ال مصادر الطاقة البديلة إنهم يلعبون دورًا حاسمًا في مكافحة تغير المناخ. وبينما يتجه العالم نحو اقتصاد منخفض الكربون، فإن طاقة الرياح اكتسبت أهمية خاصة لقدرتها على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتقديم بديل قابل للتطبيق للوقود الأحفوري.
تقييم توربينات الرياح سيمنز
سيمنز نشرت دراسات توضح بالتفصيل توازن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لتوربينات الرياح الخاصة بها، مع تسليط الضوء على كيف يمكن لتوليد طاقة الرياح أن يحقق تأثيرًا بيئيًا أقل بكثير. في الحالة المحددة لنموذج توربينات الرياح الأرضية SWT-2-3.2، يقدر وقت عودة الطاقة للتوربين بـ 113 أشهر.
وفقًا لهذه البيانات، في مزرعة رياح يبلغ متوسط سرعة الرياح فيها 8,5 م/ث، ستعمل التوربينة لفترة كافية في أقل من نصف عام لتوليد الطاقة اللازمة لتعويض كل استهلاك الطاقة المرتبط بدورة حياتها. بما في ذلك التركيب والصيانة والتفكيك. وقد تم تضمين هذا الأداء البيئي في "إعلانات المنتجات البيئية" (EPD)، مما يوفر رؤية كاملة لتأثيرها. تعتبر هذه التقييمات ضرورية لمعرفة البصمة الكربونية الحقيقية لمزرعة الرياح وقدرتها على تقليل الانبعاثات على مستوى العالم.
الحد من الانبعاثات في مشاريع الرياح الكبيرة
وفي مشروع أكبر، يضم 80 توربينًا من طراز Siemens D6، يمكن أن تصل كمية الطاقة المولدة إلى 53 مليون ميجاوات في الساعة، مما سيسمح بتوفير 45 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون. بمعنى آخر، ما يعادل ما يمكن أن تمتصه غابة مساحتها 2 كيلومترًا مربعًا خلال 1.286 عامًا.
ويصبح هذا التوفير ذا أهمية أيضًا عند مقارنته بالأرقام العالمية لأنواع أخرى من توليد الطاقة. في حين أن الانبعاثات من طاقة الرياح موجودة فقط 7 g / kWh، فإن المتوسط العالمي لتوليد الطاقة من الوقود الأحفوري ينبعث حوالي 865 g / kWhمما يعني انخفاضًا يقارب 99٪ عند التحول إلى طاقة الرياح.
استهلاك الطاقة والبصمة الكربونية
أثبتت طاقة الرياح البرية أنها واحدة من أكثر الحلول كفاءة في التحول نحو النماذج المستدامة. وفقاً لدراسة حديثة، يمكن لمزرعة الرياح أن تعوض انبعاثات الغازات الدفيئة في غضون 20 دقيقة فقط 1,5-1,7 سنوات. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها استهلاك استهلاك الطاقة اللازم لتصنيعها وتركيبها وتفكيكها خلال 0,4 إلى 0,5 سنة فقط، مما يؤكد مكانتها الرئيسية في الكفاح من أجل طاقة أنظف.
على سبيل المثال، في حالة مزرعة الرياح هاراباكي، المكونة من 41 توربينًا، فإن البصمة الكربونية المقدرة هي 10,8 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. ويمكن تخفيض هذه القيمة بشكل أكبر في المستقبل مع التقدم التكنولوجي الذي يسهل إعادة تدوير المجارف توربينات الرياح، مما يسمح بتقليل انبعاثاتها إلى 9,7 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة. ويمكن إعادة تدوير هذه الشفرات، التي يتم التخلص منها حاليًا في مدافن النفايات، ميكانيكيًا أو كيميائيًا، مما يحسن التأثير البيئي الإجمالي لمزارع الرياح.
