Источник: yale.edu
Солнечные фермы разрастаются на неосвоенных землях, часто нанося вред экосистемам. Но размещение солнечных навесов на больших парковках дает множество преимуществ: использование уже расчищенной земли, производство электроэнергии рядом с теми, кто в ней нуждается, и даже затенение автомобилей.
Приехав в Орландо, штат Флорида, вы можете заметить солнечную батарею площадью 22-акра в форме головы Микки Мауса в поле к западу от Мира Диснея. Неподалеку у Диснея также есть солнечная ферма традиционной конструкции (270-акров) на территории бывшего фруктового сада и леса. С другой стороны, припаркуйте свой автомобиль на любом из 32000 парковочных мест Диснея, и вы не увидите над головой навес, генерирующий солнечную энергию (или обеспечивающий тень), даже если вы зацепите одно из предпочтительных мест. за который посетители платят до 50 долларов в день.
Вот как это обычно происходит с солнечными батареями: мы строим их на открытом пространстве, а не в освоенных районах. То есть, согласно данным глобального реестра, опубликованного в прошлом месяце вПрирода. В Соединенных Штатах, например, примерно 51 процент солнечных электростанций промышленного масштаба расположены в пустынях; 33 процента находятся на пахотных землях; и 10 процентов находятся в лугах и лесах. Всего 2,5 процента солнечной энергии в США поступает из городских районов.
Аргументы в пользу такого подхода могут показаться убедительными: дешевле строить на незастроенной земле, чем на крышах или парковках. А быстрое и дешевое создание альтернативных источников энергии имеет решающее значение в гонке по замене ископаемого топлива и предотвращению катастрофического изменения климата. Также легче управлять несколькими большими солнечными фермами на открытом пространстве, чем тысячей маленьких, разбросанных по городским районам.
Несмотря на «зеленый» имидж, размещение солнечных электростанций на неосвоенных землях часто не намного лучше, чем размещение там подразделений.
Но это не обязательно делает его умнее. Неосвоенные земли — это быстро истощающийся ресурс, а то, что осталось, находится под давлением необходимости предоставлять множество других услуг, которые нам необходимы от мира природы — выращивание продуктов питания, защита диких животных, хранение и очистка воды, предотвращение эрозии и улавливание углерода, среди прочего. И это давление быстро усиливается. Согласно одному из вероятных сценариев Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), к 2050 году для обеспечения всех наших электропотребностей солнечной энергией потребуется наземная солнечная энергия на 0,5 процента общей территории Соединенных Штатов. Чтобы представить эту цифру в перспективе, старший научный сотрудник NREL Роберт Марголис говорит, что здесь «меньше земли, чем мы уже выделили для выращивания кукурузного этанола для биотоплива».
Однако получается 10,3 миллиона акров. Согласно исследованию NREL, поскольку более эффективно производить электроэнергию рядом с потребителями, в некоторых штатах до пяти процентов общей площади территории (и 6,5 процента в крошечном Род-Айленде) могут оказаться под наземными солнечными батареями. Если мы также попросим солнечную энергию управлять всем автомобильным парком страны, говорит Марголис, это добавит еще 5 миллионов акров. Это по-прежнему менее половины из 31 миллиона акров пахотных земель, съеденных в 2019 году для выращивания кукурузы для производства этанола, заведомо неэффективного средства борьбы с изменением климата.
Несмотря на «зеленый» имидж, размещение солнечных электростанций на неосвоенных землях часто не намного лучше, чем размещение там подразделений. Девелоперы, как правило, сносят участки бульдозерами, «удаляя всю надземную растительность», — говорит Ребекка Эрнандес, эколог из Калифорнийского университета в Дэвисе. Это плохо для насекомых и птиц, которые ими питаются. В юго-западных пустынях, где сейчас строится большинство солнечных электростанций в США, потери могут также включать «1,000-летние креозотовые кусты и 100-летние юкки» или что-то похуже. Например, предлагаемый 530-мегаваттный солнечный проект Аратина вокруг Борона, штат Калифорния, уничтожит почти 4300 деревьев западного Джошуа - вида, которому, по иронии судьбы, угрожает развитие и изменение климата. (В настоящее время рассматривается вопрос о присвоении ей статуса охраняемой государством.) В Калифорнии находящихся под угрозой исчезновения пустынных черепах в конечном итоге перемещают с неизвестными результатами, говорит Эрнандес. А тенденция группировать солнечные установки в буферных зонах вокруг охраняемых территорий может сбивать с толку птиц и других диких животных и усложнять миграционные коридоры.
