Поговорка о том, что «беда не приходит одна», также является названием французского короткометражного немого фильма 1903 года. То же самое можно сказать и о климатическом кризисе, который тесно связан с экологическим и энергетическим кризисами. Три кризиса взаимно влияют друг на друга, как стороны неразрешимой треугольной драмы.

В 2050 году нам потребуется в три раза больше электроэнергии, если мы хотим успешно перейти к «зеленому» переходу и достичь климатических целей. Чтобы производить достаточно электроэнергии, мы должны выделить достаточно земли для производства необходимой нам энергии. Однако присвоение земли для производства энергии наносит ущерб экосистемам, что, в свою очередь, усугубляет изменение климата.

Как мы можем не допустить, чтобы эта драма развернулась на нашей планете?

NTNU сотрудничал с Технологическим институтом Гренобля в новом исследовании по проведению систематического обзора землепользования всех энергетических решений. Мы проанализировали 870 электростанций по всему миру, включая солнечную , ветровую , гидроэнергию и атомную энергетику . Исследование было опубликовано в Scientific Reports .

Одним из выводов исследования было то, что гидроэнергетика является наиболее экономичным возобновляемым источником энергии во всем мире. Это бросает вызов распространенному мнению о том, что солнечная энергия является наиболее энергоемким возобновляемым источником энергии.

Мир в эко-печали

Наше исследование показывает, что экологические посягательства в мире увеличатся в шесть раз к 2050 году, если мы будем следовать сценарию Международного энергетического агентства (МЭА) с нулевыми выбросами. Другими словами, решить климатический кризис , не усугубив экологический кризис, невозможно, если будет осуществляться нынешняя энергетическая политика.

Для производства электроэнергии в мире к 2050 году — согласно текущему энергетическому плану — потребуется территория, в полтора раза превышающая размер Индии или равная по размеру всему ЕС, если предположить, что мы станем климатически нейтральными.

Больше ценить окружающую среду

Человеческие существа уже распространились по слишком большой части этой планеты. Межправительственная научно-политическая платформа ООН по биоразнообразию и экосистемным услугам (МПБЭУ) показывает, что мы должны защищать природу, если мы хотим сохранить биологическое разнообразие мира. Леса хранят CO ₂ и обеспечивают нас хорошим воздухом для дыхания. Грета Тунберг недавно предостерегла от сжигания лесов для получения энергии, заявив, что эта практика не может быть признана возобновляемой.

Все энергетические переходы на протяжении всей истории до сих пор характеризовались постепенным производством большего количества энергии на меньших участках суши. Раньше нашим единственным источником энергии был лес, которым приходилось жертвовать ради еды и тепла. Мы перешли с дров на уголь, а затем на нефть и газ.

Выходом из экологического кризиса и вырубки лесов в свое время стала промышленная революция . Вместо этого защита и наслаждение лесом стали более приоритетными. Но сегодня мы, к сожалению, ухудшаем окружающую среду и создаем те же проблемы.

Использование леса в качестве топлива — худшее

Очевидным ответом на решение трилеммы климата, энергии и окружающей среды является продолжение поиска наиболее энергоемких решений. Нам нужно следить за данными, куда бы они ни вели, и новое исследование дает возможность сделать это.

Среди возобновляемых источников энергии биоэнергетика, которая включает сжигание лесов для получения энергии, является наихудшей, за ней следуют наземный ветер, морской ветер , энергия волн, солнечная энергия и, наконец, гидроэнергетика.

Среди возобновляемых источников энергии биоэнергетика, которая включает сжигание лесов для получения энергии, является наихудшей. Использование 878 квадратных километров пространства для производства одного тераватт-часа, что не покроет более четверти потребностей города Нью-Йорка, с самого начала исключает использование биоэнергии как наиболее рационального решения.

Следующими вариантами являются береговой ветер, морской ветер, энергия волн и солнечная энергия, за которыми следует гидроэнергетика, которая является наиболее экономичным возобновляемым источником. Хотя биоэнергия является очень разбавленной формой энергии, исследования показывают, что у наземной ветровой энергии есть некоторые из тех же проблем:

Биомасса, безусловно, является самым «разбавленным» возобновляемым источником энергии, но в выборке из 148 наземных ветряных электростанций мы обнаружили, что ветер является вторым самым «разбавленным» источником выработки электроэнергии.

