Große Windparks können zu erheblichen Erwärmungen führen

Erich Westendarp / pixelio.de, Windpark - Die verrückte Besessenheit, die Ontario zerstört

Windkraft in den USA und eine Harvard-Studie, die Fragen aufwirft, wie viel Windkraftanlagen Teil der Klimabekämpfung sein sollten. Der / die Autor(en) sind Befürworter von Windkraft – Einleitung durch den Übersetzer.

James Temple, Technology Review

Windenergie boomt in den Vereinigten Staaten [nähere Information des US-Energieministeriums weiter unten].

Sie ist seit 2000 um das 35fache gestiegen und liefert jetzt 8%  der Elektrizität der Nation.

US_Gov-Projektierter Zuwachs Windkraft

Das US-Energieministerium erwartet, [interaktive Grafik] dass sich die Kapazität der Windkraftanlagen bis 2050 erneut mehr als vervierfachen wird.

Eine neue Studie von zwei Harvard-Forschern hat jedoch ergeben, dass eine hohe Windkraftmenge zumindest regional und in den nächsten Jahrzehnten eine stärkere Klimaerwärmung bedeuten kann. Die Studie wirft ernsthafte Fragen auf, wie viel die Vereinigten Staaten oder andere Nationen sich an Windstrom [-ausbau] leisten sollten.

Die in der Zeitschrift Joule veröffentlichte Studie stellte fest, dass, wenn die Windenergie den gesamten US-Strombedarf decken würde, sich die Landfläche der kontinentalen Vereinigten Staaten um 0,24 ° C erwärmen würde. Dies könnte die Verringerung der Erwärmung in den USA, die durch die Dekarbonisierung des Elektrizitätssektors in diesem Jahrhundert erreicht wurde, deutlich übersteigen, letztere beträgt etwa 0,1 ° C.

„Wenn Ihre Perspektive die nächsten 10 Jahre umfasst, dann hat die Windenergie – in gewisser Hinsicht – mehr Auswirkungen aufs Klima als Kohle oder Gas“, sagte der Koautor David Keith, Professor für angewandte Physik und öffentliche Politik in Harvard. „Wenn Ihre Perspektive die nächsten tausend Jahre sind, dann ist die Windenergie enorm sauberer als Kohle oder Gas.“

Schlagworte aus der Studie

  • Windkraft reduziert Emissionen und verursacht klimatische Auswirkungen, wie zum Beispiel wärmere Temperaturen
  • Die Wärmewirkung ist nachts am stärksten, wenn die Temperaturen mit der Höhe zunehmen
  • Der Effekt der nächtlichen Erwärmung wurde bei 28 in Betrieb befindlichen amerikanischen Windparks nachgewiesen
  • Die Erwärmung durch Windkraftanlagen kann die durch Erwärmung verminderte Erwärmung für ein Jahrhundert übertreffen

 

Keith und der Hauptautor Lee Miller, ein Postdoc in Harvard, betonen, dass die Schlussfolgerungen dazu führen, dass Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger diese Nebenwirkung der Windenergie ernst nehmen sollten.

Insbesondere die „Vermeidung einer Erwärmung“, die durch die Beseitigung fossiler Brennstoffe [im Original: by eliminating !] erreicht wird, könnte in dem untersuchten Szenario nach 100 Jahren die Erwärmung durch die Nutzung von Wind übertreffen, da sich die Minderung von Emissionen anhäufen.

„Unsere Analyse legt nahe, dass – wo es möglich und sinnvoll ist, die Entwicklung von Solarenergie ein bisschen mehr zu fördern und bei Wind etwas weniger“.

Bemerkenswerterweise war der Erwärmungseffekt des Windes im untersuchten Szenario zehnmal größer als der Klimaeffekt von Solarparks, die jedoch auch einen geringen Erwärmungseffekt haben.

Das Kernproblem ist, dass Windenergieanlagen Strom erzeugen, indem sie der Luft Energie entziehen, dadurch den Wind verlangsamen und anderweitig „den Austausch von Wärme, Feuchtigkeit und Impuls [~ Aufwirbelung] zwischen Oberfläche und Atmosphäre verändern. Das kann zu einer gewissen Erwärmung führen.“

   

Elsevier-Gruppe, Grafik auf: https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30446-X

[Den Kommentar zur zukünftigen „Klimaerwärmung“ überlasse ich unseren sehr geehrten Lesern, der Übersetzer]

 

Bereits in früheren Studien wurde auf diese Auswirkungen hingewiesen, wobei im Allgemeinen entweder nur regionale oder globale Auswirkungen untersucht wurden. In der neuen Studie wurde versucht, eine „plausible Skala“ der Windenergie in einem einzigen großen Land zu untersuchen. Es verglich Modellergebnisse mit direkten Beobachtungen in Windparks und stellte fest, dass sie übereinstimmten.

