Energia wiatrowa - mity i fakty

2 marca 2023 Autor: dr inż. Michał Kowalczyk Kategoria: Energetyka wiatrowa

Wprowadzenie

Energia wiatrowa jest jednym z najszybciej rozwijających się sektorów energetyki odnawialnej na świecie. W Polsce, mimo znacznego potencjału, rozwój energetyki wiatrowej napotyka na różne przeszkody, w tym również te związane z obawami społecznymi i nieprawdziwymi informacjami. W tym artykule przedstawiamy najczęstsze mity dotyczące energii wiatrowej oraz fakty oparte na badaniach naukowych i doświadczeniach z innych krajów.

Mit 1: Turbiny wiatrowe są bardzo głośne i powodują hałas nie do zniesienia

Mit

Przeciwnicy energetyki wiatrowej często twierdzą, że turbiny generują ogromny hałas, który jest uciążliwy dla mieszkańców okolicznych terenów i powoduje problemy zdrowotne.

Fakty

Nowoczesne turbiny wiatrowe są projektowane z myślą o minimalizacji hałasu. W odległości 400 metrów poziom hałasu generowanego przez turbinę wiatrową wynosi około 35-45 decybeli, co odpowiada szeptowi lub cichej rozmowie. Dla porównania, ruch uliczny generuje hałas na poziomie 70-80 decybeli.

Polskie przepisy określają dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku, które wynoszą 40-45 dB w nocy i 50-55 dB w dzień dla terenów zabudowy mieszkaniowej. Farmy wiatrowe muszą spełniać te normy, co jest weryfikowane w procesie uzyskiwania pozwolenia na budowę.

Co więcej, wraz z rozwojem technologii, turbiny stają się coraz cichsze. Nowe modele turbin mają zoptymalizowany kształt łopat i udoskonalone mechanizmy, które znacząco redukują hałas.

Mit 2: Turbiny wiatrowe zabijają ogromne ilości ptaków i nietoperzy

Mit

Często można usłyszeć, że turbiny wiatrowe są "maszynami do zabijania ptaków" i stanowią poważne zagrożenie dla awifauny.

Fakty

Badania naukowe pokazują, że turbiny wiatrowe odpowiadają za bardzo niewielki procent śmiertelności ptaków w porównaniu z innymi czynnikami antropogenicznymi. Według danych z Ameryki Północnej:

  • Zderzenia z szybami budynków: 550 milionów ptaków rocznie
  • Koty domowe: 1,4-3,7 miliarda ptaków rocznie
  • Zderzenia z pojazdami: 80 milionów ptaków rocznie
  • Zderzenia z liniami energetycznymi: 25 milionów ptaków rocznie
  • Turbiny wiatrowe: 234-573 tysiące ptaków rocznie

Współczesne farmy wiatrowe są planowane z uwzględnieniem tras migracyjnych ptaków i nietoperzy. Przed budową przeprowadza się szczegółowe badania ornitologiczne i chiropterologiczne, a lokalizacje są dostosowywane tak, aby minimalizować potencjalny negatywny wpływ na lokalną faunę.

Technologie się rozwijają - nowsze turbiny mają wolniej obracające się łopaty, co daje ptakom więcej czasu na ich dostrzeżenie i ominięcie. Istnieją również systemy radarowe, które mogą wykrywać zbliżające się stada ptaków i tymczasowo wyłączać turbiny.

Mit 3: Energia wiatrowa jest niestabilna i nie może stanowić podstawy systemu energetycznego

Mit

Krytycy często podnoszą argument, że "wiatr nie wieje cały czas", więc energetyka wiatrowa nie może być niezawodnym źródłem energii i wymaga backup'u w postaci konwencjonalnych elektrowni.

Fakty

Chociaż produkcja energii z wiatru jest zmienna, to dzięki postępowi technologicznemu i odpowiedniemu zarządzaniu siecią, energia wiatrowa może stanowić znaczący element miksu energetycznego.

Kluczowe fakty:

  • Przewidywalność: Współczesne modele pogodowe pozwalają na dość dokładne prognozowanie produkcji energii z wiatru z wyprzedzeniem 24-48 godzin, co umożliwia operatorom sieci odpowiednie planowanie.
  • Uzupełnianie się źródeł OZE: Wiatr i słońce często uzupełniają się nawzajem - wietrzne dni bywają pochmurne, a słoneczne bezwietrzne, co przy odpowiednim zbilansowaniu pozwala stabilizować produkcję.
  • Magazyny energii: Rozwój technologii magazynowania energii (baterie, elektrownie szczytowo-pompowe, wodór) pozwala na przechowywanie nadwyżek energii z okresów wysokiej produkcji na czas niższej generacji.
  • Sieci przesyłowe: Rozbudowa połączeń transgranicznych umożliwia przesyłanie energii z obszarów, gdzie aktualnie wieje wiatr, do miejsc, gdzie jest w danym momencie bezwietrznie.

Przykładem skutecznej integracji energii wiatrowej są Dania i Niemcy. Dania w niektóre dni pokrywa nawet 100% swojego zapotrzebowania na energię elektryczną z wiatru, a jej średni udział w miksie energetycznym przekracza 40%.

Mit 4: Turbiny wiatrowe wywołują syndrom turbin wiatrowych i inne problemy zdrowotne

Mit

Istnieją twierdzenia, że mieszkanie w pobliżu farm wiatrowych prowadzi do tzw. "syndromu turbin wiatrowych" - zespołu objawów takich jak bóle głowy, zawroty głowy, bezsenność, niepokój i inne dolegliwości.

Fakty

Liczne badania naukowe nie potwierdziły istnienia bezpośredniego związku przyczynowo-skutkowego między ekspozycją na turbiny wiatrowe a problemami zdrowotnymi:

  • Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) nie uznaje "syndromu turbin wiatrowych" za jednostkę chorobową.
  • Raport Rady Doradców Naukowych Australijskich Akademii Naukowych z 2015 roku stwierdził, że nie ma dowodów na to, że infradźwięki czy hałas o niskiej częstotliwości z farm wiatrowych mają bezpośredni wpływ na zdrowie ludzi.
  • Badania przeprowadzone w Kanadzie i Danii na dużych próbach osób mieszkających w pobliżu farm wiatrowych nie wykazały zwiększonej częstości występowania problemów zdrowotnych w porównaniu z grupami kontrolnymi.

Zaobserwowane dolegliwości mogą być związane z tzw. efektem nocebo - negatywnym odpowiednikiem efektu placebo. Osoby, które mają negatywne nastawienie do turbin wiatrowych lub obawiają się ich wpływu na zdrowie, mogą doświadczać rzeczywistych objawów fizycznych wynikających z tego stresu i oczekiwań.

Warto dodać, że współczesne przepisy dotyczące lokalizacji farm wiatrowych uwzględniają minimalne odległości od zabudowań mieszkalnych, co dodatkowo minimalizuje potencjalne uciążliwości.

Mit 5: Turbiny wiatrowe zanieczyszczają krajobraz i obniżają wartość nieruchomości

Mit

Przeciwnicy turbin wiatrowych twierdzą, że "szpecą" one krajobraz i prowadzą do znacznego spadku wartości okolicznych nieruchomości.

Fakty

Wpływ turbin wiatrowych na krajobraz jest kwestią subiektywną - podczas gdy niektórzy uważają je za ingerencję w naturalny krajobraz, inni postrzegają je jako symbol nowoczesności i troski o środowisko.

Jeśli chodzi o wartość nieruchomości, kompleksowe badania przeprowadzone w USA i Europie nie wykazały jednoznacznego, długotrwałego negatywnego wpływu obecności farm wiatrowych na ceny okolicznych nieruchomości:

  • Badanie Lawrence Berkeley National Laboratory z 2013 roku, obejmujące ponad 50 000 transakcji sprzedaży domów w pobliżu farm wiatrowych w 9 stanach USA, nie wykazało statystycznie istotnego wpływu na ceny nieruchomości.
  • Podobne badania w Wielkiej Brytanii i Danii również nie potwierdziły długotrwałego negatywnego wpływu.
  • W niektórych przypadkach obserwowano krótkotrwały spadek cen nieruchomości na etapie ogłoszenia planów budowy, ale ceny zazwyczaj wracały do normy po zakończeniu budowy.

Co więcej, gminy, w których zlokalizowane są farmy wiatrowe, czerpią korzyści podatkowe, które mogą być przeznaczane na lokalną infrastrukturę, co pośrednio może podnosić atrakcyjność i wartość nieruchomości w regionie.

