 С растущим стремлением к борьбе с глобальным изменением климата, увеличение использования таких возобновляемых источников энергии, как солнечная, без ущерба для естественной среды обитания, является вызовом для традиционной модели полезности масштабных солнечных энергетических установок. Такие средства использовать обширные участки земли для оборудования по сбору и генерации энергии. Ранее исследования количественно оценивали последствия изменения почвенно-растительного покрова и анализ воздействия солнечных установок на защищенные области был ограничен.
Новое исследование, оценивает воздействия от размещения 160 существующих, строящихся и планируемых коммунальных предприятий солнечных энергетических объектов в Калифорнии. Объекты генерируют по меньшей мере 1 МВт энергии, чего достаточно для питания примерно 165 домов. Исследователи обнаружили, что большинство объектов находится в естественных заросших кустарниками местностях Калифорнии площадью около 145 квадратных миль (375 км2); 28% занимают пахотные земли и пастбища; менее 15% занимают развитые районы; и около 19% находятся в районах, удаленных от существующей инфраструктуры, что имеет негативные экономические, энергетические и экологические последствия.
В исследование были включены два вида солнечных технологий – фотоэлектрические устройства, которые используют полупроводники, и концентраторы солнечной энергии, которые используют зеркала, чтобы сфокусировать лучи солнца для выработки пара. В предыдущей работ исследователей было обнаружено, что эти солнечные технологии в застроенных районах могут удовлетворить энергию Калифорнии в 3-5 раз больше обычного.
Калифорния являясь ранним последователем солнечной энергии, представляет собой модельную систему для понимания сложных решений по размещению, принимаемые всеми сторонами - от разработчиков до государственных органов, заинтересованными лиц и общинами – участвующими в развитии солнечной энергии. Солнечная энергия в развитых областях, или, например, на загрязненных землях, будет иметь большие экологические выгоды, но это не является основным фокусом. Вместо этого, исследователи видим, что солнечная сфера конкурирует за места на природных территориях. Подобные знания являются жизненно важными для понимания и создания прогнозов быстро меняющегося глобального энергетического ландшафта.
При анализе воздействия на охраняемые районы, исследователи вычислили близость солнечных установок к ним. Тот факт, что почти 20% солнечных установок были далеки от передающей инфраструктуры (на расстоянии более 6 миль, или 10 километров) означает, что энергия должна путешествовать дальше и, следовательно, возникают большие потери энергии; увеличивается стоимость постройки установок; и новые коридоры передачи ухудшают окружающую среду. В качестве цели снижения выбросов углерода и защиты окружающей среды, тщательное планирование размещения объектов и отбор соответствующих технологий должны стать стандартом.
Почти 30% всех установок были в пахотных землях и пастбищах. Вполне возможно, что растущее давление от засухи сделал этот переход к солнечной энергии более легким решением для фермеров.
После оценки изменения почвенно-растительного покрова от солнечных объектов, ученые использовали компьютерную модель по энергии и совместимости с окружающей средой совместимости, чтобы разработать индекс совместимости для выявления областей потенциального и прямого конфликта с соблюдением экологических ресурсов Калифорнии. Для фотоэлектрической технологии, они определили около 8500 квадратных миль (22028 кв.км) этих совместимых областей (11.2% от общего объема установок) и 30000 квадратных миль (77,761 кв.км) потенциальных совместимых областей (71.7% от установок). Потенциально совместимые районы не являются защищенными, не будут требовать тяжелую подготовку площадки, и находятся в пределах 6 миль (10 км) от линий электропередач и дорог. Несовместимые области являются естественными и охраняемых территорий. Ученые обнаружили, что около 55,5% установок концентраторов солнечной энергии, были в совместимых или потенциально совместимых областях.
Чтобы уменьшить выбросы парниковых газов на 80% к 2050 году, может потребоваться около 27500 квадратных миль (71 428 кв.км) земли, необходимой для солнечных установок. Эффективность землепользования можно увеличить такими способами, как уменьшение пространства между рядами фотоэлектрических модулей или концентрации зеркал солнечной энергии. Или, что еще лучше, чтобы найти объекты в районах, уже освоенных человеком, например, свалки, автостоянки и крыши домов, близко к тем местам, где эта энергия потребляется.
|