Die Studie unterliegt einigen wichtigen Einschränkungen. Der Autor weist darauf hin, dass der Erwärmungseffekt stark von den örtlichen Wetterbedingungen sowie von der Art und Anordnung der Windindustrieanlagen abhängt. Es wurden keine Auswirkungen außerhalb des amerikanischen Kontinents oder Zeiträume länger eines Jahres analysiert. Und es ist schwer vorstellbar, dass die Windkraft tatsächlich in diesem Maße in Amerika  ausgebaut wird.

Stanford-Professor John Dabiri, ein Experte für Windpark Entwürfe kritisierte die Studie und sagte, die Simulationen stützten sich auf einen Proxy für Windturbinen, der den Luftwiderstand an der Erdoberfläche erhöht (siehe „ John Dabiri: Innovators Under 35“ ).

„Es ist bekannt, dass diese Art der Modellierungsannahme die Strömung in realen Windparks schlecht vorhersagt. Eine „realistischere“ frühere Simulation “ ergab nur wenig Temperaturänderung in der Nähe der Oberfläche“.

[Dabiri kritisiert, dass die Windindustrieanlagen wegen gegenseitiger Störung durch Luftwirbel, weit voneinander entfernt gebaut werden, anstatt die sich auf die Verringerung der erzeugten Wirbel zu konzentrieren – und dadurch mehr Windanlagen in der Fläche zu bauen, der Übersetzer]

Die American Wind Energy Association stellte die Schlussfolgerungen auch rasch in Frage.

„Da sich die kürzlich durchgeführte Studie nur auf lokal begrenzte Auswirkungen innerhalb eines kurzen Zeitraums konzentriert, überschätzt sie die Auswirkungen erneuerbarer Ressourcen auf die Oberflächentemperatur im Vergleich zu fossilen Brennstoffen“, heißt es in einer dem MIT Technology Review übermittelten Erklärung, die Michael Goggin, dem ehemaligen Senior Forschungsleiter der Lobbygruppe zugeschrieben wurde,. „Wenn die Studie stattdessen über die globalen und längeren Zeiträume blicken würde, die von Bedeutung sind, würden sich erneuerbare Ressourcen hundert Mal besser, wenn nicht unendlich viel besser als fossile Ressourcen bewähren.“

Die Harvard-Forscher gaben an, dass ihre Ergebnisse den direkt beobachteten Auswirkungen von Hunderten US-Windparks entsprechen.

Keith, ein ausgesprochener Befürworter „sauberer Energie, um die globale Erwärmung zu bekämpfen“, ist überzeugt, dass die Studie von einigen falsch interpretiert oder falsch dargestellt wird, um gegen die Einführung der Windenergie zu argumentieren.

„Es wäre jedoch unethisch für die Forschungsgemeinschaft, die Auswirkungen erneuerbarer Energien zu verschleiern, nur weil wir der Meinung sind, dass sie gefördert werden sollten“.

Gefunden auf Technologie Review vom 04.10.2018

Zusammengestellt und übersetzt durch Andreas Demmig

https://www.technologyreview.com/s/612238/wide-scale-us-wind-power-could-cause-significant-warming/

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6 Kommentare

  1. Guten Morgen allerseits

    Diese Studie zeigt das es ja Veränderungen in der Luftdurchmischung gibt und legt zu Grunde das die Advektionssströmungen,  also über dem Erdboden messbarer Wind,  in der Umgebung solcher großanlagen sinkt und dadurch die Temperatur dort steigt.

    Ich würde mich über eine Studie freuen welche die Problematik in größerem Umfang betrachtet.

    Aus eigenen Beobachtungen und Gesprächen mit Hobbysegelfliegern weiß ich das die Einflüsse der Windparks bis in große Höhen reicht. (Um meinen ehemaligen Wohnort herrum, von Horizont zu Horizont stehen grob geschätzt 300 solcher Monster)

    Mal abgesehen davon das man sich des nachts dann beim angeln vorkommt als wenn man in einem entwässerungsgraben eines großflughafens seine köder ausgeworfen hat, kann man doch bei Tageslicht viel interressante Vorgänge beobachten.

    Hin und wieder sieht man wie kleinräumig starke Fallwindströmungen regelrecht auf die Anlagen fallen. Bei guten Bedingungen, also entsprechender Temperatur und feuchtegehalt des fallenden Luftpaketes, kondensiert dort das Wasser (wolkenbildung halt)

    Wenn die Bedingungen hierfür nicht gegeben sind ist es das Problem der Segelflieger. Sie lernen die Wolken „zu lesen “ um Rückschlüsse für die vorhandenen Luftbewegungen zu erhalten. Ja aber dort ist ein überfliegen ein unkalkulierbares Risiko.

    Mit freundlichen Grüßen!

    Christian Möser Zimmerer

    • Sehr geehrter Herr Möser,

      ohne Zweifel eränder Windmühlen den Wind, und ein veränderter Wind verändert den Temperaturverlauf. Die mit Abstand wirkungsvollste Wärmeübertragung ist die Konvektion, der Wind „stört“ die Konvektion, daher ist örtlich gesehen bei Wind die Luft etwas kälter, bei durch Mühlen gebremsten Wind die Luft im Vergleich minimal wärmer. Aber die Wärmeenergiebilanz wird durch Wind, kein Wind oder gebremsten Wind nicht im Geringsten verändert, ist in allen Fällen identisch. Es kommt kein einziger Joule Wärmeenergie dazu oder geht verloren, sondern wird nur geringfügig anders in der Atmosphäre verteilt. Die einzige Zunahme von Wärmeenergie erfolgt durch Reibung, ist aber vernachlässigbar gering. Beim Bremsen aller Autos auf der Welt wird mehr kinetische Energie in Wärme umgewandelt als durch Reibung bei den Windmühlen, trotzdem kommt niemand auf die Idee zu behaupten, die Autobremsen verändern das Klima.

      Zusammengefasst: Eine geringfügige Wärmeumverteilung durch Wind bzw. gebremsten Wind verändert den Energiehaushalt der Luftmassen nicht im geringsten und Studien dazu, vor allem Computerspielereien sind Abgreifen von irgendwelchen Fördergelder ohne Sinn.

      Dass die Veränderungen der Windverhältnisse für Segler eine eine enorm wichtige Rolle spielen steht auf ein ganz anderes Blatt. Die Studie wurde aber nicht von Segler finanziert, sondern ermöglicht durch den Bezug zum Klimawandel eine gut bezahlte Computerspielerei.

  2. Lassen wir uns doch nicht was vormachen. Bereits der Energiebedarf zur Herstellung, Betrieb, Verteilung und „Renaturierung“ der Windmühlen übersteigt die „Energieeinsparung“. Kostenrechnerisch ist der Quatsch ohnehin nicht rentabel.

  3. Erstaunlich für was für sinnfreie Studien Geld ausgegeben werden kann. Hauptsache man hat ein Computerprogramm, kann ein wenig vor sich hin modellieren und danach veröffentlichen, was man alles neu entdeckt hat…

    Woher soll die Energie kommen, die die Luft erwärmt????

    Natürlich gibt es Reibungsverluste der Strömung, d.h. ein geringfügiger Teil der kinetischen Energie des Windes wird in Wärme umgewandelt. Daher wird die Luft direkt hinter der Mühle kaum messbar, aber zwangsläufig etwas wärmer sein. Daraus ein Programm zu schreiben, dass ein Windpark die ganze Gegend erwärmt, und mit diesem Programm dann die Erwärmung des Planeten zusammenzusimulieren… Man ist ja groben Unfug aus dieser Ecke, „nachgewiesen“ durch Simulationen ja gewöhnt.

    • Du fragst:

      „Woher soll die Energine kommen, die die Luft erwärmt????“
      Die Frage sollten Sie auch für alle „Klimagase“ stellen, dann kommen Sie auch vielleicht auf die Antwort.
      CO2 erzeugt doch AFAIK auch keine Energie, die die Luft erwärmt.
      Die Klimaerwärmung ist nur eine Frage der Verteilung der Wärme. Energiedifferenzen können letztlich nur durch Änderungen der Differenz zwischen absorbierter und abgestrahlter Sonnen(bzw Strahlungs-) energie entstehen.

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