Mit 6: Produkcja turbin wiatrowych emituje więcej CO2 niż oszczędza w trakcie eksploatacji

Mit

Pojawia się argument, że produkcja, transport i instalacja turbin wiatrowych powoduje tak duże emisje CO2, że nigdy nie są one kompensowane przez bezemisyjną produkcję energii w czasie ich eksploatacji.

Fakty

Analizy cyklu życia (LCA - Life Cycle Assessment) turbin wiatrowych jednoznacznie obalają ten mit. Turbina wiatrowa "spłaca" swój węglowy ślad w bardzo krótkim czasie:

  • Przeciętna turbina wiatrowa kompensuje całkowitą emisję CO2 związaną z jej produkcją, transportem, instalacją, konserwacją i utylizacją w ciągu 3-9 miesięcy pracy, w zależności od lokalizacji i modelu.
  • Typowa żywotność turbiny wiatrowej wynosi 20-25 lat, co oznacza, że przez ponad 95% swojego cyklu życia produkuje ona czystą energię.
  • Według danych IPCC (Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu), energia wiatrowa ma jeden z najniższych śladów węglowych spośród wszystkich technologii wytwarzania energii - około 11-12 g CO2eq/kWh, w porównaniu do 820 g CO2eq/kWh dla węgla i 490 g CO2eq/kWh dla gazu ziemnego.

Dodatkowo, branża energetyki wiatrowej stale pracuje nad obniżeniem śladu węglowego związanego z produkcją turbin, wykorzystując więcej materiałów pochodzących z recyklingu i optymalizując procesy produkcyjne.

Mit 7: Turbiny wiatrowe zawierają rzadkie metale, których wydobycie jest szkodliwe dla środowiska

Mit

Istnieje przekonanie, że turbiny wiatrowe wymagają dużych ilości rzadkich metali ziem, których wydobycie powoduje poważne szkody środowiskowe, szczególnie w krajach rozwijających się.

Fakty

Większość turbin wiatrowych, szczególnie tych instalowanych na lądzie, nie wymaga dużych ilości rzadkich metali ziem:

  • Najpopularniejsze turbiny z generatorami asynchronicznymi nie zawierają w ogóle, lub zawierają minimalne ilości, rzadkich metali ziem.
  • Rzadkie metale ziemi (głównie neodym i dysproz) są wykorzystywane przede wszystkim w niektórych typach turbin z generatorami z magnesami trwałymi, które stanowią mniejszość rynku, choć ich udział rośnie, szczególnie w turbinach morskich.
  • Nawet w przypadku turbin wykorzystujących magnesy trwałe, ilość rzadkich metali ziem jest stosunkowo niewielka w porównaniu z innymi zastosowaniami tych surowców (np. elektronika konsumencka, pojazdy elektryczne).

Warto dodać, że branża wiatrowa aktywnie pracuje nad ograniczeniem zależności od rzadkich metali ziem poprzez:

  • Rozwój technologii generatorów, które nie wymagają magnesów trwałych
  • Badania nad substytutami rzadkich metali ziem
  • Opracowywanie efektywnych metod recyklingu magnesów

Mit 8: Energia wiatrowa jest bardzo droga i nieopłacalna ekonomicznie

Mit

Przeciwnicy energii wiatrowej często argumentują, że jest ona niekonkurencyjna ekonomicznie i wymaga ogromnych subsydiów, aby być opłacalną.

Fakty

W ciągu ostatniej dekady koszty energii wiatrowej spadły drastycznie, czyniąc ją jednym z najtańszych źródeł energii:

  • Według raportu Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA), koszt energii z nowych lądowych farm wiatrowych spadł o około 40% w latach 2010-2020.
  • Raport Lazard's Levelized Cost of Energy Analysis z 2020 roku wskazuje, że energia z lądowych farm wiatrowych (LCOE: 26-54 USD/MWh) jest konkurencyjna lub tańsza niż energia z nowych elektrowni gazowych (44-73 USD/MWh) i znacznie tańsza niż energia z nowych elektrowni węglowych (65-159 USD/MWh).
  • W wielu krajach, w tym w Polsce, aukcje na energię odnawialną pokazują, że farmy wiatrowe oferują jedne z najniższych cen za MWh.

Warto zauważyć, że wszystkie formy energii, w tym konwencjonalne, korzystają z różnego rodzaju wsparcia i subsydiów. Według Międzynarodowego Funduszu Walutowego, globalne subsydia dla paliw kopalnych (bezpośrednie i pośrednie) wynoszą około 5,2 biliona USD rocznie, znacznie przewyższając wsparcie dla odnawialnych źródeł energii.

