Сохраняет ли зеленая энергия здоровье и экологические издержки?

Существует ряд доступных низкоуглеродных технологий для выработки электроэнергии. Но действительно ли они лучше, чем ископаемое топливо и ядерная энергия? Беседа

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сравнить не только выбросы различных источников энергии, но и преимущества для здоровья и угрозы для экосистем of Зеленая энергия.

Производство электроэнергии отвечает за четверть глобальных выбросов парниковых газов, и спрос будет расти как слабосвязанные популяции соединяются с сеткой, а также электроники и электрические транспортные средства пролиферируют. Поэтому прекращение глобального потепления потребует трансформации производства электроэнергии.

Но важно избегать различных экологических проблем в этом переходе, таких как разрушение экосистем и дикой природы или загрязнение воздуха.

В статья про исследование , мы проанализировали влияние выработки электроэнергии из возобновляемых источников, ядерное деление электростанций и ископаемых видов топлива, с и без СО? захват и хранение (CCS) технология отделения CO? и хранить его под землей. Учтены экологические последствия, связанные с производством, эксплуатацией и демонтажем объектов, а также добычей, транспортировкой и сжиганием топлива. Затем мы сравнили базовый сценарий с сценарий с низким уровнем выбросов углерода что позволило бы предотвратить глобальную среднюю температуру от более чем на два градуса Цельсия выше доиндустриального уровня 2050 - точка говорят ученые климата, избегут опасных изменений климата.


графика подписки внутри себя


Наше исследование решительно подтверждает, что ископаемое топливо - в основном уголь - возлагают тяжелое бремя на окружающую среду и что большинство проектов в области возобновляемых источников энергии имеют более низкое воздействие, связанное с загрязнением, на экосистемы и здоровье человека. Тем не менее, ни один источник энергии не имеет неблагоприятных побочных эффектов окружающей среды. Расположение электростанций, проектирование и выбор технологий являются критическими проблемами, которые инвесторы и правительства должны учитывать очень тщательно.

Солнечные сияния

Замена электростанций на ископаемом топливе возобновляемыми источниками энергии, включая солнечную, ветровую, гидроэнергетическую и геотермальную энергию, уменьшит различные виды загрязнения. Величина разницы в загрязнении между ископаемыми и некоторыми вариантами возобновляемых источников энергии является ошеломляющей. Например, мы обнаружили, что весь процесс изготовления, монтажа и эксплуатации фотоэлектрических панелей вызывает меньшее загрязнение, чем доставка топлива на угольную электростанцию ​​при включении горной промышленности.

Как насчет экологического следа фактического использования возобновляемых источников энергии?

Photovoltaics (PV) очень хорошо проявляется в нашем анализе. Сегодня производство фотоэлементов использует гораздо меньше энергии, чем раньше. Выбросы углерода на единицу электроэнергии PV составляют одну десятую или менее даже самых эффективных газовых электростанций. Проблемы здоровья человека, такие как респираторные заболевания от воздействия твердых частиц, составляют примерно одну десятую от современных угольных электростанций с современным оборудованием для борьбы с загрязнением. Аналогичные выводы были сделаны для загрязнения воды и почвы экосистемами.

Но солнечные батареи требуют гораздо больше пространства для создания такого же количества энергии, как и ископаемое топливо или генераторы ядерной энергии. Не стоит ли покрывать огромные площади солнечными батареями? Не обязательно. Количество земли, необходимое для создания киловатт-часа от PV, сопоставимо с количеством угольной энергии, когда учитывается земля, связанная с добывающим углем. И около половины установок PV в нашем будущем сценарии в 2050 можно было разместить на крышах.

Для изготовления панелей PV требуются различные металлы, многие из которых производятся только в ограниченные места, Некоторые из этих металлов очень токсичны. Поэтому очень важны обработка и переработка отходов, которые мы не включили в нашу оценку.

PV, конечно, поставляет электричество только тогда, когда светит солнце. Однако другая солнечная технология - концентрация солнечно-тепловой энергии, который концентрирует свет для производства тепла - может быть жизнеспособным путем вперед, поскольку он обеспечивает аналогичную производительность с точки зрения сокращения загрязнения, но предлагает возможность хранить тепло и, таким образом, производить электроэнергию вечером. Мы предположили, что технология CSP, которая в настоящее время имеет очень низкое применение по сравнению с PV, обеспечит четверть солнечной энергии в нашем сценарии с низким уровнем выбросов.

