"Farmy wiatrowe ocieplają morza i zaburzają prądy". Naukowcy radzą, co robić
Morskie farmy wiatrowe nie tylko generują prąd z niewyczerpanego źródła zielonej energii, ale też oddziałują na powierzchnię mórz i podwodne prądy - przekonują niemieccy naukowcy. W skrajnie niekorzystnych scenariuszach stawiane na morzu klastry wiatraków prowadzą do ocieplania się wód przy powierzchni i wpływają na życie stworzeń morskich oraz działalność człowieka.
2026-02-26, 12:42
Wpływ farm wiatrowych na morza i oceany. Są pierwsze kompleksowe badania
Morskie farmy wiatrowe coraz bardziej kształtują krajobraz mórz i oceanów, mimo to ich sumaryczny wpływ na wielkie akweny jest stosunkowo słabo - twierdzą niemieccy hydrolodzy z Helmholtz-Zentrum Hereon. Dlatego właśnie postanowili przeprowadzić eksperyment by sprawdzić, jak gwałtowna rozbudowa elektrowni offshore na Morzu Północnym wpłynie na biologię tego akwenu.
Niemieccy naukowcy uwzględnili planowany ponad dziesięciokrotny wzrost mocy offshore na Morzu Północnym w ciągu najbliższych 25 lat. Wskazali, że przy łącznej mocy rzędu 23,5 GW w 2024, w 2050 produkcja ma sięgnąć 300 GW. Tak duży wzrost budzi "obawy o potencjalne zmiany hydrodynamiczne w obszarach wskazanych do tak dużych inwestycji" - czytamy w opracowaniu przedstawionym na łamach "Communications Earth & Environment". Niemieccy hydrolodzy radzą też, co zrobić, by zminimalizować szkody wywołane przez masową instalację morskich farm wiatrowych.
Turbiny zmieniają morze i nad, i pod wodą. Naukowcy pokazali, w jaki sposób
Morskie turbiny wiatrowe oddziałują na akwen dwojako, zmieniając zarówno prądy powierzchniowe jak i głębinowe, oraz wymianę warstw wody. Wirniki pobierają energię kinetyczną wiatru i spowalniają jego porywy o nawet 40 proc. Efekty mogą rozciągać się na setki metrów za dużymi osadami wiatraków. To za sprawą śladu aerodynamicznego, czyli zjawiska "dziury" w powietrzu wytworzonej przez przecinający atmosferę obiekt.
W ten sposób prądy powierzchniowe mogą zwolnić nawet o 20 procent, co ogranicza transport osadów i miksowanie się wody morskiej. Ograniczona wymiana wody oznacza także jej podgrzewanie ze względu na osłabienie wiatru jako czynnika chłodzącego i spłycenie warstwy, w której masy wody się mieszają.
Orlen instaluje morskie turbiny wiatrowe (fot. Orlen/materiały prasowe)
Szkodzą także podwodne fundamenty turbiny. Te działają jak przeszkody, powodują turbulencje i spowalniają prądy pływowe (tidal effects) w głębi morza. Jeśli wiatraków jest dużo i są gęsto zainstalowane, turbulencje mogą się kumulować, jeszcze bardziej zwiększając wpływ na prądy głębinowe, zmniejszając ich prędkość nawet o 5 proc.
Rozbudowa offshore trwale zmieni Morze Północne. Będzie spokojniejsze i cieplejsze
Z symulacji opracowanej przez zespół niemieckich badaczy wynika, że przy pełnej realizacji planów rozbudowy farm wiatrowych Morza Północnego, efekty obserwowane lokalnie w rejonie elektrowni, mogą rozlać się na cały basen. Szacuje się, że prędkość głównych prądów morskich znacznie spadnie, a woda w rejonie elektrowni ociepli się.
Rozbudowa morskich farm wiatrowych do planowanych w 2050 roku poziomów, doprowadzi do utraty energii kinetycznej Morza Północnego o 3,7 proc. przy powierzchni i 1,4 proc. w głębinach, a to zmieni na wielką skalę transport osadów morskich i wymiany wody morskiej, kształtując przy okazji cały morski ekosystem. Będzie to niosło także skutki dla żeglugi, bo trzeba będzie zrewidować czasy rejsu czy ilość potrzebnego paliwa, a także rybołówstwa - ławice ryb mogą zmieniać swoje zwyczajowe położenie. Niewykluczone są także zmiany w ilości tlenu obecnego w głębszych warstwach wody, co pociągnie skutki dla fauny Morza Północnego - odnotowuje "Nature".
Zdaniem naukowców zbudowanie wielu farm wiatrowych na Morzu Północnych wpłynie na wymianę mas wody - zarówno w pionie, jak i w poziomie (Źr.: "Cumulative hydrodynamic impacts of offshore wind farms on North Sea currents and surface temperatures"/ lic. CC BY 4.0) Zaburzenie przepływów powierzchniowych skutkować będzie - przekonują niemieccy badacze na łamach "Communications Earth & Environment" - trwałym ociepleniem powierzchni morza o około 0,2 stopnia Celsjusza w rejonie elektrowni wiatrowej i około 0,05-0,15 st. Celsjusza na całym środkowym i południowym Morzu Północnym. "Wywołane w ten sposób ocieplenie stanowić będzie około 10 proc. prognozowanych sygnałów zmian klimatycznych w regionie" - czytamy.
Odległość ma znaczenie! Hydrolodzy radzą, jak ustrzec się wpływu offshore na Morze Północne
Niemieccy naukowcy dają też odpowiedź, jak zabezpieczyć się przed negatywnym wpływem znacznej rozbudowy farm wiatrowych na klimat i ekosystem Morza Północnego. Symulacje modeli sugerują, że odległość między turbinami, lokalizacja farm wiatrowych oraz lokalne warunki pływowe są decydującymi czynnikami decydującymi o stopniu zmian prądów, temperatur i mieszania wody. Pokazują też, że większa odległość między turbinami wiatrowymi może znacząco zmniejszyć nakładanie się turbulencji fal pływowych.
Hydrolodzy oceniają, że ich ustalenia mogą stanowić podstawę do zrównoważonego planowania i optymalizacji projektów farm wiatrowych. - Energia wiatrowa na morzu jest kluczowym elementem transformacji energetycznej i dekarbonizacji - mówi główny autor badania dr Nils Christiansen z Instytutu Systemów Przybrzeżnych Hereon. - Jednocześnie musimy zrozumieć, jak różne typy instalacji offshore i rozmiar turbin wpływają na Morze Północne. Tylko wtedy możemy dostarczyć społeczeństwu i gospodarce rzetelnych informacji oraz opracować środki minimalizujące potencjalne ryzyko na wczesnym etapie - dodaje badacz.
(PAP) Źródła: Polskie Radio/Nature.com/Communications Earth & Environment/mbl