풍력발전의 환경영향

Environmental impact of wind power
에너지원당 온실가스 배출량.풍력에너지는 온실가스 배출량이 가장 적은 원천 중 하나입니다.
풍력 [1]터빈 근처에서 풀을 뜯는 가축.

풍력발전화석연료 [2]발전에 비해 환경에 미치는 영향이 적습니다.풍력 터빈은 생산된 전기 단위 당 지구 온난화 잠재력이 가장 낮습니다: 평균적인 전기 단위보다 훨씬 적은 온실 가스가 배출되므로 풍력 발전[3]기후 변화를 제한하는 데 도움이 됩니다.풍력은 화석연료 발전원과 달리 연료를 전혀 소비하지 않고 대기오염도 배출하지 않습니다.풍력 발전소를 짓기 위해 사용되는 재료를 제조하고 운반하는 데 소비되는 에너지는 몇 [4]달 안에 발전소에서 생산되는 새로운 에너지와 같습니다.

육상(육상) 풍력 발전소는 [5]경관에 상당한 시각적 영향과 영향을 미칠 수 있습니다.풍력 발전소는 일반적으로 매우 낮은 표면 전력 밀도와 간격 요구로 인해 다른 [6][7]발전소보다 더 많은 지면에 분산되어야 합니다.터빈, 진입로, 송전선, 변전소의 네트워크는 "에너지 스프롤"[8]을 초래할 수 있지만, 터빈과 도로 사이의 땅은 여전히 [9][10]농업을 위해 사용될 수 있습니다.

갈등은 특히 경치가 좋고 문화적으로 중요한 풍경에서 일어납니다.좌석 배치 제한(: 후퇴)은 [11]영향을 제한하기 위해 시행될 수 있습니다.터빈과 진입로 사이의 땅은 여전히 농사와 [9][12]방목을 위해 사용될 수 있습니다.그들은 "시골의 [13]산업화"로 이어질 수 있습니다.일부 풍력 발전소들은 보호 경관 지역, 고고학적 경관 및 [14][15][16]유산을 훼손할 가능성이 있다는 이유로 반대하고 있습니다.스코틀랜드 산악 위원회의 보고서는 풍력 발전소가 자연 경관과 파노라마 [17]뷰로 알려진 지역의 관광업에 를 끼친다는 결론을 내렸습니다.

서식지 감소와 파편화는 육상 풍력 [8]발전소의 야생동물에 가장 큰 잠재적인 영향을 미치지만, 크기가[18] 작으며 적절한 모니터링 및 완화 전략이 [19]실행되면 완화될 수 있습니다.전 세계적인 생태학적 영향은 [2]미미합니다.풍력 터빈이 화석 연료를 [21]사용하는 발전소보다 훨씬 적은 새의 죽음에 책임이 있지만, 다른 인공 구조물 주변에 있는 것처럼 희귀종을 포함한 수천 마리의 새와 박쥐들이 풍력 터빈 [20]날개에 의해 죽임을 당했습니다.이것은 적절한 야생동물 [22]모니터링을 통해 완화될 수 있습니다.

많은 풍력 터빈 블레이드들은 섬유 유리로 만들어 졌고 어떤 것들은 수명이 10년에서 [23]20년 밖에 되지 않았습니다.이전에는 이 낡은 [24]칼날들을 재활용할 시장이 없었고,[25] 그것들은 대개 매립지에 버려졌습니다.블레이드는 속이 비어 있기 때문에 질량에 비해 큰 부피를 차지합니다.2019년부터 일부 매립 사업자들은 [23]매립하기 전에 블레이드를 파쇄하도록 요구하기 시작했습니다.2020년대에 생산된 블레이드는 완전히 재활용이 [25]가능하도록 설계될 가능성이 높습니다.

풍력 터빈은 또한 소음을 발생시킵니다.300m(980ft) 거리에서는 냉장고보다 약간 더 큰 약 45dB일 수 있습니다.1.5km(1mi) 거리에서는 [26][27]소리가 들리지 않습니다.풍력 [28]터빈과 아주 가까운 곳에 사는 사람들에게 부정적인 건강 영향을 끼친다는 일화적인 보고가 있습니다.동료 검토 연구는 일반적으로 이러한 [29][30][31]주장을 지지하지 않았습니다.부유하지 않는 풍력 발전소를 건설하기 위한 말뚝 운전은 수중에서는 소음이 크지만,[32] 해상풍은 [33]선박보다 훨씬 조용합니다.

기본운영상의 고려사항

그리드에 미치는 오염 및 영향

오염비용

풍력 터빈은 다른 저탄소 발전원과 비교할 때 어떤 [34]발전원에 의해서도 생산되는 전기 에너지 단위당 지구 온난화 전위가 가장 낮습니다.IPCC에 따르면, 에너지원의 생애주기별 지구온난화 잠재력 평가에서 풍력발전기는 15~11(gCOeq2/kWh)의 중간값을 갖는데,[35][36] 이 값은 해상 또는 육상 터빈의 평가 여부에 따라 결정됩니다.

풍력은 지속적인 작동을 위해 물을 소비하지[37] 않으며 전기 생산과 직접적으로 관련된 거의 무시할만한 배출량을 가지고 있습니다.풍력발전기는 전력망에서 격리될 경우 화석연료원과 원자력발전소 연료생산과는 달리 가동 시 이산화탄소, 일산화탄소, 이산화황, 이산화질소, 수은, 방사성폐기물 이 무시할 정도로 많이 발생합니다.

건설 단계의 책임이 큰 풍력 터빈은 대기 오염의 한 형태인 입자상 물질([38][39][better source needed]PM)을 화석 가스 발전소("NGCC")보다 에너지 발생 단위당 "예외[clarification needed]" 비율로 약간 더 많이 배출하고,[40][41][better source needed] 또한 에너지 발생 단위당 중금속과 PM을 원자력 발전소보다 더 많이 배출합니다.풍력 [42]외부비용발전비용에 비해 무시할 수 있습니다.

그리드에 연결했을 때의 소견

Vattenfall 유틸리티 회사의 연구에 따르면 수력발전소, 원자력 발전소, 풍력발전기의 온실가스 배출량은 대표적인 다른 에너지원보다 훨씬 적었습니다.

