Energia odnawialna jest koniecznością. Podobnie jak ochrona życia morskiego.

Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej szacuje, że nawet gdyby w USA wykorzystano jeden procent potencjału morskiej energii wiatrowej, mogłaby ona zasilić około 6,5 miliona domów. Obecnie w kraju działa tylko jedna komercyjna morska farma wiatrowa u wybrzeży Rhode Island. Farma wiatrowa Block Island produkuje 30 megawatów energii elektrycznej po rozpoczęciu działalności komercyjnej pod koniec 2016 roku. Administracja prezydenta Bidena dąży jednak do tego, aby do 2030 roku 20 procent energii pochodziło z wiatru, co pozwoli na wygenerowanie 300 gigawatów mocy (jeden gigawat wystarcza do zasilenia około 750 000 domów).

Rząd federalny aktywnie inwestuje obecnie w morskie farmy wiatrowe, które w ciągu najbliższej dekady zostaną zainstalowane w pięciu stanach na wschodnim wybrzeżu. Dekarbonizacja sieci energetycznej ma zasadnicze znaczenie dla redukcji emisji gazów cieplarnianych. Jednak kolejnym dużym wyzwaniem dla energetyki wiatrowej jest zapewnienie, że farmy są przyjazne dla środowiska poprzez ograniczenie i złagodzenie negatywnego wpływu na ekosystemy morskie.

Naukowcy przeprowadzili dotychczasowe badania nad oddziaływaniem morskich farm wiatrowych na środowisko głównie w Europie Północnej, gdzie morskie turbiny zaczęły działać w 1991 roku. „Jednak w regionie Morza Śródziemnego i w USA oddziaływanie to nie jest takie samo jak na Morzu Północnym” – mówi Josep Lloret Romañach, biolog morski i profesor Uniwersytetu w Gironie.

Morze Północne rozciąga się pomiędzy Wielką Brytanią, Norwegią, Danią, Niemcami, Holandią, Belgią i Francją. Jego szelf kontynentalny – czyli krawędź kontynentu, która znajduje się pod powierzchnią oceanu – jest znacznie dłuższy i szerszy niż szelf kontynentalny Morza Śródziemnego i Ameryki Północnej – wyjaśnia Romañach. Dodaje, że mniejszy szelf kontynentalny oznacza, że budowniczowie muszą stawiać turbiny bliżej linii brzegowych.

„Właśnie wtedy dochodzi do konfliktu z kwestiami ochrony środowiska morskiego” – mówi.

Turbiny wiatrowe mogą zakłócać funkcjonowanie dna morskiego oraz jego flory i fauny

W badaniu z 2022 roku, opublikowanym w czasopiśmie Science of the Total Environment, Romañach i współpracownicy przeanalizowali potencjalne oddziaływanie na środowisko proponowanego projektu morskiej farmy wiatrowej na dużą skalę w Cap de Creus, półwyspie położonym w Katalonii, oraz w Zatoce Roses w Hiszpanii. Regiony te otacza osiem morskich obszarów chronionych. Stwierdzili oni, że morska farma wiatrowa, w ramach której powstanie 80 turbin wyższych niż Statua Wolności, będzie znacząco oddziaływać na dno morskie w sposób, którego Europa Północna zazwyczaj unikała.

„Dno Morza Północnego jest w większości muliste. Jednak w innych częściach świata występuje duża bioróżnorodność morska, w tym trawa morska i koralowce głębokowodne, które mogą zostać zniszczone na etapie budowy i eksploatacji” – mówi. „Decydenci polityczni muszą wziąć pod uwagę te szczególne cechy, które sprawiają, że różnorodne siedliska morskie są bardzo wrażliwe na presję ze strony człowieka”.

Farma wiatrowa, która może zostać uruchomiona w 2026 r., będzie wyposażona w innowacyjne turbiny pływające przeznaczone do użytku w głębokich wodach Morza Śródziemnego. Te pływające konstrukcje będą utrzymywane w miejscu za pomocą długich kabli i łańcuchów. Systemy kotwiczenia będą ściśle przytrzymywać kable i łańcuchy na dnie morza. „Te pływające farmy wiatrowe wymagają ogromnych systemów cumowniczych i kotwiczących, które mogą mieć wpływ na integralność dna morskiego. Ssaki morskie mogą się zderzyć lub zaplątać w przewody” – dodaje.

Podwodny hałas powodowany przez farmy wiatrowe na etapie budowy kumuluje się z innymi dźwiękami pochodzącymi z działalności człowieka – takimi jak żegluga czy wiercenia naftowe – i wpływa na zachowanie ssaków morskich. Rekiny, płaszczki, delfiny, wieloryby i inne ssaki wykorzystują fale elektromagnetyczne do przemieszczania się po morzu i polowania na swoje ofiary. Działalność ta zostaje zakłócona, zwłaszcza podczas instalacji masywnych turbin wiatrowych.

