فهم تحدي مزرعة ويند نويس

ومع تعجيل التحول العالمي إلى الطاقة المتجددة، أصبحت الطاقة الريحية حجر الزاوية في توليد الكهرباء المستدام، إلا أن التوسع في مزارع الرياح قد أدى إلى نشوء قلق بيئي معقد: تلوث الضوضاء وأثره على الحياة البرية المحلية، وفي حين أن التوربينات الريحية تنتج ضوضاء أقل بكثير من محطات الطاقة التقليدية، فإن الأصوات التي تولدها يمكن أن تسافر عبر المناظر الطبيعية وأن تتفاعل مع سلوك الحيوان الذي لا يزال يعمل على فهمه تماما.

فالضوضاء على المزارع الشتوية ليس مجرد إزعاج صوتي؛ بل يمكن أن يغير الديناميات الإيكولوجية لمنطقة ما، ويعتمد الحيوانات على الصوت في الاتصالات والملاحة وكشف المفترسات والتصنيع، وعندما يقتحم الضوضاء البشرية الكبسولات الصوتية الطبيعية، يمكن أن يحجب إشارات بيولوجية هامة أو يحفز على استجابات الإجهاد، فبالنسبة للأنواع التي تواجه بالفعل فقدان الموئل وتغير المناخ، يمكن أن تؤدي الاضطرابات السمية الإضافية إلى دفع السكان إلى التكيّة إلى التكيّف.

طبيعة نواة مزرعة الرياح

وتنتج التوربينات الريحية صوتاً من خلال آليتين رئيسيتين هما: التفاعلات الهوائية بين البروفات والجوية والعمليات الميكانيكية داخل المنطقة البحرية، وتولد هذه المصادر بيانات ترددات مميزة تسافر بشكل مختلف عن طريق البيئة، علماً بأن فهم هذه الخصائص الصوتية هو الخطوة الأولى في تقييم أثرها المحتمل على الحياة البرية.

Aerodynamic Noise

وتدور هذه الضوضاء الهوائية مع تذبذبات التربينية، وتخلق تقلبات في الضغط الجوي، وتمتد هذه الضوضاء الهوائية إلى نطاق واسع، وتمتد من التعثرات المنخفضة إلى السدود العالية، وتزداد كثافة الصوت بسرعة الرياح وسرعة البقايا، وترمي العناصر الحديثة المتطايرة ذات السرعة المتغيرة إلى الحد من الضجيج الهوائي من خلال التفشي على الهواء.

الضوضاء الميكانيكية

وتنشأ الضوضاء الميكانيكية من صندوق التروس والمولدات ومعجبات التبريد وغيرها من الأجزاء المتحركة داخل الشبكة، وهذه الضوضاء تميل إلى أن تكون طينية أو ضيقة، وكثيرا ما تحدث في ترددات محددة مثل تكسير المعدات، ويمكن تخفيف الضوضاء الميكانيكية من خلال مساحات مضادة للصوت، وأجهزة إطفاء اليقظة، وتصميمات توربينية متجهة نحو السحب المباشر.

انخفاض التردد مقابل ارتفاع التردد

ويثير ضوضاء التردد المنخفض (دون 200 هكتار) قلقا خاصا بالنسبة للحياة البرية لأنها تسافر بعيدا وتخترق الحواجز مثل الغطاء النباتي والأرض أكثر فعالية من الترددات المرتفعة، إذ يمكن للعديد من الحيوانات أن ترى أن الترددات الصوتية (دون 20 هرتز) أو الأصوات المنخفضة التردد التي لا يمكن أن تجذب البشر.

آثار ضريح الرياح على الحياة البرية

وقد نمت البحوث في الآثار الإيكولوجية للضوضاء على مزارع الرياح نموا كبيرا على مدى العقد الماضي، ووثقت الدراسات مجموعة من الآثار السلوكية والفيزيولوجية والديموغرافية على مختلف المجموعات التي تصنف على أساس التصنت، وفي حين أن بعض الأنواع قد تسكن أو تتجنب مناطق بأكملها، فإن بعضها يعاني من الإجهاد المزمن، أو من انخفاض النجاح في الإنجاب، أو زيادة الوفيات بسبب اصطدامها بالاضطرابات، وتورد الفروع التالية تفاصيل الآثار الرئيسية التي لوحظت في الطيور والجزر البحرية والجزر.