Привлекательность парковок и крыш, напротив, заключается в том, что их много, они расположены близко к клиентам, практически не используются для производства солнечной энергии и расположены на земле, которая уже лишена большей части своей биологической ценности.
Типичный супермаркет Walmart, например, имеет парковку площадью пять акров, и это пустырь, особенно если вам придется потеть, пробираясь по ней под палящим асфальтом солнцем. Однако если над ним навес, он сможет поддерживать солнечную батарею мощностью три мегаватта, согласно недавнему исследованию, соавтором которого является Джошуа Пирс из Западного университета в Онтарио. По словам Пирса, навес будет не только обеспечивать электроэнергией магазин, соседний поселок или автомобили, находящиеся под ним, но и затенять покупателей - и заставлять их совершать покупки дольше, поскольку их автомобильные аккумуляторы заряжаются. Если бы Walmart сделал это во всех 3571 своих суперцентрах в США, общая мощность солнечной энергии составила бы 11,1 гигаватт, что примерно эквивалентно дюжине крупных угольных электростанций. Принимая во внимание неполный характер солнечной энергии, Пирс полагает, что этого будет достаточно, чтобы навсегда закрыть четыре из этих электростанций.
И все же солнечные навесы едва начинают появляться на бесконечных парковках этой страны. Например, транспортная система метро Вашингтона, округ Колумбия, только что заключила контракт на строительство первых солнечных навесов на четырех стоянках железнодорожных вокзалов с проектной мощностью 12,8 мегаватт. Международный аэропорт имени Джона Ф. Кеннеди в Нью-Йорке в настоящее время строит свой первый купол мощностью 12,3 мегаватта стоимостью 56 миллионов долларов. Однако в региональном аэропорту Эвансвилля (Индиана) уже есть два парковочных места на 368 мест стоимостью 6,5 миллионов долларов. По словам представителя, солнечный навес за первый год работы принес прибыль в размере 310 долларов США000, основанную на премиальных ценах на эти помещения и продаже электроэнергии по оптовым ценам местным коммунальным предприятиям.
Университет Рутгерса построил одну из крупнейших солнечных парковок в стране в своем кампусе в Пискатауэе, штат Нью-Джерси, площадью 32-акров, мощностью 8-мегаватт и бизнес-планом, разработанным менеджером кампуса по энергосбережению. называется «в значительной степени прибыльным с самого начала». Новое исследование Йельской школы окружающей среды показывает, что солнечные навесы на парковках могут обеспечить треть электроэнергии Коннектикута, помочь достичь цели губернатора по созданию электроэнергетического сектора с нулевым выбросом углекислого газа к 2040 году и, кстати, послужить экологической справедливости, уменьшив эффект городского острова тепла. . Однако, по словам Кирена Раджа, автора исследования, в Коннектикуте пока мало таких навесов.
Новые государственные стимулы могут помочь построить солнечные фермы на заброшенных месторождениях или закрытых свалках, а не на более хрупких экосистемах.
Одна из причин, по которой таких объектов все еще не хватает, заключается в том, что строительство солнечных батарей на освоенной территории может стоить от двух до пяти раз дороже, чем на открытом пространстве. По словам Пирса, для навеса для парковки «вы ищете более прочную конструкционную сталь с довольно прочным бетонным основанием». Это как построить здание без стен. Для публичной компании, зацикленной на квартальных результатах, срок окупаемости в 10 или 12 лет также может показаться удручающе долгим. Но это неправильный взгляд на это, говорит Пирс. «Если я смогу обеспечить вам доход более четырех процентов от гарантированных инвестиций в инфраструктуру, которые продлятся минимум 25 лет», это разумная инвестиция. Также возможно полностью избежать первоначальных затрат, если сторонняя компания или некоммерческая организация оплатит установку в соответствии с соглашением о покупке электроэнергии.
