Under det senaste decenniet, vindkraftsproduktionen i USA har tredubblats, bli den största källan till förnybar energi i landet, American Wind Energy Association har rapporterat. Det finns fler än 56, 800 vindkraftverk i 41 stater och territorier, genererar mer än 6 procent av landets el, stöder mer än 105, 000 jobb och samla in miljarder dollar i privata och offentliga investeringar.

Medan de allra flesta av den produktionen sker på land - ett sällsynt undantag är en liten kommersiell vindkraftpark utanför Rhode Island -kusten - har US Department of Energy (DOE) lagt upp en ambitiös plan för att expandera landets vindsektor till havs .

En ny Yale-studie fann att implementeringen inte kommer att vara lika enkel – eller, potentiellt, så grönt – som det kan tyckas.

Skriver i journalen Naturens hållbarhet , Tomer Fishman, en tidigare postdoktorand vid Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) och nuvarande föreläsare vid IDC Herzliya i Israel, och Thomas Graedel, professor emeritus vid F&ES, utmanade DOE:s plan, fokuserar specifikt på utmaningen att leverera sällsynta jordartsmetaller som behövs för att bygga dessa vindkraftverk till havs och miljön, ekonomisk, och geopolitiska frågor.

Turbiner som de utanför Rhode Island, Fishman sa, är enorma; de är lika höga som Washington -monumentet och har en bladdiameter som är längre än en fotbollsplan. Dessa turbiner kräver också otroligt kraftfulla magneter som använder elementet neodym, en sällsynt jordartsmetall. Och de kräver enorma mängder av det:ungefär 2, 000 pund behövs för att producera varje magnet.

Nästan all världens neodym bryts i Kina, där kostnaderna är billigare och miljöbestämmelserna är mindre stränga, sa Fishman. Magneterna är byggda i Japan, skickas sedan till Frankrike där de monteras in i turbinerna. Varje steg på vägen, frågor – som den nuvarande bristfälliga handelsrelationen mellan USA och Kina, till exempel – kan "orsaka en flaskhals i leveranskedjan, " han sa.

DOE-planen tar inte heller hänsyn till tillgängligheten av neodym, sa Fishman. USA har brutit neodym tidigare – vid Kaliforniens Mountain Pass-gruva för sällsynta jordartsmetaller – men ekonomiska problem och miljöproblem stoppade verksamheten för flera år sedan.

Fishman och Graedel försökte ta upp de potentiella problemen i sin tidning, sätta specifika beräkningar till de planer som lagts upp av DOE. De fann att att skapa ett inhemskt program för att bygga och installera vindkraftverk till havs skulle skapa en komplex webb, väcker frågor om naturresursförbrukning, regional efterfrågan, och turbinteknikens återvinningsbarhet - i synnerhet återanvändning av neodym.

Fishman sa att deras beräkningar skulle kunna kickstarta en realistisk konversation om att internalisera produktionen av dessa turbiner, vilket han tror är möjligt med rätt ledning.

"Vi kan inte vara säkra på att havsbaserad vindkraft kommer att ta fart i USA, men det finns mycket positivt, ", sa Fishman. "Vi har sett landbaserad vindkraft i USA lyckas, trots politisk partiskhet. Även om detta har lagt till flera lager av komplexitet, det finns något löfte där."

"Det vi gör nu är att skapa en färdplan för att navigera i tidpunkten och omfattningen av produktionen, " tillade han. "Vi börjar verkligen från början, som ger oss tid att göra det rätt och göra mer forskning. Det här är en bra utgångspunkt. "