الطيور

فالطيور هي حيوانات شديدة السمع تعتمد على الاتصالات الصوتية للدفاع عن الأراضي، وجذب الأزواج، والاتصال بين الوالدين والمسافرين، ويمكن أن تحجب الضوضاء الزراعية الشائكة هذه الإشارات، ولا سيما في النطاقات المنخفضة التردد التي تتداخل مع أغنية الطيور، وعلى سبيل المثال، أظهرت الدراسات أن الطيور العشبية مثل مواقع العصيان الكبرى التي تتفادى التزلج بالقرب من الأربينات الريحية، مما يؤدي إلى انخفاض في فرص الارتطام.

ويزداد خطر الاصطدام عندما يشتت الضوضاء الطيور أو يخفي صوت الاقتراب من الشوفان، وفي حين أن معدلات الالتهاب الضارب منخفضة عموما بالنسبة لمعظم أنواع الطيور، فإن الآثار التراكمية على المزارع الريحية الكبيرة يمكن أن تكون كبيرة، لا سيما بالنسبة للمغتصبين وجرائم المياه.

الخفافيش

فالكوارث معرضة بشكل خاص لضوضاء مزارع الرياح لأن العديد من الأنواع تعتمد على الترددات المكررة للملاحة والتصنيع، ويمكن أن تُخفي العناصر الفوق الصوتية من مفاتح الخفافيش عن طريق الضوضاء الاضطرابات، خاصة إذا تداخلت الضوضاء مع الترددات المستخدمة في الكشف عن الأهداف (نحو 20 إلى 80 كيلوهرتز) وتجتذبت بعض أنواع العصي، مثل الخفافيش والضرب الشرقي، إلى ترابينات القاتلة، وربما بسبب الأصوات

وقد تؤدي الضوضاء المنخفضة التردد من التوربينات أيضا إلى تعطيل أنماط الهجرة من الخفافيش، حيث يمكن للوطواط أن تكتشف البقعة وتستخدمها في التوجه إلى مسافات طويلة، وقد يؤدي إدخال الضوضاء المتدنية باستمرار إلى تداخل الملاحة، مما يؤدي إلى عدم توجيه أو تجنب الطرق التقليدية، وحيث أن الخفافيش طويلة الأمد ولديها معدلات إنجاب منخفضة، فإن الزيادات المتواضعة في الوفيات يمكن أن تؤدي إلى انخفاض السكان.

الثدييات الأرضية والحياة البحرية

وقد تُردّ الثدييات الأرضية مثل الغزال والقرص والقرص الصغير على ضوضاء مزارع الريح بطرق خاصة بالأنواع، وقد وجدت بعض الدراسات أن تقلل من شغل الأنواع مثل الغزال، مما قد يربط الصوت بوجود المفترسات، بينما لا يُبلغ البعض الآخر عن أي تغيير هام، مما يشير إلى وجود سكني أو استخدام موائل تعويضية، كما أن النواحي يمكن أن تؤثر على ديناميات ما قبل الحمل.

وتتأثر الحياة البحرية بمزارع الرياح البحرية، حيث تنتشر الضوضاء الناشئة عن البناء والتشغيل عبر المياه، وتنتج الشاحنات أثناء تركيب المؤسسات أصواتاً شديدة ومفتوحة يمكن أن تصيب أو تزيل الثدييات البحرية مثل مسامير الميناء والختم الرمادي، وقد تؤدي الضوضاء التشغيلية من الترابينات، بينما تؤدي انخفاض حجم الارتداد إلى استفزازات للحيتان وضادات الدلافين التي تستخدم الإجهاد المزمن للتواصل.

استراتيجيات التخفيف من آثار ضواحي الرياح

ويتطلب تخفيف آثار الضوضاء اتباع نهج متعدد الجوانب يجمع بين التخطيط المتأني والابتكار التكنولوجي والتسويات التشغيلية والرصد المستمر، ولا توجد استراتيجية واحدة كافية؛ وتتوقف الفعالية على الأنواع المحلية والمناظر الطبيعية والسياق التنظيمي، وتمثل الاستراتيجيات التالية أفضل الممارسات المستنيرة بالبحوث الجارية والتنفيذ الفعلي للعالم الحقيقي.

تخطيط الجلوس والقطع الأرضية

ويتمثل أهم تدابير التخفيف في تحديد أماكن مزارع الريح بعيدا عن المناطق التي تتركز فيها الحياة البرية الحساسة، ويشمل ذلك تجنب الموائل الحرجة، وممرات الهجرة، ومساحات التوالد، والمناطق المهمة للتصنيع، وينبغي أن يتضمن التخطيط المكاني نماذج صوتية للتنبؤ بتكاثر الضوضاء في ظروف الطقس المختلفة وتحديد المناطق العازلة، وعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي الحفاظ على مسافة تتراوح بين كيلومتر واحد و2 كيلومترات من مواقع هبرناكولا أو تشع الطيور إلى الحد بدرجة كبيرة من التعرض.

