Превращение энергии в зеленую не делает ее безвредной. В то время как производство электроэнергии начало смещаться в сторону устойчивых решений, практические проблемы создают новые проблемы для местных экосистем. Энергетическая среда рассматривает инновационные взаимодействия между природой и энергетической промышленностью.
Общественные консультации по проектам ветроэнергетики часто слышат один и тот же вопрос: как это повлияет на дикую природу? Эта проблема следовала за ветрогенерацией с тех пор, как она впервые получила широкое распространение, и никогда по-настоящему не исчезала.
Тем не менее в настоящее время защита птиц вызывает значительные задержки в ветроэнергетических проектах. Например, проект 2,4 ГВт Hornsea Three недавно взял на себя обязательство работать с природоохранными группами, чтобы свести к минимуму ущерб для близлежащих популяций киттивейка. Планирование с учетом местных популяций птиц, вероятно, способствовало шестимесячной отсрочке планирования, так как планы пересматривались центральным правительством.
Какие проблемы создают турбины для птиц и летучих мышей?
В Канаде исследования, спонсируемые группами диких животных, оценили, что в 2011 году ветряные турбины привели к гибели 23 300 птиц. Авторы подсчитали, что в течение следующих 10-15 лет этот показатель достигнет 233 000, а по мере роста ветроэнергетики — в десять раз. Хотя даже это кажется небольшим по сравнению с 25 миллионами птиц, убитых окнами. Удаленное расположение турбин означает, что они, вероятно, будут представлять опасность для более редких видов птиц.
Природоохранные группы часто возражают против событий, которые, по их мнению, представляют наибольшую опасность для местных популяций дикой природы. Это может задержать согласие, привести к дорогостоящим проектам сохранения в рамках разработок или полностью остановить проекты.
Исследования показали
, что низко летающие птицы, такие как тупики и крачки, как правило, избегают морских турбин, пролетая под ними. Однако чайки, как правило, летают примерно на 20 м над водой, что ставит их в опасную зону. Поэтому британский фонд орнитологии предполагает, что использование меньшего количества больших турбин может свести к минимуму гибель птиц по сравнению с большими полями мелких.
Что могут сделать операторы, чтобы защитить птиц от турбин, а турбины — от птиц?
На самом базовом уровне большинство природоохранных групп выделяют расположение турбин как ключевое. Разработчики часто используют компьютерные модели активности птиц, чтобы помочь предсказать, где проекты могут иметь наименьшее влияние.
Некоторые другие меры относительно просты. В статье, опубликованной в журнале «Ecology and Evolution» в июне 2020 года, изучались эффекты окрашивания одной лопасти турбины в черный цвет. Исследователи предположили, что краска позволит птицам быстрее заметить турбины и избежать их.
Эксперимент на ветроэлектростанции Smøla в Норвегии собрал результаты за 11 лет, до июля 2020 года. После покраски пробные турбины убили на 72% меньше птиц. Авторы отметили, что покраска лопастей на месте требует значительных ресурсов, но покраска во время строительства минимизирует затраты.
Джоэл Мерриман, директор кампании American Bird Conservancy, отметил, что в США стандарты Федерального авиационного управления требуют от разработчиков окрашивать лопасти в белый или светло-серый цвет, чтобы сделать их более заметными при дневном свете.
Он говорит: «Это хорошее начало в определении дополнительных способов снижения угрозы ветряных турбин для дикой природы. Тем не менее, еще слишком рано объявлять это проверенным методом минимизации смертности птиц на объектах ветроэнергетики. Мы видим, что многие люди относятся к этой статье так, как будто это проверенный метод, а не то, что он есть — обнадеживающая отправная точка для дальнейшего изучения. Различные цвета, узоры или менее заметные подходы, такие как использование УФ-отражающей краски, также могут быть многообещающими способами снижения смертности птиц. Прежде всего, размещение турбин вдали от районов с высоким уровнем скопления птиц остается лучшим способом снижения смертности птиц».
