Какво е влиянието на вятърните паркове върху морските екосистеми? Кратният отговор на този въпрос е, че няма достатъчно научни изследвания.
- През 2018 г. повече от 80% от глобалния инсталиран офшорен вятърен капацитет е разположен в Европа
- Растежът на производството на енергия от възобновяеми източници не трябва да води до значителна вреда за околната среда
- Има спешна необходимост да се идентифицират и оценят потенциалните въздействия върху околната среда, свързани с офшорното производство на енергия
- Офшорното производство на енергия може да има както положително, така и отрицателно въздействие върху морските екосистеми
- Отрицателните въздействия се съобщават по-често
Офшорната вятърна енергия е смятана за един от най-надеждните източници за увеличаване на производството на възобновяема енергия към устойчиво и декарбонизирано енергийно снабдяване. Въпреки това, настоящите очаквания за разширяване производството на енергия от офшорна вятърна енергия може да доведат до значително въздействие върху околната среда. Оценката на екологичните рискове за морските екосистеми от производството на електроенергия от вятъра трябва да бъде навременна. Така ще бъде подкрепено приемането на мерки за управление, които минимизират въздействията и устойчивостта на околната среда при сектора.
Въведение
Океанската енергия и офшорната вятърна енергия (OWE), по-специално, са идентифицирани като потенциални възобновяеми енергийни източници с оглед декарбонизиране и намаляване на емисиите на парникови газове и допринасяне за постигането на целта на ООН за устойчиво развитие (SDG).
OWE осигурява местен капацитет за производство на електроенергия и намалява необходимостта от морски транспорт на нефт или газ, предотвратявайки риска от разливи. Освен това настоящият контекст на нарастващи цени на енергията, ограничения от страна на предлагането и зависимост от трети страни за традиционни енергийни източници позиционират OWE като стратегически възобновяем енергиен източник за постигане на устойчивост.
През последното десетилетие производството на електроенергия от вятърна енергия нарасна експоненциално в световен мащаб, възползвайки се от технологичния напредък, намаляващите производствени разходи и силните субсидии от държави и инвеститори. По отношение на равните разходи за енергия се очаква почти 55% спад от 2018 г. до 2030 г. и 37% до 49% спад на производствените разходи до 2050 г., което прави офшорния вятърен сектор все по-конкурентоспособен спрямо изкопаемите горива.
Офшорните вятърни паркове (OWF) вече представляват 10% от новите вятърни електроцентрали по света през 2019 г. и се очаква да допринесат с повече от 20% към общия инсталиран капацитет на производството на офшорна вятърна електроенергия до 2025 г. За да се постигне този темп на растеж, глобалният инсталиран капацитет на офшорни вятърни проекти трябва да се увеличи почти десетократно до 2030 г. (до 228 GW) и да продължи да нараства до 1000 GW до 2050 г. За да се постигнат тези очаквания, експертите прогнозират, че до 2035 г. 11–25% от всички нови офшорни проекти в световен мащаб ще включва плаващи генератори.
През 2018 г. повече от 80% от глобалния инсталиран офшорен вятърен капацитет е разположен в Европа. Прогнозите обаче са, че между 240 и 450 GW капацитет за производство на офшорна вятърна енергия все още са необходими до 2050 г., за да се допринесе за целта на Европейския съюз за климатична неутралност. За да постигне такава цел, OWE ще трябва да представлява най-малко 50% от общия енергиен микс през 2050 г. и да доставя 30% от бъдещото търсене на електроенергия в Европа. Съответно Европейската стратегия за офшорна възобновяема енергия беше публикувана като част от Европейската зелена сделка, която се очаква да позиционира Европейския съюз като световен лидер в чистите технологии.
Растежът на производството на енергия от възобновяеми източници не трябва да води до значителна вреда за околната среда, нито да компрометира екологичните цели, а новите проекти трябва да са съвместими с целите за опазване на биоразнообразието.
При разработването на планове за нова индустрия, като офшорни възобновяеми източници на енергия, може да има взаимодействия между съоръжения и морски видове или местообитания, които регулаторите и заинтересованите страни възприемат като рискови, тъй като все още има значителни пропуски в научните познания относно екологичните въздействия на вятърните турбини.
