ישנן מספר טכנולוגיות זמינות להפחתת פחמן. אך האם הם באמת טובים יותר מדלקים מאובנים וכוח גרעיני?

כדי לענות על שאלה זו, צריך להשוות לא רק את פליטת מקורות הכוח השונים אלא גם את הפליטה יתרונות בריאותיים והאיומים על מערכות אקולוגיות of אנרגיה ירוקה.

ייצור חשמל אחראי בערך רבע של פליטת גזי החממה העולמית, והביקוש צפוי לעלות ככל אוכלוסיות מוחלשות מתחברות לרשת, ואלקטרוניקה ו כלי רכב חשמליים לְהִתְרַבּוֹת. אז עצירת ההתחממות הגלובלית תדרוש שינוי של ייצור החשמל.

אך חשוב להימנע ממלכודות סביבתיות שונות במעבר זה, כמו שיבוש מערכות אקולוגיות וחיות בר או גורם זיהום אוויר.

ב עבודת מחקר, ניתחנו את ההשפעה של ייצור חשמל ממקורות מתחדשים, ביקוע גרעיני תחנות כוח ודלקים מאובנים, עם ובלעדיהם שיתוף? לכידה ואחסון טכנולוגיית (CCS) להפרדת CO? ואחסנה מתחת לאדמה. התייחסנו להשפעות הסביבתיות הקשורות בייצור, תפעול ופירוק של מתקנים, כמו גם ייצור, הובלה ושריפה של דלקים. לאחר מכן השווינו תרחיש בסיס ל-a תרחיש חשמל דל פחמן זה ימנע מהטמפרטורות הממוצעות העולמיות לעלות ביותר משתי מעלות צלזיוס מעל לרמות הקדם תעשייתיות עד 2050 - נקודה מדענים באקלים טוענים כי ימנעו שינויי אקלים מסוכנים.

המחקר שלנו מאשר בתוקף כי דלקים מאובנים - בעיקר פחם - מטילים עומס כבד על הסביבה וכי למרבית פרויקטי החשמל המתחדשים השפעות נמוכות יותר הקשורות לזיהום על מערכות אקולוגיות ובריאות האדם. עם זאת, אין מקור אנרגיה ללא תופעות לוואי סביבתיות. המיקום של תחנות הכוח, תכנון הפרויקט ובחירת הטכנולוגיה הם נושאים קריטיים שעל משקיעים וממשלות לשקול בזהירות רבה.

זורח שמש

החלפת תחנות כוח דלק מאובנים במקורות אנרגיה מתחדשים, לרבות אנרגיה סולארית, רוח, מים הידרו-תרמיים, תפחית סוגים שונים של זיהום. גודל ההבדל בזיהום בין מאובנים לכמה אפשרויות אנרגיה מתחדשת הוא מדהים. לדוגמא, מצאנו כי כל תהליך הייצור, ההקמה וההפעלה של לוחות פוטו-וולטאיים גורם לזיהום פחות מאשר אספקת דלק לתחנת כוח פחמית כשכלול כרייה.

מה לגבי טביעת הרגל הסביבתית של ייצור מערכות אנרגיה מתחדשת בפועל?

פוטו וולטאיקה (PV) יוצאת טוב מאוד בניתוח שלנו. כיום, ייצור תאי PV משתמש בהרבה פחות אנרגיה מבעבר. פליטת הפחמן ליחידת חשמל PV היא עשירית ואף פחות מתחנות הכוח הגז הטבעיות היעילות ביותר. בעיות בריאות האדם, כמו מחלות בדרכי הנשימה מחשיפה לחומרים חלקיקים, הן כעשירית מאלה של תחנות כוח מודרניות עם פחם עם ציוד מתקדם למניעת זיהום. מצאנו מסקנות דומות לזיהום מים וקרקע במערכות אקולוגיות.

אך פאנלים סולאריים דורשים הרבה יותר מקום לייצר כמות זהה של כוח כמו דלקים מאובנים או מחוללי כוח גרעיניים. האם לא צריך לכסות שטחים ענקיים בפאנלים סולאריים בעיה? לא בהכרח. כמות האדמות הדרושה להפקת קילוואט שעה מ- PV היא דומה לזו של כוח פחם, כאשר מתחשבים בקרקעות הקשורות לכריית פחם. וכמחצית ממתקני ה- PV בתרחיש העתידי שלנו בשנת 2050 יכולים להיות ממוקמים על הגגות.

ייצור לוחות PV דורש מתכות שונות, שרבות מהן מיוצרות רק ב מקומות מוגבלים. חלק מהמתכות האלה רעילות מאוד. טיפול ומיחזור פסולת, שלא כללנו בהערכה שלנו, הם אפוא חשובים.

PV, כמובן, מספק חשמל רק כשהשמש זורחת. עם זאת, טכנולוגיה סולארית אחרת - ריכוז כוח סולארי-תרמי, שמרכז אור להפקת חום - עשוי להיות דרך קיימא מכיוון שהוא מספק ביצועים דומים מבחינת הפחתת זיהום ובכל זאת מציע אפשרות לאגור חום וכך לייצר חשמל בערב. הנחנו שטכנולוגיית CSP, שכיום היא מאומצת מאוד בהשוואה ל- PV, תספק רבע מהחשמל הסולארי בתרחיש הפליטות הנמוך שלנו.