풍력 발전소의 라이프 사이클 평가에 대한 일반적인 연구는 전력망에 연결되어 있지 않을 때 일반적으로 다음과 같은 2006년 미국 중서부의 3개 설비에 대한 분석과 유사한 결과를 도출합니다. 풍력의 이산화탄소(CO2) 배출량은 생산된 에너지의 GWh(14233 gCO/kWh)당 14-33톤(15-36 단톤)에 달합니다.대부분의 CO2 배출 강도는 터빈 구조 및 [43][44]기초를 위한 강철, 콘크리트 및 플라스틱/섬유유리 복합재 생산에서 비롯됩니다.메타 분석에서 여러 개별 연구의 유사한 데이터를 결합하여 풍력의 지구 온난화 잠재량의 중앙값은 11-12 g2 CO/kWh이며 [35][45][46]크게 변화할 가능성은 없는 것으로 확인되었습니다.

안정적인 전력망 출력을 보장하기 위해 발전소에 따라 백업/부하에 대한 이러한 높은 의존도는 간헐적인 전력 공급원의 가변 출력을 촉진하기 위해 그리드의 다른 전력 공급원을 더 자주 조절하는 비효율적(COeg/kWh 단위2)의 노크온 효과를 낳습니다.간헐적 발생원이 그리드 시스템의 다른 전원에 미치는 총 영향, 즉 풍력 에너지에 대응하기 위한 예비 전원의 비효율적인 시동 배출을 포함하여 풍력 에너지의 총 시스템 전체 수명 주기에 포함할 경우, 실제 풍력 에너지 배출 강도가 더 높아집니다.전원을 분리하여 조사함으로써 결정되는 직접 g/kWh 값보다 높으므로 그리드에 미치는 모든 다운스트림 유해/비효율성 영향을 무시합니다.안정적인 전력망 출력을 보장하기 위해 발전소에 이어 백업/부하에 대한 높은 의존도는 화석 발전소가 덜 효율적인 [45][better source needed]상태에서 작동하도록 합니다.

다른 저탄소 동력원 풍력터빈과 비교하여, 격리된 상태에서 평가할 때, 11에서 12 사이의 평균 수명주기 배출 값을 갖습니다(gCOeq2/kWh).[35][47]부하 균형의 현실적인 문제로 인한 배출량 증가가 문제가 되고 있지만, Pent et al. 은 여전히 이러한 202 g 및 80 g CO-eq/kWh 가 추가된 벌점이 각각 ~400 [48]g 및 9002 g CO-eq/kWh를 배출하는 화석 가스 및 석탄에 비해 여전히 약 10배 정도 낮은 오염을 초래한다고 결론짓고 있습니다.이러한 손실은 화석 발전소의 사이클링으로 인해 발생하기 때문에, 화석 발전소가 교체됨에 따라 풍력 에너지의 20-30% 이상이 전력망에 추가되면 어느 시점에서 손실이 더 작아질 수 있지만,[49][better source needed] 이는 아직 실제로 발생하지 않습니다.

희토류 이용

일부 풍력 터빈에 사용되는 영구 자석의 생산은 네오디뮴[50]사용합니다.최근 몇 [51][52]년간 중국이 주로 수출하는 이 희토류의 추출과 관련된 오염 우려가 정부의 조치를 촉구하고 있으며, 추출 [53]과정을 개선하려는 국제적인 연구 시도가 이루어지고 있습니다.네오디뮴의 필요성을 줄이거나 [54]희토류 금속을 아예 사용하지 않는 터빈과 발전기 설계에 대한 연구가 진행 중입니다.또한 대형 풍력 터빈 제조업체인 Enercon GmbH는 희토류 [55]채굴의 환경적 악영향에 대한 책임을 피하기 위해 직접 구동 터빈에 영구 자석을 사용하지 않기로 매우 일찍 결정했습니다.

재료투입량

국제 에너지 기구의 연구 결과에 따르면 2040년까지 리튬, 흑연, 코발트, 구리, 니켈 및 희토류와 같은 채굴 자원에 대한 수요가 4배 증가할 것으로 예상되며, 분산형 기술인 태양광 및 풍력 발전의 대규모 배치와 필요한 그리드 업그레이드로 인해 부과되는 수요에 비해 이러한 물질의 공급이 부족하다고 합니다.예를 들어, 육상 풍력 발전소는 유사한 화석 가스 [56][57]발전소보다 9배나 더 많은[clarification needed] 재료가 필요합니다.2018년 연구에 따르면, 풍력 발전의 상당한 증가는 2060년까지 이러한 금속의 공급을 1000% 증가시켜야 하며, 광산 [58]작업의 상당한 증가가 필요합니다.

폐기물, 재활용, 용도변경

현대 풍력 터빈 블레이드는 플라스틱/섬유 유리 복합 설계로 제작되어 수명이 약 20년 [23]미만입니다.2018년 2월 현재 이러한 노후 블레이드를 재활용할 수 있는 경제적인 기술과 시장은 없으며, 가장 일반적인 폐기 절차는 이를 매립지[59]운반하는 것입니다.블레이드를 폐기하기 위한 다른 방법으로는 재료를 소각하거나 가루로 분쇄하는 방법이 있지만, 이 두 가지 방법은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 비효율적이며 추가적인 에너지 [60]사용을 수반합니다.블레이드 소각은 상당한 양의 온실가스를 배출하지만, 이는 열과 전력의 공급원으로 사용될 수 있기 때문에 이러한 [61][62]배출을 어느 정도 상쇄합니다.블레이드는 중량 감소를 위한 중공 디자인으로 인해 중량에 비해 큰 부피를 차지할 수 있으므로 넓은 회전 침대, 추가 안전 차량 및 더 긴 플랫 베드 트럭으로 인해 도로 운송이 어렵고 비용이 많이 들며 위험합니다.

