Поскольку директивные органы стремятся сократить выбросы углекислого газа и других загрязняющих веществ за счет увеличения использования возобновляемых источников энергии, повышения энергоэффективности или электрификации транспорта, возникает ключевой вопрос: какие мероприятия обеспечивают наибольшую пользу для предотвращения негативных последствий загрязнения воздуха для здоровья?
Чтобы ответить на этот вопрос, важно понять, сколько загрязняющих веществ в разное время высвобождается электростанциями в системе электроснабжения. Количество загрязнения, которое производится на единицу энергии в электрической сети, измеряется так называемой интенсивностью выбросов. Традиционно разработчики политики и специалисты по моделированию энергетики использовали среднегодовую интенсивность выбросов - усредненную по всем электростанциям за весь год - для оценки выбросов, которых удалось избежать благодаря вмешательству в энергосистему. Однако при этом упускается тот факт, что многие вмешательства затрагивают только определенный набор электростанций и что эти эффекты могут варьироваться в зависимости от времени суток или года.
Используя предельные выбросы, которые собираются на почасовой основе и учитывают местоположение, политики могут получить важную информацию, которая в противном случае была бы упущена, согласно новому исследованию. Этот подход может помочь лицам, принимающим решения, более четко понять влияние различных вариантов политики и инвестиций.
Средние и предельные выбросы - важная разница
Ученые проверили разницу между средним и предельным уровнем выбросов, проанализировав электроэнергию с PJM, крупнейшего оптового рынка электроэнергии в США. PJM производит около 800 тераватт-часов электроэнергии в год - этого достаточно для питания пятой части U. S. - и составляет примерно 20 процентов выбросов энергетического сектора США. Их выводы, опубликованные в журнале «Environmental Science & Technology», показывают, что игнорирование разницы между предельным и средним выбросами может привести к большим ошибкам при оценке выбросов, которых удалось избежать благодаря вмешательству, а также связанного с этим ущерба для здоровья, окружающей среды и изменения климата.
Исследователи показывают, что для определенных вмешательств использование средней интенсивности выбросов PJM может занижать ущерб, которого удалось избежать, почти на 50 процентов по сравнению с предельной интенсивностью, учитывающей, какие электростанции фактически пострадали. Другими словами, использование средних значений может заставить политиков думать, что вмешательство лишь наполовину менее эффективно, чем оно есть на самом деле, что может поставить под угрозу его реализацию, несмотря на его большие преимущества.
Хотя чиновники исторически использовали среднюю интенсивность выбросов для расчета загрязнения в электроэнергетическом секторе, в некоторых случаях это приводило к неправильной оценке воздействия по сравнению с подходом предельных выбросов, сказал соавтор исследования Инес Азеведо, доцент на кафедре инженерии энергетических ресурсов Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth).
Исследователи также подчеркивают важность использования современных оценок интенсивности выбросов. В своей статье они показывают, что использование оценок, устаревших только на один год, может привести к завышению оценки предотвращенного ущерба на 25-35 %..
«Электрические сети быстро меняются, но данные об интенсивности выбросов часто публикуются с большой задержкой», - говорит Прия Донти, аспирант Университета Карнеги-Меллона и соавтор исследования. «Наше исследование демонстрирует важность частого обновления этих данных».
Улучшение политик
«Бостонский университет использовал некоторые из наших предыдущих работ по предельным выбросам, чтобы решить, где закупать возобновляемую энергию, путем моделирования степени, в которой различные закупки уменьшат выбросы», - сказал Азеведо, имея в виду План действий учреждения по борьбе с изменением климата. «Интересно подумать о том, могут ли другие лица, принимающие решения, начать использовать такие же инструменты для информирования планов действий по борьбе с изменением климата на уровне города и штата."
Такого рода инструменты могут помочь лицам, принимающим решения, понять влияние различных вариантов политики и инвестиций, сказал Донти. «Мы хотим помочь им разработать мероприятия, которые принесут наибольшую пользу, когда речь идет о борьбе с изменением климата и улучшении здоровья человека».
Азеведо также является старшим научным сотрудником Стэнфордского института окружающей среды. Дж. Зико Колтер из Университета Карнеги-Меллона является соавтором исследования. Исследование было поддержано Центром принятия решений в области климата и энергетики (CEDM) в рамках соглашения между Университетом Карнеги-Меллона и Национальным научным фондом. Исследование также финансировалось программой стипендий для выпускников Национального научного фонда и стипендией для выпускников вычислительных наук Министерства энергетики.