Стремежът към захранване на по-голяма част от съвременния свят с електричество – и получаването на тези електрони без изгаряне на изкопаеми горива – не е съвсем екологично.
Клетвите за насочване по пътя към „нетни нулеви“ въглеродни емисии около средата на този век се превърнаха в централна част от политиките за климата за фирми, държави и цели държави. Подобни ходове се считат за критични, ако светът ще задържи повишаването на температурата доста под 2°C, праг, който обикновено се цитира като точка, когато ефектите от глобалното затопляне стават сериозни.
Но премахването на пристрастяването към изкопаеми горива идва със собствена екологична цена, особено ако искаме да се придържаме към мобилните телефони, пътуванията със самолет, пътуванията с кола и лесното електричество 24/7, които са отличителни белези на съвременния живот в развития свят. Мед, алуминий, литий и редкоземни метали, за да назовем само няколко, трябва да се добиват. И тогава има въпросът за къде да поставим всички тези слънчеви панеливятърни турбини и тревни полета.
Сега група учени, работещи в западната част на САЩ, са изработили пътна карта за достигане на региона до нулева нетност, като същевременно минимизират отпечатъка върху околната среда. Резултатът: Ще отнеме много земя, покрита със слънчеви панели и вятърни турбини. Но внимателното планиране може да намали отпечатъка върху чувствителните местообитания и ценните земеделски земи наполовина.
Грейс Ву, учен по околна среда от Калифорнийския университет в Санта Барбара, която помогна за провеждането на изследването, обобщи мнението си за вероятността западните щати да достигнат нетната нула по този начин: „Ще бъде трудно, но не е невъзможно.“
Реконфигурирането на цяла енергийна система не е лесна задача. Само електрическата мрежа на Северна Америка е описана като най-голямата машина в света. Добавете всички начини, по които енергията днес се произвежда (вятърна, слънчева, геотермална, ядрена, газ, въглища, нефт и т.н.) и се използва (транспорт, производство, сървърни ферми, гледане на Netflix, писане на тази история и т.н.). Броят на променливите е зашеметяващ.
Ву беше част от екип от учени с опит във всички енергийни въпроси, които обединиха усилията си, за да се опитат да излязат с подробни, реалистични сценарии за това как 11-те щата в западната част на САЩ, които са свързани заедно с електрически преносни линии, могат да пренасочат енергията си системи за нетни нулеви въглеродни емисии до 2050 г. Те също искаха да видят какъв ще бъде отпечатъкът върху сушата и в океана. Сред членовете бяха хора от шепа калифорнийски университети, консултантски фирми, енергийни компании и екологичната група The Nature Conservancy.
За да намери отговори, групата се впусна в разбиване на данни и компютърно моделиране. Те използваха данни за околната среда и земеползването, за да начертаят къде могат да бъдат изградени генератори на електроенергия като вятърни паркове. Те моделираха маршрути и разходи за електропроводи, за да получат електричество от мястото, където е произведено, до мястото, където се използва. Те включиха всичко това в програма, наречена РИО, предназначени да създават различни сценарии, които биха отговорили на бъдещи енергийни нужди. След това те изчислиха как тези резултати се наслагват върху земеделските земи в региона, важните местообитания на дивата природа и относително неповредените пейзажи.
Мащабът на удара е потресаващ. До 2050 г. превръщането на западната част на САЩ в силно електрифицирана нетна нулева Мека, работеща предимно с възобновяема енергия, ще отнеме до 4,5 пъти повече общо електричество, отколкото система, изградена без притеснения за въглеродни емисии. Това до голяма степен се дължи на преминаването от устройства за изгаряне на изкопаеми горива (коли, печки, пещи) към такива, работещи с електричество. Търсенето на преносни системи за пренос на това електричество би било с 65% по-голямо. А количеството земя и океанско пространство, предназначено за енергия, може да бъде до 11 пъти по-голямо, отколкото ако въглеродът не беше проблем. Като цяло, енергийният отпечатък на региона ще бъде между 70 000 и 143 000 квадратни километра по-голям с нетния нулев тласък, учените отчетени този месец в Сборник на Националната академия на науките. По-големият брой представлява достатъчно слънчеви панели, електропроводи, вятърни турбини и биоенергийни култури за покриване на почти половината от щата Ню Мексико.
„Мащабът, темпото и изискванията за земеползване на изграждането на енергийна инфраструктура, необходими за постигане на нетни нулеви емисии в цялата икономика, са безпрецедентни“, пишат изследователите. „И все пак, ако този преход е адекватно планиран, той е технически осъществим, достъпен и екологично устойчив.“
Крайният отпечатък обаче зависи от детайлите. По-бързото преминаване към електричество би намалило количеството използвана земя, защото би означавало по-малка зависимост от производството на течно биогориво от култури, най-земеемката част от това енергийно уравнение. По същия начин, приемането на мерки за насочване на производството на енергия от по-ценна от екологична или селскостопанска гледна точка земя би изместило производството на електроенергия към по-малко земеемко използване, установиха учените. Например, по-ориентирани към опазването политики биха довели до 25% увеличение на слънчевите паркове, докато вятърните паркове биха се свили с 26%.
Наблягането на опазването на земята наистина добавя 3% разходи към общото производство на енергия, което възлиза на 7,8 милиарда долара годишни разходи през 2050 г., показва проучването.
Въпреки че тези сценарии помагат да се изяснят компромисите от избора на различни пътища напред, те илюстрират колко обезсърчително ще бъде да се изпълнят нулевите обещания в мрежата. Освен това повдига въпроси дали обществото и правителствата са готови за това. Между сега и 2050 г. изграждането на нисковъглеродна енергийна инфраструктура ще трябва да напредне с два до три пъти сегашните темпове.
Най-големите пречки могат да дойдат с някои от най-малко бляскавите хардуери: преносни линии. Може да отнеме десетилетие, за да се изградят високоволтови преносни линии за пренос на електричество в множество щати – например от вятърните паркове на Уайоминг до Калифорния, каза Ву. Това отчасти се дължи на предизвикателствата при получаването на разрешителни за такива проекти. Проучването установи, че дори при по-строги политики за опазване на земята, достигането до нетно нула ще отнеме повече от 10 000 километра нови високоволтови линии. „Притеснявам се повече за действителното разрешаване на преноса, отколкото за разрешаването на вятърни и слънчеви ферми“, каза тя
У, ти. при. “Минимизиране на конфликтите в местообитанията при постигане на целите за нулева нетна енергия в западната част на Съединените щати.” 19 януари 2023 г. Сборник на Националната академия на науките.
Изображение: ©Andy Tucker чрез Flickr