Предишни проучвания показват разлика между възприеманите и действителните рискове, като първите произтичат от несигурност или липса на данни за реалното въздействие върху околната среда. Следователно, несигурностите по отношение на оценката на въздействията в резултат на кумулативен натиск, причинен от морските ветрогенератори, също водят до значителни забавяния по време на процеса на получаване на съгласие.
Разглеждането на въздействието върху околната среда на новите OWE проекти, заедно с последиците за други морски сектори (напр. рибарство, туризъм), трябва да бъдат оценени по време на стратегическо планиране на административно, регионално, национално или дори международно ниво чрез морско пространствено планиране (MSP).
Приетите планове следва да прилагат подход, основан на екосистемите, като се гарантира, че натискът, упражняван от морските дейности, не компрометира постигането на здравословен океан и устойчивостта на морските екосистеми, както и тяхната способност да доставят устойчиво морски стоки и услуги.
Въпреки това, скорошни прегледи подчертаха, че въздействието върху околната среда и аспектите на MSP все още са слабо разгледани в планирането на OWE. Поради това има спешна необходимост да се идентифицират и оценят потенциалните въздействия върху околната среда, свързани с офшорното производство на енергия, за да се предотвратят или сведат до минимум отрицателните ефекти на много ранен етап от процеса на планиране на OWE.
В този преглед се извършва оценка на екологичните въздействия на съоръженията в OWE, като се картографира пълният набор от взаимодействия между последните и елементите на морската екосистема (т.е. видове, местообитания, структура и функция на екосистемата), полезни за процесите на планиране. Извършен е систематичен преглед на литературата, за да се получат най-актуалните научни открития, извлечени от проучвания на околната среда относно съоръженията за вятърна енергия от рецензирани проучвания и избрани технически доклади. Количествените обобщения на научните открития са извлечени чрез мета-анализ на данните.
Научни познания за въздействието върху околната среда на вятърните енергийни съоръжения
Общо 867 констатации за натиск, дължащ се на вятърни енергийни устройства и въздействия върху елементите на екосистемата, бяха извлечени от 158 публикации. Това е сравнително малък брой статии сред всички прегледани (1353). Половината от анализираните публикации (51%) представят емпирични доказателства, докато 36% от проучванията се основават на подходи за моделиране, включително моделирано разпространение на подводен шум. Литературните прегледи представляват 11% от публикациите и само 1% от проучванията се основават на експертна преценка.
Установено е непрекъснато нарастване на броя на публикациите, особено през последните осем години (74% от научните публикации), което е в съответствие с увеличаването на OWF и инсталирания производствен капацитет. Изследванията са проведени в плитки морета (Северно море, 66% от публикациите), по време на оперативната фаза (64%), в плитки води (90% на <30 m дълбочина), близо до брега (56% <20 km от брега), с малко морски ветрогенератори (80% с <81), нисък производствен капацитет (63% с <160 MW) и малка площ (67% <70 km2).
Повечето проучвания изследват единични форми на натиск, като малко научи изследвания разглеждат взаимодействието на две или повече форми на въздействие, произведени от устройства за вятърна енергия с морско базиране.
Общо 24 проучвания изследват повече от една форма на натиск и само около половината от тях се занимават с три или повече форми на въздействие.
Само 23 проучвания анализират два или повече елемента на екосистемата едновременно. Сред тях само едно проучване разглежда пет елемента на екосистемата.
Това представлява недостатък в анализа на въздействията на вятърните енергийни устройства, тъй като е добре известно, че човешките дейности могат да предизвикат няколко съвместни натиска, което може да доведе до кумулативни, синергични или антагонистични въздействия върху екосистемата.
Изследването на множество взаимодействия между човешките дейности и елементите на екосистемите е спешно, като се има предвид, че бъдещото развитие на вятърната енергия ще добави към кумулативните въздействия, които вече са причинени от съществуващите дейности и изменението на климата. Освен това, поради очакваното повишено търсене на морско пространство, има вероятност многократно използване на океана да се извършва в същата зона като дейностите на OWE и е вероятно да се случи увеличаване на местния кумулативен натиск.
Офшорното производство на енергия може да има както положително, така и отрицателно въздействие върху морските екосистеми. Отрицателните въздействия се съобщават по-често (до 10% от научните открития), особено свързани с птиците, морските бозайници и структурата на екосистемите. Положителните ефекти са по-малко докладвани (до 1% от научните открития), отнасящи се предимно за риби и макробезгръбначни.
