Новая работа Ребекки Р. Эрнандес из Карнеги (сейчас работает в Калифорнийском университете в Беркли), Мэдисон К. Хоффакер и Криса Филда показала, что количество энергии, которое может быть произведено с помощью солнечного оборудования, построенного на существующей инфраструктуре и вокруг нее в Калифорнии, превысит уровень штата. спрос до пяти раз. Он опубликован Nature Climate Change.«Интеграция солнечных установок в городскую и пригородную среду вызывает наименьшее изменение земного покрова и наименьшее воздействие на окружающую среду», — пояснил Эрнандес.Чуть более 8 процентов всех земных поверхностей в Калифорнии созданы людьми — от городов и зданий до парковых зон.
Крыши жилых и коммерческих зданий предоставляют множество возможностей для выработки электроэнергии с помощью небольших и коммунальных солнечных электростанций. Другие совместимые возможности доступны в открытых городских пространствах, таких как парки.Точно так же существует возможность для дополнительного строительства солнечных батарей на неосвоенных участках, которые не являются экологически уязвимыми или не защищенными на федеральном уровне, например, на деградированных землях.
«Из-за важности размещения предприятий по производству солнечной энергии рядом с дорогами и существующими линиями электропередачи наш инструмент определяет потенциально совместимые объекты, которые не являются удаленными, показывая, что установки не обязательно должны быть расположены в пустынях», — сказал Эрнандес.Это исследование включало два вида солнечных технологий: фотоэлектрические, в которых используются полупроводники и которые похожи на солнечные панели, используемые в бытовой электронике, и концентрирующая солнечная энергия, в которой используются огромные изогнутые зеркала для фокусировки солнечных лучей.
Возможно сочетание обоих вариантов, наилучшим образом подходящих для каждой конкретной области установки, будь то на крыше, в парке, на деградированных землях или в любом другом месте, которое считается совместимым или потенциально совместимым. Они обнаружили, что солнечная энергия для малых и коммунальных предприятий может генерировать до 15 000 тераватт-часов энергии в год с использованием фотоэлектрических технологий и 6000 терраватт-часов энергии в год с использованием технологии концентрирования солнечной энергии.В целом команда обнаружила, что в Калифорнии есть около 6,7 миллиона акров (27 286 квадратных километров) земли, пригодной для строительства фотоэлектрических солнечных батарей, и около 1,6 миллиона акров (6 274 квадратных километра), пригодных для концентрации солнечной энергии.
Есть также дополнительные 13,8 миллиона акров (55 733 квадратных километра), которые потенциально совместимы для развития фотоэлектрической солнечной энергии с минимальным воздействием на окружающую среду, и 6,7 миллиона акров (27 215 квадратных километров) также потенциально совместимы для концентрирования развития солнечной энергии.Работа команды показывает, что можно существенно увеличить долю потребности Калифорнии в энергии, удовлетворяемой за счет солнечной энергии, без преобразования естественной среды обитания и негативного воздействия на окружающую среду, а также без перемещения солнечных установок в места, удаленные от потребителей.
«Поскольку Калифорния работает над соблюдением требований, согласно которым к 2020 году 33 процента розничной электроэнергии будет обеспечиваться из возобновляемых источников, а выбросы парниковых газов будут на 80 процентов ниже уровня 1990 года к 2050 году, наше исследование может помочь политикам, разработчикам и заинтересованным сторонам в сфере энергетики принимать обоснованные решения. — сказал Филд, директор Департамента глобальной экологии Карнеги. «Кроме того, наши выводы имеют значение для других государств и стран с такими же ценными экологическими ресурсами и инфраструктурными ограничениями».