وبصرف النظر عن إعادة التدوير، من المهم الاستمرار في تحسين عمليات التصنيع. على وجه الخصوص، مزارع الرياح البحرية وهم يواجهون تحديات إضافية فيما يتعلق بلوجستيات النقل والتركيب، والتي يمكن أن تمثل ما يصل إلى 10% من إجمالي الانبعاثات.
تحدي إعادة التدوير في توربينات الرياح
لا تزال إعادة تدوير المكونات، وخاصة الشفرات، واحدة من أكبر التحديات التي يواجهها قطاع طاقة الرياح. على الرغم من أن طاقة الرياح البرية أظهرت بصمة كربونية منخفضة للغاية مقارنة بالمصادر الأحفورية، فإن الافتقار إلى حلول اقتصادية لإعادة تدوير بعض المكونات، وخاصة الشفرات، لا يزال يثير تساؤلات حول الاستدامة الشاملة لمصدر الطاقة هذا.
اليوم، غالبًا ما ينتهي الأمر بشفرات توربينات الرياح في مدافن النفايات بسبب عدم الجدوى التجارية لتقنيات إعادة التدوير الحالية. ومع ذلك، فإن إعادة تدوير هذه المواد تتم دراستها بالفعل باستخدام التقنيات الميكانيكية والكيميائية التي يمكن أن تقلل الانبعاثات بشكل كبير.
تكنولوجيا الرياح البحرية وتأثيرها على البيئة
تظهر توربينات الرياح البحرية، المعروفة بقدرتها على تسخير تيارات الرياح البحرية القوية بشكل أفضل، كحل رئيسي لزيادة قدرة إنتاج الرياح. وتشير تقديرات دراسة أجريت على مشروع بحري يضم 80 توربينة رياح من شركة سيمنز إلى أن المجمع سيولد 53 مليون ميجاوات/ساعة طوال عمره الإنتاجي، مما سيوفر 45 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون.
وبالإضافة إلى ذلك، تتم دراسة أوجه التآزر الجديدة بين طاقة الرياح البحرية واحتجاز الكربون. اقترح الدكتور ديفيد غولدبرغ، من جامعة كولومبيا، نموذجاً يدمج الالتقاط المباشر لثاني أكسيد الكربون من الهواء، مع الاستفادة من التجاوزات في إنتاج الطاقة في الحديقة. ومن الممكن أن تسمح هذه التكنولوجيا ليس فقط بتوليد الكهرباء النظيفة، بل وأيضاً بعزل الكربون في قاع البحر، مما يفتح الباب أمام استخدام طاقة الرياح كأداة فعالة لمكافحة الانحباس الحراري العالمي.
وتمثل مزارع الرياح البحرية تحديات تقنية إضافية بسبب موقعها البعيد، ولكنها في المقابل توفر إمكانات أكبر بكثير لتوليد الطاقة. ومن المتوقع أن تكون مثل هذه التقنيات أساسية لتحقيق الأهداف العالمية الطموحة لخفض ثاني أكسيد الكربون.
ومع استمرار تطور صناعة الرياح، الأبحاث المتعلقة ب طاقة الرياح البحرية ويفتح دمجها مع تدابير احتجاز الكربون إمكانيات جديدة لتقليل الانبعاثات بشكل أكثر كفاءة. ولن يساهم هذا في توفير ملايين الأطنان من ثاني أكسيد الكربون فحسب، بل سيساهم أيضًا في تقليل غازات الدفيئة في الغلاف الجوي بشكل أكثر نشاطًا.
إن الطريق إلى طاقة أنظف مليء بالتحديات، لكن طاقة الرياح تمكنت من التكيف والتحسن بمرور الوقت. ومن تحسين المواد المستخدمة في تصنيع التوربينات، إلى التقدم في إعادة التدوير والتكامل مع التقنيات الجديدة مثل احتجاز ثاني أكسيد الكربون، تضع صناعة طاقة الرياح نفسها كركيزة أساسية في الحد من الانبعاثات طويلة المدى.