Сколько полей проса и лесов потребуется, чтобы компенсировать энергию, вырабатываемую при сжигании угля? Много, оказывается.
Хотя спрос на энергию не падает, тревога, вызванная сжиганием ископаемого топлива для получения этой энергии, становится все громче. Решения по устранению последствий выброса углерода в нашу атмосферу включают улавливание и хранение углерода или биосеквестрацию. Эта энергия с нулевым уровнем выбросов использует технические средства, а также растения для поглощения и хранения выбросов углерода. Другой путь - использовать солнечную фотоэлектрическую энергию для прямого преобразования солнечного света в электричество и связывать выбросы углерода только при производстве солнечных элементов.
Дарящее дерево не даст достаточно углеродно-нейтрального угля
Энергия с нулевым уровнем выбросов была предложена как способ компенсировать производство двуокиси углерода, сохраняя при этом выработку электроэнергии за счет угля. Это достигается за счет улавливания и хранения углерода в соленых водоносных горизонтах или за счет увеличения нефтеотдачи и биодепонирования посредством посадки деревьев и других растений для поглощения и хранения углерода.
В новом исследовании, опубликованном в Scientific Reports, издании Nature, исследователи Мичиганского технологического университета проанализировали, сколько земли потребуется для компенсации парниковых газов, создаваемых традиционными угольными электростанциями или угольными электростанциями с секвестрацией углерода, а затем нейтрализация остаточного углеродного загрязнения с помощью биосеквестрации. Затем они сравнили эти пути с тем, сколько биосеквестра потребуется для компенсации парниковых газов, образующихся при производстве солнечных батарей.
Впервые исследователи показали, что нет никакого сравнения. Это даже не близко.
На самом деле, угольные электростанции требуют в 13 раз больше земли, чтобы быть углеродно-нейтральными, чем производство солнечных панелей. Для этого нам нужно было бы использовать как минимум 62 процента земель США, покрытых оптимальными культурами, или покрыть 89 процентов территории США средними лесами.
«Мы знаем, что изменение климата - это реальность, но мы не хотим жить как пещерные люди», - говорит Джошуа Пирс, профессор материаловедения, инженерии и электротехники в Мичиганском технологическом институте. «Нам нужен метод, чтобы производить электроэнергию без выбросов углерода. Просто нет никакого смысла использовать уголь, когда у вас есть солнечная энергия, особенно с учетом этих данных».
Слишком много, чтобы решить: выбросы угольных электростанций
Исследователи сделали эти выводы на основе более чем 100 различных источников данных для сравнения энергии, выбросов парниковых газов и преобразования земель, необходимых для нейтрализации выбросов углерода для каждого типа энергетических технологий.
Они утверждают, что для угольной электростанции мощностью один гигаватт потребуется новый лес, превышающий штат Мэриленд, чтобы нейтрализовать все его выбросы углерода.
Исследователи также обнаружили, что применение биосеквестрации в лучшем случае для всех парниковых газов, производимых угольными электростанциями, будет означать использование для этого процесса 62 процентов пахотных земель страны, или 89 процентов всех земель США. земля со средним лесным покровом.
Для сравнения, солнечные батареи требуют в 13 раз меньше земли, чтобы стать углеродно-нейтральными, и в пять раз меньше, чем в лучшем случае с углем.
«Если ваша цель - производить электричество без выброса углерода в атмосферу, вам ни в коем случае нельзя строить угольную электростанцию», - говорит Пирс. Мало того, что нереально улавливать весь выделяемый ими углекислый газ, но сжигание угля также приводит к выбросу в воздух двуокиси серы, закиси азота и твердых частиц, что создает загрязнение воздуха, которое, по оценкам, уже ежегодно вызывает 52 000 преждевременных смертей.
Солнечная лучше
Пирс говорит, что он и его команда были щедры к угольным электростанциям в том, как они рассчитали эффективность улавливания и хранения углерода при увеличении масштаба. Они также не рассматривали новые способы использования солнечных ферм, чтобы сделать их еще более эффективными, такие как использование более эффективных черных кремниевых солнечных элементов, размещение зеркал между рядами панелей, чтобы свет, падающий между ними, также мог поглощаться, или посадка сельскохозяйственных культур между ними. ряды (агровольтаика) для более эффективного землепользования.
Пирс говорит, что будущие исследования должны быть сосредоточены на повышении эффективности солнечных панелей и солнечных ферм, а не на улавливании углерода электростанциями, работающими на ископаемом топливе, в попытке стать источником энергии с нулевым уровнем выбросов - не тогда, когда эти данные показывают, что это не так. t реалистично, чтобы защитить наш изменяющийся климат.