グリーンエネルギーは健康と環境コストを隠していますか?

電気を発生させるために利用可能な多くの低炭素技術があります。 しかし、彼らは化石燃料や原子力よりも本当に優れていますか? 会話

その質問に答えるには、異なる電源の排出量だけでなく、 健康への利益と生態系への脅威 of グリーンエネルギー.

電気の生産は、 四半期 世界的な温室効果ガス排出量の 貧弱な集団がグリッドに接続する、エレクトロニクスと 電気自動車 増殖する。 地球温暖化を止めるには、電力生産の変革が必要です。

しかし、この移行では、生態系や野生生物を破壊したり、 大気汚染.

研究論文再生可能エネルギー源からの発電の影響を分析し、 核分裂 発電所と化石燃料 CO?キャプチャとストレージ (CCS) CO を分離する技術?そしてそれを地下に保管します。私たちは、燃料の生産、輸送、燃焼だけでなく、施設の生産、運営、解体に伴う環境への影響も考慮しました。次に、ベースライン シナリオを次のシナリオと比較しました。 低炭素電力シナリオ 2050によって世界の平均気温が工業化前の水準を2℃以上上げないようにする ポイント 気候科学者は、危険な気候変動を避けると言います。


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私たちの研究は、石炭を中心とした化石燃料が、 環境に重い負担をかける 最も再生可能な発電プロジェクトは、生態系と人間の健康に及ぼす汚染関連の影響がより少ないことを示している。 それにもかかわらず、エネルギー源は環境に悪影響を及ぼすことはない。 発電所の立地、プロジェクト設計、技術選択は、投資家と政府が非常に注意深く検討すべき重大な問題です。

ソーラーライト

化石燃料発電所を太陽光、風力、水力、地熱などの再生可能エネルギー源に置き換えることで、多様な種類の汚染を減らすことができます。 化石といくつかの再生可能エネルギーオプションの間の汚染の差の大きさは素晴らしいです。 例えば、太陽光発電パネルを製造、設置、操作するプロセス全体が、鉱山が含まれている場合に石炭火力発電所に燃料を供給するだけの場合よりも汚染を少なくすることが分かった。

実際に再生可能エネルギーシステムを作る環境フットプリントはどうですか?

私たちの分析では、光起電性(PV)が非常によく出てきます。 今日、太陽電池の生産は従来よりもはるかに少ないエネルギーを使用しています。 PV電力の単位当たりの炭素排出量は、最も効率的な天然ガス発電所の1/10以下である。 粒子状物質の暴露による呼吸器疾患などの人体の健康問題は、最新の石炭火力発電プラントの高度な汚染制御装置の約1/10である。 同様の結論は、生態系に対する水と土壌の汚染を防ぐものであることが分かった。

しかし、ソーラーパネルは、化石燃料や原子力発電機と同量の電力を発生させるためにはるかに多くのスペースを必要とします。 ソーラーパネルで巨大なエリアをカバーするべきではないか? 必ずしも。 PVから1キロワット時を生成するために必要な土地の量は、鉱石の石炭に関連する土地が占める石炭の電力量に匹敵します。 2050の今後のシナリオでのPV設置の約半分は屋上に置くことができます。

PVパネルを製造するには、様々な金属が必要であり、その多くは、 限られた場所。 これらの金属の中には毒性が強いものがあります。 したがって、私たちが評価に含まなかった廃棄物処理とリサイクルは重要です。

PVは太陽が輝いているときにだけ電気を供給します。 しかし、異なる太陽技術 - 太陽熱発電を集中する光を集中させて熱を発生させることは、公害軽減の観点から同様の性能を発揮するものの、熱を蓄えて夕方に発電するオプションを提供するため、前進する可能性があります。 私たちは、PVに比べて現在採用率が非常に低いCSP技術が、低排出ガスシナリオで太陽光発電の4分の1を提供すると仮定しました。