Co więcej, te pływające platformy są również atrakcyjne dla gatunków inwazyjnych, które mogą naruszyć delikatną równowagę ekosystemu morskiego – wyjaśnia Romañach. Wzmożona aktywność podczas faz instalacji i konserwacji morskich farm wiatrowych oznacza, że nierodzime gatunki morskie mogą pojawić się na przybywających statkach. Statki są dobrze znanymi nosicielami gatunków nierodzimych poprzez wymianę wody i brudzenie kadłuba (gromadzenie się narośli morskich zmniejsza prędkość statku).

Gatunki nierodzime, takie jak meduza Rhopilema nomadica, są z natury bardzo oportunistyczne i bezwzględnie infiltrują lokalne siedliska morskie. Stanowią one poważne zagrożenie dla morskiej różnorodności biologicznej i powodują znaczne straty ekologiczne i ekonomiczne dla lokalnych społeczności rybackich, gdy tylko staną się inwazyjne. „Ma to wpływ na cały łańcuch troficzny ekosystemu morskiego, od powierzchni morza do dna” – mówi Romañach.

„Stany Zjednoczone znajdują się w bardzo podobnej sytuacji jak regiony śródziemnomorskie. W USA finansowanych jest wiele projektów farm wiatrowych z pływającymi turbinami, a wiedza na temat ich lokalnego oddziaływania jest niewielka” – dodaje.

Jak możemy chronić ekosystemy morskie?

Pomimo tych wszystkich złych wieści, naukowcy odkryli, że w odpowiednich warunkach morskie turbiny wiatrowe mogą działać jak sztuczne rafy. W pilotażowym projekcie morskiej energetyki wiatrowej w Virginia Beach w 2020 roku mieszkańcy zaobserwowali, że stalowe fundamenty turbin stały się siedliskiem glonów i małży. Fundamenty przyciągały ławice ryb, takich jak mahi, ryby przynętowe i okonie morskie.

„W częściach morza o zdegradowanych siedliskach turbiny wiatrowe przyczyniają się do zwiększenia bioróżnorodności. Na przykład na Morzu Północnym niektóre obszary ucierpiały z powodu przełowienia spowodowanego używaniem trawlerów dennych. Morskie turbiny wiatrowe pomogły przywrócić [te ekosystemy]” – wyjaśnia Romañach.

Jednak w przypadku siedlisk morskich, w których już występują rafy koralowe i inne formy bioróżnorodności, ostrzega on, że oddziaływanie farm wiatrowych może przynieść więcej szkody niż pożytku.

„Obawiamy się, że firmy energetyczne będą miały pokusę, aby dążyć do morskich obszarów chronionych, gdzie połowy są zabronione, ponieważ reszta morza jest już zatłoczona innymi działaniami komercyjnymi. Efekt sztucznej rafy nie sprawdzi się w miejscach o dużej bioróżnorodności” – ostrzega.

Chociaż dokładna ocena, które obszary morza lepiej nadają się pod morskie farmy wiatrowe, może pomóc, naukowcy twierdzą, że ciche technologie mogą również złagodzić i zminimalizować negatywny wpływ podwodnego hałasu na wrażliwe ekosystemy morskie.

Podczas fazy budowy szczególnie głośne może być uderzające wbijanie fundamentów w dno morskie – mówi Jakob Tougaard, profesor i starszy badacz ssaków morskich na Uniwersytecie w Aarhus.

Dodaje on, że skutecznym środkiem łagodzącym są kurtyny bąbelkowe. Technologia ta obejmuje perforowany wąż umieszczony wokół placu budowy na dnie morskim. Tworzy on grubą zasłonę z pęcherzyków powietrza wytwarzanych przez sprężone powietrze, zwiększając gęstość wody i tłumiąc odgłosy budowy.

W celu ochrony krytycznie zagrożonych wielorybów prawowitych północnoatlantyckich administracja prezydenta Bidena ogłosiła niedawno inicjatywę wielu agencji mającą na celu uczynienie działalności związanej z morską energią wiatrową przyjazną dla środowiska. Niektóre środki obejmują ograniczenie prędkości statków podczas budowy i eksploatacji do 10 węzłów lub mniej.

Francine Kershaw, starszy naukowiec z National Resources Defense Council, w swoim blogu poleciła również fundamenty grawitacyjne jako kolejny środek łagodzący. Fundamenty turbin nie muszą być wbijane w dno morskie – równie dobrze sprawdzą się olbrzymie betonowe bloki umieszczone na dnie morza. Technologia ta jest już stosowana w morskich farmach wiatrowych w Szwecji, Danii, Belgii i Niemczech.

Romañach ostrzega jednak, że środki łagodzące mogą okazać się niewystarczające do ochrony siedlisk morskich, które w naturalny sposób przeciwdziałają zmianom klimatu dzięki „niebieskiemu węglowi” – mówi Romañach. „Morskie farmy wiatrowe są również skuteczne w łagodzeniu zmian klimatu, ale jeśli zniszczą morskie obszary chronione lub obszary o dużej różnorodności biologicznej, większość korzyści z nich wynikających zostanie utracona w dłuższej perspektywie”.