An assessment of micro-wind turbines

An assessment of micro-wind turbines

A                In terms of micro-renewable energy sources suitable for private use, a 15-kilowatt (kW) turbine is at the biggest end of the spectrum. With a nine metre diameter and a pole as high as a four-storey house, this is the most efficient form of wind micro­turbine, and the sort of thing you could install only if you had plenty of space and money. According to one estimate, a 15-kW micro-turbine (that’s one with the maximum output), costing £41,000 to purchase and a further £9,000 to install, is capable of delivering 25,000 kilowatt-hours (kWh)’ of electricity each year if placed on a suitably windy site.

B                I don’t know of any credible studies of the greenhouse gas emissions involved in producing and installing turbines, so my estimates here are going to be even more broad than usual. However, it is worth trying. If turbine manufacture is about as carbon intensive per pound sterling of product as other generators and electrical motors, which seems a reasonable assumption, the carbon intensity of manufacture will be around 640 kilograms (kg) per £1,000 of value. Installation is probably about as carbon intensive as typical construction, at around 380 kg per £1,000. That makes the carbon footprint (the total amount of greenhouse gases that installing a turbine creates) 30 tonnes.

C                   The carbon savings from wind-powered electricity generation depend on the carbon intensity of the electricity that you’re replacing. Let’s assume that your generation replaces the coal-fuelled part of the country’s energy mix. In other words, if you live in the UK, let’s say that rather than replacing typical grid electricity, which comes from a mix of coal, gas, oil and renewable energy sources, the effect of your turbine is to reduce the use of coal-fired power stations. That’s reasonable, because coal is the least preferable source in the electricity mix. In this case the carbon saving is roughly one kilogram per kWh, so you save 25 tonnes per year and pay back the embodied carbon in just 14 months – a great start.

D                  The UK government has recently introduced a subsidy for renewable energy that pays individual producers 24p per energy unit on top of all the money they save on their own fuel bill, and on selling surplus electricity back to the grid at approximately 5p per unit. With all this taken into account, individuals would get back £7,250 per year on their investment. That pays back the costs in about six years. It makes good financial sense and, for people who care about the carbon savings for their own sake, it looks like a fantastic move. The carbon investment pays back in just over a year, and every year after that is a 25-tonne carbon saving. (It’s important to remember that all these sums rely on a wind turbine having a favourable location)

E                    So, at face value, the turbine looks like a great idea environmentally, and a fairly good long-term investment economically for the person installing it. However, there is a crucial perspective missing from the analysis so far. Has the government spent its money wisely? It has invested 24p per unit into each micro-turbine. That works out at a massive £250 per tonne of carbon saved. My calculations tell me that had the government invested its money in offshore wind farms, instead of subsidising smaller domestic turbines, they would have broken even after eight years. In other words, the micro-turbine works out as a good investment for individuals, but only because the government spends, and arguably wastes, so much money subsidising it. Carbon savings are far lower too.

F                   Nevertheless, although the micro-wind turbine subsidy doesn’t look like the very best way of spending government resources on climate change mitigation, we are talking about investing only about 0.075 percent per year of the nation’s GDP to get a one percent reduction in carbon emissions, which is a worthwhile benefit. In other words, it could be much better, but it could be worse. In addition, such investment helps to promote and sustain developing technology.

G                        There is one extra favourable way of looking at the micro-wind turbine, even if it is not the single best way of investing money in cutting carbon. Input- output modelling has told us that it is actually quite difficult to spend money without having a negative carbon impact. So if the subsidy encourages people to spend their money on a carbon-reducing technology such as a wind turbine, rather than on carbon-producing goods like cars, and services such as overseas holidays, then the reductions in emissions will be greater than my simple sums above have suggested.

Đánh giá về tuabin gió vi mô

A Xét về các nguồn năng lượng tái tạo vi mô phù hợp cho mục đích sử dụng tư nhân, thì tuabin 15 kilowatt (kW) nằm ở vị trí cuối cùng trong danh sách. Với đường kính 9 mét và một cột cao bằng một ngôi nhà bốn tầng, đây là dạng turbine gió vi mô hiệu quả nhất và là thứ bạn có thể lắp đặt chỉ khi có nhiều không gian và tiền bạc. Theo ước tính, một tuabin vi mô 15 kW (đó là một tuabin có công suất tối đa), có giá 41.000 bảng Anh và thêm 9.000 bảng Anh để lắp đặt, có khả năng cung cấp 25.000 kilowatt giờ (kWh) ‘điện mỗi năm nếu được đặt trên một địa điểm có gió thích hợp.

B Tôi không biết bất kỳ nghiên cứu đáng tin cậy nào về phát thải khí nhà kính liên quan đến sản xuất và lắp đặt tuabin, vì vậy ước tính của tôi ở đây sẽ còn rộng hơn so với thực tế. Tuy nhiên, nó rất đáng để thử. Nếu sản xuất tuabin tiêu tốn nhiều carbon trên một pound sản phẩm như các máy phát điện và động cơ điện khác, đây có vẻ là một giả định hợp lý, thì cường độ carbon trong quá trình sản xuất sẽ vào khoảng 640 kilôgam (kg) trên mỗi 1.000 bảng Anh. Việc lắp đặt có thể tiêu tốn nhiều carbon như công trình xây dựng điển hình, vào khoảng 380 kg mỗi 1.000 bảng Anh. Điều đó làm cho lượng khí thải carbon (tổng lượng khí nhà kính mà việc lắp đặt một tuabin tạo ra) là 30 tấn.

C Mức tiết kiệm carbon từ việc sản xuất điện bằng năng lượng gió phụ thuộc vào cường độ carbon của dòng điện mà bạn đang thay thế. Hãy giả sử rằng tuabin của bạn sẽ thay thế việc sử dụng nhiên liệu than trong lưới điện quốc gia. Nói cách khác, nếu bạn sống ở Vương quốc Anh, thay vì thay thế điện lưới điển hình, vốn xuất phát từ sự kết hợp của than, khí đốt, dầu và các nguồn năng lượng tái tạo, thì tác dụng của tuabin của bạn là giảm việc sử dụng các trạm phát điện bằng than. Điều đó hợp lý, vì than đá là nguồn nhiên liệu ít được ưa chuộng nhất trong việc tạo ra điện. Trong trường hợp này, mức giảm thải carbon là khoảng một kg mỗi kWh, vì vậy bạn tiết kiệm được 25 tấn mỗi năm và giảm lượng phát thải carbon tương đương trong 14 tháng – một khởi đầu tuyệt vời.

D Chính phủ Vương quốc Anh gần đây đã đưa ra một khoản trợ cấp cho năng lượng tái tạo trả cho các nhà sản xuất tư nhân 24p trên mỗi đơn vị năng lượng trên tổng số tiền họ tiết kiệm được cho hóa đơn nhiên liệu của chính họ, và bán điện dư trở lại lưới điện với giá khoảng 5p / đơn vị. Nếu xét đến tất cả những điều này, thì mỗi cá nhân sẽ nhận lại 7.250 bảng mỗi năm cho khoản đầu tư của họ. Điều này sẽ giúp hoàn lại các chi phí trong khoảng sáu năm. Nó có ý nghĩa tài chính tốt và, đối với những người quan tâm đến việc giảm thải carbon vì lợi ích của riêng họ, nó có vẻ như là một động thái tuyệt vời. Khoản đầu tư giảm thải carbon hoàn vốn chỉ trong hơn một năm, và mỗi năm sau đó, giảm thải được 25 tấn carbon. (Điều quan trọng cần nhớ là tất cả các khoản tiền này phụ thuộc vào tuabin gió được đặt ở vị trí thuận lợi)

E Vì vậy, xét về mặt giá trị, tuabin gió trông giống như một ý tưởng tuyệt vời cho môi trường và là một khoản đầu tư dài hạn khá tốt về mặt kinh tế cho người lắp đặt nó. Tuy nhiên, có một điểm quan trọng còn thiếu trong phân tích cho đến nay. Chính phủ đã chi tiêu tiền một cách khôn ngoan? Họ đã đầu tư 24p cho mỗi tổ máy vào mỗi tuabin vi mô. Điều đó tính ra với mức tiết kiệm được là 250 bảng Anh cho mỗi tấn giảm thải carbon. Tính toán của tôi cho rằng nếu chính phủ đầu tư tiền của mình vào các trang trại điện gió ở nước ngoài, thay vì trợ cấp cho các tuabin nhỏ hơn trong nước,  mà chúng sẽ bị tháo dỡ thậm chí sau tám năm. Nói cách khác, tuabin vi mô hoạt động như một khoản đầu tư tốt cho các cá nhân, nhưng nếu chính phủ đổ tiền vào, thì được cho là lãng phí, vì trợ cấp quá nhiều. Giảm thải carbon cũng thấp hơn nhiều.

F Tuy nhiên, mặc dù trợ cấp tuabin gió vi mô không phải là cách tốt nhất để sử dụng nguồn lực của chính phủ cho việc giảm thiểu biến đổi khí hậu, chúng ta đang nói về việc chỉ đầu tư khoảng 0,075% mỗi năm GDP của quốc gia để giảm một phần trăm khí thải carbon, đó là một lợi ích đáng giá. Nói cách khác, điều này có thể tốt hơn nhiều, nhưng cũng có thể tồi tệ hơn. Ngoài ra, việc đầu tư như vậy cũng giúp thúc đẩy và duy trì phát triển công nghệ.

G Thêm một lợi ích của việc sử dụng tuabin gió vi mô, ngay cả khi nó không phải là cách tốt nhất để đầu tư tiền vào việc cắt giảm carbon. Mô hình đầu vào – đầu ra đã cho chúng ta biết rằng thực sự khá khó khăn để chi tiêu mà không có tác động tiêu cực đến giảm thải carbon. Vì vậy, nếu khoản trợ cấp khuyến khích mọi người chi tiền của họ vào công nghệ giảm thiểu carbon như tuabin gió, thay vì vào các sản phẩm sinh ra carbon như ô tô và các dịch vụ như các kỳ nghỉ ở nước ngoài, thì mức giảm phát thải sẽ lớn hơn mức mà tôi tính đơn giản ở trên.