Когда в 2015 году Агентство по охране окружающей среды завершило План экологически чистой энергии, оно воспользовалось своими полномочиями по регулированию выбросов углекислого газа для защиты общественного благосостояния. План, который сейчас находится в центре эскалации дебатов, также поставил страну на путь достижения своих целей в рамках Парижского соглашения по климату. Учитывая, что электростанции выбрасывают и другие загрязняющие вещества - наряду с двуокисью углерода - исследования показали, что стандарты выбросов углерода для энергетического сектора полезны для здоровья человека. Новое исследование, опубликованное сегодня, показывает, что они также принесут пользу сельскохозяйственным культурам и деревьям.
Исследование «Оценка потенциальной сопутствующей выгоды для сельскохозяйственных культур и деревьев от снижения содержания озона с помощью углеродных стандартов Плана угольных электростанций США» было недавно опубликовано в Журнале геофизических исследований атмосфер и подготовлено исследователями из Университета Дрекселя, Сиракузы. университет, Бостонский университет и Гарвардский университет, созванные Биржей научной политики. Это первое исследование, в котором моделируется воздействие на экосистему контрастирующих политик, одна из которых была похожа на План чистой энергии.
"При оценке регулятивного воздействия Плана чистой энергии Агентство по охране окружающей среды оценило денежные выгоды от сокращения выбросов углекислого газа, а также провело количественную оценку и монетизацию определенных преимуществ для общественного здравоохранения, таких как снижение преждевременной смертности и заболеваемости из-за твердых частиц. вещества или воздействия озона», - пишут исследователи. «Агентство по охране окружающей среды не проводило количественную оценку побочных выгод для сельскохозяйственных культур и деревьев, но рассматривало эти сопутствующие выгоды качественно."
Согласно исследованию, которое включало вариант, аналогичный Плану экологически чистой энергии, соответствующее сокращение выбросов углерода, азота и серы от угольных электростанций также будет означать уменьшение приземного озона - известного ингибитора рост растений. И, смоделировав эти сокращения в 2020 году, исследователи обнаружили, что они обеспечат значительный рост продуктивности ключевых культур-индикаторов, таких как кукуруза, хлопок, соя и картофель; а также несколько видов деревьев.
«Наши результаты показывают, что такие культуры, как кукуруза, соя и хлопок, могут выиграть от значительного повышения производительности при умеренных углеродных стандартах для электростанций», - сказал Шеннон Кэппс, доктор философии, доцент Инженерного колледжа Дрекселя и автор книги. изучение. «Применяя политику, аналогичную политике Clean Power Plan, мы прогнозируем более чем 15-процентное снижение потерь урожайности кукурузы из-за воздействия озона по сравнению с обычным бизнесом, и примерно половину этого сокращения для хлопка и сои. В зависимости от колебаний рыночной стоимости этих культур в течение следующих нескольких лет это может означать прибыль в десятки миллионов долларов для фермеров, особенно в таких районах, как долина реки Огайо, где электростанции в настоящее время вносят свой вклад в образование приземного озона».
Команда использовала три сценария политики, которые охватывают ряд целевых показателей выбросов и мер по сокращению, и они сравнили каждый сценарий политики с эталонным сценарием «как обычно», который представляет текущую политику чистого воздуха, а также энергетику. прогнозы спроса и рынка.
Затем, используя компьютерную модель, широко используемую для помощи в принятии решений на уровне штата в отношении соответствия Национальным стандартам качества атмосферного воздуха, группа создала подробный прогноз того, как будет выглядеть приземный слой озона по всей стране. по каждому сценарию политики до 2020 года.
Команда изучила последствия низкого содержания озона для пяти сельскохозяйственных культур, основной вегетационный период которых длится с июня по август, то есть в период, когда уровень озона на уровне земли, как известно, достигает своего пика. Они также оценили последствия для 11 видов деревьев, включая восточный тополь, черешню, осину дрожащую и несколько видов сосны. Эти культуры и деревья использовались в качестве стандартных индикаторов в исследованиях окружающей среды. Основываясь на предыдущих исследованиях, проведенных учеными, занимающимися выращиванием сельскохозяйственных культур и деревьями, команда смогла связать выводы своих моделей о воздействии озона на продуктивность сельскохозяйственных культур и видов деревьев.
«Вариант, наиболее похожий на План чистой энергии, дает наибольший предполагаемый прирост производительности для культур и деревьев, которые мы изучали», - сказал Кэппс. «Улучшение урожайности и роста деревьев было тесно связано с уровнем сокращения выбросов углекислого газа и внедрением более чистой энергии, достигнутой благодаря политике».
При инерционном сценарии урожайность сои, картофеля и хлопка снизится примерно на 1,5 процента, что лишь незначительно повлияет на кукурузу. Эти уровни производства лишь незначительно улучшаются при политическом сценарии, который включает только «внутренние меры», такие как повышение эффективности угольных электростанций.
Второй сценарий, который больше всего напоминает план экологически чистой энергии и включает в себя энергоэффективность со стороны спроса, замену энергоблоков на газовые электростанции с низким уровнем выбросов и солнечную и ветровую энергию с нулевым уровнем выбросов, дает более значительные результаты. Потенциальные потери урожая кукурузы из-за воздействия озона в базовом сценарии снижаются на 15,7 процента, потери сои уменьшаются на 8,4 процента, а потери хлопка уменьшаются на 6,7 процента.
В соответствии с третьим сценарием, который отражает установление цены на углерод и обеспечивает такое же сокращение выбросов, как и второй сценарий, исследователи прогнозируют несколько меньшее сокращение потерь, вызванных озоном, для кукурузы (12,1 процента), сои (6,6 процента).) и хлопок (3,8 процента).
Производительность древесных пород, измеряемая выходом биомассы по сравнению с эталонным сценарием, также предполагает, что растения выиграют от политики по сокращению озона. Породы деревьев с наибольшим потенциалом потери продуктивности, черешня и тополь восточный, показывают 7.6 и 8,4 процента сокращения прогнозируемого сокращения биомассы, вызванного озоном, соответственно, по сценарию, наиболее похожему на План чистой энергии.
"Наша работа показывает важность рассмотрения сопутствующих преимуществ энергетической политики нашей страны в будущем", - сказал Чарльз Дрисколл, доктор философии, профессор Сиракузского университета и соавтор исследования. «Эти выгоды для людей и растений проявляются практически мгновенно и проявляются в городских и сельских общинах по всей территории США. Из этого и других исследований мы знаем, что экономическая ценность дополнительных выгод от углеродных стандартов электростанций велика и превышает предполагаемую стоимость внедрения."
Члены команды также анализируют сопутствующие преимущества углеродных стандартов электростанций для уменьшения региональной дымки и кислотных дождей и проводят новое исследование дополнительных преимуществ окончательного плана экологически чистой энергии по сравнению с различными вариантами энергетической политики..