研究: ハリケーンを弱めるために洋上風力タービンを建設する

新しい研究によると、大型の洋上風力タービンアレイは、再生可能エネルギーの生産に加えて、上陸するハリケーンの最悪の影響から脆弱な沿岸地域を守るのに役立つ可能性がある。

この研究は水曜日に雑誌に掲載された自然 気候変動らは、少なくとも300ギガワットの電力を生成する大型タービンアレイ（現在世界中で稼働している洋上風力プロジェクトよりもはるかに多い）が、ハリケーンの最大表面風と致命的な高潮を大幅に軽減できることを発見した。

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スタンフォード大学とデラウェア大学の研究者らによるこの研究は、2005年にハリケーン・カトリーナが上陸したときに、ニューオーリンズの南東海岸沖に大規模な洋上風力タービンアレイが設置されていれば、嵐の風速が大幅に減少したであろうことを示した。タービンから風下の地域では、地表から 15 フィートの高さで時速 79 マイルまで上昇します。また、最大高潮も最大80％減少しただろう。

研究によると、風速と高潮の軽減効果は、嵐の進路に対するタービンの正確な位置に依存するという。

沿岸開発の増加により、ハリケーンによる被害額が増加する時代が到来しています。海面上昇人為的な地球温暖化に関係しています。ハリケーン サンディ研究によると、被害だけで少なくとも800億ドルの被害が生じ、その被害の多くはニュージャージー州の海岸やニューヨーク市の一部を襲った記録的な高さの水の壁によるものだった。

この研究では、ハリケーン、海面、高さ330フィートに達する風力タービンの間の3次元相互作用を推定できる高度なコンピューターモデルを使用しており、ハリケーンは外側の領域から運動エネルギーの一部をタービンに伝達することが判明した。強風が彼らに届いた。これにより、嵐を強めたり弱めたりする力が関与する連鎖反応が引き起こされ、ハリケーンが一時的に弱くなる可能性があります。

研究論文の共著者であるクリスティーナ・アーチャー氏は、「ハリケーン自体が弱まり、風も弱まり、風力タービンがある場合、ない場合よりも圧力が高かった」とマッシャブルに語った。

たとえば、風速が低下すると波の高さは低くなり、波が小さくなると表面の摩擦力が低下します。これにより、嵐の中心に向かって突進する空気の経路がわずかに変化するでしょう。空気は目に向かって内側に移動するのではなく、その周りを移動し、嵐の中心部の中心気圧を上昇させます。一般に、気圧が低いほど嵐は強くなります。したがって、気圧が高いほど嵐は弱くなることを意味します。

たとえば、ハリケーン サンディ記録を樹立するノースカロライナ州ハッテラス岬北で記録上最も低い気圧測定値 しかし研究によると、もしサンディが上陸する前に巨大な洋上風力発電施設の上を通過していたら、その最低中心気圧は上昇し、高潮は減少しただろう。そして風の強さは弱まっただろう。

具体的には、コンピューター モデル シミュレーションにより、タービン アレイによりサンディの最大高潮が最大 34% 減少し、サンディの風が高さ 15 フィートで最大時速 130 マイル減少したことが示されました。嵐全体がそれほど弱くなったわけではないが、少なくともタービンの風下にある地域では風と波がそれほど激しくなかったであろうことが研究で判明した。

ハリケーン サンディのライフ サイクル: 表面風速。クレジット: UCAR。

おそらくこの研究に対する最大の批判は、現在、研究で使用されているものとほぼ同じ規模の洋上風力タービンアレイの建設を真剣に検討しているエネルギー会社はないということだ、とスタンフォード大学工学部教授で、この研究の共著者であるマーク・ジェイコブソン氏は述べた。実際、洋上風力タービンを建設しようとする取り組みは、規制上の障害や地元の「うちの裏庭ではない」という反対に遭ってきました。 300 ギガワットのアレイには最大 400,000 個のタービンが必要になります。比較のために、ケープウィンドマサチューセッツ州ケープコッド沖で建設中のこのプロジェクトには、タービンが 130 基しか含まれない。

「これはまさに社会的、経済的、政治的な問題です」とジェイコブソン氏はマッシャブルに語った。

また、タービンがカトリーナのような高級ハリケーンの猛攻撃に耐えられるかどうかという疑問もあります。専門家の中には、嵐によって最初に破壊されるインフラになるだろうと主張する人もいる。しかし研究によれば、タービンは風を十分に弱め、ほとんどの人が生き残ることができるという。

天候変更計画ではありません

共著者のアーチャー氏とジェイコブソン氏は、嵐を減らすという副次的な利点を伴うエネルギー目的の風力タービンの使用と、海岸線を保護するために嵐を変えるという過去の試みとを注意深く区別していた。

米国には、嵐、特にハリケーンの威力を変えようとしてきた長い歴史がある。たとえば、連邦政府は、として知られるプログラムを推進しました。プロジェクト・ストームフューリー1962年から1983年にかけて、ハリケーンの強度を下げるために、嵐の中へ飛んでヨウ化銀を噴霧するクラウドシーディング技術を利用しようとしたが、失敗に終わった。最近では、次のように提案する人もいます。海洋ポンプを使用するハリケーンの餌となる温水を海面から汲み上げ、深海からの冷たい水と置き換える。

ジェイコブソン氏は、風力タービンのアプローチは天候を変えるアイデアよりもはるかに簡単だと述べた。 「これには、外に出てハリケーン全体に何かを広めようとする必要はありません。都市に近い特定の場所にタービンを設置するだけで十分です。」と彼は言いました。

アーチャー氏とジェイコブソン氏は、彼らは別の気象修正計画を提唱しているのではなく、むしろ洋上風力エネルギーの追求が有益であるもう一つの理由を証明していると付け加えた。 「私たちはハリケーンを弱めようとしているわけではありません。それは副次的な利益として得られます」とアーチャー氏は語った。

この研究によると、ハリケーン関連の利点を考慮すると、洋上風力発電設備は陸上の化石燃料発電所と比較してさらに安価になるという。さらに、側面に発電しない防潮堤などの新たな高潮防御施設を建設するよりもはるかにメリットが大きい。研究によると、ニューヨーク市の大部分を再びサンディー級の高波から守るために建設される可能性のある防潮堤には、最大290億ドルの費用がかかる可能性がある。

嵐の強さの最大の減少は最大のタービンアレイに関連しているが、より小規模な設備でも模擬ハリケーンに対して測定可能な影響があったとアーチャー氏は述べた。 「風力場の減少と高潮の減少という点では、依然としてメリットが見られました」と彼女は言いました。 「これは沿岸地域のコミュニティを守るための絶対的な選択肢だと思います。」