Существуют и более активные методы предотвращения летальных исходов. В статье, опубликованной в январе 2021 года, тестировалась система камер, которая автоматически идентифицировала и классифицировала летающие объекты. Затем эта система решает, следует ли приостановить работу турбины, чтобы избежать риска для птиц.
Авторы опробовали систему на объекте в Вайоминге, США, стремясь свести к минимуму гибель местных орлов. При корректировке авторы обнаружили, что турбины, использующие систему, убили на 82% меньше птиц, чем контрольные исследования.
Хотя это помогает птицам, технология остается на ранней стадии. Отключение турбин означает потерю мощности, то есть операторы могут отдать предпочтение генерации, а не сохранению. Если система работает на более широком уровне, власти могут сделать эти системы обязательными, чтобы избежать такого конфликта.
Крупные птицы, такие как орлы, могут быть относительно легко идентифицированы в течение дня. Но какие системы могут спасти ночных птиц?
Где летучие мыши представляют большую проблему для турбин?
В некоторых районах турбины представляют наибольшую опасность не для птиц, а для летучих мышей. Хотя фундаментальные риски одинаковы, летучие мыши гораздо менее понятны, чем птицы, и часто подвергаются большей опасности при меньшей защите.
В ЕС все летучие мыши имеют правовую защиту из-за законодательства Eurobats. На совещании Eurobats в 2014 году были изложены два метода предотвращения гибели летучих мышей: «современные знания по-прежнему предлагают две меры: изменение скорости вращения турбин и использование положения лопастей. Это означает, что турбины не могут свободно вращаться или делать это только с очень низкой скоростью, обычно менее одного оборота в минуту».
Повышение скорости включения турбин будет означать меньшую выработку энергии для операторов и, следовательно, может оказаться непопулярным. Однако в некоторых областях потребность в электроэнергии и энергосбережении перекрывается, не оставляя разработчикам выбора.
Летучие мыши наиболее активны в периоды с низкими скоростями ветра, поэтому ограничение генерации до более высоких скоростей ветра помогает предотвратить их гибель. Как пишет Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США : «В настоящее время только остановка вращения лопастей турбин в предсказуемые периоды высокого риска продемонстрировала эффективное снижение смертности летучих мышей».
Могут ли технологии помочь операторам более адаптивно реагировать на дикую природу?
Глава отдела технологий дикой природы Natural Power global Кристин Саттер говорит: «В США, в пределах ареала находящейся под угрозой исчезновения летучей мыши Индианы, ветряные электростанции обычно работают в соответствии с письмом о технической помощи, которое требует сокращения в ночное время во время пикового сезона смертности, когда скорость ветра составляет или ниже 6,9 м/с. Как правило, это длится с июля по октябрь, но периоды зависят от местоположения».
Как и в этом примере, периоды полного сокращения генерации могут означать потерю генерации на низких скоростях. В то же время некоторые виды летучих мышей остаются активными на более высоких скоростях. Европейские операторы столкнутся с большим количеством мигрирующих летучих мышей, таких как пипистрель Натузиуса, которые не получат защиты от полного сокращения, подобного этому.
В январе 2021 года Natural Power, консалтинговая компания по возобновляемым источникам энергии, объявила о разработке программного обеспечения для управления турбинами, чтобы помочь предотвратить гибель летучих мышей. Программное обеспечение обнаружения и сокращения активной реакции (DARC) выключает турбины, когда датчики обнаруживают активность летучих мышей.
Саттер продолжила: «Система DARC окращает работу только тогда, когда летучие мыши находятся в зоне риска: когда они присутствуют в зоне действия ротора. Подсистема принятия решений в рамках DARC рассматривает как скорость ветра, как суррогат для производства энергии, так и риск при определении того, когда следует выкатывать лопасти турбины. На каждом участке существует пороговая скорость ветра, выше которой турбины никогда не будут сворачиваться, и это предотвращает значительные потери мощности».
Полевые испытания, проведенные компанией в 2020 году, показали, что система вызывает меньше смертей летучих мышей и вырабатывает на 40% больше энергии, чем при полном отключении. Саттер говорит, что с тех пор компания добавила улучшенный мониторинг работоспособности системы и оповещение.
