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全球变暖,北半球风力会减弱?

4.增暖对于高纬度地区是把双刃剑

在高纬度或北极地区,寒冷的天气是阻碍风能发电推广应用的一个原因。风车叶片暴露在零下温度的潮湿空气中存在结冰的风险,而一旦结冰,叶片将失去平衡、阻力增大,风电转换的效率将因此降低,而且存在安全隐患。据统计,在芬兰,9%-45%的风车停转事件都和结冰有关。当然,设计不易聚集冰雪的叶片、使用电流加热等方法,能一定程度上克服结冰的问题,但这也会让运行和维护的成本变高。

气候变暖对于这些地区而言可能是一个好消息。超级计算机模拟结果显示,无论假设的升温是大是小,在本世纪末,高纬度地区的霜期均会明显缩短,结冰频数大幅下降。在斯堪的纳维亚半岛的一些地方,结冰频率甚至将会下降100%。与此同时,由于风暴轨迹北移,高纬度带也会更频繁受锋面气旋系统影响,潜在风能资源变得更充足。于是,一些原本不适宜布局风电场的区域,将来可能成为开辟风能资源的新领地。

与气温上升相对应,高纬永冻土地带也会因而缩减,而这会带来利弊两方面的影响。一来由于冻土层的范围和深度减小,输电线路铺设、风电场建造等会变得更加方便;二来若冻土层持续消融,风车基座如何设计也成了问题,因为风车和土壤之间的受力和支撑关系将持续改变,稍不平衡就会有倒伏的风险。如何权衡其中得失,减小风险扩大效益,还得靠工程师们的智慧头脑。

不仅对陆上风电场,增暖对于高纬地区的海上风电场也有多重影响,尤其对海上风电场数量增长最快的区域——欧洲而言。对未来海冰演变的研究发现,北波罗的海及波的尼亚湾一带的海冰覆盖天数将从目前的130-170天减少到本世纪后期的0-90天,不少区域甚至将终年不封冻。而海冰减少会使海上风车的基座稳定性变差,且更易受到大风大浪的破坏。与此同时,海平面上升也会增加风车基座被淹没的风险。不过,冰川消融会使海水盐度降低,这将有利于减缓海水对风车基座和传输线路材料的腐蚀。

来源:北京日报

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