Hvad sker der, når skolerne går i solenergi?

Solskin, der plasker på skoletage og campusser over hele landet, er en underudnyttet ressource, der kan hjælpe med at mindske elregningen, tyder ny forskning på.

Studiet, offentliggjort i april-udgaven af ​​det peer-reviewede tidsskrift Miljøforskningsbreve , viser, at udnyttelse af al levedygtig plads til solpaneler kan give skoler mulighed for at dække op til 75 procent af deres elbehov og reducere uddannelsessektorens CO2-fodaftryk med så meget som 28 procent.

På samme tid, solpaneler kunne hjælpe skoler med at trække stikket ud af net, der forsynes af naturgas- og kulkraftværker, der producerer partikler, svovldioxid og nitrogenoxider – luftforurenende stoffer, der kan bidrage til smog og sur regn samt alvorlige sundhedsmæssige konsekvenser, herunder hjerteanfald og nedsat lungefunktion. "Dette er en handling, vi kan tage, som gavner miljøet og menneskers sundhed i en reel, meningsfuld måde, " sagde Stanford adfærdsforsker Gabrielle Wong-Parodi, en forfatter til undersøgelsen.

Nye solenergiprojekter kan let glide ned af prioriteringslisten i en tid med udbredte protester fra lærere, der kræver øget skolefinansiering, mindre klassestørrelser og højere lønninger. Men det amerikanske energiministerium anslår, at K-12-skoler bruger mere end 6 milliarder dollars om året på energi, og energiomkostningerne i mange distrikter er næst efter løn. I den videregående uddannelsessektor, årlige energiomkostninger summer op til mere end 14 milliarder dollars.

Det aktuelle papir foreslår, at investeringer i de rigtige solenergiprojekter – med de rigtige incitamenter fra stater – kan frigøre hårdt tiltrængte penge i skolernes budgetter. "Skoler betaler alligevel for elektricitet, " sagde Wong-Parodi, en assisterende professor i jordsystemvidenskab ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth). "Dette er en måde, i nogle tilfælde, at de kan reducere deres omkostninger. Hvis der er en rabat eller et tilskud, det kan ske hurtigere."

Oversete fordele

Uddannelsesinstitutioner står for cirka 11 procent af energiforbruget i amerikanske bygninger og 4 procent af landets kulstofemissioner. Men mens potentialet for solpaneler i boliger og virksomheder er blevet undersøgt bredt, tidligere forskning har stort set sprunget over skolebygninger.

De nye estimater er baseret på data for 132, 592 skoler, inklusive mere end 99, 700 offentlige og 25, 700 private grundskoler, samt næsten 7, 100 gymnasier og universiteter. Forskerne begyndte med at estimere det tagareal, der er tilgængeligt for solpaneler på hver institution, elproduktionen pr. time givet mængden af ​​solskin på stedet og den enkelte institutions elbehov pr. time.

Ikke overraskende, undersøgelsen finder tre store, solrige stater - Texas, Californien og Florida – har det største potentiale for at generere elektricitet fra solpaneler på skoletage, med næsten 90 procent af institutionerne, der har mindst en del tagplads, der er egnet til installationer. I mellemtiden indbyggere i midtvestlige stater, herunder Wisconsin og Ohio, vil se de største reduktioner i vigtige luftforurenende stoffer – og omkostninger forbundet med at håndtere relaterede sundhedseffekter – hvis skolerne skifter fra elnettet til solenergi.

Ud over målbare effekter på luftforurening og elregninger, solcelleanlæg kan også give nye læringsmuligheder for eleverne. Nogle skoler bruger allerede data fra deres solenergisystemer på stedet til at hjælpe elever med at kæmpe med fraktioner, for eksempel, eller se på egen hånd, hvordan skiftende panelvinkler kan påvirke strømproduktionen. "Det tager denne abstrakte idé om vedvarende energi som noget, der kan reducere drivhusgasemissioner og bringer det hjem, " sagde Wong-Parodi.

Store besparelser

Ifølge undersøgelsen det er ikke økonomisk rentabelt for uddannelsesinstitutioner at købe solcellesystemer på taget direkte i nogen stat. Hellere, projekterne kan give økonomisk mening for skolerne, hvis de kontraherer en virksomhed om at installere, eje og drive systemet og sælge strøm til skolen til en fast takst.

Landsdækkende, Forskernes projektfordele, der stammer fra en total fremstød for solcelleanlæg på skolebygninger, kan være værd så meget som 4 milliarder dollars om året, hvis hvert ton kulstof, der frigives til luften, antages at koste samfundet 40 dollars, og værdien af ​​et statistisk menneskeliv – på den måde som regulatorer og økonomer beregner det – er fastsat til 10 millioner dollars. De estimerede fordele dækker omkostningerne ved for tidlige dødsfald og andre sundhedspåvirkninger forbundet med luftforurening fra kraftværker.

Koncernens estimater tager ikke højde for miljø- og sundhedspåvirkninger knyttet til international minedrift og transport af råmaterialer, eller til fremstilling og bortskaffelse af solpaneler. Sådan et holistisk syn, de skriver, "kan give helt andre resultater."

Nulstilling af sandsynlige konsekvenser i USA, forskerne konkluderer, at næsten alle stater kan høste værdi fra skolesolprojekter, der er langt større end det beløb, de bruger på tilskud og rabatter. Undersøgelsen viser, at det er sandt, selv når man medregner typiske installationsomkostninger, vedligeholdelse, drift og rutinemæssig hardwareudskiftning.

"Der er et argument for at øge niveauet af incitamenter til at øge brugen af ​​solpaneler i uddannelsessektoren, " sagde undersøgelsesforfatter Inês Azevedo, som medleder Carnegie Mellon University's Center for Climate and Energy Decision Making og vil slutte sig til Stanford Earths fakultet i juli 2019.

Californien og New York, imidlertid, er undtagelser. I disse to stater, forskerne konkluderede, at de nuværende tilgængelige rabatter overstiger de økonomiske, sundhed, miljø- og klimaforandringer, som samfundet får af solcellesystemer på tagterrassen på skoler – i det mindste til nutidens priser for at udligne kulstofemissioner med andre midler.

"Californien og New York gør et fantastisk stykke arbejde med at stimulere solenergi, men vi ser stadig ikke 100 procent penetration, " sagde Wong-Parodi. "En god brug af deres tid og ressourcer kan være at evaluere alle de skoler, der ikke har det endnu, og prøv at forstå hvorfor."