EPFL-onderzoekers hebben een simulator ontwikkeld die de prestaties van windparken over 30 jaar kan berekenen en die ook rekening houdt met de noodzaak om de lokale biodiversiteit te behouden. Getest op een locatie in de Karpaten in Roemenië, de simulator zou kunnen worden toegepast op de Zwitserse Jura, die een soortgelijk landschap heeft.

Drie EPFL-labs waren betrokken bij de ontwikkeling van het model in samenwerking met de Universiteit van Boekarest in Roemenië. Onderzoekers van het Wind Engineering and Renewable Energy Laboratory (WIRE), het Ecological Systems Laboratory (ECOS) en het Laboratory of Geographic Information Systems (LASIG) hebben hun gegevens en modellen gebundeld met die van experts van het Centre of Landscape-Territory-Information Systems (CeLTIS) van de Universiteit van Boekarest als onderdeel van een baanbrekend initiatief bij windenergie.

Hun doel is om de lokale autoriteiten een model aan te reiken waarmee ze in een bepaald landschap het windenergiepotentieel op lange termijn kunnen simuleren, rekening houdend met de evolutie van het landschap en zijn biodiversiteit:het model laat toe om bijvoorbeeld de rol van landbouwgrondgebruik te integreren. Dit is belangrijk voor het vinden van de juiste balans tussen bouwland en weiland, die kunnen helpen bij het genereren van sterke wind, en natuurlijk bos, waar de bomen de neiging hebben om de prestaties van windparken te verminderen.

Deze studie maakte deel uit van het WindLand-project dat werd gefinancierd door de Zwitserse National Science Foundation, via een wetenschappelijk partnerschap waarbij SCCER-FURIES betrokken is, InnoSuisse en Roemenië. De case study simuleerde de impact van het landgebruiksbeleid op het windenergiepotentieel en de biodiversiteit in de zuidelijke Karpaten, hoewel een dergelijk project op dit moment niet in de pijplijn zit.

Schiet niet voor maximale productie

Voor autoriteiten die geïnteresseerd zijn in het bouwen van een windpark, het model geeft aan hoeveel windenergie kan worden geproduceerd en hoe heterogeen het landschap moet zijn om de lokale biodiversiteit te behouden. Volgens de studie, als de omgeving overwegend bosrijk is, het windpark zal slechts 60% van zijn maximale capaciteit produceren en de biodiversiteit zal matig zijn. Anderzijds, als het gebied volledig is vrijgemaakt voor grasland en intensieve landbouw, het windpark draait op volle toeren, maar door het mondaine landschap zal de biodiversiteit aanzienlijk afnemen.

Wanneer de juiste balans is gevonden tussen landbouwgrond en bos, het windpark 70-80% van zijn productiecapaciteit kan behouden, en de biodiversiteit blijft hoog vanwege het heterogene landschap en de diverse habitats. Een ander voordeel van dit multidisciplinaire gekoppelde model is dat het de energieproductie van het windpark gedurende de hele levensduur kwantificeert.

De topografie en het landschap van de Karpaten zijn vergelijkbaar met die van de Jura in Zwitserland, met bergen – variërend van 930 tot 1, 400 meter – bezaaid met bossen, velden en weiden, evenals geïsoleerde haarlok. Het model zou dus ook in Zwitserland kunnen worden toegepast.

Een compromis vinden

"Onze bevindingen laten zien dat het mogelijk is om een ​​compromis te bereiken tussen biodiversiteit en windenergieproductie en dat het een vergissing is om meteen maximale energie-output te bereiken, " legt Jiannong Fang uit, een onderzoeker bij het WIRE Lab en hoofdauteur van de studie, die werd gepubliceerd in het juninummer van Wetenschap van de totale omgeving , in samenwerking met het Zwitserse Federale Instituut voor Bos, Sneeuw- en Landschapsonderzoek (WSL).

Een natuurkundige van opleiding, Fang leerde de taal spreken van zijn ecologie- en aardrijkskunde-collega's in de ECOS- en LASIG-labs om economische, agronomisch, sociaal, omgevings- en topografische gegevens in zijn model. "Dankzij de modellen uit die laboratoria, Ik heb mijn windenergievoorspellingen kunnen verbeteren en verlengen op de lange termijn, " zegt Fang. "Ik heb ook kunnen kijken hoe het landschap en het omliggende bos kunnen worden ontwikkeld en hoe dit het potentieel van windenergie zou beïnvloeden."

Sinds de val van het communisme, grote stukken beboste weilanden, die de helft van de Karpaten besloeg, in de steek gelaten zijn. Deze gebieden waren vroeger zeer biodivers, en de harde wind zou ze een ideale plek hebben gemaakt voor een windmolenpark. Maar vandaag eist het bos zijn territorium op. De door EPFL ontwikkelde simulator moet bepalen hoe het landschap effectief kan worden gebruikt voor windproductie en tegelijkertijd de huidige biodiversiteit van de regio behouden blijft.

Jiannong Fang wil zijn model verder aanscherpen:"Klimaatverandering kan een kleine impact hebben op onze bevindingen. Door verschillende klimaatscenario's toe te voegen, bijvoorbeeld, aan veranderingen in vochtigheid en vegetatie zou de voorspellingen van ons model nog betrouwbaarder maken en zou het onderwerp kunnen zijn van toekomstig werk."