מנקודת המבט של פליטת פחמן ובריאות, אנרגיה סולארית טובה בהרבה מייצור חשמל של דלקים מאובנים. אך צמחי שמש בקנה מידה גדול דורשים שטחי קרקע גדולים ויכולים להשפיע לרעה על המינים המקומיים. 11_jamey_stillings_20121027_bse / flickr, CC BY

ההשפעות הסביבתיות מכוח המים משתנות מאוד, מצאנו. חלק מהסכרים גורמים להשפעות משמעותיות על האקלים דרך פליטת מתאן מפירוק ביומסה במאגרים. סכרים אחרים לגרום לבעיות אקולוגיות חמורות לא פחות באמצעות הרס בית גידול. הם יכולים גם לחסום את נדידתם של מינים מימיים ולהפחית את זרימת המשקעים והובלת התזונה, מה שמשפיע על מישורי שיטפון ודלתות. מצד שני, מאגרים יוצרים בתי גידול חדשים לציפורים ומינים אחרים.

אנרגיה מימית מציעה המחשה טובה לחשיבות בחירת האתר ועיצוב הפרויקט. פרויקטים מסוימים עשויים להיות כדאיים מבחינה כלכלית, אך בסופו של דבר אין לממשם אם החברה שוקלת את ההשפלה הסביבתית שהם עלולים לגרום. עבור פרויקטים אחרים, ההשפעות יכולות להיות מוגבלות על ידי אסטרטגיות הפחתה כגון זרימת זרם סביבתי ו סולמות דגים, המספקים עקיפה לנדידת דגים סביב סכר.

שיעורים דומים מתקיימים גם באנרגיית רוח, שבה יש למזער את הרס בתי הגידול במהלך הבנייה ולהתאים את הפעולות על מנת להפחית התנגשויות עם דורסים ועטלפים. כמו כן, משאבי כוח הרוח משתנים מאוד בין מיקומים, הטוענים לבחירת מיקומים בהם משאבי הרוח נמצאים בשפע יותר.

ביו אנרגיה מאיימת על המגוון הביולוגי

ביומסה אנרגיה, או שריפת חומר צמחי לייצור חשמל, ממלא תפקיד מרכזי ברוב התוכניות להגביל את ההתחממות הגלובלית ל -2 מעלות צלזיוס מעל לרמות הקדם תעשייתיות. בניגוד ל- PV ולרוח, הוא מספק כוח מתחדש לפי דרישה.

בשילוב עם CO? לכידה ואחסון, זה יכול לשפשף פחמן מהאווירה והניחו אותו מתחת לאדמה. שריפת פרק סיבוב קצר, כגון עֲרָבָה ו miscanthus, כדי לייצר כוח יכול גם להוריד את פליטת גזי החממה נטו של כוח ביולוגי. בדרכים אלה ניתן להפחית את ההשפעות הבריאותיות של שריפת ביומסה.

הפקת כוח מביו-אנרגיה, כמו שבבי עץ, כוללת פליטת פחמן ומזהמי אוויר אחרים. לכידת פחמן ושאיבה מתחת לאדמה משפרת את טביעת הרגל הסביבתית שלה. מחלקת היערות באורגון, CC BY

עם זאת, השימוש בקרקע הנדרש לגידול אפילו צמחים אלה הצומחים במהירות מגמד את השימוש בקרקע במקורות כוח אחרים. יש לכך השלכות אקולוגיות משמעותיות. כפי שנמדד לפי מינים שאבדו לקילוואט שנוצר, מצאנו כי הנזקים האקולוגיים של ביומסה דומים לזו של פחם וגז.

אז למרות שהוא מספק יתרונות מפליטת גזי חממה מופחתת, כוח ביומסה הופך להיות נוח יותר למערכות אקולוגיות רק בשימוש עם אחיזת פחמן ואחסון, הגענו למסקנה.

אסטרטגיות למתן אקלים יכולות לספק הזדמנות נדירה להפחית לא רק את פליטת הפחמן אלא גם מגוון רחב של בעיות סביבתיות. עם זאת, פריסה של טכנולוגיות דלות פחמן צריכה להימנע מבתי גידול רגישים על מנת לממש באופן מלא את היתרונות הסביבתיים שלהם מבלי לעורר השלכות לא מכוונות.

בעוד שרוב האנשים מכירים בכך שהשמש והרוח הם מקורות אנרגיה דלי פחמן, אולם ביו אנרגיה ולכידת ואחסון פחמן יש תפקיד חיוני בעצם בכל התרחישים בהם מדינות מפחיתות במהירות את פליטת הפחמן. התוצאות שלנו מצביעות על כך שעלינו לחפש דרכים לשימוש בטכנולוגיות אלה תוך צמצום הפגיעה במערכות אקולוגיות. זה לא רק האם אנו משתמשים באנרגיה נקייה, אלא באילו טכנולוגיות, היכן ואיך.

על המחבר

אדגר הרוויטש, פרופסור לאקולוגיה תעשייתית, אוניברסיטת ייל; אנדרס ארווסן, חוקר בהנדסת אנרגיה ותהליכים, האוניברסיטה הנורבגית למדע ולטכנולוגיה; סנגווון סוה, פרופסור לאקולוגיה תעשייתית, אוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברהותומאס גיבון, דוקטורט. מוּעֲמָד, האוניברסיטה הנורבגית למדע ולטכנולוגיה

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה. קרא את מאמר מקורי.

ספרים קשורים

at InnerSelf Market ואמזון