Voor niets waait de wind. Waarom doen we daar dan zo weinig mee, zeker ook omdat het schone energie is? Een belangrijk aspect van dit vraagstuk is hoeveel windenergie we eigenlijk kunnen opwekken wereldwijd. Kate Marvel (Lawrence Livermore National Laboratory, Californië) en collega’s komen met wervelende cijfers in Nature Climate Change.
Ze gingen niet het veld in voor diverse windmetingen, maar maakten rekenkundige modellen. Eentje voor windenergie gewonnen met windturbines op het aardoppervlak inclusief de zee en eentje voor energie gewonnen hoger in de atmosfeer door windturbines aan enorme vliegers of kites.
In theorie kun je de hele aarde volproppen met windmolens, maar dat gaat niet zomaar. Als er te veel turbines staan, wordt de wind te veel afgeremd, waardoor veel turbines weinig tot geen energie opleveren. Staan ze te ver van elkaar af dan wordt niet alle mogelijke windenergie opgewekt. De wetenschappers probeerden de juiste balans te vinden voor maximale energieopwekking.
Energie te over
De onderzoekers becijferden dat maximaal 400 terawatt (een terawatt is een miljard kilowatt) aan energie kan worden opgewekt door windturbines op het aardoppervlak (inclusief de oceanen), terwijl dat 1800 terawatt hoger in de atmosfeer is. Wat die duizelingwekkende getallen nu betekenen voor de mensheid? Marvel tegenover Kennislink: “Er zijn fysieke grenzen voor de hoeveelheid energie die gewonnen kan worden met wind, maar deze grenzen zijn veel hoger dan de wereldwijde energievraag.” Het opwekvermogen is 18 terawatt op dit moment.
Natuurlijk is het niet realistisch om de hele aardbol vol te planten met windturbines, ook al wordt daar niet op ingegaan in het wetenschappelijke artikel. Marvel heeft nog steeds goed nieuws: “Als we alleen de op het land staande turbines meerekenen en gebieden met ijs ook niet meenemen (Antarctica, de gebieden rond de Noordpool en de toppen van bergen), dan vinden we dat 90 terawatt opgewekt kan worden.”
Klimaateffect?
Het potentieel is dus enorm, maar er zijn ook nadelen. Eerder dit jaar werd bijvoorbeeld bekend dat de temperatuur net boven het aardoppervlak plaatselijk stijgt als er veel windmolens bij elkaar staan. Met 0,5 tot 0,7 °C per decennium zo bleek uit een onderzoek in Texas.
Dit blijkt niet uit het model van Marvel en collega’s. “De wereldwijde [klimaat]effecten van de winning van windenergie zijn klein, zelfs op de schaal die nodig is om aan de wereldwijde energiebehoefte te voldoen.” Marvel en collega’s kwamen uit op een verandering van slechts zo’n 0,1 °C. Neerslag zou met maar 1 procent veranderen als we de aarde vol zouden zetten met windmolens.
Politieke kwestie
“Op dit moment is windenergie duurder dan energie uit fossiele brandstoffen”, aldus Marvel. “Om een concurrerende bron van energie van lage uitstoot te worden, zou windenergie veel goedkoper moeten worden, waar waarschijnlijk actie van de overheden voor nodig is. Veel mensen verschillen van mening wat de beste manier is – sommige mensen denken dat er een belasting zou moeten komen op de uitstoot van koolstof, en anderen vinden dat er subsidies moeten komen voor wind-, zonne- en nucleaire energie.”
Bron:
Marvel et al., Geophysical limits to global wind power, Nature Climate Change (9 september 2012, online).
Zie ook:
- Wentelende wieken warmen op (Kennislinknieuws)
- Nederlandse Wind Energie Associatie
- Windenergie.nl
- Opwekking windenergie in gevaar? (Kennislinknieuws)
- Stook geen kolen, bouw een windmolen! (Kennislinknieuws van RuG)
- Windmolens (Kennislinkartikel van NWT)
- Windmolens werken in stilte (Kennislinknieuws)
- Perspectieven van windenergie (Kennislinkartikel van NTN)
- Windhandel (Kennislinkartikel)
- Windmolens veranderen klimaat (Wetenschap24)
- Pluk de wind (Wetenschap24)