아직도 많은 블레이드가 폐기되고 있기 때문에 매립 작업자들은 블레이드가 매립되기 전에 절단되거나 때로는 파쇄될 것을 요구하기 시작했으며, 이는 더 [23][63]많은 에너지를 소비합니다.하지만, 무게가 많이 나가기 때문에 걷는 사람이나 [64]자전거를 타는 사람들을 위해 오래 지속되는 작은 다리로 만들 수 있습니다.새로운 터빈의 발전 효율과 사용 수명을 연장하기 위한 지속적인 개발 작업과 함께, 경제적이고 에너지 효율적이며 시장 [65]확장 가능한 블레이드 재활용 솔루션을 계속 추구하고 있습니다.

터빈 블레이드의 수명 주기 동안 발생하는 프로세스로 인해 45%의 추가 폐기물이 발생할 수 있으며 [66]2050년까지 모든 국가의 연간 블레이드 폐기물 총합은 290만 톤에 이를 것으로 추정됩니다.이에 비해 2050년에는 [67]세계 태양광전지 폐기물이 약 7,800만 톤에 이를 것으로 예상되며,[68] 2022년에는 석탄발전으로 7억 5,000만 톤의 플라이애쉬 폐기물이 생산되었습니다.

재활용 및 용도변경

터빈 블레이드로 만든 폴란드의 인도교

풍력 터빈 구조물의 80%는 재활용이 가능하지만, 일반적으로 철근 콘크리트 또는 [69]블레이드로 제작되는 구조물의 기초는 여기에 포함되지 않습니다.또는 새로운 터빈으로 쉽게 재활용되지 않는 터빈 구조의 이러한 구성 요소를 다른 [70]방식으로 용도 변경하여 사용할 수도 있습니다.

터빈 블레이드의 부피가 크기 때문에 다루기는 어렵지만, 블레이드를 놀이터 구조물, 자전거 쉼터 및 도보 다리로 용도 변경하는 데 유리합니다.다른 재활용 방법으로는 방수 보드 및 주입 가능한 플라스틱을 위한 펠릿 제조페인트, 접착제 시멘트 및 콘크리트 제조[71][72][73]위한 열분해가 있습니다.탄소 섬유 블레이드는 이제 재활용될 수 있으며, 섬유는 처음에 에폭시 수지 바인더로부터 분리된 후 작은 입자로 잘게 자릅니다.분리 후, 수지는 다음 [74]처리될 재료의 연료 공급원으로 사용됩니다.열분해 후 생성된 물질을 더 분리할 수 있고 유리 섬유를 추출하여 단열재 또는 섬유 [75]보강재에 사용할 수 있습니다.

블레이드는 건축 자재 및 구조적 구성 [76]요소로 용도를 변경할 수도 있습니다.연구 결과 터빈 블레이드의 강도와 구조적 안정성이 일반적으로 [77]사용되는 재료와 유사한 것으로 밝혀짐에 따라 터빈 블레이드를 송전극으로 성공적으로 용도 변경할 수 있었습니다.블레이드의 단면은 소형 주택을 위한 지붕을 만들기 위해 적용되었으며 이러한 구조물은 건축 법규의 요구 사항을 충족하며, 블레이드 재료를 사용 [78]가능한 데 필요한 광범위한 공정 없이 재사용할 수 있는 실행 가능한 방법이 될 수 있습니다.터빈의 구성 요소들은 물체가 서로 다른 [79]요소들로 분할되는 분할을 구현함으로써 재사용될 수 있습니다.세분화에 관한 연구는 특정 휨강성[79]휨강도를 측정할 때 기존의 건설재료보다 결과재료가 우수함을 시사하고 있습니다.

전반적으로, 풍력 터빈 부품을 재활용, 재사용 또는 용도 변경할 수 있는 다양한 방법들이 존재하며, 그들의 장점과 단점들을 포함하여, 그 재료들이 경제적으로 사용될 수 있는 훨씬 더 많은 방법들을 결정하기 위한 연구가 계속되고 있습니다.터빈 블레이드를 재활용하거나 용도를 변경하기 위한 다양한 방법들이 효과적인 것으로 입증되었지만,[80] 이러한 방법들은 급격히 증가하는 터빈 블레이드 폐기물의 양을 적절히 처리하기에는 충분히 큰 규모로 구현되지 못했습니다.

대체건축자재

탄소섬유 블레이드가 섬유유리-에폭시 복합재에 비해 무게가 낮고 강도와 내구성이 높아 설치되기도 하는 것 외에도, 2020년 현재 스웨덴 예테보리에는 더 튼튼하고 가볍고 재활용과 운송이 용이한 모듈식 목재 구조용 지지 트렁크가 설치된 풍력 터빈이 있습니다.강철보다 [81][82]탄소 중립성이 높습니다이러한 나무 타워는 내화성과 금속 산화 [83]화학 물질에 대한 내성이 높기 때문에 강철만큼 자주 재활용할 필요가 없을 것입니다.다른 대체 건축 재료로는 재활용 가능한 폴리머(열가소성 수지, 재활용 가능한 열 세트, 폴리우레탄), 대나무, 천연 섬유 복합재, 생분해성 수지, 바이오 기반 탄소 [75]섬유 등이 있습니다.

풍력 터빈 재료에 대한 연구는 터빈 블레이드의 수명을 연장시키고 교체 회전율(교체 [84]빈도)을 감소시킬 수 있기 때문에 손상에 대한 저항성을 강화하는 방법에도 초점을 맞추고 있습니다.블레이드에 사용되는 재료가 손상에 대한 저항력을 높이기 위해 적용되는 것 외에도, 바람이나 [85]비로 인한 손상을 줄이기 위해 특정 기상 이벤트 동안 터빈의 활동을 변경하는 잠재적인 방법이 있습니다.

생태학

토지이용

풍력은 수명주기 표면전력 밀도가2 1.84W/m으로 원자력이나 화석연료보다 3배(10배3, 1,000배) 적고 [86]PV보다 3배 작습니다.

풍력 발전소는 토지 개간으로 이미 영향을 받은 땅 위에 건설되는 경우가 많습니다.풍력 발전소에 필요한 식생 개간과 지반 교란은 탄광이나 석탄 화력 발전소에 비해 적은 편입니다.풍력 발전소가 해체되면 경관은 이전 [87]상태로 돌아갈 수 있습니다.

