〈地球氣候〉風旱成氣候暖化的新威脅

汪中和 / 中央研究院研究員 2022/10/26 14:46 點閱 3519 次

「風旱」一詞指的是,暖化造成地表風速下降,兩極與赤道及海陸之間的溫差變小,導致季風減弱,空氣流動速度下降。在都市蓬勃發展,原有自然地表景觀改變,土地利用多樣化,房屋建築的高度和密度增加下,風旱成為全球發展的新威脅。

聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)最新的氣候評估報告清楚的指出,風旱帶來的衝擊是多元的。首先,會影響植物的生長、繁殖、分佈、死亡和演進;接著,無風或低風的時期,會加劇夏季熱浪的威力,高溫變得更加頻繁和持久,不但會惡化空氣汙染,同時影響飛航安全與增加燃料的耗損。

此外,風速降低還會改變洋流系統,減弱海洋的氣候調節功能,導致更多的乾旱、寒潮,和更強烈的冬季風暴。

風力發電的深遠影響

除了自然環境的衝擊,風旱還對正在大力發展的風力發電產業,造成嚴重的傷害。2021年夏季,歐洲遭遇超級熱浪的侵襲,也經歷了罕見的風旱,多數地區的風速比往年平均值減少約15%,導致風力發電效能大幅降低。

例如英國風力發電產能,在2020年9月,電力供應佔比還有18%;到2021年9月,因風旱影響佔比降到僅剩2%。風力發電效能的降低,也加劇能源市場的波動,2021年的歐洲風旱期間,天然氣價格比前一年上漲了450%,北歐的電價更上漲了470%。

溫室氣體2050年淨零排放是全世界各國未來要全力以赴的目標,依據當前能源轉型的展望,到2050年再生能源將產生約85%的全球電力,其中風力發電與太陽光電都扮演主要的角色,因此風力渦輪機將會呈現倍數的增長。

再生能源變數多

然而IPCC的報告顯示,未來升溫超過1.5℃,會使全球的地表平均風速下降10%,尤其北半球整體減少的趨勢最顯著。風能產量與風速的三次方成正比,風速若下降10%,會導致風電產能下降30%以上,嚴重衝擊再生能源的穩定,也影響減碳的時程與效果。

最近的風旱情勢清楚地提醒我們,由於氣候暖化對風場的影響甚鉅,風力發電就有如一個水資源系統,必須因應每年、十年、和百年尺度的風力起伏變化,因不確定因素太高,已無法作為可靠的能源。

依我國政府2050年淨零碳排的能源願景,再生能源的發電佔比將達6~7成,其中陸域及離岸風電是其中最主要的部份;考量暖化對未來風速的不利影響,風電的變數增大,政府一定要在能源戰略裡,及早規劃出可靠的備援與替代方案。