CIRES- en RASEI-onderzoekers suggereren dat de windvoorraden in de volgende eeuw in veel regio's op het noordelijk halfrond kunnen afnemen - en sterk kunnen toenemen in verschillende hotspotregio's in het zuiden. De eerste studie in zijn soort die voorspelt hoe de wereldwijde windenergie kan verschuiven als gevolg van klimaatverandering, verschijnt vandaag in Natuur Geowetenschappen (gekoppeld).

"Er is veel onderzoek gedaan naar de mogelijke klimaatimpact van transformaties in de energieproductie, zoals de verschuiving van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energiebronnen, " zei hoofdauteur Kris Karnauskas, CIRES Fellow en Assistant Professor in Atmospheric and Oceanic Sciences (ATOC) aan CU Boulder. "Maar niet zozeer gericht op de impact van klimaatverandering op de energieproductie door weersafhankelijke hernieuwbare energiebronnen, zoals windenergie."

Wind voedt vandaag slechts ongeveer 3,7 procent van het wereldwijde energieverbruik, maar de wereldwijde windenergiecapaciteit neemt snel toe - ongeveer 20 procent per jaar. Karnauskas en collega's Julie Lundquist en Lei Zhang, ook bij ATOC, waarschijnlijke verschuivingen in de productie beter wilde begrijpen, dus wendden ze zich tot een internationale reeks resultaten van klimaatmodellen om veranderingen in windenergiebronnen over de hele wereld te beoordelen. Het team gebruikte vervolgens een "vermogenscurve" uit de windenergie-industrie om voorspellingen van wereldwijde winden om te zetten, dichtheid en temperatuur in een schatting van het productiepotentieel van windenergie.

Hoewel niet alle klimaatmodellen het eens waren over wat de toekomst zal brengen, ingrijpende veranderingen op stapel kunnen staan, vooral een prominente asymmetrie in het windenergiepotentieel over de hele wereld. Als de uitstoot van kooldioxide op een hoog niveau blijft, windenergiebronnen kunnen afnemen op de middelste breedtegraden van het noordelijk halfrond, en toename op het zuidelijk halfrond en de tropen tegen 2100.

Vreemd, het team ontdekte ook dat als de emissieniveaus worden verminderd, dalen in de komende decennia, ze zien alleen een vermindering van windenergie in het noorden - het kan niet worden tegengegaan met een toename van het vermogen in het zuiden.

Beslissers op het gebied van hernieuwbare energie plannen en installeren doorgaans windparken in gebieden met tegenwoordig constant sterke wind. Bijvoorbeeld, de prairies van het Amerikaanse Midwesten - vandaag en de afgelopen decennia aanhoudend winderig - zijn bezaaid met tienduizenden turbines. Hoewel volgens de nieuwe beoordeling de productie van windenergie in deze regio's de komende twintig jaar vergelijkbaar zal zijn met die van vandaag, het zou tegen het einde van de eeuw aanzienlijk kunnen dalen.

Daarentegen, de potentiële productie van windenergie in het noordoosten van Australië zou dramatisch kunnen toenemen.

Er waren verschillende redenen voor de noordelijke afname en de zuidelijke toename van het windvermogenpotentieel in het hoge-emissiescenario, Karnauskas en zijn co-auteurs gevonden in hun modelleringsresultaten. Op het noordelijk halfrond, warmere temperaturen op de Noordpool verzwakken het temperatuurverschil tussen dit koude gebied en de warme evenaar. Een kleinere temperatuurgradiënt betekent langzamere wind op de noordelijke middenbreedten.

"Deze dalingen in Noord-Amerika vinden voornamelijk plaats tijdens het winterseizoen, wanneer die temperatuurgradiënten sterk zouden moeten zijn en sterke wind moeten veroorzaken, " zei universitair hoofddocent Lundquist, die ook een RASEI Fellow is. Naast Noord-Amerika, het team identificeerde mogelijke vermindering van windenergie in Japan, Mongolië en de Middellandse Zee. Dit kan slecht nieuws zijn voor de Japanners, die hun ontwikkeling van windenergie snel versnellen.

Op het zuidelijk halfrond, waar meer oceaan dan land is, een ander soort gradiënt neemt toe:land warmt sneller op dan de omgeving, veel grotere oceanen. Die geïntensiveerde gradiënt verhoogt de wind. Hotspots voor waarschijnlijke toename van windenergie zijn:Brazilië, West-Afrika, Zuid-Afrika en Australië.

"Europa is een groot vraagteken, " voegde Karnauskas toe. "We hebben geen idee wat we daar zullen zien. Dat is bijna eng, aangezien Europa al veel windenergie produceert." De trend in deze regio (en in andere, zoals het zuidoosten van de Verenigde Staten) is gewoon te onzeker:sommige modellen voorspellen een toename van het windvermogen, en anderen, een daling.

In een opwarmende wereld, het benutten van meer windenergie in de komende decennia kan van cruciaal belang zijn voor landen die proberen te voldoen aan de emissiereductienormen die zijn vastgelegd in het klimaatakkoord van Parijs. De resultaten van het team kunnen besluitvormers over de hele wereld helpen om te bepalen waar deze technologie moet worden geïnvesteerd.

"De klimaatmodellen zijn te onzeker over wat er gaat gebeuren in hoogproductieve windenergieregio's, zoals Europa, de centrale Verenigde Staten, en Binnen-Mongolië, " zei Lundquist. "We moeten verschillende tools gebruiken om de toekomst te voorspellen - deze wereldwijde studie geeft ons een routekaart voor waar we ons vervolgens op moeten concentreren met tools met een hogere resolutie."