2000년에서 2009년 사이에 지어진 미국 풍력 발전소의 미국 국립 재생 에너지 연구소의 연구에 따르면, 평균적으로 전체 풍력 발전소 면적의 1.1%만이 지표면 교란을 겪었고, 풍력 발전 설비로 인해 영구적으로 교란된 비율은 0.43%에 불과했습니다.평균적으로 용량 MW당 총 풍력 발전소 면적은 63헥타르(160에이커)였지만, 풍력 [88]발전 용량 MW당 영구적으로 교란된 면적은 0.27헥타르(0.67에이커)에 불과했습니다.

영국에서는 대부분의 주요 풍력 발전지(평균 풍속이 가장 좋은 곳)가 고지대에 위치하고 있으며, 이 곳은 종종 담요로 덮인 늪지대로 덮여 있습니다.이러한 유형의 서식지는 넓은 지역이 영구적으로 소드 상태로 남아있는 비교적 강우량이 많은 지역에 존재합니다.건설 작업은 이탄지 수문학에 지장을 줄 위험이 있으며, 풍력 발전소 지역 내에 위치한 이탄 지역이 건조, 분해되어 저장된 탄소를 방출할 수 있습니다.동시에 재생 에너지 계획이 완화하려고 하는 온난화 기후는 그 자체로 영국 [89][90]전역의 이탄지에 존재론적인 위협이 될 수 있습니다.스코틀랜드의 한 MEP는 "이탄을 손상시키면 풍력 발전소가 [91]절약하는 것보다 더 많은 이산화탄소가 방출된다"며 이탄지의 풍력 개발을 중단하라는 캠페인을 벌였습니다.Northern Ireland Environment Agency의 2014년 보고서는 이탄지에 풍력 터빈을 설치하는 것이 이탄지로부터 상당한 이산화탄소를 방출할 수 있다고 언급했습니다.또한 홍수 조절과 수질에 대한 이탄지의 기여를 훼손합니다. "풍력 터빈을 위해 이탄지 자원을 사용하는 것의 잠재적인 연쇄적인 영향은 상당하고 생물 다양성 측면에 미치는 영향이 북아일랜드에 가장 [92]눈에 띄고 가장 큰 재정적인 영향을 미칠 것이라는 것은 논쟁의 여지가 있습니다."습지 근처에 풍력 발전소를 건설하는 것은 Derrybrien(2003)과 Meenbog(2020)[93][94]와 같은 강을 오염시킨 아일랜드의 여러산사태와 관련이 있습니다.이러한 사고는 보다 엄격한 계획 절차와 현장 지침으로 예방할 수 있습니다.

[95]

풍력 에너지 옹호자들은 땅의 1% 미만이 기초와 진입로에 사용되고 나머지 99%는 여전히 [12]농사에 사용될 수 있다고 주장합니다.풍력 터빈은 기초를 위해 약 200-400m가2 필요합니다.풍력 터빈의 크기가 증가함에 따라 기초의 상대적인 크기는 [96]감소합니다.비평가들은 미국 [97]북동부 지역과 같은 산등성이의 설치 장소를 위해서는 숲 주변의 나무들을 치우는 것이 필요할 수도 있다고 지적합니다.이것은 일반적으로 [98]풍력 터빈 당 5,0002 미터의 클리어링을 필요로 합니다.

2007-2008년 스코틀랜드에 풍력 발전소를 건설하는 동안 6202에이커의 숲에서 340만 그루 이상의 나무가 제거되었고, 그 중 31.5%가 다시 [99]심었습니다.

일반적으로 도시 지역에는 터빈이 설치되어 있지 않습니다.건물은 바람을 방해하고, 터빈은 고장 시 거주지와 안전한 거리("셋백")를 유지해야 하며, 토지의 가치는 높습니다.여기에는 몇 가지 주목할 만한 예외가 있습니다.WindShare ExPlace 풍력 터빈은 2002년 12월 캐나다 온타리오주 토론토Exhibition Place 부지에 세워졌습니다.그것은 북미의 주요 도심에 [100]설치된 최초의 풍력 터빈이었습니다.스틸윈즈뉴욕주 버팔로 남쪽에 20MW 규모의 도시 프로젝트도 진행하고 있습니다.이 두 프로젝트는 모두 도시 지역에 있지만, 무인도의 호숫가 부지에 있는 것으로부터 이익을 얻습니다.

그리스에서는 "산봉, 숲, 고고학적 유적지 근처, 섬, 보호된 서식지"와 인구가 많은 관광지에 풍력 터빈 부지가 설치되어 접대 사업과 주민들의 시위에 [101][102]차질을 빚고 있습니다.

가축.

그 땅은 여전히 농사와 소 방목을 위해 사용될 수 있습니다.가축들은 풍력 발전소의 존재에 영향을 받지 않습니다.국제적인 경험은 가축들이 "풍력 터빈의 바닥까지 풀을 뜯고 자주 문지르거나 [87]그늘을 위해 사용한다"는 것을 보여줍니다.

2014년, 첫 번째 수의학 연구는 풍력 터빈 근처에서 가축을 기르는 것의 영향을 알아내기 위해 시도되었고, 그 연구는 기러기를 키우는 두 그룹의 발달에 대한 풍력 터빈의 건강 영향을 비교했습니다.예비 결과는 풍력 터빈으로부터 50미터 이내에서 자란 거위들이 500미터 [103]거리의 거위들보다 살이 덜 찌고 혈중 스트레스 호르몬인 코르티솔의 농도가 더 높다는 것을 발견했습니다.

국내 순록들은 건설 [104]활동을 피하지만, 터빈이 [105][106]작동할 때는 영향을 받지 않는 것처럼 보입니다.

야생동물에 미치는 영향

풍력 발전소 제안을 위해 환경 평가를 정기적으로 수행하고 지역 환경(예: 식물, 동물, 토양)에 대한 잠재적 영향을 [87]평가합니다.터빈 위치와 작동은 종종 멸종위기종과 서식지에 미치는 영향을 피하거나 최소화하기 위해 승인 프로세스의 일부로 변경됩니다.불가피한 영향은 [87]제안에 영향을 받지 않는 유사한 생태계의 보존 개선으로 상쇄될 수 있습니다.

