風能渦輪機的麻煩

專題報導 08/01/2012


風能發電已經成為快速發展的新能源,但是渦輪風扇造成的鳥類死亡,也引起保育團體攻詰。風能產業目前想用慎選設置渦輪機位置以及控制渦輪機運轉方式,來達到兼顧能源保育的雙贏局面。

比起其他人為因素造成的動物死亡案件(如受家貓攻擊或撞上玻璃),平均來說每年風力渦輪機所引起的鳥類死亡案例,儘管要少得多了,但對如美國金鷹等某些已岌岌可危的物種來說,風力發電系統卻已造成過大的影響。維吉尼亞洲美國漁業與野生動物局生物學家曼維爾(Albert Manville)表示,風力發電發展帶來的憂患,是人們發現越來越多的保育類鳥類,因風力渦輪機致死。

依據世界銀行統計,目前全世界發展最快的風力發電,其渦輪機造成野生動物的死亡,不只對野生動物造成了危害,也對風能工業有潛在傷害。隨著輿論醜化風力渦輪機為「鳥類攪拌器」,風力發電公司、政府與研究人員不得不在危機真的發生以前,聚集起來商量如何緩解這個問題。例如,西班牙加地斯省要求所有的風能工程都必須考量環境議題,並資助能降低危害的研究。

一些跡象顯示,透過有目標的努力,野生動物與渦輪機是能謹慎共存的。舉例來說,比查(Bechard)和他的同事,降低了卡地斯風力發電廠五成的野生動物致死率,電能損耗卻只有百分之○點○七。其他研究亦發現,若改變渦輪機的設計或運作方式,也能有效降低野生動物致死率。

比查等人相信,研究工作對風能發電的可行性至關重要,他們表示,以長遠的眼光來看,它能節省大量的金錢,並防範許多問題。

風雨欲來

在全世界積極尋找新的再生能源的此刻,風力發電可謂蓄勢待發。風能產業在中國成長最為迅速,中國政府計畫未來三年風力發電的成長率可達到六成。美國能源部的目標則是,到二○三○年為止,風力發電率可達到現在的六倍;歐盟朝著在二○二○年以前,使用再生能源供電比例達到百分之二十的目標前進,其中主要的來源為風能。

但是,快速擴展的風力發電系統,對野生動物造成危害是多層面的。除了動物直接撞擊渦輪機,風力發電廠也佔據了動物的棲地。蝙蝠穿越葉片旋轉的尾流,也可能因為氣壓擾動引發內出血。

業內人士認為風力電廠對野生動物的危害很小。儘管目前全國性的鳥類死亡率量測極少,美國可得的數據顯示,風力電廠只佔造成鳥類死亡原因中的極小部份。

不過,真正需要擔心的是一些已經面臨生存危機的動物,例如在北美遭受白鼻病肆虐的蝙蝠。另一群有危險的動物是猛禽,牠們繁衍速度緩慢,電力公司追尋的風廊,也是牠們喜歡穿越的地方。加州的阿塔蒙特山口以其廣布的風力電廠和高猛禽死亡率惡名昭彰,常於此工作的生態學家司摩伍德(Shawn Smallwood)表示,某些種類的鳥類,平常並不會因會汽車、窗戶或建物而死亡,卻會死於渦輪機的扇葉下。司摩伍德發現,每年平均有六十五隻金鷹被阿塔蒙特的扇葉搧落,如果人們持續使用此種風力發電方式,總有一天美國的老鷹會消失。

其他受到威脅的物種包括極危的加州禿鷹(Gymnogyps californicus),目前野外只剩下兩百六十六隻,還有主要位於美國中部,僅剩數百隻的美洲鶴(Grus americanus)。生物學家無法斷言,持續興建風力發電廠會造成這些物種或其他鳥類族群數量崩潰,因為牠們本來就已經面臨許多生存威脅。但是,司摩伍德認為,人們不該選擇坐以待斃。到了瞭解到族群層級遭受影響之時,可能就已經難以彌補。

災害管理

在卡地斯,渦輪機偶爾會因為候鳥飛經而短暫關閉。多納納的保育學家與卡地斯研究的共同作者費爾(Miguel Ferrer)表示,類似方法也能用來降低美國中部、歐洲及亞洲瓶頸路段遷徙鳥類的死亡率。