Екологичните рискове, произтичащи от отрицателните въздействия на съоръженията за вятърна енергия, могат да варират биогеографски в зависимост от характеристиките на околната среда и уязвимостта на засегнатия район (напр. наличие на мигриращи видове птици, особено чувствителни към вятърни турбини). Следователно идентифицирането на потенциални значими въздействия винаги зависи от конкретния случай.
По-специално, реалното въздействие на OWF върху защитените видове и местообитания ще покаже висока пространствена променливост; то трябва да бъде внимателно оценено по отношение на местните цели за опазване и засегнатите видове/местообитания. Освен това въздействието върху околната среда също ще зависи от първоначалното състояние и устойчивостта на района, което може да се промени драматично за някои елементи на екосистемата.
Непреките въздействия, които обикновено не са напълно проучени, също трябва да бъдат взети под внимание. Увеличаването на видовете плячка (напр. устойчиви на натиск) в OWF ще повиши наличността на храна до по-високи трофични нива (напр. видове птици и бозайници), като по този начин ще се увеличат техните популации. Следователно въздействията ще варират между видовете в рамките на един и същ елемент на екосистемата (напр. различни видове морски птици могат да бъдат засегнати по различни начини от турбини). В някои случаи въздействията могат да бъдат положителни (напр. морските птици имат зони за почивка и повече ресурси за храна), докато в други видовете могат да претърпят значителни неблагоприятни ефекти, оказващи влияние върху тяхното поведение. Въздействията могат да се разпространят далеч от зоната на OWF (напр. по-малък брой организми от мигриращи популации), какъвто е случаят с наземните вятърни паркове.
Следователно е от основно значение да се вземе предвид пространственото и времевото разпределение на най-чувствителните видове, когато се определят рисковете, свързани с даден проект. За възприемането на такъв подход са необходими по-добри данни за разпространението и изобилието на видовете през годишните цикли и за миграционните пътища на птици, риби и морски бозайници.
Въпреки очевидните отрицателни въздействия на OWF върху елементите на екосистемата, потенциалните положителни въздействия също трябва да бъдат подчертани. Според няколко автора положителните въздействия върху околната среда са свързани с ефектите на резервата и рифа върху зоната на разполагане на OWF и структурите за акостиране. Те могат да функционират като изкуствени рифове и за събиране на риби от малки дънни видове, привличайки повече морски живот от естествените рифове. Доказателствата сочат, че OWF могат да повишат разнообразието в райони с хомогенно морско дъно. Също така, забраната за дънно тралене в близост до OWF от съображения за безопасност елиминира безпокойството на рибата, бентоса и бентосните местообитания, частично чрез осигуряване на защита от риболов. Констатациите показват, че отрицателните въздействия върху риболовните дейности могат да бъдат смекчени чрез странични ефекти, дължащи се на увеличен улов (до 7%, близо до вятърни паркове) и леки промени в състава на улова. Дългосрочният мониторинг и допълнителната информация за екологичните процеси, влияещи върху динамиката на рибните запаси, допълнително ще позволят да се демонстрира дали има допълнително производство на ниво популация.
Натиск върху елементите на екосистемата и техните показатели
От идентифицираните 867 научни изследвания, биологичният натиск съответства на най-проучената категория (63%). От 16 вида натиск бяха оценени 10 вида, като най-честите са тези, свързани с биологични смущения и внасяне на шум (съответно 62% и 18% от констатациите).
Повечето открития, свързани с елементите на екосистемата, са докладвани за видове (87%, особено птици), структура, функции и процеси на екосистемата (11%) и местообитания (3%). Най-изследваните показатели са поведение (37%), плодовитост, преживяемост и нива на смъртност/нараняване (25%) и разпространение, изобилие и/или биомаса (24%).
Показателите, които са обект на повечето проучвания за анализиране на ефектите от натиска на околната среда, произведен от вятърни турбини, са идентифицирани в таблица 1. Въпреки сравнително големия брой изследвани видове, има пристрастие към северните разпространени видове като морска свиня (47 открития), обикновен тюлен (26 находки), тънкоклюна кайра (16 открития) и риба треска (13 находки) и по-малък брой данни за безгръбначни.
