去年，歐洲各地的風能裝置創下了新紀錄，儘管仍低於到本世紀末實現歐洲 40% 再生能源目標所需的水平。儘管如此，急於實現能源獨立以及目前已安裝的236吉瓦和未來四年計劃的116吉瓦（資料來源：Wind Europe）都說明了歐洲發展風電的雄心。但當風勢較小時，該行業如何保持這些雄心壯志？
風旱－歐洲能源系統的新挑戰？
據歐洲氣象局稱，2021 年，西北歐和中歐部分地區的風速異常低，整個夏季的風速達到了過去 40 年來的最低水平。哥白尼氣候變遷服務（C3S）。 C3S數據顯示，在英國、捷克共和國、愛爾蘭、德國和丹麥的一些地方，年風速甚至比過去30年的平均風速低10%。
圖 2.（左）相對於 1991-2020 年參考期，依國家劃分的 2021 年 100 m 風速年平均距平。 （右）2021 年負距平最大的五個國家年平均 100 m 風速距平的時間序列。資料來源：C3S 歐洲氣候與能源指標源自 ERA5。
英國布里斯託大學氣候風險研究員漢娜·布魯姆菲爾德博士說：“歐洲周圍的北大西洋曾長期處於高壓狀態。”布魯姆菲爾德博士說：「這些情況通常會導致低風，我們稱之為阻塞事件，此時大量高壓空氣就坐在那裡。」他補充說，英國在去年夏天多次記錄到此類阻塞。科學家稱這些為風旱，雖然不像風暴或龍捲風那麼嚴重，但仍被認為是極端天氣事件。
布魯姆菲爾德博士認為，儘管去年的風旱主要與氣候變遷有關，但同樣重要的是要注意，從長遠來看，氣候變遷可能對風況產生影響。但根據氣候情況，風速可能會增加或減少。這IPCC第六次評估報告表示有十分之八的機會平均的歐洲地中海地區的風速將會下降，如果全球氣溫在2050 年之後上升2 度，北歐地區出現這種情況的可能性約為十分之五。 ，因為北極正在以更高的速度變暖。換句話說，溫差越小，風也可能變得越弱。
風力渦輪機的發電量與風速的立方直接相關。換句話說，風速的變化導致能量輸出的三倍變化。由於這種關係，即使風速的微小變化也會對電力產業產生重大影響，從而對歐洲提高再生能源風能投資組合的能力產生重大影響。
圖 3. 相對於 1991-2020 年參考期，陸上（左）和海上（右）風力發電 2021 年各國風電容量係數 (CF) 的年度異常。異常情況以 1991-2020 年平均值的百分比表示。資料來源：C3S 歐洲氣候與能源指標源自 ERA5。
根據統計，去年的低風導致英國、德國和丹麥在 7 月至 9 月期間僅使用了其風電裝置容量的 14%，而往年通常為 20-26%。路透社。一位風電公司表示，去年上半年，尤其是在德國，風能發電量（46.8 太瓦時）比 2020 年同期（59.4 太瓦時）下降了 25%。福布斯報道，推動對化石燃料工廠的更多需求，並使該國電力碳排放量增加 25%。
管理可變性
根據促進風能發展的歐洲風能協會表示，低風期並不一定令人意外，夏季的風能短缺已被冬季的風能所彌補。 Wind Europe 新聞與傳播經理 Christoph Zimpf 表示：“風能資源與去年同期相比總是存在細微差別。” 「2021 年的氣溫略低於 2020 年，2020 年是風況極佳的一年，春季有強風。去年大部分時間裡，2021 年的風況似乎相當糟糕，但 11 月和 12 月的風暴刺激了全年發電結果。它落在預期的同比變化範圍內。
能夠應對這些乾旱期對於再生能源產業來說仍然很重要，該產業需要加強並幫助歐洲迅速結束對石油和天然氣的依賴。 5月18日，歐盟委員會公佈了REPowerEU行動計劃，作為對俄羅斯入侵烏克蘭的政策回應。 「委員會非常清楚，必須結束對從俄羅斯和其他地方進口化石燃料的過度依賴，」齊普夫說。 Zimpf 解釋說，國內再生能源的大規模擴張是該計畫的三大支柱之一，此外還有尋找新的能源進口來源和提高能源效率。 「風能是其中的核心[……]。到 2050 年，歐盟委員會希望風能佔歐盟總用電量的 50%。現在這個比例是 15%，」Zimpf 說。 「從中期來看，風能將顯著加速發展，並有助於取代進口化石燃料。為此，歐盟委員會希望到 2030 年將歐盟的風能裝置容量從目前的 190 吉瓦提高到至少 480 吉瓦。
在布魯塞爾宣布這項消息之後，德國、丹麥、荷蘭和比利時簽署了一項價值 1500 億歐元的協議，到 2050 年建設至少 150GW 的離岸風電設施。效率越來越受到重視。
C3S 總監 Carlo Buontempo 博士表示：“2021 年影響中歐和西歐大部分地區的風旱表明了氣候數據在管理我們的能源結構方面的重要性。” 「隨著再生能源裝置容量的增長，了解這些事件發生的可能性以及它們的頻率是否可能發生變化將變得更加重要。最近的觀察和目前的預測並沒有顯著改變歐洲風能生產的潛力。它們只是讓一些需要管理的漏洞和風險的存在變得更加明顯。 C3S提供的數據和工具將在這一過程中為行業和政策制定者提供幫助。
布魯姆菲爾德博士表示，儘管許多科學家正在製作可以幫助風能產業更好地適應未來的數據集，但預測未來很長一段時間的低風仍然很棘手。 「對風能站點進行長期風險評估變得更加容易。我認為該行業確實可以從能源氣象界受益，」布魯姆菲爾德博士說。 “對像哥白尼這樣的組織持開放態度並提出他們的問題，對於引導科學研究與行業相關的問題非常有用。” Buontempo 博士解釋說，風能生產商可以開發出在做出決策時整合科學觀測和預測的方法，這將有助於應對氣候變遷的挑戰。
儘管去年風能產量出現損失，但各國仍設法找到其他能源來縮小差距。德國利用太陽能，而英國則利用與法國和挪威能源系統的連結來補充其生產。由於需要管理的可變性如此之多，風能在歐洲再生能源投資組合中發揮著重要作用，但正如 Wind Europe 所暗示的那樣，它並不是唯一的參與者。 「一般來說，歐洲未來的再生能源系統將需要所有再生能源[...]，」Zimpf 說。 「風能和太陽能是天然的夥伴：風能發電通常在秋季、冬季和春季最強，而在夏季則相當低，而此時正是太陽能發電達到頂峰的時候。從這個意義上說，這兩種技術是互補的。然而，為了在能源系統中達到更高的再生能源份額，它們必須與電池儲存和其他儲存介質（例如可再生氫）聯繫起來。這兩種技術都在迅速降低成本，並將很快大規模應用。