Еще одна причина постоянного дефицита, по мнениюБлокируя СолнцеВ докладе организации Environment America, базирующейся в Денвере коалиции государственных экологических групп, за 2017 год говорится, что интересы коммунальных предприятий и ископаемого топлива неоднократно подрывали политику правительства, которая поощряла использование солнечной энергии на крышах и парковках. В этом отчете описывается антисолнечное лоббирование со стороны Электрического института Эдисона, представляющего государственные коммунальные предприятия; Американский совет законодательного обмена (ALEC), лоббистская группа, известная тем, что включает правые формулировки в законы штатов; финансируемая Кохом организация «Американцы за процветание»; и Consumer Energy Alliance, группа, занимающаяся ископаемым топливом и коммунальными услугами, среди других.
Бросающая теньВ отчете Центра биологического разнообразия за 2018 год 10 штатам была присвоена неудовлетворительная оценка за политику, которая активно препятствует использованию солнечной энергии на крышах. Эти штаты — Алабама, Флорида, Джорджия, Индиана, Луизиана, Оклахома, Теннесси, Техас, Вирджиния и Висконсин — представляют собой треть солнечного потенциала крыш страны, но в 2017 году они обеспечили лишь 7,5 процента. Обычно они затрудняют работу домовладельцев или владельцы недвижимости должны установить солнечную энергию и подключить ее к сети, или они запрещают третьей стороне платить за установку. В большинстве из них также отсутствует политика чистого измерения или иным образом ограничивается возможность потребителей солнечной энергии подавать в сеть избыточную энергию, которую они производят в течение дня, чтобы зачислить ее в счет того, что они забирают обратно в другое время. В большинстве из них также отсутствуют стандарты портфеля возобновляемых источников энергии, которые требовали бы, чтобы коммунальные предприятия производили или покупали часть своей электроэнергии из возобновляемых источников энергии.
Такие правила можно отменить. В 2015 году энергетическая компания Невады подтолкнула комиссию по коммунальным предприятиям утвердить меры, наказывающие использование солнечной энергии на крышах. Негативная реакция избирателей вскоре вынудила законодательный орган единогласно отменить решение комиссии и восстановить правила, поддерживающие солнечную энергию. Избиратели также могли бы пойти дальше и подтолкнуть правительства штатов и местные органы власти к поощрению более разумного размещения солнечных электростанций, с налоговыми льготами для солнечных батарей на крышах и парковках, а также, по словам Ребекки Эрнандес, для солнечных установок, которые имеют множество технических и экологических преимуществ.
Это может означать дополнительные государственные стимулы для строительства солнечных ферм на заброшенных полях, закрытых свалках или деградированных сельскохозяйственных угодьях, а не на более хрупких или продуктивных экосистемах. По данным 2019 годаПриродаСогласно исследованию, деградированные земли США в настоящее время занимают площадь, в два раза превышающую площадь Калифорнии, а солнечный потенциал обеспечивает более трети электроэнергии страны. Это также может означать стимулы для новых технологий. Например, «флоатовольтаика» — солнечные панели, плавающие на внутренних каналах, отстойниках сточных вод и других водоемах — дешевле в строительстве и более эффективны из-за естественного охлаждения. В некоторых случаях они также приносят пользу дикой природе, привлекая цапель, поганок, бакланов и других водоплавающих птиц, вероятно, чтобы питаться рыбой, которую привлекает тень внизу.
Более разумные стимулы могут также применяться к работающим фермам – например, на засушливых, нерентабельных углах полей с огромными ирригационными системами с центральным шарниром или на полях, засеянных теневыносливыми культурами. В Массачусетсе уже есть первая такая программа стимулирования, ориентированная на солнечные фермы в сочетании с посадками опылителей или предназначенную для выпаса овец, а также на другие категории двойного назначения.
Вполне возможно, что за этим последуют ограничения по зонированию солнечных ферм, особенно в районах, которые уже обеспокоены потерей сельскохозяйственных угодий. Но это маловероятно. Штаты с большей вероятностью последуют примеру Калифорнии, где строительные нормы и правила с «чистой нулевой энергией» вместе с экономическими соображениями теперь диктуют, что почти все новые коммерческие и жилые здания с самого начала используют солнечную энергию. В этом сценарии парковки, которые долгое время истощали розничные бюджеты и наносили ущерб городскому ландшафту, вместо этого с опозданием начнут играть свою роль в выработке энергии - и затенении мира, если не спасении его.
