Elektrik üretmek için bir dizi düşük karbon teknolojisi mevcuttur. Fakat onlar gerçekten fosil yakıtlardan ve nükleer enerjiden daha mı iyi?

Bu soruyu cevaplamak için, sadece farklı güç kaynaklarının emisyonlarını değil, aynı zamanda sağlık yararları ve ekosistemlere yönelik tehditler of yeşil enerji.

Elektrik üretimi hakkında sorumludur dörtte sera gazı emisyonlarının artması ve talebin artması bekleniyor yetersiz popülasyonlar şebekeye bağlanırve elektronik elektrikli araçlar çoğalır. Bu nedenle, küresel ısınmayı durdurmak, elektrik üretiminin dönüşümünü gerektirecektir.

Ancak, bu geçişte ekosistemleri ve vahşi yaşamı bozma veya buna neden olma gibi çeşitli çevresel tuzaklardan kaçınmak önemlidir. hava kirliliği.

İçinde Araştırma kağıdıyenilenebilir kaynaklardan elektrik üretiminin etkisini analiz ettik, nükleer fisyon enerji santralleri ve fosil yakıtlar CO? yakalama ve depolama CO'yu ayırmak için (CCS) teknolojisi? ve yeraltında depoluyor. Tesislerin üretimi, işletilmesi ve sökülmesinin yanı sıra yakıtların üretimi, taşınması ve yakılmasıyla ilgili çevresel etkileri de hesaba kattık. Daha sonra temel senaryoyu bir senaryoyla karşılaştırdık. düşük karbonlu elektrik senaryosu Bu, küresel ortalama sıcaklıkların 2050 tarafından endüstri öncesi seviyelerin üzerine iki dereceden fazla yükselmesini önleyecektir - nokta İklim bilimcilerinin tehlikeli iklim değişikliğinden kaçınacağını söylüyorlar.

Çalışmamız fosil yakıtların - özellikle kömür - çevreye ağır bir yük koymak ve çoğu yenilenebilir enerji projesinin ekosistemler ve insan sağlığı üzerindeki kirliliğe bağlı etkileri daha düşüktür. Bununla birlikte, hiçbir enerji kaynağı, olumsuz çevresel yan etkileri yoktur. Santral tesisatı, proje tasarımı ve teknoloji seçimi, yatırımcıların ve hükümetlerin çok dikkatli düşünmeleri gereken kritik konulardır.

Güneş parlıyor

Fosil yakıtlı enerji santrallerinin güneş, rüzgar, hidroelektrik ve jeotermal enerji gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıyla değiştirilmesi, farklı türdeki kirliliği azaltacaktır. Fosil ve bazı yenilenebilir enerji seçenekleri arasındaki kirlilik farkının büyüklüğü çarpıcı. Örneğin, fotovoltaik panellerin tüm üretim, kurulum ve işletim süreçlerinin, madencilik dahil edildiğinde kömürle çalışan bir elektrik santraline yakıt sağlamaktan daha az kirlenmeye neden olduğunu bulduk.

Peki ya yenilenebilir enerji sistemleri yapmanın çevresel ayak izi ne durumda?

Fotovoltaik (PV) analizimizde çok iyi çıkıyor. Günümüzde PV hücrelerinin üretimi öncekinden çok daha az enerji kullanmaktadır. PV elektrik birimi başına karbon emisyonları en verimli doğal gaz enerji santrallerinin bile onda biri veya altındadır. Partikül maddeye maruz kalmadan kaynaklanan solunum yolu hastalıkları gibi insan sağlığı sorunları, gelişmiş kirlilik kontrol ekipmanına sahip modern kömür yakıtlı elektrik santrallerinin yaklaşık onda biri kadardır. Benzer sonuçlar, ekosistemlerde su ve toprak kirliliği için de geçerli.

Ancak güneş panelleri fosil yakıt ya da nükleer güç jeneratörleriyle aynı miktarda güç üretmek için daha fazla alana ihtiyaç duyar. Büyük alanları güneş panelleriyle kaplamak bir sorun olmaz mı? Şart değil. PV'den bir kilovat saat üretmek için gereken alan miktarı, madencilik kömürü ile ilişkili arazinin hesabında olduğu zaman kömür gücüyle karşılaştırılabilir. Ve 2050'taki gelecekteki senaryomuzdaki PV kurulumlarının yaklaşık yarısı çatılara yerleştirilebilir.

PV panelleri üretmek, çoğu sadece sınırlı yerler. Bu metallerin bazıları oldukça toksiktir. Bu nedenle değerlendirmemize dahil etmediğimiz atık arıtma ve geri dönüşüm önemlidir.

PV, elbette, yalnızca güneş parladığında elektrik verir. Ancak, farklı bir güneş teknolojisi - yoğunlaştırılmış güneş enerjisiIsıyı ısıtmak için ışık veren, kirliliği azaltma açısından benzer bir performans sergilediği için ileriye dönük bir yol olabilir, ancak ısı depolamak ve dolayısıyla akşamları elektrik üretmek için bir seçenek sunar. PV'ye kıyasla şu anda çok düşük benimseyen CSP teknolojisinin düşük emisyon senaryosunda dörtte bir güneş enerjisi sağlayacağını varsaydık.

