In de zomer en het vroege najaar van 2021 kende Europa een lange periode van droge omstandigheden en lage windsnelheden. Het prachtig heldere en rustige weer was misschien een welkome reden om niet naar onze winterjassen te grijpen, maar het gebrek aan wind kan een serieus probleem zijn als we bedenken waar onze elektriciteit vandaan zou kunnen komen.

Om te voldoen aan de doelstellingen voor klimaatmitigatie, zoals die zullen worden besproken tijdens het aanstaande COP26-evenement in Glasgow, moeten energiesystemen snel veranderen van afhankelijk van de opwekking van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energiebronnen zoals wind-, zonne- en waterkracht. Deze verandering maakt onze energiesystemen steeds gevoeliger voor weers- en klimaatvariabiliteit en de mogelijke effecten van klimaatverandering.

Die periode van stil weer had grote gevolgen voor de windproductie. Zo verklaarde het in het VK gevestigde energiebedrijf SSE dat zijn hernieuwbare activa 32% minder stroom produceerden dan verwacht. Hoewel dit in eerste instantie alarmerend kan lijken, zijn ontwikkelaars van windmolenparken zich ervan bewust dat deze "gebeurtenissen" bij lage wind mogelijk zijn, gezien de plannen van de Britse regering om een ​​wereldleider in windenergie te worden.

Opmerking over de recente winddroogte:
De kaart laat zien dat april tot september 2021 de minst winderige periode is voor het grootste deel van het VK en delen van Ierland in de afgelopen 60 jaar. Met dank aan @WorldClimateSvc voor de kaart. pic.twitter.com/63hfxjJhIQ

— Simon Cardy (@weather_king) 6 oktober 2021

Een nieuw type extreem weer

Moeten we ons dus zorgen maken over deze periode van weinig wind? Kortom, nee. Het belangrijkste hier is dat we een extreme gebeurtenis meemaken. Het is misschien niet de traditionele definitie van extreem weer (zoals een grote overstroming of een orkaan), maar deze perioden, in de energiemeteorologie bekend als 'winddroogte', worden cruciaal om te begrijpen om energiesystemen betrouwbaar te laten werken.

Recent onderzoek dat ik met collega's van de Universiteit van Reading heb gepubliceerd, benadrukte het belang om rekening te houden met de jaar-op-jaar variabiliteit in windopwekking terwijl we erin blijven investeren, om ervoor te zorgen dat we klaar zijn voor deze gebeurtenissen wanneer ze zich voordoen. Ons team heeft ook aangetoond dat perioden van stagnerende hoge atmosferische druk boven Midden-Europa, die leiden tot langdurige omstandigheden met weinig wind, in de toekomst het moeilijkst kunnen worden voor elektriciteitssystemen.

Klimaatverandering kan een rol spelen

Als we denken aan klimaatverandering, hebben we de neiging om ons veel meer te concentreren op veranderingen in temperatuur en regenval dan op mogelijke variaties in de windsnelheid nabij het oppervlak. Maar het is een belangrijke overweging in een energiesysteem dat meer afhankelijk zal zijn van windopwekking.

Het laatste IPCC-rapport suggereert dat de gemiddelde windsnelheid boven Europa als gevolg van klimaatverandering met 8%-10% zal afnemen. Het is belangrijk op te merken dat windsnelheidsprojecties vrij onzeker zijn in klimaatmodellen in vergelijking met die voor nabije oppervlaktetemperaturen, en het is gebruikelijk dat verschillende modelsimulaties nogal contrasterend gedrag vertonen.

Collega's en ik analyseerden onlangs hoe windsnelheden boven Europa zouden veranderen volgens zes verschillende klimaatmodellen. Sommige lieten zien dat de windsnelheid toenam naarmate de temperatuur warmer werd, en andere lieten een afname zien. Dit in meer detail begrijpen is een voortdurend onderwerp van wetenschappelijk onderzoek. Het is belangrijk om te onthouden dat kleine veranderingen in de windsnelheid kunnen leiden tot grotere veranderingen in de energieopwekking, aangezien het vermogen van een turbine gerelateerd is aan de derde macht van de windsnelheid (een kubieke getal is een getal dat drie keer met zichzelf is vermenigvuldigd). zeer snel toenemen:1, 8, 27, 64 enzovoort).

De afname van de windsnelheden nabij het oppervlak die op de bovenstaande kaart te zien zijn, kan te wijten zijn aan een fenomeen dat 'global stilleggen' wordt genoemd. Dit kan worden verklaard door de koude Arctische opwarming in een sneller tempo dan de equatoriale gebieden, wat betekent dat er minder temperatuurverschil is tussen warme en koude gebieden. Dit temperatuurverschil is de oorzaak van grootschalige winden over de hele wereld door een fenomeen dat thermische windbalans wordt genoemd.

Met al het gepraat dat windenergie het antwoord is op onze energiebehoeften, te midden van stijgende gasprijzen en het aftellen naar COP26, is de recente winddroogte een duidelijke herinnering aan hoe variabel deze vorm van opwekking kan zijn en dat het niet de enige investering kan zijn voor een betrouwbaar toekomstig energienet. Het combineren van wind met andere hernieuwbare bronnen zoals zonne-energie, waterkracht en het vermogen om onze elektriciteitsvraag slim te beheren, zal van cruciaal belang zijn in tijden zoals deze zomer, wanneer de wind niet waait.