Pengimbangan Emisi Dua Tahun – Bagaimana Turbin Angin Melakukannya?

Sebuah studi dalam Journal of the Royal Society of New Zealand menilai jejak lingkungan pembangkit listrik tenaga angin darat. Kajian tersebut menunjukkan bahwa energi dan emisi yang terkait dengan siklus hidupnya dapat terkompensasi relatif cepat, tetapi waktu pengembalian energi berbeda dari waktu pengembalian emisi.

Penelitian tentang Keberlanjutan Ladang Angin

Studi yang ditelaah sejawat ini menggunakan penilaian siklus hidup, dari produksi komponen hingga transportasi, pemasangan, operasi, pemeliharaan, dan pengelolaan akhir masa pakai. Tujuannya adalah mengidentifikasi sumber dampak lingkungan dan peluang pengurangannya.

Objek kajiannya adalah proyek Harapaki di Hawke’s Bay, Selandia Baru. Data pembangunan aktual digunakan dalam model. Hasil dari lokasi ini memberikan wawasan penting, tetapi tidak otomatis mewakili semua pembangkit angin darat di seluruh dunia.

Sumber: Power Technology

Harapaki mencakup 41 turbin berkapasitas nominal sekitar 176 MW secara keseluruhan. Model memperkirakan waktu pengembalian energi sekitar 0,4–0,5 tahun. Jejak emisinya berada pada kisaran 9,7–10,8 gram setara CO2 per kWh, tergantung skenario pengelolaan bilah. Waktu pengembalian emisi sekitar 1,5–1,7 tahun dihitung terhadap emisi yang dihindari dari pembangkit gas siklus gabungan. Angka tersebut bukan waktu yang dibutuhkan pembangkit gas untuk mengimbangi emisinya sendiri.

Manufaktur

Pembuatan turbin merupakan kontributor utama jejak karbon dan kebutuhan energi dalam kajian ini. Produksi baja, beton, komponen mekanis, serta material komposit memerlukan bahan dan energi. Memperbaiki proses dan pemilihan bahan dapat membantu mengurangi dampaknya.

Instalasi

Pengangkutan komponen besar ke lokasi juga menyumbang emisi dan membutuhkan perencanaan logistik. Jarak, ukuran komponen, truk, kapal, dan alat angkat memengaruhi hasilnya. Kontribusi transportasi dalam studi ini lebih besar daripada yang diperkirakan sejumlah kajian berbasis data umum; persentasenya tidak boleh dianggap berlaku bagi semua lokasi.

Dekomisioning Ladang Angin

Studi tersebut memodelkan pembongkaran dan pengelolaan akhir masa pakai. Peneliti membandingkan pembuangan bilah ke tempat penimbunan dengan daur ulang mekanis dan kimia. Mereka tidak melaporkan bahwa seluruh 41 turbin Harapaki telah dibongkar.

Skenario daur ulang bilah dapat mengurangi jejak lingkungan dibandingkan pembuangan. Daur ulang kimia memberikan hasil emisi terendah dalam model. Ini merupakan perbandingan skenario masa depan, bukan bukti bahwa bilah bekas sudah diperbaiki dan dipasang kembali di Harapaki.

Peneliti

Tim penulis mencakup Isabella Pimentel Pincelli, Jim Hinkley, dan Alan Brent dari kelompok riset Sustainable Energy Systems di Te Herenga Waka—Victoria University of Wellington. Brent juga berafiliasi dengan Stellenbosch University.

Peran Angin dalam Energi Terbarukan

Energi angin merupakan salah satu pilihan penting dalam bauran energi terbarukan. Turbin dapat ditempatkan di darat atau lepas pantai jika kondisi sesuai. Namun, produksi bergantung pada kecepatan angin dan tidak menjamin pasokan terus-menerus selama 24 jam. Pemasangan di atap perkotaan juga memerlukan penilaian khusus terhadap turbulensi, struktur, dan keekonomian.

Memahami Kinerja Pembangkit Angin

Kemajuan desain dapat meningkatkan hasil dan menurunkan biaya pembangkit angin. Namun, efisiensi konversi panel surya tidak dapat langsung dibandingkan dengan persentase pemanfaatan atau faktor kapasitas turbin angin. Angka 23% dan 40% yang menggunakan ukuran berbeda tidak membuktikan bahwa angin selalu 20% lebih efisien daripada surya.

Solusi Baterai yang Meningkatkan Ladang Angin

Baterai dapat menyimpan listrik saat produksi melebihi kebutuhan dan menyalurkannya ketika diperlukan. Perbaikan biaya, keandalan, dan pengendalian baterai dapat mendukung integrasi energi terbarukan.

Penyimpanan membantu menyeimbangkan jaringan, tetapi tidak dengan sendirinya mengurangi kebutuhan produksi energi total atau menjamin biaya operasi lebih rendah. Manfaatnya bergantung pada kapasitas, kehilangan energi, harga, dan pengaturan sistem.

Tenaga Angin Tidak Sempurna

Tidak ada satu teknologi yang memenuhi seluruh kebutuhan energi tanpa keterbatasan. Angin dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil, tetapi integrasinya memerlukan jaringan, sumber pelengkap, penyimpanan, atau pengelolaan permintaan sesuai kondisi setempat.