Atkinson Center for a Sustainable Future의 지원을 받는 대학, 산업, 그리고 정부의 연구자 연합의 연구 안건은 지리적 특징과 날씨에 따라 이주 야생 동물과 거주 야생 동물의 시공간적 패턴을 모델링하는 것을 제안합니다.새로운 풍력 프로젝트를 어디에 설치할 것인지에 대한 과학 기반 결정의 근거를 제공합니다.보다 구체적으로 다음을 제시합니다.

  • 철새 및 기타 야생동물의 이동에 대한 기존 데이터를 사용하여 위험에 대한 예측 모델을 개발합니다.
  • 레이더, 음향 및 열화상 기술을 포함한 새롭고 새로운 기술을 사용하여 야생 동물의 움직임에 대한 지식의 공백을 메웁니다.
  • 잠재적인 풍력 [107]자원이 많은 지역에서 가장 위험에 처한 특정 종 또는 종 세트를 식별합니다.

풍력 터빈은 다른 많은 인간의 활동과 건물과 마찬가지로 새와 박쥐 같은 조류의 사망률을 증가시킵니다.2010년에 국립 풍력 조정 협력 단체에서 수집한 기존의 현장 연구를 요약하면 설치된 메가와트 당 연간 14마리 미만, 일반적으로 4마리 미만의 조류 사망이 확인되었지만, 박쥐의 [108][globalize]사망 수는 더 다양합니다.다른 연구들과 마찬가지로, 몇몇 종들(예: 이동 박쥐와 송새)은 다른 종들보다 더 많은 해를 입는 것으로 알려져 있고 터빈 위치 확인과 같은 요소들이 중요할 수 있다는 결론을 내렸습니다.그러나 터빈 수 증가로 인한 전반적인 영향뿐만 아니라 많은 세부 사항이 여전히 불분명합니다.[109][110][better source needed]국립 재생 에너지 연구소는 이 [111]주제에 대한 과학 문헌 데이터베이스를 유지하고 있습니다.

새들

북극제비갈매기독일의 아이더보에 있는 풍력발전기.

풍력 에너지가 터빈으로 날아들 수 있거나 바람의 발달로 서식지가 악화된 새들에게 미치는 영향은 복잡합니다.이동은 [112]충돌보다는 종들에게 더 위협적인 것으로 여겨집니다.서식지 감소는 [113][114]종에 따라 매우 다양합니다.

풍력 터빈과 그들의 [20]전력선 때문에 매년 수십만 마리의 [115][116][117][118][119][120]새들이 죽고 있지만, 이는 화석 연료([121]석탄 및 가스) 발전소 때문에 죽은(혹은 태어나지 않은) 새들보다 적은 숫자입니다.풍력 발전소는 화석 연료를 [122]사용하는 발전소의 경우 GWh당 5마리가 넘는 새와 비교하여, 생산된 전기의 기가와트시(GWh)당 0.4마리 미만의 새의 손실에 책임이 있는 것으로 추정됩니다.멸종을 [123]위협하는 것뿐만 아니라 기후 변화의 영향 중 하나는 이미 조류 [124]개체수의 감소를 야기하는 것이고, 이것은 화석 [125][18][110][126]에너지로 인한 조류 손실의 주요 원인입니다.

일부 중요한 이동 경로에서는 터빈이 금지되거나 새들이 [127]이를 피하기 위해 비행 경로를 변경할 수도 있습니다.생물학적 조사와 정확한 위치에 있는 터빈은 매우 중요하며,[121] 특히 랩터에게는 번식이 느리기 때문에 더욱 그렇습니다.새들이 터빈을 피할 수 있도록 돕는 방법으로는 터빈 블레이드 중 하나를 [128]검은색으로 칠하는 것과 초음파 소음을 [129]내는 것이 있습니다.일부 접근하는 새들은 예를 들어 조류 [130][131]레이더에 의해 발견될 수 있는데, 터빈이 [132]그들에게 안전한 속도로 느려지는 시간에 맞추어 발견됩니다.풍력 발전소는 더 많은 송전선이 필요할 수 있고 송전선은 [133][134]보상을 위해 덜 손상될 수 있습니다.가장 많은 새들을 최소한의 [135]비용으로 구하기 위해 독수리와 같이 죽은 새들의 수를 거래 가능하게 하는 것이 제안되었습니다.

박쥐들

박쥐는 터빈 블레이드, 타워 또는 송전선에 직접적인 충격을 받아 부상을 입을 수 있습니다.최근의 연구는 박쥐들이 터빈 날개 [136]끝을 둘러싸고 있는 기압이 낮은 지역을 갑자기 통과할 때 사망할 수도 있다는 것을 보여줍니다.육상 시설과 근해 시설에 의해 죽은 박쥐의 는 박쥐 [137]애호가들을 곤경에 빠뜨렸습니다.박쥐와 바람 에너지 협동조합은 2009년 4월 박쥐가 가장 [138]활동적인 낮은 바람 조건에서 풍력 발전소 운영이 중단될 때 박쥐 사망률이 73% 감소한다는 초기 연구 결과를 발표했습니다.박쥐는 레이더 송신기를 피하고, 풍력 터빈 타워에 마이크로파 송신기를 설치하는 것은 박쥐 [139][140]충돌의 수를 줄일 수 있습니다.

박쥐의 사망 원인의 일부는 풍력 터빈 날개가 공기 중으로 이동하면서 발생하는 바람의 이동으로 인해 그 지역에 있는 곤충들이 방향감각을 상실하게 되어 [141]박쥐들에게 매력적인 사냥터가 될 수 있다는 가설이 있습니다.이러한 현상을 방지하기 위해 몇몇 풍력 터빈에서 초음파 억제 장치가 테스트되었으며 충돌 및 바로트 [141]외상으로 인한 박쥐 사망률을 감소시키는 것으로 나타났습니다.초음파 억제제의 테스트 결과 풍력 터빈 주변에서 박쥐 활동이 현저히 감소한 것으로 나타났습니다. 캘리포니아 Zzyx에서 실시한 연구에 따르면 초음파 음향 억제제를 [141]사용했을 때 박쥐 활동이 89.6–97.5% 감소한 것으로 나타났습니다.

