Хотя употребление табака является основной причиной предотвратимой смертности во всем мире, выращивание табака на фермах продолжает оставаться основным источником дохода для многих фермеров. Но два исследователя из Мичиганского технологического университета утверждают, что преобразование табачных плантаций в солнечные фермы может принести прибыль двум целям: снизить предотвратимую смертность и удовлетворить растущую потребность в солнечной энергии для борьбы с изменением климата..
Рам Кришнан, в настоящее время инженер, проектирующий большие солнечные системы в быстро растущем штате США. S. Solar Industry и Джошуа Пирс, профессор материаловедения и электротехники, завершили исследование «Экономические последствия замены выращивания табака на производство солнечной фотоэлектрической энергии», которое будет опубликовано в Land Use Policy.
По мере роста спроса на солнечную энергию растет и спрос на землю для солнечных ферм. «Чтобы полностью исключить необходимость сжигания ископаемого топлива, солнечная технология требует больших площадей поверхности», - объясняет Пирс.
Однако, как показало преобразование пахотных земель в энергию для производства этанола, изъятие пахотных земель из производства продуктов питания может привести к росту мировых цен на продовольствие и дефициту продовольствия. Исследователи говорят, что нацеливание земли, на которой выращиваются культуры с известными опасностями для здоровья, на производство солнечной энергии, устраняет пагубные последствия из уравнения, а потенциал преобразования табачных полей в солнечные батареи может предоставить фермерам заманчивую возможность увеличить свою прибыль на тысячи долларов в год. акр в год за счет перехода от табака к солнечной энергии.
А вот и солнце
Кришнан и Пирс выбрали Северную Каролину для своего тематического исследования, потому что это крупный штат по производству табака с большими участками земли и высоким солнечным потенциалом.
Предыдущие, более скромные попытки компенсировать ископаемое топливо биотопливом требовали так много земли, что продовольственные культуры были компенсированы, поднимая цены на продукты питания и усиливая голод во всем мире. Мы искали большие площади земли, которые можно было бы использовать для солнечная энергия, которая не увеличила бы голод в мире».
Табачные посевы предоставили интересную возможность, потому что употребление табака в Америке сокращается и имеет хорошо задокументированные негативные последствия для здоровья человека. Пирс отмечает, что табак продолжают выращивать в США и сегодня, потому что фермеры могут зарабатывать на этом деньги.
«Нас интересовало, какие условия необходимы для того, чтобы фермеры, выращивающие табак, могли начать установку систем солнечной энергии на той же земле», - говорит он.«Мы изучили вероятные тенденции во всех основных экономических факторах, но были удивлены, обнаружив, что, поскольку стоимость солнечной энергии упала так резко, фермерам, выращивающим табак, во многих ситуациях уже экономически выгодно заменить табак солнечной энергией».
Кроме того, в отличие от растений, солнечные модули могут выдерживать экстремальную жару, холод, лед, снег, град, проливной дождь, засуху и другие все более нестабильные климатические условия. Они рассчитаны на то, чтобы выдерживать ветер со скоростью более 150 миль в час.
Энергия будущего
Кришнан и Пирс провели анализ чувствительности экономических факторов установленных солнечных ферм и их влияния на прибыль. Они сравнили прибыль от солнечной энергии и прибыль от простого выращивания табака на акр в год.
Они использовали консервативные положительные предположения об урожайности табака и цене, отметив также, что спрос на табак может снизиться по мере того, как меньше людей начинают курить, а существующие курильщики умирают. Затем они рассмотрели, насколько цена на электроэнергию может увеличиваться каждый год, исходя из диапазона прошлых повышений (называемого темпом роста, который колебался от 0,3 процента в значении 2010 года до 5,7 процента в значении 2008 года). Поскольку электричество становится более ценным из-за более высокой скорости эскалации, солнечная энергия, произведенная в будущем, становится более ценной. Даже при относительно скромных темпах роста солнечная электроэнергия обеспечивает владельцам земли огромную прибыль в размере от тысяч до десятков тысяч долларов на акр в год..
Темпы роста и связанная с ними стоимость электроэнергии в будущем представлены в документе в широком диапазоне. Точно так же расчеты стоимости солнечной установки варьировались от двух долларов за ватт (дорого на сегодняшнем рынке, на котором солнечные фермы стоят один доллар за ватт) до реалистичного потенциального снижения затрат в будущем в размере 80 центов за ватт. Анализ чувствительности, представленный в документе, позволяет фермерам делать свои собственные обоснованные предположения о затратах на основе тарифов на электроэнергию в их местных коммунальных службах и цены, которую фермеры называют за фотоэлектрическую ферму на своей земле, а затем принимать решение, которое наиболее целесообразно для них. их. Чтобы определить, будет ли солнечная фотоэлектрическая ферма работать на их земле, фермеры, выращивающие табак, должны рассчитать LCOE (приведенную стоимость электроэнергии) для своей солнечной фермы и сравнить ее с ценой на электроэнергию в их конкретном месте, структурой тарифов и нагрузкой, а также как экономические факторы. Более подробная информация об этих расчетах содержится в статье.
Обеспечение энергией, спасение жизней
Если все табачные фермы в Северной Каролине перейдут на производство солнечной энергии, существует потенциал для производства 30 гигаватт, что эквивалентно пиковой летней нагрузке штата. В долгосрочной перспективе табачные фермеры заработают больше денег, выращивая солнечные лучи для получения энергии, а не выращивая компоненты для сигарет.
Основной причиной, сдерживающей табачных фермеров, являются капитальные затраты на солнечную систему. В настоящее время установка солнечной фермы мощностью 10 мегаватт по цене 1 доллар за ватт стоит 10 миллионов долларов. Чтобы помочь фермерам осуществить такой переход, утверждает Пирс, правительства табачных штатов должны начать изучать политику, облегчающую переход. Многим табачным фермерам придется полагаться на инвесторов для развертывания солнечной энергии. Местные органы власти также могли бы помочь переходу, разработав политику, которая поможет обеспечить доступ к необходимому капиталу, чтобы помочь землевладельцам перейти.
В дополнение к экономическим и экологическим преимуществам, по оценкам исследователей, преобразование табачных полей в Северной Каролине спасло бы 2 000 жизней американцев в год только за счет сокращения загрязнения окружающей среды за счет компенсации электроэнергии, работающей на угле.
Основываясь на данных Центров по контролю за заболеваниями, если полностью отказаться от употребления табака путем замены табачных ферм в США солнечными фермами, более 480 000 американских смертей в год от курения сигарет будут напрямую спасены. Кроме того, 42 000 смертей в результате воздействия вторичного табачного дыма на американцев также будут спасены в год.
Все вместе это представляет в общей сложности более полумиллиона преждевременных смертей, предотвращаемых непосредственно в США каждый год.
«Экономические выгоды для бывших табачных фермеров, переходящих на солнечную энергию, хороши, - заключает Пирс, - но реальная отдача заключается в спасении жизней американцев благодаря предотвращению загрязнения окружающей среды и отказу от курения».