但對於既是遷徙區域也是鳥類永久居住地的阿塔蒙特山口,此一策略並不管用。因此,電力公司淘汰小的、舊型渦輪機,代以數量較少的大型機型。小心的選擇放置區域也很重要。負責管理阿塔蒙特綠地及監測風力發電廠的東灣區域公園區野生動物計畫經理貝爾(Doug Bell)解釋道,這是因為猛禽類生活的區域一向都滿固定的。

二○○六年,阿塔蒙特的布納維斯塔風力發電工程將一百七十九座渦輪機置換成三十八座較高的機型,司摩伍德建議他們避免如山丘之間的脊鞍地帶,那些猛禽類的棲地熱點。司摩伍德表示,從此以後,金鷹在此的致死率下降了百分之五十,其他猛禽也下降了百分之七十五。

美國東岸,西維吉尼亞大學生物學家卡茲那(Todd Katzner)使用為金鷹設計的追蹤器,發現了一些會造成麻煩的地點。他認為,他們能夠辨認出哪些地區能造成雙贏,移動渦輪機數百公尺就可大幅降低鳥類的撞擊率。

電力公司認為,他們已從過去記取教訓。波特蘭一家再生能源公司許可與環境事務主任偉柏特(Stu Webster)表示,數年來,不再有地方像阿塔蒙特一樣造成大量猛禽死亡,代表著藉由選址,風力發電產業能越變越好。

有時,程序上的一些小變化也會造成很大的改變。例如,大部份的渦輪機都設定為在風速到達每秒四公尺時開始運作,但是,阿耐特(Ed Arnett)在德州的國際蝙蝠保育組織時執行的研究提及,當賓州的艾博卓拉再生能源卡索曼風力發電計畫將門檻設為每秒五點五公尺以後,只減少了百分之一的電能消耗,卻降低了九成三的蝙蝠死亡率(因為牠們無法在這麼高的風速下飛行)。

一些風力發電廠為了做出改變,投注於新科技。佛羅里達巴拿馬市的DeTect製造了MERLIN雷達系統,執行長安卓(Gary Andrews)表示,它能掃描附近高達六點五公里範圍的天空,使用演算法偵測是否有一群甚至落單的鳥類或蝙蝠。位於舊金山的艾博卓拉再生與模式能源公司以及西班牙馬拉加的多莎再生能源公司,都在他們的風力發電廠使用這個系統。

有些研究者對於雷達的效能有些質疑。二○一○年,美國漁業與野生動物局的生物學家,就在使用MERLIN的德州艾博卓拉公司培那思科電廠,目睹扇葉擊中美國白鵜鶘。但是艾博卓拉公司表示,該系統是設置來避免大規模的死亡,無法偵測單一鳥類個體。

依據艾博卓拉公司的說法,鳥類在霧中或其他低能見度的時期最為危險,因此,培那思科電廠有時候會在天氣不佳時暫停運行,除非雷達顯現附近沒有鳥群。然而,一般來說,雷達顯示大部分的鳥類會自行閃避渦輪機。偉柏特表示,他們有上兆級的數據,顯示鳥類對於電廠的實際反應。

研究者希望能看到那些數據,但是,至今為止這些數據仍未公開。阿那特表示,它從未見到這些資料發表在任何文獻上,因此在他的心中,雷達的效能仍未驗證。

許多公司擔心,公開探測資料可能會被用於環境保護組織的訴訟之中,或是得到石油燃料產業支持,想要扳倒風力發電團體的政治攻擊。美國華盛頓DC的一個產業與保育聯盟美國風力野生動物研究所,正在建立一個能保護企業隱私的有限存取資料庫,試圖來解決這種問題。該組織期待能在今年盛夏前,完成該計畫的試驗階段。

即使在進行開放政策,風力發電產業一些部門意識到,他們應該對問題付出更多努力。模式能源的風力發展部門主管卡拉威(John Calaway)表示,作為一個產業,他們需要更努力在經濟考量中納入減災策略。

在卡地茲,這些策略似乎有效,但比查看見遠方的禿鷹,仍然感到苦惱。他認為,渦輪機是不市能夠即時停止,永遠令人煩心。那些鳥類如果平安通過,他鬆了一口氣。但隨著風力發電場的扇葉在世界到處出現,比查擔心,禿鷹可能會在不遠處被擊落。
【知識通訊評論月刊一一八期】2012.08.01

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