Karbon emisyonları ve sağlık açısından bakıldığında, güneş enerjisi fosil yakıt enerjisi üretiminden çok daha iyidir. Ancak, büyük ölçekli güneş santralleri, büyük miktarda toprak alanı gerektirir ve yerel türler üzerinde olumsuz etki yaratabilir. 11_jamey_stillings_20121027_bse / flickr, CC BY

Hidroelektriklerin çevresel etkileri çok değişkenlik gösteriyor. Bazı barajlar önemli iklim etkilerine neden olur metan gazı rezervuarlarındaki biyokütlenin ayrışmasından kaynaklanır. Diğer barajlar eşit derecede ciddi ekolojik sorunlara neden olmak habitat yıkımı yoluyla. Ayrıca, su türlerinin göçünü engelleyebilir ve taşkın alanlarını ve deltaları etkileyen tortu akışını ve besin taşınımını azaltabilir. Öte yandan, rezervuarlar kuşlar ve diğer türler için yeni habitatlar oluşturmaktadır.

Hidroelektrik, saha seçimi ve proje tasarımının önemini iyi bir şekilde göstermektedir. Bazı projeler ekonomik olarak uygulanabilir olabilir ancak sonuçta eğer toplum neden olabileceği çevresel bozulmayı göz önüne alırsa gerçekleştirilmemelidir. Diğer projeler için, bu etkiler gibi azaltma stratejileri ile sınırlandırılabilir. çevresel akış akışı ve balık merdivenleri, barajın etrafındaki balığın taşınması için servis yolu sağlar.

İnşaat sırasındaki yaşam alanı tahribatının en aza indirilmesi ve azaltılması için operasyonların ayarlanması gereken rüzgar enerjisi için benzer dersler düzenlenmektedir. raptor ve yarasalarla çarpışmalar. Ayrıca, rüzgar enerjisi kaynakları, rüzgar kaynaklarının daha bol olduğu konumların seçilmesini savunan konumlar arasında geniş ölçüde farklılık gösterir.

Biyoenerji biyolojik çeşitliliği tehdit ediyor

biyokütle enerji ya da elektrik üretimi için yanan bitki materyali, küresel ısınmayı endüstri öncesi seviyelerin üstünde 2 ° C ile sınırlamak için planların çoğunda merkezi bir rol oynar. PV ve rüzgarın aksine, talep üzerine yenilenebilir enerji sağlar.

CO ile birleştirildiğinde? yakalama ve depolama, atmosferden karbonu ovalayın ve yeraltına yerleştir. Yakma gibi kısa rotasyonlu baltalar Söğüt ve miscanthusEnerji üretmek için ayrıca, sera gazı emisyonlarını da biyo-elektrik emisyonları düşürebilir. Bu yollarla, yanan biyokütlenin sağlık etkileri azaltılabilir.

Talaş gibi biyoenerjiden güç sağlayan karbon emisyonları ve diğer hava kirleticileri var. Karbonu yakalamak ve yer altına pompalamak çevresel ayak izini iyileştirir. Oregon Ormancılık Bölümü, CC BY

Ancak, bu hızlı büyüyen bitkilerin bile yetişmesi için gereken arazi kullanımı, diğer güç kaynaklarının arazi kullanımını cüceler. Bunun önemli ekolojik etkileri var. Üretilen kilowatt-saat başına kaybedilen türler tarafından ölçüldüğü gibi, biyokütlenin ekolojik zararlarının kömür ve gaz ile karşılaştırılabilir olduğunu bulduk.

Dolayısıyla, sera gazı emisyonlarının azaltılmasından fayda sağlarken, biyokütle gücü yalnızca kullanıldığında ekosistemler için daha uygun hale gelir karbon yakalama ve depolama ile, Sonuçlandırdık.

İklim azaltma stratejileri, yalnızca karbon emisyonlarını azaltmak için değil aynı zamanda çok çeşitli çevresel sorunları azaltmak için nadir bir fırsat sağlayabilir. Bununla birlikte, düşük karbon teknolojilerinin kullanılması, istenmeyen sonuçları tetiklemeden çevresel faydalarını tam olarak gerçekleştirmek için hassas habitatlardan kaçınmalıdır.

Çoğu insan güneş ve rüzgârın düşük karbonlu enerji kaynakları olduğunun farkında olsa da, biyoenerji ve karbon yakalama ve depolama da ülkelerin karbon salımlarını hızla düşürdüğü tüm senaryolarda vazgeçilmez bir role sahiptir. Sonuçlarımız ekosistemlere zararı asgariye indirirken bu teknolojileri kullanmanın yollarını aramamız gerektiğini gösteriyor. Sadece temiz enerji kullanıp kullanmadığımızla değil, hangi teknolojileri, nerede ve nasıl yapacağımızla ilgili.

Yazar hakkında

Edgar Hertwich, Endüstriyel Ekoloji Profesörü, Yale Üniversitesi; Anders Arvesen, Enerji ve Proses Mühendisliği Araştırmacısı, Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi; Sangwon Suh, Endüstriyel Ekoloji Profesörü, California, Santa Barbara Üniversitesive Thomas Gibon, Ph.D. Aday, Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at InnerSelf Pazarı ve Amazon