グリーン3 23炭素排出量と健康の観点から、太陽光発電は化石燃料発電よりはるかに優れています。 しかし、大規模な太陽光発電所は大規模な土地を必要とし、地元の種に悪影響を及ぼす可能性があります。 11_jamey_stillings_20121027_bse / flickr, CC BY

水力発電による環境への影響は大きく異なります。 重要な気候の影響を引き起こすダム 貯留層中のバイオマスの分解に由来するメタンの排出によって生じる。 他のダム 同様に深刻な生態学的問題を引き起こす 生息地の破壊を通じて。 彼らはまた、水生生物の移動を阻止し、氾濫原やデルタに影響を与える土砂流と栄養輸送を減らすことができます。 一方、貯水池は鳥や他の種の新しい生息地を形成します。

水力発電所は、敷地選択とプロジェクト設計の重要性をよく説明しています。 一部のプロジェクトは経済的に実行可能かもしれませんが、社会がそれらが引き起こす可能性のある環境悪化を考慮すれば、最終的に実現すべきではありません。 他のプロジェクトの場合、影響は、 環境ストリームフロー & 魚のはしごダム周辺の魚を移動させるための迂回路を提供します。

同様のレッスンは、建設中の生息地の破壊を最小限に抑えるべき風力発電と、 ラプターとコウモリとの衝突。 また、風力発電資源は場所によって大きく異なり、風力資源が豊富な場所を選択することが主張されています。

バイオエネルギーは生物多様性を脅かす

バイオマス エネルギー、または燃焼用の植物原料は、工業化レベルを上回る2°Cに地球温暖化を制限するほとんどの計画において中心的な役割を果たす。 PVや風とは異なり、オンデマンドの再生可能電力を提供します。

COと組み合わせると?キャプチャして保存できる 大気中の炭素をスクラブする それを地下に置きます。 短回転コピースを燃やす & ススキバイオパワーの純粋な温室効果ガス排出を削減することもできます。 このようにして、燃焼バイオマスの健康への影響を低減することができます。

木チップ3 23木材チップなどのバイオエネルギーから電力を作り出すには、炭素排出物やその他の大気汚染物質があります。 カーボンを捕捉して地中に圧送することで、環境面の改善が図られます。 オレゴン州林業局, CC BY

しかし、これらの急速に成長する植物でさえも成長するために必要な土地利用は、他の電源の土地利用を矮小化する。 これは重大な生態学的含意を有する。 1キロワット時に失われた種によって測定されるように、バイオマスの生態学的損傷は石炭とガスのそれに匹敵することがわかった。

したがって、温室効果ガスの排出削減による利益をもたらす一方、バイオマス発電は、使用される場合に限り、生態系に対してより有利になる 炭素の捕獲と貯蔵、我々は結論づけた。

気候緩和戦略は、炭素排出だけでなく広範囲の環境問題を軽減する稀な機会を提供する可能性があります。 しかし、低炭素技術の導入は、意図しない結果を招くことなく環境上の利益を十分に実現するためには、敏感な生息地を避けるべきである。

大部分の人々は、太陽光と風力が低炭素エネルギー源であると認識していますが、バイオエネルギーと炭素の捕獲と貯蔵は、国が炭素排出を急速に削減するすべてのシナリオにおいて不可欠な役割を担っています。 私たちの結果は、生態系への害を最小限に抑えながら、これらの技術を使用する方法を模索する必要があることを示しています。 クリーンエネルギーを採用しているかどうかだけではなく、どのような技術、どこでどのように使用していますか。

著者について

Edgar Hertwich、産業エコロジー教授、 イェール大学; Anders Arvesenエネルギー・プロセス工学研究者、 ノルウェー科学技術大学; 産業生態学教授である蘇原(サンウォン・サ)教授は、 カリフォルニア大学サンタバーバラ校、Thomas Gibon、Ph.D. 候補者、 ノルウェー科学技術大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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