Въпреки това, с очакваното глобално разширяване на проектите за OWF в нови райони, въздействието върху умерените, субтропичните и тропическите видове трябва да бъде допълнително проучено. Въпреки че нарушаването на високи таксономични нива е важно (т.е. бозайници, морски птици, риба), физическата загуба и физическото нарушаване на бентосните местообитания трябва да бъдат подробно проучени, тъй като големите разработки на OWF и високата плътност на вятърните турбини могат да възпрепятстват постигането на добро състояние на околната среда за биоразнообразието или целостта на морското дъно.
Сред 867 констатации, извлечени от анализираните публикации, 72% съобщават за отрицателни въздействия, докато 13% са положителни. По отношение на степента на въздействие (положително или отрицателно), 54% са докладвани като високи или умерени, докато ниските или незначителните въздействия представляват 32%.
Например типът въздействие на натиска „биологично смущение“ върху екосистемния елемент „птици“ се отчита най-вече като отрицателен. Съществува и висока степен на научен консенсус. Обратно, величината на въздействието е по-равномерно разпределена между класовете и следователно сигурността е по-ниска. Обърнете внимание, че броят на анализите, открити в литературата, играе важна роля при тълкуването на сигурността (напр., когато само една статия описва въздействието и величината на тип натиск върху елемент от екосистемата, интерпретацията трябва да бъде предпазлива).
Заслужава да се отбележи сравнително високата степен на съгласие по отношение на вида на въздействието (напр. положително, отрицателно) на вятърните устройства върху елементите на екосистемата. Обратно, сигурността по отношение на мащаба на въздействието е сравнително ниска, особено за морските бозайници и структурата, функциите и процесите на екосистемите. Това подчертава липсата на емпирични доказателства, необходими за оценка на мащаба на въздействието и следователно на пълните екологични рискове, свързани с OWF.
За всички компоненти на екосистемата заедно високо-умерените отрицателни въздействия представляват 45% от констатациите, 32% от които се отнасят до въздействието върху птиците. Отрицателните въздействия са свързани с промени в изобилието на птици поради смъртност от сблъсък и изместване, промени в моделите на разпространение и промяна на поведението за избягване на OWF. Видовете се различават значително по своята чувствителност към натиск, с различни реакции в зависимост от тяхната екология (т.е. надморска височина на полета, сезон, пол). На свой ред, само 1% от констатациите съобщават за високо-умерено положително въздействие върху птиците (напр. поведение на привличане към OWF от чайки или корморани).
Що се отнася до морските бозайници, до 7% от констатациите се отнасят до отрицателни въздействия, в зависимост от фазата на развитие на OWF. Набиването на пилоти може да има значително въздействие върху изобилието и разпространението на бозайниците (напр. поведение на избягване на районите от морски свине, които временно напускат строителната зона). За разлика от това, 0,5% от констатациите съобщават за положителни ефекти. Съобщава се, че изобилието от морски свине се е увеличило след края на строителството, като животните използват OWF по-често от референтните зони. Това е потенциално свързано с наличието на храна поради намаления риболов, ефектите на изкуствения риф и липсата на плавателни съдове.
Що се отнася до рибата, над 2% от констатациите съобщават за високо-умерено отрицателно въздействие. Степента на тези въздействия зависи от засегнатия вид и неговото ниво на уязвимост/чувствител. Същият процент от констатациите установяват високо-умерено положително въздействие, свързано с подслон (срещу течения и хищници) и наличието на храна, стимулирайки агрегационното поведение. Видовете риби от скалисти среди са по-изобилни близо до OWF, отколкото тези от седиментни среди.
Последици при управлението и вземането на решения
Една от най-значимите нетехнически бариери, засягащи разширяването на сектора на офшорната възобновяема енергия, е потенциалният риск за околната среда (и свързаните с него несигурности). Последното води до значителни последици върху бързината на процеса на съгласие и свързаните с това икономически разходи.
В световен мащаб се появяват правни рамки в подкрепа на устойчивата експлоатация на морските ресурси, като същевременно се запазват здрави и функциониращи екосистеми. Сред другите инструменти, стратегическите оценки на околната среда (SEAs) и оценките на въздействието върху околната среда (EIAs) се използва и идентифициране на рисковете за проекти за избягване на неблагоприятни ефекти и приемане на мерки за смекчаване и компенсиране.
