Arealanvendelse betyder noget, da samfund reducerer CO2-emissionerne

Med ingen-vindmølle-skilte i vejkanter ved siden af ​​kornmarker, er det næppe overraskende, at arealanvendelse er et vanskeligt problem for vedvarende energi. Men hvor meget jord bruger forskellige kulstoffri teknologier egentlig?

Jessica Lovering, en senior gæstestipendiat fra Fastest Path to Zero-initiativet ved UM's afdeling for nuklear engineering og radiologiske videnskaber, gravede i dette problem sammen med kolleger ved Breakthrough Institute, University of California Santa Barbara og UC Berkeley. Hun er førsteforfatter til undersøgelsen i PLoS One rapporterede resultaterne, og hun fortalte Michigan Engineer om betydningen af ​​deres resultater.

Hvorfor er det vigtigt, at energiudviklere og politiske beslutningstagere overvejer den jord, der er besat af elproduktion?

I øjeblikket fokuserer de fleste energisystemers modellering på at opretholde nettets pålidelighed og samtidig reducere emissioner og minimere omkostningerne – med ringe opmærksomhed på andre miljøpåvirkninger som arealanvendelse, økosystemforstyrrelser, vandforbrug og materialeinput. Alligevel forudser strenge dekarboniseringsundersøgelser som Princetons Net-Zero America og NREL's Renewable Electricity Futures en betydelig udvidelse af jord besat af energiinfrastruktur.

I det mindste i USA ser vi ud til at have en masse tilgængelig jord, så du kan antage, at dette virkelig ikke er et problem, som drivhusgasemissioner er. Men vi begynder at se en hastig stigning i lokal modstand mod vedvarende energiprojekter, og det handler i virkeligheden om jord. Hvis et projekt fylder meget, bliver flere samfund berørt, flere landskaber forstyrres, og flere mennesker kan være motiverede til at forsøge at stoppe projektet.

Hvad er afvejningen i arealanvendelsen, når vi går over til ren energi?

I store træk er teknologier til vedvarende energi mere jordudstrakte end nutidens el-mix, hvilket betyder, at de optager mere jord til at generere en given mængde elektricitet sammenlignet med fossile brændstoffer eller atomkraft. Men i hvor høj grad vi skal ændre jorden har også betydning. At fælde skove for at bygge et vindprojekt er meget anderledes end at bygge på afgrødejord. En energisystemmodel kan konkludere, at en given region har brug for 100 gigawatt vind, men det er et helt separat spørgsmål at vide, hvor disse vindmøller skal bygges, på hvis jord.

Hvad er de vigtigste ting fra dit studie?

Jeg tror, ​​de fleste havde en fornemmelse af, at vedvarende teknologier optog meget jord, men det, der var overraskende fra vores undersøgelse, var, hvor stor variationen i arealanvendelsesintensiteten var, både på tværs af forskellige teknologier og inden for givne teknologier. Vi indsamlede data om arealanvendelse og elproduktion fra driftende kraftværker – inklusive kul, naturgas, atomkraft, vind, solenergi, koncentreret solenergi, geotermisk, vandkraft og biomasse – på tværs af 73 lande og 45 amerikanske stater. Den gennemsnitlige arealanvendelsesintensitet for hver teknologi varierede med omkring ti tusinde gange, fra lav kerneenergi til høj dedikeret biomasse (det betyder dyrkning af materialer specifikt til forbrænding for at generere elektricitet). Men selv for en enkelt teknologi som vandkraft var der stor variation:fra en tiendedel hektar per terawatt-time elektricitet til tæt på 3 millioner hektar.

Har du anbefalinger til valg af energimix?

Den optimale blanding vil være forskellig for hvert fællesskab baseret på deres værdier og ressourcetilgængelighed. For eksempel kan vandkraft være en overkommelig kilde til emissionsfri elektricitet, men det er kun en mulighed på meget specifikke steder, hvoraf de fleste allerede er udviklet i USA og Europa. Nogle samfund kan være rigtig begejstrede for at være vært for havvind, mens andre ønsker at bevare deres naturlige landskaber. Vores mål med denne undersøgelse var at gøre bedre information tilgængelig for politiske beslutningstagere, så de kan forstå omfanget af udfordringen og træffe bedre beslutninger.

Er der nogle strategier, vi kan bruge til at reducere virkningerne af energiudvikling på vores landskab?

Absolut. For det første bør vi se mod adaptiv genbrug af eksisterende industrielle og kommercielle landskaber. For eksempel kan solenergi i brugsskala bygges oven på store lagre eller over parkeringspladser. Ny atomkraft kan placeres på tilbagetrukne kulkraftværker.

I områder, hvor arealanvendelse er af stor bekymring, kunne energisystemplanlæggere prioritere jordeffektive, kulstoffattige energiteknologier som nuklear og geotermisk energi.

Mængden af ​​jord, der bruges til energiproduktion, vil sandsynligvis stige, blot fordi fossile brændstoffer er ret energitætte, og kraftværker er blevet placeret tæt på efterspørgselscentre. Men mængden af ​​ny jord, der skal til, vil i høj grad afhænge af den blanding af teknologier, vi bruger, og hvor vi bygger ny energiinfrastruktur. + Udforsk yderligere

Vedvarende energikilder i Europa:Jordkrav kan reduceres til lave omkostninger