De hoeveelheid windenergie die de straalstroom kan leveren, is veel minder dan gedacht.
Sommige technici dromen ervan dat vliegers met propellers op een hoogte van tien kilometer of meer windenergie aftappen uit de straalstromen, de hoge winden die op het noordelijk en het zuidelijk halfrond rond de aarde kronkelen. Duitse onderzoekers laten in Earth System Dynamics zien dat de theoretisch maximale opbrengst echter flink tegenvalt en dat grootschalige winning van windenergie uit de straalstroom vergaande gevolgen kan hebben.
De straalstromen zijn snelle windstromen rondom de aarde. Ze ontstaan door een combinatie van het warmtetransport van de evenaar naar de polen en de draaiing van de aarde. Uit modelonderzoek in het Max-Planck-instituut voor biogeochemie blijkt dat er maar weinig energie voor nodig is om straalstromen in gang te zetten, vooral omdat de wrijving op die hoogte vrijwel ontbreekt. Volgens dr Axel Kleidon volgt daaruit dat windmolens ook weinig energie uit de straalstromen kunnen halen.
Manen met embryo’s vergelijken
Weten we meer over Mars dan over onze eigen oceanen? En meer over de maan dan over embryo's? Volgens columnist Yannick Fritschy zijn dit onzinnige ver ...
Krachtenbalans
In zijn modelberekeningen is de winbare hoeveelheid energie uit de straalstromen 7,5 terawatt, ofwel 7500 miljard watt, met effectief 4,5 terawatt elektrische energie. Dat is een factor twintig minder dan andere wetenschappers de laatste jaren berekenden. Volgens de Duitse wetenschappers komt dit doordat ze niet kijken naar de windsnelheid an sich, maar naar de balans van bewegingsenergie in de atmosfeer, bij opwekking, verspreiding en overdracht.
Als windmolens al die windenergie uit de straalstromen aftappen, verstoort dat de natuurlijke krachtenbalans. Door het winnen van bewegingsenergie uit een straalstroom verschuift onvermijdelijk de poolwaartse hoek van de straalstroomwinden, legt Kleidons collega Lee Miller uit. Dat versterkt het warmtetransport door de bovenste atmosfeer van de evenaar naar de polen. Daarmee neemt de atmosferische stabiliteit toe. De krachten geleverd door een drukgradiënt die de straalstromen en de atmosfeer in zijn geheel aandrijven, nemen daardoor af.
Windenergie winnen in de straalstroom is daardoor alsof je de motor van de atmosfeer op een lager pitje laat draaien, vertelt Miller. Er ontstaat een rem op het gehele klimaatsysteem van de aarde. In het theoretische geval dat windmolens die 7,5 terawatt uit de straalstromen halen, ontstaat er in de lagere atmosferen ruim 400 terawatt minder aan bewegingsenergie. Miller: ‘Dat resulteert in drastische veranderingen in temperatuur en het weer.’