وفي بعض المناطق، تتطلب تقييمات الأثر البيئي رسم خرائط شاملة للضوضاء وإجراء دراسات استقصائية عن الحياة البرية قبل منح التصاريح، كما أن استخدام البيانات الموجودة بشأن توزيع الأنواع، وتحديد أولويات الحفظ، وحساسية الضوضاء، يتيح للمطورين اختيار مواقع ذات حد أدنى من النزاع، كما أن تعريض الآثار التي لا يمكن تجنبها عن طريق إعادة الموائل القريبة أو حمايتها يمكن أن يساعد أيضا على الحفاظ على التنوع البيولوجي الإقليمي.

ابتكارات تصميمات توربين

فالتطورات في تكنولوجيا التربين تقلل من الضوضاء في المصدر، وتزيل المصافحة الهوائية مثل الحواف المتصاعدة (السائلة إلى ريش البومة) بعض الفوائد السائلة وضوضاء الصدر المنخفضة، وتزيل التوربينات المباشرة ضوضاء التركات، بينما يؤدي تحسين الحماية الصوتية والعزلة إلى خفض الانبعاثات الميكانيكية.

وتشمل التصاميم التجريبية التوربينات التي لا توصف والتي تستخدم الماشية أو الأضلاع المهتزنة لتوليد الطاقة دون شفرات دوارة، وفي حين أن هذه التكنولوجيات لا تزال قيد التطوير، تعد بالعملية القريبة من الصمود وقد تكون مناسبة للمواقع التي يكون فيها الضوضاء شاغلا بالغ الأهمية، فإن الاستثمار المستمر في بحوث الحد من الضوضاء ضروري لاستدامة الطاقة الريحية في الأجل الطويل.

رسوم التشغيل

وقد تؤدي عمليات التكيف في مجال التربين خلال الأوقات التي تكون فيها الحياة البرية أكثر نشاطا أو هشاشة إلى الحد بدرجة كبيرة من الآثار الضارة، وبالنسبة للخفافيش، فإن الحد من الخفافيش خلال الليالي المنخفضة (عندما تكون الخفافيش أكثر نشاطاً، وما زالت تدور) قد ثبتت فعاليتها في الحد من الوفيات دون خسائر كبيرة في الطاقة، وبالمثل، فإن الحد من عدد حالات الذروة في هجرة الطيور أو مواسم التوالد يمكن أن يحمي الأنواع الحساسة.

وتشمل التخفيضات المحددة حسب نوع الضوضاء خفض سرعة التناوب أو شظايا الريش إلى انخفاض الناتج السليم عندما تكون الأنواع الحساسة للضوضاء موجودة، ويمكن تنفيذ ذلك على أساس موسمي أو ساعة، بالاستفادة من الرصد الصوتي في الوقت الحقيقي، وكثيرا ما تكون تكلفة الجيل المفقود متواضعة بالمقارنة مع فوائد الحفظ، ولا سيما بالنسبة للمزارع الريحية الصغيرة والمتوسطة الحجم.

الحاجزات النباتية

ويمكن أن تؤدي الحواجز المادية إلى تصعيد ظهور الضوضاء من التوربينات، كما أن قصف أفران الأرض حول قاعدة التوربينات أو على طول خطوط الملكية يمكن أن يفجر الصوت فوق، ويقلل من التعرض على مستوى الأرض، كما أن خطوط الأشجار الكثيفة والنباتات السميكة تستوعب وتبعثر الصوت، ولا سيما ارتفاع الترددات، إلا أن الحواجز أكثر فعالية بالنسبة للمصادر الثابتة وأقل من ذلك بالنسبة للضوضاءات المنخفضة الترددات.

وبالنسبة لمزارع الرياح البحرية، تستخدم الستائر الرخامية أثناء قيادة الكومة إلى الضوضاء على البناء المزخرفة، والضوضاء التشغيلية أكثر صعوبة في التخفيف من تحت الماء، ولكن توخي الحذر في الجلوس بعيدا عن الموائل الثديية البحرية وتنفيذ إجراءات " النجمة السريعة " (الزيادة التدريجية في مستويات الضوضاء للسماح للحيوانات بالمغادرة) يمكن أن تخفض الضرر.

