Esistono numerose tecnologie disponibili a basse emissioni di carbonio per generare elettricità. Ma sono davvero migliori dei combustibili fossili e dell'energia nucleare?

Per rispondere a questa domanda, è necessario confrontare non solo le emissioni di diverse fonti di energia, ma anche il benefici per la salute e minacce agli ecosistemi of energia verde.

La produzione di elettricità è responsabile di circa un quarto delle emissioni globali di gas a effetto serra e la domanda è destinata ad aumentare popolazioni sottoservite si collegano alla grigliaed elettronica e veicoli elettrici proliferare. Quindi fermare il riscaldamento globale richiederà una trasformazione della produzione di elettricità.

Ma è importante evitare varie insidie ​​ambientali in questa transizione, come la distruzione di ecosistemi e fauna selvatica o cause inquinamento dell'aria.

In un documento di ricerca, abbiamo analizzato l'impatto della produzione di elettricità da fonti rinnovabili, fissione nucleare centrali elettriche e combustibili fossili, con e senza CO? cattura e archiviazione (CCS) per la separazione della CO? e immagazzinarlo sottoterra. Abbiamo tenuto conto degli effetti ambientali associati alla produzione, al funzionamento e allo smantellamento degli impianti, nonché alla produzione, al trasporto e alla combustione dei combustibili. Abbiamo quindi confrontato uno scenario di base con uno scenario di elettricità a basse emissioni di carbonio ciò impedirebbe alle temperature medie globali di aumentare di oltre due gradi Celsius rispetto ai livelli preindustriali di 2050 - il punto gli scienziati del clima affermano che eviteranno pericolosi cambiamenti climatici.

Il nostro studio conferma con forza che i combustibili fossili - principalmente carbone - porre un pesante fardello sull'ambiente e che la maggior parte dei progetti di energia rinnovabile ha minori impatti legati all'inquinamento sugli ecosistemi e sulla salute umana. Tuttavia, nessuna fonte di energia è priva di effetti collaterali ambientali avversi. Ubicazione delle centrali elettriche, progettazione del progetto e scelta della tecnologia sono questioni critiche che investitori e governi dovrebbero considerare con molta attenzione.

Il sole splende

Sostituire le centrali elettriche a combustibile fossile con fonti di energia rinnovabile, tra cui energia solare, eolica, idroelettrica e geotermica, ridurrebbe i diversi tipi di inquinamento. L'entità della differenza nell'inquinamento tra fossili e alcune opzioni di energia rinnovabile è sorprendente. Ad esempio, abbiamo scoperto che l'intero processo di produzione, installazione e funzionamento dei pannelli fotovoltaici provoca meno inquinamento rispetto alla sola consegna di combustibile a una centrale elettrica a carbone quando è incluso il mining.

Che dire dell'impronta ambientale della realizzazione di sistemi di energia rinnovabile?

Il nostro fotovoltaico (PV) risulta molto bene nella nostra analisi. Oggi, la produzione di celle fotovoltaiche consuma molta meno energia rispetto al passato. Le emissioni di carbonio per unità di elettricità FV sono pari a un decimo o meno anche delle centrali a gas naturale più efficienti. I problemi di salute umana, come le malattie respiratorie dovute all'esposizione al particolato, sono circa un decimo di quelli delle moderne centrali elettriche a carbone con avanzate apparecchiature di controllo dell'inquinamento. Conclusioni simili valgono per l'inquinamento dell'acqua e del suolo negli ecosistemi, abbiamo scoperto.

Ma i pannelli solari richiedono molto più spazio per generare la stessa quantità di energia dei combustibili fossili o dei generatori di energia nucleare. La copertura di vaste aree con pannelli solari non dovrebbe essere un problema? