Hvad Europas usædvanligt lave vinde betyder for fremtidens energinet

Gennem sommeren og det tidlige efterår 2021 oplevede Europa en lang periode med tørre forhold og lave vindhastigheder. Det smukt lyse og stille vejr kan have været en kærkommen grund til at holde ud med at række ud efter vores vinterfrakker, men manglen på vind kan være et alvorligt problem, når vi overvejer, hvor vores elektricitet kan komme fra.

For at nå målene for afbødning af klimaet, såsom dem, der skal diskuteres ved den kommende COP26-begivenhed i Glasgow, er elsystemerne nødt til hurtigt at ændre sig fra at være afhængige af produktion af fossile brændstoffer til vedvarende energi som vind-, sol- og vandkraft. Denne ændring gør vores energisystemer mere og mere følsomme over for vejr- og klimavariationer og de mulige virkninger af klimaændringer.

Den periode med stille vejr påvirkede vindproduktionen hårdt. For eksempel udtalte det britiske elselskab SSE, at dets vedvarende aktiver producerede 32 % mindre strøm end forventet. Selvom dette i begyndelsen kan virke alarmerende, i betragtning af den britiske regerings planer om at blive verdensledende inden for vindenergi, er udviklere af vindmølleparker klar over, at disse "begivenheder" med lav vind er mulige, og forståelsen af ​​deres indvirkning er blevet et varmt emne inden for energimeteorologisk forskning.

Note om den seneste vindtørke:
Kortet viser, at april til september 2021 er den mindst blæsende sådan periode i de fleste af Storbritannien og dele af Irland i de sidste 60 år. Tak til @WorldClimateSvc for kortet. pic.twitter.com/63hfxjJhIQ

— Simon Cardy (@weather_king) 6. oktober 2021

En ny type ekstremt vejr

Skal vi så være bekymrede over denne periode med lav vind? Kort sagt nej. Det vigtigste her er, at vi oplever en ekstrem begivenhed. Det er måske ikke den traditionelle definition af ekstremt vejr (som en stor oversvømmelse eller en orkan), men disse perioder, kendt i energimeteorologien som "vindtørke", er ved at blive kritiske at forstå for at kunne drive strømsystemer pålideligt.

Nylig forskning, som jeg offentliggjorde med kolleger ved University of Reading, fremhævede vigtigheden af ​​at tage højde for variationen fra år til år i vindproduktion, når vi fortsætter med at investere i det, for at sikre, at vi er klar til disse begivenheder, når de opstår. Vores team har også vist, at perioder med stagnerende højt atmosfærisk tryk over Centraleuropa, som fører til langvarige lave vindforhold, kan blive de sværeste for elsystemer i fremtiden.

Klimaændringer kan spille en rolle

Når vi tænker på klimaændringer, har vi en tendens til at fokusere meget mere på ændringer i temperatur og nedbør end på mulige variationer i vindhastigheden nær overfladen. Men det er en vigtig overvejelse i et elsystem, der vil være mere afhængig af vindproduktion.

Den seneste IPCC-rapport antyder, at gennemsnitlige vindhastigheder over Europa vil falde med 8%-10% som følge af klimaændringer. Det er vigtigt at bemærke, at vindhastighedsfremskrivninger er ret usikre i klimamodeller sammenlignet med dem for temperaturer nær overfladen, og det er almindeligt, at forskellige modelsimuleringer viser ret kontrasterende adfærd.

Kolleger og jeg har for nylig analyseret, hvordan vindhastigheder over Europa ville ændre sig ifølge seks forskellige klimamodeller. Nogle viste vindhastigheder stigende efterhånden som temperaturerne blev varme, og andre viste fald. At forstå dette mere detaljeret er et igangværende emne for videnskabelig forskning. Det er vigtigt at huske, at små ændringer i vindhastigheden kan føre til større ændringer i elproduktionen, da en mølles effekt er relateret til terningen af ​​vindhastigheden (et kubiktal er et tal ganget med sig selv tre gange. De stige meget hurtigt:1, 8, 27, 64 og så videre).

Reduktionerne i vindhastigheder nær overfladen, der ses på ovenstående kort, kan skyldes et fænomen kaldet "global stilstand". Dette kan forklares med den kolde arktiske opvarmning i et hurtigere tempo end ækvatoriale områder, hvilket betyder, at der er mindre forskel i temperatur mellem varme og kolde områder. Denne temperaturforskel er det, der driver store vinde rundt om kloden gennem et fænomen kaldet termisk vindbalance.

Med al snak om, at vindkraft er svaret på vores energibehov, midt i stigende gaspriser og nedtællingen til COP26, er den seneste vindtørke en klar påmindelse om, hvor varierende denne form for produktion kan være, og at det ikke kan være den eneste investering for et fremtidigt pålideligt energinet. At kombinere vind med andre vedvarende ressourcer såsom sol, vandkraft og evnen til smart at styre vores elbehov vil være kritisk på tidspunkter som denne sommer, hvor vinden ikke blæser.