الإدارة والرصد التكيفيين

ولا توجد استراتيجية للتخفيف من آثار تغير المناخ على نحو مثالي، كما أن الإدارة التكيفية تشمل وضع خطوط أساس لما قبل البناء، ورصد الاستجابات للأحياء البرية أثناء التشغيل، وتكييف الاستراتيجيات حسب الحاجة، ويمكن أن تكشف الدراسات الطويلة الأجل باستخدام وحدات التسجيل الصوتية، وتتبع النظام العالمي لتحديد المواقع، وفخاخ الكاميرات عن كيفية رد فعل الحيوانات على الضوضاء، وما إذا كانت تدابير التخفيف فعالة، وإذا ظهرت آثار غير متوقعة، ينبغي أن يكون المشغلون مستعدون لتعديل جداول التقليص، أو إعادة ضبط مواقع التربين،

وتحتاج الأطر التنظيمية في العديد من البلدان الآن إلى خطط للرصد والمواءمة بعد البناء، كما أن التعاون بين المطورين والباحثين ومجموعات الحفظ ضروري لتبادل البيانات وتحسين أفضل الممارسات، كما أن الشفافية في الإبلاغ عن النتائج تولد ثقة عامة وتدعم استمرار نمو الطاقة الريحية.

دراسات الحالة والبحوث

وتوضح الأمثلة على العالم الحقيقي تعقيد آثار ضوضاء الريح وفعالية التخفيف، فقد نفذت مزرعة الشتات البحت في تكساس، على سبيل المثال، تقليص المضرب وانخفاض عدد الوفيات بنسبة تزيد على 50 في المائة دون فقدان طاقة كبيرة، وقد وجدت دراسة أجريت في مزرعة سمولا ويند في النرويج أن النسور البيضاء تتجنب التوربينات أثناء البناء ولكنها عادت تدريجيا إلى الضوضاء التشغيلية التي لا تترتب عليها آثار طويلة الأجل في السكان.

وتتواصل البحوث لتحسين فهمنا، وخلص تحليل دقيق للحجم في عام 2023 نُشر في Biological Conservation إلى أنه في حين أن الضجيج الريحي يغيّر السلوك في العديد من الأنواع، فإن حجم التأثير يختلف اختلافاً واسعاً وكثيراً ما يعتمد على السياق، وأكدت الدراسة أنه ينبغي النظر في آثار الضوضاء إلى جانب عوامل أخرى من قبيل تجزؤ الموائل الموائل ومخاطر الاصطدامة.

For further reading, the U.S. National Research Council report on wind turbine noise] provides technical background. The ]Bat Wind Energy Cooperative] offers mitigation guidelines and research updates. The Tethys database

الموازنة بين الطاقة المتجددة وحفظ الحياة البرية

إن الطاقة الريحية أداة لا غنى عنها لتطهير شبكة الكهرباء العالمية، إذ أن بصمة البيئة فيها أصغر بكثير من آثار الوقود الأحفوري، ولكنها ليست حميدة، ويمثل التلوث الضمني أحد عدة تكاليف إيكولوجية يجب إدارتها بفعالية، والخبر السار هو أنه من خلال اختيار المواقع بعناية، وتصميمات التربين المتقدمة، والتقليصات التشغيلية، والرصد التكييفي، يمكن تخفيض هذه التكاليف بدرجة كبيرة.

وتظهر قصص النجاح من جميع أنحاء العالم أن التعايش ممكن، إذ يمكن للمزارع الفائزة أن تعمل بأقل قدر من الاضطرابات في الحياة البرية عندما يلتزم المطورون بأفضل الممارسات، وتفرض الوكالات التنظيمية معايير ذات مغزى، كما أن مواصلة البحث في الحساسيات الخاصة بالأنواع وتكنولوجيات التخفيف المبتكرة من آثارها ستزيد من تحسين النتائج، ونظرا لأن الضغط على توسيع نطاق الطاقة المتجددة، فإن إدماج اعتبارات الحفظ من مراحل التخطيط الأولى ليس مجردا أخلاقيا وسليما من الناحية الاقتصادية.

إن التحدي الذي يواجهه ضوضاء مزارع الرياح على الحياة البرية ليس سببا لتباطؤ الانتقال إلى الطاقة النظيفة، بل الدعوة إلى القيام بذلك بذكاء، وبمعاملة الإيكولوجيا الصوتية كعامل حاسم في تنمية الطاقة الريحية، يمكننا بناء بنية أساسية متجددة تحترم العالم الطبيعي بينما نقوي المستقبل.