зеленый 3 23С точки зрения выбросов углекислого газа и здоровья, солнечная энергия намного лучше, чем производство энергии на ископаемом топливе. Но крупномасштабные солнечные установки требуют больших участков земли и могут оказывать негативное воздействие на местные виды. 11_jamey_stillings_20121027_bse / Flickr, CC BY

Мы обнаружили, что экологические эффекты от гидроэнергетики сильно различаются. Некоторые плотины вызывают значительное воздействие на климат через выбросы метана из разложения биомассы в водохранилищах. Другие плотины вызывают одинаково серьезные экологические проблемы через разрушение среды обитания. Они также могут блокировать миграцию водных видов и уменьшать поток осадков и транспортировку питательных веществ, что влияет на поймы и дельта. С другой стороны, водохранилища образуют новые среды обитания для птиц и других видов.

Гидроэнергетика хорошо иллюстрирует важность выбора площадки и дизайна проекта. Некоторые проекты могут быть экономически жизнеспособными, но в конечном итоге не должны быть реализованы, если общество считает, что ухудшение состояния окружающей среды они могут вызвать. Для других проектов воздействие может быть ограничено стратегиями смягчения, такими как поток потока окружающей среды и рыбные лестницы, которые обеспечивают объезд для миграции рыбы вокруг плотины.

Аналогичные уроки проводятся для ветровой энергетики, где разрушение местообитаний во время строительства должно быть сведено к минимуму, а операции скорректированы с целью сокращения столкновения с хищниками и летучими мышами, Кроме того, ресурсы энергии ветра широко варьируются в разных местах, что указывает на выбор мест, где ресурсы ветра более многочисленны.

Биоэнергетика угрожает биоразнообразию

биомасса энергии или сжигания растительного материала для производства электроэнергии, играет центральную роль в большинстве планов по ограничению глобального потепления до 2 ° C выше доиндустриального уровня. В отличие от PV и ветра, он обеспечивает возобновляемую энергию по требованию.

В сочетании с CO? захват и хранение, он может скраб углерода из атмосферы и поместите его под землей. Сжигание коротковолнового коппика, такого как ива и мискантус, для производства электроэнергии также можно снизить чистые выбросы парниковых газов в биоэнергетику. Таким образом, воздействие на здоровье биомассы может быть уменьшено.

щепа 3 23Выработка энергии из биоэнергии, такой как древесная щепа, имеет выбросы углерода и другие загрязнители воздуха. Улавливание углерода и перекачивание его под землей улучшает его экологический след. Департамент лесного хозяйства штата Орегон, CC BY

Тем не менее, землепользование, необходимое для роста, даже эти быстрорастущие заводы затмевают использование земли другими источниками энергии. Это имеет значительные экологические последствия. Как измерено по видам, потерянным за киловатт-час, мы обнаружили, что экологические повреждения биомассы сопоставимы с экологическими показателями угля и газа.

Поэтому, несмотря на то, что он обеспечивает выгоды от сокращения выбросов парниковых газов, мощность биомассы становится более благоприятной для экосистем только тогда, когда используется с улавливанием и хранением углерода, - заключил он.

Стратегии смягчения последствий изменения климата могут обеспечить редкую возможность сократить не только выбросы углерода, но и широкий круг экологических проблем. Однако внедрение низкоуглеродных технологий должно избегать уязвимых мест обитания, чтобы полностью реализовать свои экологические выгоды, не вызывая непреднамеренных последствий.

Хотя большинство людей признают, что солнечная энергия и ветер являются источниками энергии с низким содержанием углерода, биоэнергетика и улавливание и хранение углерода также играют незаменимую роль в основном во всех сценариях, где страны быстро сокращают выбросы углекислого газа. Наши результаты показывают, что нам нужно искать способы использования этих технологий, одновременно минимизируя вред экосистемам. Речь идет не только о том, используем ли мы чистую энергию, но какие технологии, где и как.

Об авторе

Эдгар Хертвич, профессор промышленной экологии, Йельский университет; Андерс Арвисен, научный сотрудник по энергетике и технологическому проектированию, Норвежский университет науки и техники; Сангвон Сух, профессор по промышленной экологии, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, и Томас Гибон, доктор философии. кандидат, Норвежский университет науки и техники

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon