隨著風力發電成本效益比逐漸高升，各國漸漸認為風能是個有望取代化石燃料的無碳技術，更可有效緩解氣候暖化，但根據美國哈佛大學最新研究，風能會重組大氣中的熱量與濕度並混合上下方冷暖空氣，若大規模發展風力發電，風廠地面溫度會上升攝氏 0.54 度，發展風力發電也會造成全球暖化，10 年內環境衝擊甚至比燃煤發電廠大。
全球平均氣溫自 19 世紀末起上升攝氏 1 度，因此巴黎氣候會議 2016 年開始呼籲各國採取行動、要求各國將氣溫控制在攝氏 1.5 度至 2 度以內，自此全球掀起一股風力發電、太陽能等綠色技術熱潮，大家都希望可藉此緩解氣候變遷與極端氣候。
但天下沒有白吃的午餐，任何事情都有其代價，人們在降低碳排放的同時，也一直在各種綠色技術之間做選擇，但無論如何都會對社會與環境產生影響，哈佛大學工程與公共政策教授 David Keith 表示，雖然風力發電在各種環境測量下都優於傳統發電廠，但並不表示其帶來的環境衝擊就可忽略不談。
通常在建設風電廠時，廠商都為以一字排開或是交錯的方式來排列風機、進一步擴大整體風電廠面積，這是因為風吹過葉片時，會產生風寂區（wind shadow，也稱為背風區），造成後排的風量減弱。而根據哈佛大學在《Joule》發表的研究，過去研究都忽略了風力發電與大氣之間的交互作用，風機會混合地面與高空的氣流，造成地面溫度上升，若風電廠商持續增加電廠用地範圍，風力發電對大氣的影響將無可避免。
由於沒有考慮到風能與大氣的交互作用，風力發電的功率密度（power density）一直以來也都被科學家高估，其實實際上只有目前的 1% 而已。論文第一作者 Lee Miller 指出，如果單看獨立風機，風機─大氣交互作用其實不算什麼大問題，但對於那些綿延 5~10 公里的大規模風電場來說，交互作用就會對功率密度產生重大影響。
因此為估算風力發電對環境的衝擊，團隊利用標準天氣預報模型建立 2012~2014 年美國氣候的基線，並發現如果要以大規模風力發電滿足美國用電需求，風廠地面溫度會上升攝氏 0.54 度，美國整體溫度也會提高 0.24 度，而當溫度提升攝氏 1.5 度，夜晚的地面氣溫變化會更加明顯，顯示風力發電也會造成氣溫上升。
相較之下，太陽能的功率密度是風力發電的 10 倍，若以太陽能發電供應全美電力，對氣候造成的影響僅風力的十分之一。
Keith 表示，風力發電對氣候衝擊可說是立即性的，好處累積速度則相當緩慢。放眼未來 10 年，風力發電在某方面對氣候的影響會比燃煤或天然氣電廠更嚴重，但著眼將來 1,000 年，風能或許就可完勝傳統發電廠。
不過哈佛團隊的氣候模型僅限美國地區，尚未考量到全球的氣候與地理因素，風力發電與大氣的交互作用或許對於某些地方來說，恰好可滿足當地所需，像是根據伊利諾大學厄巴納─香檳分校的研究，在沙漠地區大規模建蓋太陽能電池板與風力發電廠，將能讓當地降雨量提高 1.5 倍，平均每天降雨量增加到 0.59 公厘，有望促進沙漠植被生長，顯示風力發電會如何影響全球，至今仍不好說。
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：哈佛大學）