Необходима е актуализирана, интегративна и систематична научна информация за риска от всяко потенциално взаимодействие между OWF и различни елементи на екосистемата, за да се информират мениджърите и вземащите решения по време на планирането на OWE. Това е ценна информация за проектиране на програми за мониторинг на мястото на проекта (особено тези, които са фокусирани върху елементи на екосистемата с по-висока уязвимост към натиска, произведен от вятърните турбини) и прилагане на смекчаващи мерки в контекста на процесите на съгласие.
Този преглед няма за цел да постави под въпрос потенциала на производството на OWE като надежден източник на чиста и възобновяема енергия, с неговите преки и непреки икономически, социални и екологични ползи.
Вместо това, той възнамерява да подчертае потенциалните екологични ефекти, които разширяването на сектора ще причини на местно и регионално ниво. Въпреки че е необходимо законодателство за намаляване на местното въздействия на OWE, то трябва да бъде пропорционално и претеглено спрямо глобалните екологични, социални и икономически ползи, които произтичат от намаляването на емисиите от изкопаеми горива.
Път напред
Структурираната и научно обоснована информация, като тази, представена в този преглед, е жизненоважна за предвиждане на въздействията върху околната среда и приемане на смекчаващи мерки, като се гарантира, че OWE секторът е екологично устойчив.
Все пак трябва да признаем, че има значителни научни несъответствия по отношение на мащаба на въздействията на OWE, както се подчертава от липсата на доказателства за оценката на екологичните рискове, свързани с проектите за морски вятърни паркове.
Освен това повечето публикации са извлечени от проучвания, проведени в по-локализирани мащаби (напр. в плитки води, близо до брега, с малко турбини, нисък производствен капацитет и заемащи малка площ).
Придобиването на нови данни чрез специализирани дейности за мониторинг около разработките на OWE е, следователно, изключително подходящо за преодоляване на пропуските в научните познания – което от своя страна е от висока стойност за политиците, мениджърите, лицата, вземащи решения, и индустрията.
Процесите на мониторинг трябва да се съсредоточат върху натиска и въздействията върху конкретни елементи на екосистемата (включително защитени и уязвими местообитания и видове), за които е установена по-голяма несигурност.
Друг важен аспект, който трябва да се вземе предвид, е ограниченият брой научни изследвания, насочени към въздействието върху околната среда на множество натиски, произведени от вятърни турбини.
Оценките на кумулативния натиск и въздействията на OWF и други съществуващи морски дейности трябва да бъдат допълнително насърчавани, тъй като многобройни човешки дейности ще продължат да се извършват в същите райони, където OWF вероятно ще изострят въздействието върху околната среда.
Ограниченият брой проучвания, насочени към въздействията върху екосистемните услуги, също трябва да бъдат подчертани. По-задълбочени анализи на въздействието на OWF върху предоставянето на екосистемни услуги потенциално ще подчертаят неизвестни въздействия, засягащи (положително или отрицателно) други морски сектори, работещи в околните райони.
Прогресивното разширяване на OWF за постигане на целите за производство на енергия, включително плаващи вятърни турбини в по-дълбоки райони и по-далеч от брега е изправено пред съответните технически, икономически, социални и екологични проблеми в световен мащаб.
Взаимодействията с други традиционни и стратегически човешки употреби на океана трябва да бъдат разгледани, за да се избегнат или поне да се сведат до минимум пространствените конфликти.
Бъдещата перспектива по тази тема включва използването на интегративни подходи за събиране на подходяща информация, като по този начин се предоставя цялостен поглед върху положителните и отрицателните въздействия и на компромисите между различните опции за управление.
Тези подходи включват разработването на инструменти за оценка на екологичния риск на проекти за OWE и прилагането на подходи за машинно обучение и моделиране (като байесови мрежи).
Такива инструменти трябва да бъдат допълнително интегрирани в инструменти за подпомагане на вземането на решения, за да се идентифицират бъдещи зони на внедряване, да се информира процесът на съгласие и да се допринесе за превръщането на OWE сектора в по-екологично устойчив.
Автори: Ибон Галпарсоро, Ираче Менчака, Хоксе Микел Гармендия, Анхел Борха, Ана Д. Малдонадо, Грегорио Иглесиас и Хуан Болд | npj Ocean Sustainability |
DEO.bg | Maritime.bg
