Электроснабжение является одним из крупнейших источников выбросов CO2 в мире. Чтобы удержать глобальное потепление на уровне значительно ниже 2 °C, несколько путей ведут к нулевым выбросам в энергетическом секторе, и каждый из них имеет свои потенциальные воздействия на окружающую среду, такие как загрязнение воздуха и воды, землепользование или потребность в воде. Используя впервые сочетание нескольких систем моделирования, международная группа исследователей во главе с Потсдамским институтом исследований воздействия на климат (PIK) в настоящее время количественно оценила фактические преимущества и недостатки трех основных путей к декарбонизации. Они показывают, что опора в основном на ветер и солнечную энергию принесет наибольшую выгоду для здоровья людей и планеты. Переход к улавливанию и хранению углерода в сочетании с ресурсами ископаемого топлива и биомассы, в свою очередь, вероятно, повлечет за собой значительные экологические издержки, поскольку будет поглощать большие территории за счет биоразнообразия и выбрасывать загрязняющие вещества в окружающую среду.
Главным победителем декарбонизации является здоровье человека
Глядя на общую картину - от прямых выбросов энергетических установок, до добычи полезных ископаемых и топлива для их строительства и эксплуатации, до земель, необходимых для инфраструктуры энергоснабжения - мы пришли к выводу, что лучший выбор как для людей, так и для окружающей среды - это полагаться в основном на энергию ветра и солнца», - объясняет Гуннар Людерер. Он является ведущим автором и заместителем председателя исследовательской области ПИК по путям трансформации. «Главным победителем декарбонизации является здоровье человека: переход на производство электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии может сократить негативное воздействие на здоровье до 80 процентов. Это в основном связано с уменьшением загрязнения воздуха от сжигания топлива. Более того, цепочки поставок энергии ветра и солнца намного чище, чем добыча ископаемого топлива или производство биоэнергии».
В своем исследовании, опубликованном в Nature Communications, авторы сравнили три сценария обезуглероживания энергетического сектора к 2050 году: один ориентирован в основном на солнечную и ветровую энергию, второй опирается в основном на улавливание и хранение углерода в сочетании с биомассой и ископаемыми., и третий маршрут со смешанным портфелем технологий. Во всех сценариях потребности в землепользовании для производства электроэнергии в будущем возрастут. На сегодняшний день наиболее поглощающим землю методом производства электроэнергии является биоэнергетика. «Для получения киловатт-часа электроэнергии из биоэнергии вам потребуется в сто раз больше земли, чем для сбора такого же количества энергии с помощью солнечных батарей», - поясняет Александр Попп, руководитель группы управления землепользованием в Потсдамском институте. «Земля - это исчерпаемый ресурс на нашей планете. Учитывая растущее население мира, испытывающее голод как в электроэнергии, так и в еде, нагрузка на земельные и продовольственные системы также будет увеличиваться. Наш анализ помогает правильно оценить масштабы, когда речь идет о технологии биоэнергетики, которая иногда вызывает всеобщее одобрение».
Переход от базы ископаемых ресурсов к энергетике, которая требует больше земли и минеральных ресурсов
Исследователи использовали комплексное моделирование, набрасывая возможные пути декарбонизации электроснабжения (моделирование комплексной оценки), и объединили свои расчеты с анализом жизненного цикла. Андерс Арвесен из Норвежского университета науки и технологий (NTNU) говорит: «Объединив две пары аналитических очков, мы смогли рассмотреть широкий спектр экологических проблем, от загрязнения воздуха до токсичных веществ, от ограниченных минеральных ресурсов, необходимых для производства ветряные турбины в пределах земель, преобразованных в биоэнергетические плантации, если полагаться на отрицательные выбросы. Это многообещающий подход и для других секторов, таких как строительство или транспорт».
Наше исследование приводит еще более веские аргументы в пользу быстрого перехода к производству возобновляемой энергии. Однако мы должны понимать, что это, по сути, означает переход от базы ископаемых ресурсов к энергетике, которая требует больше земли и полезные ископаемые», - добавляет Людерер. «Разумный выбор является ключом к ограничению влияния этих новых требований на другие социальные цели, такие как охрана природы, продовольственная безопасность или даже геополитика».
Производство электроэнергии в благоприятных для климата условиях приносит огромную пользу для нашего здоровья - в основном за счет снижения загрязнения воздуха от сжигания топлива.