2013년의 한 연구는 풍력 터빈이 작년에 미국에서 600,000마리 이상의 박쥐를 죽였고, 가장 큰 사망률은 애팔래치아 산맥에서 발생했다고 추정했습니다.일부 이전 연구에서는 연간 [142]33,000에서 888,000마리의 박쥐가 죽는 것으로 추정했습니다.특히 철새와 박쥐의 사망률은 바람의 패턴이 이동 경로와 에너지 [143]생산을 촉진하는 것처럼 보이는 지역에서 증가하는 것으로 보입니다.

해양생물

공기 흐름을 방해하는 장애물이 없는 것으로부터 보다 효율적으로 설계된 풍력 발전소, 해상 풍력 발전소는 이동하는 블레이드의 안전 문제로 인해 어업 제한 구역의 형태로 사람으로부터 피난처를 제공함으로써 해양 생태계를 변화시켰습니다.흥미롭게도 피난 지역은 풍력 터빈의 위치에 직접 있는 것이 아니라 해안에 약간 더 가깝습니다.예를 들어, 식물성 플랑크톤에 의해 먹이가 되는 북해의 블루 홍합의 새로운 군락은 물고기와 게와 같은 다른 포식자들, 그리고 구어적으로 바다표범이라고 알려진 먹이 사슬인 피니피드의 먹이원입니다.블루 홍합은 또한 바닷물의 탁도를 줄여 수중 가시성을 높이고, 조개 껍질을 은신처로 남겨 해안 [144][145]지역의 거주자들을 더욱 변화시킵니다.

날씨와 기후변화

풍력 발전소는 가까운 곳의 날씨에 영향을 줄 수 있습니다.회전하는 풍력 터빈 로터에서 발생하는 난류는 [146]강우를 포함한 하풍 기상 조건에 영향을 미치는 열과 수증기의 수직 혼합을 증가시킵니다.전체적으로 풍력발전단지는 밤에는 약간의 온난화를, 낮에는 약간의 냉방으로 이어집니다.이 효과는 보다 효율적인 로터를 사용하거나 자연 난류가 많은 지역에 풍력 발전소를 배치함으로써 감소할 수 있습니다.밤의 온난화는 "서리 피해를 줄이고 성장기를 연장함으로써 농업에 도움이 될 수 있습니다.많은 농부들이 이미 공기 [147][148][149]순환기로 이것을 합니다."

많은 연구들이 기후 모델을 사용하여 아주 큰 풍력 발전소의 영향을 연구했습니다.한 연구는 세계 육지 면적의 10% 정도로 매우 높은 풍력 발전소 사용에 대해 감지 가능한 지구 기후 변화를 보여주는 시뮬레이션을 보고합니다.풍력은 지구 평균 표면 온도에 거의 영향을 미치지 않으며, "CO 및 대기 [150]오염 물질의2 배출을 줄임으로써 지구 전체에 막대한 이익"을 가져다 줄 것입니다.또 다른 동료 검토 연구에서는 풍력 터빈을 사용하여 2100년 전 세계 에너지 수요의 10%를 충족시키는 것이 실제로 온난화 효과를 가져 풍력 발전소가 설치된 지역의 온도를 1°C(1.8°F)까지 상승시킬 수 있다고 제안했습니다.이것은 풍력 터빈이 수평 및 수직 대기 순환에 미치는 영향 때문입니다.물에 설치된 터빈은 냉각 효과가 있지만, 지구 표면 온도에 미치는 순 영향은 0.15°C(0.27°F) 증가합니다.저자 론 프린은 이 연구를 "풍력에 대한 논쟁"으로 해석하는 것에 대해 경고하며, 향후 연구를 이끌기 위해 사용할 것을 촉구했습니다."우리는 바람에 대해 비관적이지 않습니다."라고 그는 말했습니다."우리는 이 효과를 완전히 입증한 것은 아니며, 사람들이 더 많은 [151][needs update]연구에 착수하는 것을 보고 싶습니다."

미국[152] 지역을 고려할 때 온난화를 예측한 풍력의 기후적 영향에 대한 데이비드 키스와 리 밀러의 또 다른 연구는 마크 Z에 의해 비판을 받았습니다. Jacobson은 제한된 지리적 범위를 근거로 [153][154][155][156][157]대규모 풍력 에너지 추출이 지구 온도를 크게 낮출 것이라고 주장했습니다.

사람에게 미치는 영향

미학

썰물 때의 몽생미셸 주변.바람이 많이 부는 해안은 풍력 발전소에 좋은 장소이지만, 문화 유적지의 역사적인 경관을 보존하기 위해 미적인 고려는 그러한 개발을 배제할 수 있습니다.

풍력 발전소의 미적 고려는 종종 그들의 평가 [158]과정에서 중요한 역할을 합니다.어떤 사람들은 풍력 발전소의 지각된 미적 측면이 유적지 [159]보호와 충돌할 수 있습니다.풍력 발전소는 도시화된 [160]지역과 산업화된 지역에서 부정적으로 인식될 가능성이 적습니다.미적인 문제들은 주관적이고 어떤 사람들은 풍력 발전소를 유쾌하게 생각하거나 에너지 자립과 지역 [161]번영의 상징으로 생각합니다.스코틀랜드의 연구들은 풍력 발전소들이 [162]관광업에 피해를 줄 것이라고 예측하지만, 다른 나라들에서는 몇몇 풍력 발전소들이 관광 [163][164][165]명소가 되었고, 몇몇은 지상층에 방문객 센터가 있거나 심지어 터빈 타워 꼭대기에 전망대가 있습니다.

1980년대에 풍력 에너지는 소프트 에너지 [166]경로의 일부로 논의되었습니다.신재생에너지 상용화로 풍력에 대한 산업 이미지가 높아져 자연보호협회 [167]등 기획과정에서 다양한 이해관계자들로부터 비판을 받고 있습니다.더 새로운 풍력 발전소는 더 크고 더 넓은 공간의 터빈을 가지고 있으며 오래된 설비보다 덜 어수선한 외관을 가지고 있습니다.풍력 발전소는 토지 개간의 영향을 받은 토지에 건설되는 경우가 많으며, 다른 토지 용도와 쉽게 공존합니다.

