作為降低人類對化石燃料依賴的替代能源之一，全球風電場的產能正在急速增長。
在剛剛過去的一年，風力發電提交了一份相當亮眼的“成績單”：2017年，美國全國風電累計裝機容量達到89077兆瓦，遍布41個州；英國從風能獲取的電能是煤炭發電的2倍；德國剛剛建成世界上最大的單體風力渦輪機；丹麥更是打破了一項風力發電紀錄，2017年風力發電占全國總發電量的43.4%……
再將目光轉向國內。2018年年初，國家能源局發布2017年全國電力工業統計數據。截至2017年底，全國并網風電裝機容量達16367萬千瓦，其中2017年新增并網風電裝機容量1503萬千瓦。
在風力發電勢頭正勁的當下，一項發表于《自然·地球科學》雜志的新研究就顯得有些“煞風景”了：全球變暖或將對世界范圍內的風能資源分布產生深遠影響，未來氣候變化可能導致北半球風能資源減少。
“北”消“南”長
風存在的原因之一，是因為地球上不同地方接收到的太陽輻射能不同，這就導致地球周圍的氣壓有所差異，繼而影響空氣從一個地方流向另一個地方。
如今，科學家們已經清楚地了解到，全球氣溫變化——尤其是在像北極等相較于其他地區氣候變化發生得更為迅速的地區——可能影響地球周圍空氣的流動。而所有這些變化都可能對風力渦輪機的發電量產生顯著影響，因為后者正是通過周圍流動的空氣來收集電量的。
在此前一些類似的研究中，研究人員曾通過單個氣候模型或者觀察地球上某個特定區域等方式，在小范圍內研究過這一問題。但正如這項研究的作者們所指出的，這項新研究的意義在于，它首次在全球尺度上，通過利用不同的氣候模型聚焦了這一問題。
在這項全新的研究中，研究人員利用超級計算機的模擬結果，對未來可能出現的兩種不同的溫室氣體排放場景下風能資源的演變進行了分析：一種場景較為嚴重，即假設到本世紀末全球平均氣溫上升超過5攝氏度；另一種場景則較為溫和，即更接近巴黎氣候協議承諾實現的目標。
研究結果顯示，不論在哪一種場景下，北半球的風能資源均顯示會有所減少，而具體的變化幅度則因地而異。比如，研究顯示，到2050年，美國中部地區的風能資源將會減少8%~10%；而在北半球的其他地區，到本世紀末，風能資源最高將可能減少40%。
而另一方面，計算結果顯示，南半球的風能資源則會有所增加，這或許能在一定程度上緩解北半球風能資源減少的狀況。但諷刺的是，這種此消彼長的情況只出現于上述第一種氣候變化更為嚴峻的場景中。
在研究主要作者、科羅拉多大學波爾得分校的Kristopher Karnauskas看來，即便是在這樣的條件下，南半球的風能資源增長也不太可能彌補北半球的風能資源損失。“南半球既不是大部分風力發電廠的所在地，也不是大部分風能的消費地。”
并未參加此項研究的美國加州大學伯克利分校能源政策專家Daniel Kammen表示，這項研究無疑印證了此前其他研究中的類似發現。對于這一結果，他表示“雖然令人擔憂，但卻在意料之中”。
一把“雙刃劍”
在北半球各個國家紛紛卯足了勁大力推廣風力發電的時候，風能資源將會減少的消息無疑是一個“噩耗”。但值得欣慰的是，這項研究帶來的也不全是壞消息。
在緯度較高的地區，嚴寒是阻礙風力發電大規模發展的一個重要因素。在溫度低下的潮濕空氣中，風力渦輪機的葉片一旦結冰，其將會失去平衡、阻力增大，風電轉換的效率將因此降低，甚至還可能引發安全隱患。
因此，在這些地區，或許氣候變暖對于風電發展來說不啻為一個好消息。根據超級計算機的模擬結果，到本世紀末，無論氣溫上升幅度大小，高緯度地區的霜期均會有明顯縮短，結冰頻數大幅下降。同時，高緯度帶也會更頻繁地受到鋒面氣旋系統的影響，屆時潛在的風能資源將變得更加充足。
Karnauskas認為，這項研究對于北半球風能資源減少的預測結果“并非無足輕重”，雖然其并未消除風能作為可再生能源的競爭力，也不足以阻止決策者繼續擴大對風能的開發，但它卻建議全球不同地區的能源規劃者，在制定可再生能源長期戰略，或者平衡不同可再生能源組合（包括太陽能和水電力）時，應該將未來的氣候變化因素考慮在內。
“而就地方層面而言，我認為這項研究能夠在資金有限的情況下，為新建風電場選址的資源規劃、分配或者選擇延期維護的風電場方面提供一些重要幫助。”Karnauskas表示。
最后，研究者們還希望人們認識到，風能資源的基線并不是恒定不變的。 “作為減少碳排放和其他（環境問題）戰略的一部分，風能仍應被視為可再生能源組合的重要成分。而且，作為戰略的一部分，充分了解可再生資源對于確保掌握該戰略的潛在功效會如何隨問題本身同步變化是很重要的。”Karnauskas補充說。■