Mit 9: Łopaty turbin wiatrowych nie podlegają recyklingowi i tworzą góry odpadów

Mit

Istnieje przekonanie, że łopaty turbin wiatrowych, wykonane głównie z kompozytów, nie mogą być poddane recyklingowi i po zakończeniu użytkowania trafiają na składowiska, tworząc ogromne ilości odpadów.

Fakty

Choć recykling łopat turbin wiatrowych stanowi wyzwanie technologiczne, branża intensywnie pracuje nad rozwiązaniem tego problemu:

  • Już teraz istnieją technologie pozwalające na częściowy recykling łopat - mogą być one rozdrabniane i wykorzystywane jako surowiec w przemyśle cementowym, zastępując część paliw kopalnych i surowców.
  • Rozwijane są zaawansowane metody recyklingu kompozytów, w tym piroliza i solwoliza, które pozwalają odzyskać włókna szklane i węglowe z łopat.
  • Producenci turbin pracują nad nowymi konstrukcjami łopat, które będą łatwiejsze do recyklingu, w tym nad łopatami wykonanymi z materiałów biodegradowalnych lub łatwiej poddających się recyklingowi.

Przykładowo, Vestas, jeden z największych producentów turbin wiatrowych, zobowiązał się do produkcji turbin o zerowym oddziaływaniu na środowisko do 2040 roku, co obejmuje również pełną możliwość recyklingu łopat.

Warto dodać, że problem recyklingu łopat, choć istotny, dotyczy stosunkowo niewielkiej ilości materiału w porównaniu z odpadami generowanymi przez konwencjonalne źródła energii, takie jak popiół z elektrowni węglowych czy odpady radioaktywne z elektrowni jądrowych.

Mit 10: W Polsce nie ma odpowiednich warunków wiatrowych dla opłacalnej energetyki wiatrowej

Mit

Czasami można spotkać się z opinią, że Polska nie ma odpowiednich warunków klimatycznych do efektywnego wykorzystania energii wiatrowej.

Fakty

Polska ma bardzo dobre warunki do rozwoju energetyki wiatrowej, szczególnie w północnej i centralnej części kraju:

  • Według Europejskiego Atlasu Wiatru, znaczna część Polski charakteryzuje się średnią prędkością wiatru na poziomie 5-6 m/s na wysokości 100 m, co jest wartością bardzo korzystną dla energetyki wiatrowej.
  • Polskie wybrzeże Bałtyku ma jedne z najlepszych warunków wiatrowych w Europie dla morskiej energetyki wiatrowej.
  • Nowoczesne turbiny wiatrowe są projektowane tak, aby efektywnie pracować nawet przy niższych prędkościach wiatru.

Faktycznym ograniczeniem dla rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce nie są warunki naturalne, lecz regulacje prawne, w tym tzw. zasada 10H, która ogranicza możliwości lokalizacji turbin wiatrowych.

Podsumowanie

Energia wiatrowa, jak każda technologia, ma swoje wyzwania i ograniczenia, jednak wiele obaw związanych z jej wykorzystaniem wynika z nieporozumień i mitów, które nie mają oparcia w badaniach naukowych i rzeczywistych doświadczeniach krajów z rozwiniętą energetyką wiatrową.

Fakty pokazują, że współczesne turbiny wiatrowe są:

  • Coraz cichsze i bardziej efektywne
  • Bezpieczne dla zdrowia ludzi
  • Projektowane z myślą o minimalizacji wpływu na przyrodę
  • Jednym z najtańszych źródeł energii
  • Szybko "spłacające" swój ślad węglowy

Wyzwania związane z integracją zmiennych źródeł energii do sieci elektroenergetycznej są stopniowo przezwyciężane dzięki postępowi technologicznemu, w tym rozwojowi magazynów energii i inteligentnych sieci.

Polska, z jej dobrymi warunkami wiatrowymi, ma szansę znacząco zwiększyć udział energii wiatrowej w swoim miksie energetycznym, co przyniosłoby korzyści zarówno dla środowiska, jak i gospodarki.

Udostępnij:

Zainteresował Cię ten artykuł?

Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o rozwiązaniach energii odnawialnej dla Twojego domu lub firmy.

Skontaktuj się z nami