해안 지역과 능선과 같은 고도가 높은 지역은 일정한 풍속으로 인해 풍력 발전소가 가장 적합한 지역으로 여겨집니다.그러나 두 곳 모두 시각적으로 영향이 큰 지역인 경향이 있으며 일부 프로젝트에 대한 지역사회의 저항에 기여하는 요인이 될 수 있습니다.인구 밀집 지역과의 근접성과 필요한 풍속 모두 해안 지역을 풍력 [168]발전소에 이상적으로 만듭니다.

유네스코 세계문화유산 라인 협곡의 일부인 라인란트팔츠주에 있는 로렐리 바위

풍력 발전소는 라인 협곡이나 모젤 [169]계곡과 같이 문화적으로 중요한 풍경의 핵심 부분인 중요한 시각 관계에 영향을 미칠 수 있습니다.여러 나라에서 특정 지역의 유산 지위와 풍력발전 사업 간의 갈등이 발생하고 있습니다.2011년 유네스코는 프랑스의 섬인 [170]몽생미셸 수도원에서 17킬로미터 떨어진 곳에 제안된 풍력 발전소에 대한 우려를 제기했습니다.독일에서 풍력발전단지가 가치 있는 문화경관에 미치는 영향은 지대설정과 토지이용계획[169][171]영향을 미칩니다.예를 들어, 주 정부의 계획에 따라 모젤 계곡의 민감한 부분과 함바흐 성의 배경에는 풍력 [172]터빈이 없을 것입니다.

풍력 터빈은 항공기 경고등을 필요로 하는데, 이는 공해를 일으킬 수 있습니다.이러한 조명에 대한 불만으로 인해 미국 FAA는 특정 [173]지역에서 터빈 당 더 적은 조명을 허용하는 것을 고려하게 되었습니다.터빈 근처의 주민들은 태양이 터빈 뒤를 지나갈 때 터빈 날개가 회전하여 생기는 "그림자 깜박임"을 호소할 수 있습니다.허용할 수 없는 그림자 깜박임을 방지하기 위해 풍력 발전소를 찾거나 태양이 깜박임을 유발하는 각도에 있는 시간 동안 터빈을 끄면 이러한 현상을 방지할 수 있습니다.터빈의 위치가 좋지 않고 많은 가정에 인접해 있는 경우 주변에 그림자가 깜박이는 시간이 몇 시간 [174]동안 지속될 수 있습니다.

소음

풍력 터빈에서도 소음이 발생하며, 거주 거리 300m(980ft)에서는 약 45dB의 소음이 발생할 수 있지만, 1.5km(1mi) 거리에서는 대부분의 풍력 터빈이 [175][176]들리지 않습니다.시끄럽거나 지속적인 소음은 스트레스를 증가시켜 [177]질병으로 이어질 수 있습니다.풍력 터빈은 적절하게 [178][179][180][11]배치되었을 때 소음으로 사람의 건강에 영향을 미치지 않습니다.하지만, 기러기를 키우는 두 그룹을 관찰한 자료에 따르면,[103] 터빈으로부터 500미터 거리에 있는 두 번째 그룹에 비해 50미터 거리에 있는 첫 번째 그룹의 혈액에서 체중이 상당히 적고 스트레스 호르몬의 농도가 더 높은 것으로 나타났습니다.

1238가구(연구된 지리적 지역 가구의 79%를 나타냄)와 온타리오와 프린스에드워드 섬에서의 4000시간의 시험을 포함한 캐나다 보건부의 2014년 연구는 그 요약에 다음과 같은 풍력 터빈 저주파 소음 성가심을 지지하는 진술을 포함하고 있습니다.

"풍력 터빈은 낮은 주파수의 소음을 방출하는데, 이 소음은 에너지 감소가 거의 없거나 전혀 없는 상태에서 가정에 유입될 수 있어 잠재적으로..성가신 일."

저주파 풍력 터빈 소음 소음과 운송 소음 소음 소음의 비교와 관련하여 캐나다 보건 연구 요약은 다음과 같이 기술하고 있습니다. "연구 결과에 따르면 지속적으로 다음과 같습니다.철도나 도로 교통과 같은 운송 소음원에 대한 소음 성가심에 대한 과학적 문헌에 비해, (저주파) 풍력 터빈 소음에 대한 지역 사회의 성가심은 낮은 수준에서 시작되고 증가하는 풍력 터빈 소음에 따라 더 빠르게 증가합니다."

이 요약에는 자체 연구에서 발견한 다음과 같은 세 가지 결과도 포함되어 있습니다.

"풍력 터빈 소음 수준이 증가하는 것과 높은 소음을 보고하는 것 사이에 통계적으로 유의미한 노출-반응 관계가 발견되었습니다.이러한 연관성은 소음, 진동, 깜빡이는 불빛, 그림자 및 풍력 터빈의 시각적 영향 때문에 성가신 것으로 발견되었습니다.모든 경우에 풍력 터빈 소음 수준에 대한 노출이 증가함에 따라 짜증이 증가했습니다."

"온타리오에서 1-2km (0.6-1.2마일) 거리에서 지역사회의 불편함이 감소하는 것으로 관측되었습니다." (프린스 에드워드 섬 550m (1/3마일)에서 떨어졌습니다.)

"개인적인 혜택을 받은 110명의 참가자들 중 짜증은 상당히 낮았습니다. 여기에는 임대료, 지불금 또는 지역사회 개선과 같은 풍력 터빈을 보유함으로써 얻을 수 있는 다른 간접적인 혜택이 포함될 수 있습니다."

위의 캐나다 보건 요약에는 "측정된 혈압, 휴식 심박수, (모발 코르티솔 농도) 및 풍력 터빈 소음 노출 사이에 통계적으로 유의한 연관성이 관찰되지 않았습니다."라고 명시되어 있습니다.

심적 장애인 풍력 터빈 증후군은 저주파 풍력 터빈 소음이 직접적으로 또는 성가심을 통해 불안과 관련된 다양한 측정 가능한 건강 영향을 유발하거나 기여한다는 믿음을 의미하며, 이는 일반적인 [182]증거가 거의 없습니다.