Pemeliharaan merupakan salah satu biaya penting. Hujan, partikel, dan kondisi lingkungan dapat mengikis tepi depan bilah sehingga menurunkan kinerjanya. Perbaikan atau penggantian memerlukan tenaga ahli dan logistik; lamanya penghentian operasi bergantung pada kerusakan, lokasi, serta ketersediaan komponen dan alat.

Turbin kecil juga telah diteliti dan dipasarkan. Kelayakannya bagi rumah bergantung pada sumber daya angin, hambatan di sekitarnya, aturan setempat, serta biaya pemasangan dan pemeliharaan. Karena itu, pembangkit rumah tangga tidak dapat dianggap selalu layak atau selalu tidak ekonomis.

Dampak terhadap Satwa Liar

Turbin dapat memengaruhi burung dan kelelawar melalui tabrakan, perubahan habitat, serta gangguan lain. Tingkat risikonya berbeda menurut lokasi, spesies, dan pola operasi. Studi menelaah kematian burung terkait turbin, tetapi tidak mendukung generalisasi bahwa setiap pembangkit angin besar selalu menyebabkan ratusan kematian per tahun.

Kebisingan juga perlu dipertimbangkan bagi penduduk sekitar. Risiko terhadap kelelawar tidak tepat disederhanakan sebagai hilangnya kemampuan ekolokasi akibat suara turbin. Pemilihan lokasi dan penyesuaian operasi pada periode berisiko dapat membantu mengurangi dampak terhadap satwa.

Kemajuan Lain dalam Teknologi Pembangkit Angin

Pemodelan komputer, pengembangan material, dan perbaikan desain terus membantu meningkatkan pembangkit angin. Kecerdasan buatan dapat mendukung analisis, tetapi peningkatan kinerja harus dibuktikan untuk setiap penerapan.

Bilah Melengkung

Divisi bilah angin Knight & Carver bekerja sama dengan Sandia National Laboratories untuk mengembangkan Sweep Twist Adaptive Rotor atau STAR. Bentuk bilah yang melengkung memungkinkan respons terhadap beban angin. Tujuannya adalah meningkatkan produksi energi dan mengelola beban; hasil proyek tertentu tidak berarti semua turbin memperoleh kenaikan efisiensi 12%.

Simulator

Simulasi komputer membantu insinyur menguji konsep sebelum membuat prototipe lengkap. Model dapat memperkirakan beban dan kinerja pada berbagai kondisi, sehingga mengurangi sebagian biaya pengembangan. Hasil simulasi tetap perlu divalidasi melalui pengujian dan pengalaman operasi.

Jaringan Listrik Pintar

Jaringan listrik pintar menggunakan pengukuran, komunikasi, dan pengendalian untuk menyeimbangkan pasokan serta permintaan. Analisis berbasis AI dapat menjadi salah satu alat pendukung. Kemungkinan menjual atau berbagi kelebihan listrik bergantung pada aturan, tarif, dan fasilitas jaringan setempat.

Perusahaan yang Terlibat dalam Energi Angin

Perkembangan material dan desain mendukung pertumbuhan energi angin. Perusahaan berikut terutama memiliki, mengembangkan, atau mengoperasikan pembangkit energi; keduanya bukan contoh produsen turbin angin.

NextEra Energy

NEE Grafik Harga

NextEra Energy (NEE ) memiliki portofolio pembangkit dan proyek energi terbarukan, termasuk angin dan surya, melalui bisnisnya. Penilaian skala perusahaan harus membedakan kapasitas terpasang, proyek yang sedang dikembangkan, dan produksi listrik aktual.

Angka 21.900 MW yang dicantumkan dalam teks awal merupakan ukuran kapasitas pada periode dan lingkup tertentu, bukan jumlah energi listrik yang dihasilkan. Kapasitas berubah dari waktu ke waktu. Integrasi jaringan juga penting agar produksi dari berbagai sumber dapat digunakan secara andal.

Kapitalisasi pasar US$156,80 miliar yang disebutkan merupakan data historis yang dapat berubah. Pergerakan harga sebelumnya dan pertumbuhan energi terbarukan tidak menjamin keuntungan atau menjadikan NEE pilihan beli yang sesuai bagi setiap investor.

Brookfield Renewable Corp.

BEPC Grafik Harga

Produsen energi terbarukan asal Kanada, Brookfield Renewable (BEPC ) mencakup struktur kemitraan Brookfield Renewable Partners dan perusahaan Brookfield Renewable Corporation. Portofolionya meliputi tenaga air, angin, surya, serta penyimpanan. Tanggal pembentukan entitas BEPC tidak boleh disamakan dengan awal seluruh bisnis energi terbarukan Brookfield.

Kapitalisasi pasar US$7,5 miliar, angka 3,92%, dan pendapatan US$4,75 miliar dalam teks awal tidak disertai tanggal atau lingkup laporan yang memadai. Angka tersebut tidak seharusnya diperlakukan sebagai data terkini atau dasar tunggal untuk merekomendasikan BEPC. Struktur perusahaan, hasil keuangan, utang, dan risiko proyek perlu dipahami terlebih dahulu.

Pembangkit Angin sebagai Bagian dari Solusi

Pembangkit angin dapat membantu mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil jika lokasi, jaringan, dan pengelolaannya sesuai. Penilaian siklus hidup dan kemajuan teknologi memberi peluang untuk mengurangi dampaknya lebih lanjut. Perannya bagi rumah atau bisnis bergantung pada sistem energi yang memasoknya.

Pelajari proyek keberlanjutan lainnya di sini.