Береговая ветроэнергетика имеет свои проблемы

Одно из утверждений людей, которые работают с ветровой энергией, заключается в том, что земля, занимаемая ветряными электростанциями, может использоваться для различных целей, таких как выпас скота, сельское хозяйство и отдых. Однако ресурсы ветровой энергии, обнаруженные на участках суши, которые уже используются для других целей, весьма ограничены, что также ограничивает возможность расширения масштабов использования энергии ветра, чтобы она стала доминирующим энергетическим решением во всем мире.

Энергия ветра также не дает возможности восстановить поврежденную окружающую среду.

Согласно нашим исследованиям, когда занимаемая площадь ветроэнергетики учитывает только площадь основания башни и подъездные пути, удельная мощность может легко увеличиться как минимум на порядок. Однако это не полностью отражает большое расстояние между распределенными источниками энергии ветряной электростанции и низкую масштабируемость в районах с ограниченным пространством.

Высокие требования к земле также влекут за собой серьезные последствия для материалов и инфраструктуры, необходимых для сбора энергии от ветряных турбин. Существует потенциальное косвенное воздействие на дикую природу и ухудшение качества ландшафта, а визуальный след значителен на всей территории.

Ядерная энергетика выходит победителем

Если рассматривать все источники энергии, ядерная энергетика является явным победителем с точки зрения пространственной плотности энергии. Атомная энергетика могла бы снабжать весь мир безэмиссионной энергией после ископаемого века на площади, равной половине площади норвежского графства Викен или половине площади американского штата Вермонт.

Когда мы сравниваем цифры, оказывается, что пространственная протяженность атомной энергетики на 99,7% меньше, чем у наземной ветроэнергетики, то есть в 350 раз меньше использование площади суши.

Эти данные следует рассматривать в свете прогнозируемого экологического кризиса к 2050 году. Энергетический переход, основанный только на ядерной энергетике, позволит избежать 99,75% экологических посягательств в 2050 году. Мы могли бы даже устранить большую часть текущего воздействия на окружающую среду, которое мы уже нанесли.

НИМБИ или ЙИМБИ?

Это правда, что ядерная энергетика уже несколько лет сталкивается с проблемой популярности. Сегодня ядерная энергетика выходит за рамки определения возобновляемой энергии, но предположительно будет считаться возобновляемой в долгосрочной перспективе. Уран — топливо для атомной энергетики — в будущем будет добываться из моря, где запасы урана могут быть восполнены естественным образом. Кроме того, отработанный уран, вероятно, станет пригодным для повторного использования благодаря новым технологиям. Тогда ядерная энергия будет считаться возобновляемым источником энергии.

Пространство — это фактор, который все больше влияет на популярность источников энергии, о чем свидетельствует известная аббревиатура NIMBY — Not In My Back Yard. Аббревиатура часто используется в контексте разработок ветровой и солнечной энергетики, которые влияют на людей, животных и природу.

Недавние исследования показывают, что ядерная энергетика может быть желанным соседом для многих жителей, поскольку она обеспечивает местным сообществам безопасность снабжения для развития бизнеса и рабочих мест. Мы говорим об обратном эффекте NIMBY, или YIMBY — Yes, In My Back Yard.

Климат и окружающая среда должны решаться вместе

Точно так же, как три кризиса — климатический, природный и энергетический — возникают вместе, их также необходимо решать вместе. В течение многих лет основное внимание уделялось климатически оптимизированным решениям, в то время как экологически рациональные решения оставались немного вне поля зрения.

Как будто мы совершенно забыли, как сохранение и восстановление природы может сыграть жизненно важную роль в смягчении климатических последствий.

Поэтому следует уделять больше внимания землепользованию. Рассматриваемое исследование сосредоточено на эффективности использования земли и касается именно этого вопроса. Ядерная энергетика является явным победителем в такой гонке. Биоэнергетика в проигрыше, и гвоздем в гробу станет потребность в земле. Должны ли мы перестать вырубать наши леса, чтобы производить электричество?