오프쇼어

많은 해상 풍력 발전소들이 수년간 유럽과 아시아전기 수요에 기여해 왔으며, 2014년 현재 미국 해역에서 최초의 해상 풍력 발전소가 개발 중에 있습니다.해상 풍력 산업이 지난 수십 년간, 특히 유럽에서 급격하게 성장했지만, 이러한 풍력 발전소의 건설과 운영이 해양 동물과 [183][better source needed]해양 환경에 어떤 영향을 미치는지와 관련된 불확실성이 여전히 존재합니다.

전통적인 해상 풍력 터빈은 근해 해양 환경 내의 얕은 물에서 해저에 부착됩니다.해상풍력 기술이 발전함에 따라 풍력자원이 더 많이 존재하는 심해에서 부유식 구조물이 사용되기 시작했습니다.

해상풍력 개발과 관련된 일반적인 환경 문제는 [184]다음과 같습니다.

  • 풍력발전기 날개에 부딪히거나 위험한 서식지에서 바다새가 이동할 위험;
  • 모노파일 터빈 설치 과정과 관련된 수중 소음
  • 해상풍력단지의 물리적 존재가 유인 또는 회피의 이유로 해양포유류, 어류 및 바닷새의 행동을 변화시키는 경우
  • 대규모 해상풍력 프로젝트로 인한 근거리 및 원거리 해양 환경의 잠재적 파괴.

독일은 말뚝 주행 중 수중 소음을 160dB [185]이하로 제한하고 있습니다.

다양한 국립공원이 있는 주요 세계문화유산(예: Lower Saxon Wadden Sea National Park)인 Wadden Sea의 넓은 지역의 경관 보호 상태로 인해 독일의 해양 시설은 대부분 영해 [186]밖 지역에 제한됩니다.따라서 독일의 해상 수용력은 훨씬 낮은 제한에 직면한 영국이나 덴마크의 해안 근처 할부금에 비해 훨씬 뒤떨어져 있습니다.

2009년, 영국의 연안 해역에 대한 정부의 종합적인 환경 연구는 해양 환경에 악영향을 미치지 않고 5,000~7,000개의 해상 풍력 터빈이 설치될 수 있는 범위가 있다는 결론을 내렸습니다.에너지 및 기후 변화부의 해양 에너지 전략 환경 평가의 일부를 구성하는 이 연구는 1년 이상의 연구를 기반으로 합니다.해저 지질 분석은 물론 바다 조류와 해양 [187][188]포유류에 대한 조사도 포함됐습니다.하지만 전통적인 [189][needs update]어장에서 어로활동이 이동할 경우 발생할 수 있는 영향에 대해서는 별다른 고려가 없었던 것으로 보입니다.

2014년에 발표된 한 연구에 따르면, 어떤 바다표범들은 터빈 근처에서 사냥하는 것을 선호하는데, 이는 무척추동물과 [190]물고기를 유인하는 인공 암초 역할을 하는 돌을 깔아 놓은 것 때문일 수 있습니다.

해상풍력은 담수 또는 바닷물 환경에 위치한 대형 풍차와 같은 터빈으로서 지상풍력 기술과 유사합니다.바람은 날개를 회전시키고, 그러면 전기로 바뀌고 케이블로 그리드에 연결됩니다.해상풍력의 장점은 바람이 더 강하고 일관성이 있어 선박이 훨씬 더 큰 크기의 터빈을 세울 수 있다는 것입니다.단점은 동적인 해양 [184]환경에 구조물을 배치하는 것의 어려움입니다.

터빈은 종종 기존의 토지 기술을 확장한 것입니다.그러나 이 기초는 해상풍력에만 국한되어 있으며 아래에 나열되어 있습니다.

모노파일 파운데이션

모노파일 기초는 얕은 깊이(0~30m)에서 사용되며, 토양 조건에 따라 해저(10~40m)로 다양한 깊이로 추진되는 파일로 구성됩니다.파일 구동 시공 과정은 버블 실드, 슬로우 스타트, 음향 클래딩 등의 완화 방법을 사용한 후에도 발생하는 소음이 엄청나게 크고 물속에서 멀리 전파되기 때문에 환경적인 문제가 되고 있습니다.발자국은 상대적으로 작지만, 여전히 긁힘이나 인공적인 암초를 일으킬 수 있습니다.전송선로는 또한 일부 해양 [184]생물들에게 해로울 수 있는 전자기장을 만들어냅니다.

삼각대 고정바닥

삼각대 고정 바닥 기초는 과도 깊이(20~80m) 적용에 사용되며, 터빈 베이스를 지지하는 중앙 축에 연결되는 3개의 다리로 구성됩니다.각 다리에는 해저에 말뚝이 박혀 있지만 기초가 넓기 때문에 더 적은 깊이가 필요합니다.환경적 영향은 모노파일 기반과 중력 [184]기반의 조합입니다.

중력기초

중력 기초는 얕은 깊이(0~30m)에 사용되며 해저에 놓이기 위해 강철 또는 콘크리트로 구성된 크고 무거운 기초로 구성됩니다.발자국은 비교적 크며, 도입 시 쓰레기를 긁어내거나 인공적인 암초를 만들거나 서식지를 물리적으로 파괴할 수 있습니다.전송선로는 또한 일부 해양 [184]생물들에게 해로울 수 있는 전자기장을 만들어냅니다.

중력삼각대

중력 삼각대 기초는 과도적 깊이(10~40m) 적용에 사용되며, 세 개의 다리로 연결된 두 개의 무거운 콘크리트 구조물로 구성됩니다. 한 구조물은 해저에 있고 다른 구조물은 물 위에 있습니다.2013년 현재 이 기초를 사용하는 해상 풍력 발전소는 없습니다.환경 문제는 중력 기반과 동일하지만 설계에 따라 [184]스크루닝 효과가 덜 중요할 수 있습니다.

부유식 구조

부유식 구조물 기초는 수심이 깊은 곳(40~900m)에 사용되며 고정 케이블로 해저에 계류된 균형 잡힌 부유식 구조물로 구성됩니다.부유 구조물은 부력, 계류 라인 또는 밸러스트를 이용하여 안정화될 수 있습니다.계류 라인이 경미한 스커링을 유발하거나 충돌 가능성이 있습니다.전송선로는 또한 일부 해양 [184]생물들에게 해로울 수 있는 전자기장을 만들어냅니다.

참고 항목

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