenstaande molen niet van belang maar met windparken van vijf en tien kilometer diepte hebben die een grote invloed.” De windenergiedichtheden die Keith en Miller berekenden waren dan ook veel lager dan die het Amerikaanse ministerie van energie en het VN-klimaatforum hanteren.
Ook bij zonne-energie kwamen de onderzoekers op een lagere energiedichtheid uit dan tot nu toe werd aangenomen. Die dichtheid is weliswaar tien keer hoger dan van windenergie, maar komt ook veel lager uit dan waarmee tot nu toe werd/wordt gerekend, stellen de onderzoekers.

Opwarming

Het tweede onderzoek, ook van Miller en Keith, bekeek de invloed die windparken hebben op het klimaat. Ze gebruikten weergegevens in de VS tussen 2012 en 2014 voor hun berekeningen. Ze ‘bebouwden’ eenderde van het landoppervlak van de VS om de elektriciteitsbehoefte van de VS te dekken. Uit hun rekenmodel rolde dat in dat scenario de VS bijna een kwart graad warmer zou worden, met plaatselijk uitschieters van 1,5°C ’s nachts.
Die opwarming is een gevolg van het roereffect (turbulentie) dat de windturbines teweegbrengen. Daardoor schijnt de temperatuur op de grond hoger te worden (warme lucht is lichter dan koude). Overigens zouden al meer dan tien onderzoeken dat effect nabij windparken hebben aangetoond. De onderzoekers vergeleken hun resultaten ook met satellietgegevens van Noord-Texas en die zouden hun resultaten ondersteunen. Overigens heeft dit niets met aardopwarming te maken. Functionerende windmolens dragen daar niet aan bij en voorkomen de vorming van broeikasgassen als alternatief voor met fossiele brandstoffen opgewekte energie.

De onderzoekers geven onmiddellijk toe dat het niet erg waarschijnlijk is dat de VS hun stroombehoefte geheel uit windenergie zullen halen, maar ze vonden ook plaatselijke opwarming bij minder ingrijpende scenario’s.

De volgende vraag was dan wanneer de voordelen van windenergie met betrekking tot de uitstoot van broeikasgassen wordt ingehaald door de nagenoeg momentane effecten van windenergie. De onderzoekers kwamen tot de slotsom dat de opwarming de eerste honderd jaar groter is dan het terugdringen van de broeikasgasuitstoot. Dat heeft er mee te maken dat de opwarming onmiddellijk plaatselijk gevoeld wordt terwijl de uitstoot op wereldschaal moet worden teruggedrongen voor daarvan het effect merkbaar is. Keith en Miller berekenden de effecten ook voor zonne-energie en die bleken tien keer kleiner dan voor wind. Waar dat klimaateffect in zonnepanelen zit leggen de onderzoekers niet uit in hun persbericht. Ik neem aan dat dat te maken heeft met de productie van de panelen.
Keith: “De klimaateffecten van windenergie zijn momentaan, terwijl de gunstige effecten langzaam optellen. Als je horizon tien jaar is, dan heeft windenergie bepaalde opzichten meer invloed op het klimaat dan kolen of gas. Als je horizon duizend jaar is dan heeft windenergie enorm veel minder invloed op het klimaat (ten kwade, neem ik aan dat hij bedoelt; as) dan kolen en gas.”

De Harvardonderzoeker wil met zijn onderzoeken geen fundamentele kritiek leveren op windenergie. “Sommige effecten op het klimaat van windenergie zijn gunstig. Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat windenergie de poolstreken koelt. Je moet dit onderzoek meer zien als de eerste stap om die effecten op het klimaat van alle hernieuwbare energie te berekenen.” Dat alles is bedoeld voor de beleidsmakers, die met die informatie beter gefundeerde beslissingen kunnen nemen over hoe we een desastreuze aardopwarming het beste kunnen voorkomen, is zijn verhaal.

Bronnen: EurekAlert, Futura-Sciences