Znaczenie ograniczenia aerozoli dla potencjału energii słonecznej i wiatru

     

    Według raportu JRC oceniającego potencjalne zmiany zasobów energii ze źródeł odnawialnych w latach 2030-2050 silna redukcja emisji aerozoli pochodzenia antropogenicznego będzie prowadziła do zmian cyrkulacji w atmosferze w makroskali, a tym samym będzie wpływała na siłę wiatru na morzu i promieniowanie słoneczne w Europie i północnej Afryce. Przeprowadzona analiza koncentruje się na energetyce wiatrowej i fotowoltaice, ponieważ są one bezpośrednio zależne od warunków meteorologicznych.

    Aerozole, takie jak sadza, węgiel organiczny oraz dwutlenek siarki (główny prekursor aerozoli siarczanowych) są szkodliwe dla środowiska i zdrowia ludzi, ale zawieszone w atmosferze powodują również „chłodzenie” planety, odbijając promienie słoneczne z powrotem w przestrzeń. Korzystając z globalnego modelu klimatu i zestawu regionalnych modeli klimatycznych, naukowcy JRC przeanalizowali dostępność fotowoltaiki i energetyki wiatrowej dla różnych scenariuszy emisji gazów cieplarnianych i aerozoli antropogenicznych do połowy XXI wieku (2030-2050), biorąc pod uwagę różne opcje polityki jakości powietrza. W analizie rozważono dwa scenariusze redukcji emisji aerozoli, jeden związany z obowiązującym na świecie ustawodawstwem, drugi odnoszący się do maksymalnego możliwego do osiągnięcia poziomu redukcji, uwzględniającego pełne wdrożenie najnowocześniejszych dostępnych technologii.

    Rozważając scenariusz znaczącej redukcji emisji aerozoli pochodzenia antropogenicznego, prowadzący do dalszego globalnego ocieplenia i znaczących zmian cyrkulacji atmosferycznej w makroskali, dostępność energii wiatrowej wzrośnie na Morzu Bałtyckim i na Wyspach Brytyjskich, ale zmniejszy się nad Morzem Śródziemnym i Morzem Północnym. Jednak prognozowane zmiany występowałyby głównie na morzu, natomiast zmiany w głębi lądu miałyby marginalne znaczenie. Ponadto obecna ocena rejonów jako produkcyjne i nieprodukcyjne raczej nie uległaby zmianie w przyszłości.

    Wydajność energii fotowoltaicznej jest silnie związana ze zmiennością zachmurzenia wynikającą ze zmian w cyrkulacji atmosfery w makroskali. Zmniejszenie produktywności fotowoltaiki obserwuje się (według scenariusza II) w Europie wschodniej i północnej Afryce (aż o 7%), podczas gdy wzrost obserwuje się w Europie zachodniej i we wschodniej części Morza Śródziemnego (do 10%).

    Raport zachęca również do szerszego korzystania z modeli klimatycznych w ocenie przyszłej dostępności odnawialnych źródeł energii oraz wzywa do poprawy symulacji klimatycznych poprzez dodanie składnika promieniowania rozproszonego w modelach wydajności fotowoltaicznej, korzystania z wyższej rozdzielczości przestrzennej i czasu (10 km lub mniej, jedna godzina) oraz do integracji z przyszłym potencjałem energetycznym biomasy.

    Źródło: JRC - Intense aerosols reduction to affect wind and solar energy availability in coming decades

    Modelowanie klimatu i ocena zasobów energii ze źródeł odnawialnych

    Analiza przeprowadzona przez JRC w skali makro bazuje na modelu ECHAM5-HAM. Jest to system modelowania wykorzystujący model ogólnej cyrkulacji atmosfery połączony z modelem warstwy mieszania oceanów, modelem aerozoli HAM oraz modelem chmur. Moduł HAM uwzględnia zadany model emisji aerozoli, model chemiczny utleniania związków siarki, moduł depozycji oraz moduł własności radiacyjnych aerozoli. Model opiera się na uogólnionym składzie aerozoli (siarczany, sadza, cząstki organiczne, sól morska, pył mineralny).

    Symulacje klimatyczne są wykonywane z wykorzystaniem scenariuszy emisji opracowanych dla raportu 4 (AR4) Międzyrządowego Zespołu do Spraw Zmian Klimatu (IPCC). Stężenia gazów cieplarnianych są przyjęte ze scenariusza B2 opisanego w Specjalnym Raporcie Scenariuszy Emisji (SRES). Scenariusz B2 opisuje świat z populacją średniej wielkości i średnim wzrostem gospodarczym, oparty na rozwiązaniach lokalnych uwzględniających zrównoważony rozwój gospodarczy, społeczny i ochronę środowiska.

    Analizowane dwa scenariusze redukcji emisji aerozoli (odpowiadający obowiązującemu na świecie ustawodawstwie - CLE oraz maksymalnego możliwego do osiągnięcia poziomu redukcji emisji przy pełnym wdrożeniu najnowocześniejszych dostępnych technologii - MFR), zakładają następujące pułapy redukcji emisji:

    Model

    Emisje aerozoli

    Zmiany emisji: 2030 – 2000

    Sadza (BC)

    Węgiel organiczny (OC)

    Dwutlenek siarki (SO2)

    2000

    2000

    2030 GHG

    2000

    2030 CLE MFR

    2030 CLE na świecie

    i MFR dla Europy

    -13 %

    1 %

    8 %

    2030MFR

    2030 MFR

    -27 %

    -42 %

    -12 %

     

    Źródło: JRC Science and Policy Report - Climate modelling and renewable energy resource assessment

    Wyniki obliczeń prognozowanych zmian nasłonecznienia oraz prędkości wiatru dla ww. modeli emisyjnych dostępne są na stronie:

    http://iet.jrc.ec.europa.eu/remea/sites/remea/files/reqno_jrc95440_reqno_jrc95440_renew_gaetani_report_2015_final.pdf

    Aktualności
    NEWSLETTER:
    Jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych artykułach zapisz się
     
    Szkolenie Rozprzestrzenianie zanieczyszczeń w powietrzu Poznań 2020
    Kongres Biomasy 2020
    Operat FB

    Zobacz komunikaty JRC / US EPA / EEA / NIK / GDOŚ / GIOŚ / IOŚ / MŚ:

    EPA Awards State of Texas More Than $1.5 Million to Monitor Particle Air Pollution 02.04.2020

    EPA Continues to Add New Surface Disinfectant Products to List N in Effort to Combat COVID-19 02.04.2020

    EPA Sends Letter to All Members of Congress to Correct the Record on the Temporary Enforcement Policy 02.04.2020

    EPA COVID

    EPA Approves State of Texas’ Clean-Air Plan for Ozone in Dallas-Fort Worth Area 02.04.2020

    EPA Takes Step Toward Granting Wyoming Primacy for Certain Underground Injection Wells 01.04.2020

    U.S. DOT and EPA Put Safety and American Families First with Final Rule on Fuel Economy Standards 31.03.2020

    EPA Administrator Wheeler Responds to Office of Inspector General Report on Ethylene Oxide 31.03.2020

    EPA Corrects the Record after Reckless Reporting on Temporary Compliance Guidance 30.03.2020

    EPA Successfully Wraps Up Activities at Tonawanda Coke Facility 27.03.2020

    EPA Announces Enforcement Discretion Policy for COVID-19 Pandemic 26.03.2020

    EPA Announces Plan to Reduce TSCA Fees Burden for Stakeholders 25.03.2020

    EEA: Air pollution goes down as Europe takes hard measures to combat coronavirus 24.03.2020

    EEA COVID

    © EEA

    EPA Seeking to Fund Innovative Solutions for Preventing Pollution 23.03.2020

    EPA Settlement with Concrete and Stone Producer Resolves Clean Air Violations in N. Attleborough, Mass. 13.03.2020

    EEA: Assessing air quality through citizen science 12.03.2020

    pył zawieszony PM10
    © EEA

    EPA to Review Lead Ambient Air Standards 12.03.2020

    EEA: Member States must cut emissions across all sectors to achieve EU climate targets by 2030 10.03.2020

    EPA settles diesel emissions cases against three northwest companies 05.03.2020

    EPA: Agency Releases Annual Automotive Trends Report Showing Marginal Increases in Fuel Economy 02.03.2020

    Zobacz bieżące artykuły w Atmospheric Environment:

    Near-road vehicle emissions air quality monitoring for exposure modeling

    The impact of biomass burning on the oxidative potential of PM2.5 in the metropolitan area of Milan

    Physical and chemical properties of non-exhaust particles generated from wear between pavements and tyres

    Where air quality has been impacted by weather changes in the United States over the last 30 years?

    Emission and simulation of primary fine and submicron particles and water-soluble ions from domestic coal combustion in China

    Zobacz EUR-Lex:

    Sprawozdanie specjalne nr 6/2020 „Zrównoważona mobilność w miastach w UE – bez zaangażowania ze strony państw członkowskich nie będzie możliwa istotna poprawa” 11.03.2020

    Przyjęcie decyzji Komisji w sprawie przekazania przez Zjednoczone Królestwo Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej zmienionego przejściowego planu krajowego, o którym mowa w art. 32 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE w sprawie emisji przemysłowych 26.02.2020

    Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego „Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów »Zjednoczeni w realizacji unii energetycznej i działań w dziedzinie klimatu – Przygotowanie fundamentów w celu zapewnienia udanego przejścia na czystą energię«” 11.02.2020

    Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego „Bardziej konstruktywna rola społeczeństwa obywatelskiego we wdrażaniu prawa ochrony środowiska” 11.02.2020

    Zawiadomienie dla przedsiębiorstw zamierzających wprowadzać wodorofluorowęglowodory luzem do obrotu w Unii Europejskiej w 2021 r. 06.02.2020

    Opinia Europejskiego Komitetu Regionów – W kierunku zrównoważonej Europy 2030: działania następcze w związku z celami zrównoważonego rozwoju ONZ, transformacją ekologiczną i porozumieniem klimatycznym z Paryża 05.02.2020

    Opinia Europejskiego Komitetu Regionów – Wdrażanie pakietu „Czysta energia”: krajowe plany w dziedzinie energii i klimatu jako narzędzie zarządzania na poziomie lokalnym i terytorialnym w dziedzinie klimatu oraz energii aktywnej i pasywnej 05.02.2020

    Opinia Europejskiego Komitetu Regionów – Inteligentne miasta – nowe wyzwania dla sprawiedliwej transformacji w kierunku neutralności klimatycznej: jak osiągnąć cele zrównoważonego rozwoju? 05.02.2020

    Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego „Rozwijanie synergii pomiędzy różnymi planami działania dotyczącymi gospodarki o obiegu zamkniętym” (15.01.2020)