Солнечный свет, падающий на крыши школ и кампусы по всей стране, является недоиспользованным ресурсом, который может помочь сократить счета за электроэнергию, показывают новые исследования.
Исследование, опубликованное в апрельском выпуске рецензируемого журнала «Environmental Research Letters», показывает, что использование всего жизнеспособного пространства для солнечных батарей может позволить школам удовлетворить до 75 процентов своих потребностей в электроэнергии и сократить образование. углеродный след сектора на целых 28 процентов.
В то же время солнечные панели могут помочь школам отключиться от сетей, питаемых природным газом и угольными электростанциями, которые производят твердые частицы, двуокись серы и оксиды азота - загрязнители воздуха, которые могут способствовать образованию смога и кислотных дождей, а также серьезные последствия для здоровья, включая сердечные приступы и снижение функции легких. «Это действие, которое мы можем предпринять, чтобы принести пользу окружающей среде и здоровью человека реальным и значимым образом», - сказала стэнфордский специалист по поведению Габриэль Вонг-Пароди, автор исследования.
Новые солнечные проекты могут легко ускользнуть из списка приоритетов во время массовых протестов учителей, призывающих к увеличению финансирования школ, сокращению размеров классов и повышению заработной платы. Но, по оценкам Министерства энергетики США, школа K-12 тратит более 6 миллиардов долларов в год на энергию, а затраты на энергию во многих районах уступают только заработной плате. В секторе высшего образования ежегодные затраты на электроэнергию составляют более 14 миллиардов долларов.
Текущая статья предполагает, что инвестиции в правильные солнечные проекты - с правильными стимулами со стороны штатов - могли бы высвободить столь необходимые деньги в школьных бюджетах. «Школы в любом случае платят за электроэнергию», - сказал Вонг-Пароди, доцент науки о системе Земли в Стэнфордской школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth). «В некоторых случаях это способ сократить свои расходы. Если есть скидка или субсидия, это может произойти быстрее».
Упущенные преимущества
На образовательные учреждения приходится примерно 11 процентов энергопотребления зданий в США и 4 процента выбросов углерода в стране. Но в то время как потенциал солнечных панелей в домах и на предприятиях широко изучался, предыдущие исследования в основном не касались школьных зданий.
Новые оценки основаны на данных по 132 592 школам, включая более 99 700 государственных и 25 700 частных школ K-12, а также почти 7 100 колледжей и университетов. Исследователи начали с оценки площади крыши, доступной для солнечных панелей в каждом учреждении, почасовой выработки электроэнергии с учетом количества солнечного света на объекте и почасовой потребности в электроэнергии каждого учреждения..
Неудивительно, что исследование показало, что три больших солнечных штата - Техас, Калифорния и Флорида - обладают наибольшим потенциалом для выработки электроэнергии с помощью солнечных батарей на крышах школ, при этом почти 90 процентов учреждений имеют хотя бы какое-то подходящее пространство на крыше. для установок. Между тем, жители штатов Среднего Запада, включая Висконсин и Огайо, столкнутся с наибольшим сокращением основных загрязнителей воздуха и расходов, связанных с устранением последствий для здоровья, если школы перейдут с энергосистемы на солнечную энергию.
Помимо измеримого воздействия на загрязнение воздуха и счета за электроэнергию, солнечные установки также могут предоставить новые возможности для обучения студентов. Некоторые школы уже используют данные своих локальных систем солнечной энергии, чтобы помочь учащимся, например, разобраться с дробями или воочию увидеть, как смещение углов панели может повлиять на выработку энергии.«Эта абстрактная идея о возобновляемых источниках энергии как о чем-то, что может сократить выбросы парниковых газов, переносится домой», - сказал Вонг-Пароди.
Большая экономия
Согласно исследованию, образовательным учреждениям экономически невыгодно покупать солнечные системы на крышах в любом штате. Скорее, проекты могут иметь финансовый смысл для школ, если они заключат контракт с компанией на установку, владение и эксплуатацию системы и продажу электроэнергии школе по установленному тарифу.
По всей стране, исследователи прогнозируют, что выгоды от всеобщего стремления к установке солнечных батарей на школьных зданиях могут стоить до 4 миллиардов долларов в год, если предположить, что каждая тонна углерода, выбрасываемого в воздух, будет стоить обществу 40 долларов. а стоимость статистической человеческой жизни - в том виде, как ее подсчитывают регулирующие органы и экономисты - оценивается в 10 миллионов долларов. Предполагаемые выгоды отражают стоимость преждевременных смертей и других последствий для здоровья, связанных с загрязнением воздуха электростанциями.
В оценках группы не учитываются воздействия на окружающую среду и здоровье, связанные с международной добычей и транспортировкой сырья, а также с производством и утилизацией солнечных панелей. Такой целостный взгляд, пишут они, «может дать совсем другие результаты».
Сосредоточив внимание на возможных последствиях в Соединенных Штатах, исследователи пришли к выводу, что почти все штаты могут извлечь выгоду из школьных солнечных проектов, намного превышающую сумму, которую они тратят на субсидии и скидки. Исследование показывает, что это верно даже с учетом типичных затрат на установку, техническое обслуживание, эксплуатацию и плановую замену оборудования.
«Существует аргумент в пользу повышения уровня стимулов для более широкого внедрения солнечных панелей в образовательном секторе», - сказала автор исследования Инес Азеведо, которая является соруководителем Центра принятия решений в области климата и энергетики Университета Карнеги-Меллона и будет присоединиться к факультету Stanford Earth в июле 2019 года.
Калифорния и Нью-Йорк, однако, являются исключениями. В этих двух штатах исследователи пришли к выводу, что доступные в настоящее время скидки превышают финансовые выгоды, выгоды для здоровья, окружающей среды и изменения климата, предоставляемые обществу солнечными системами на крышах школ - по крайней мере, при сегодняшних ценах на компенсацию выбросов углерода другими способами.
«Калифорния и Нью-Йорк проделывают фантастическую работу по стимулированию солнечной энергетики, но мы все еще не видим 100-процентного проникновения», - сказал Вонг-Пароди. «Хорошее использование их времени и ресурсов может заключаться в том, чтобы оценить все школы, в которых их еще нет, и попытаться понять, почему».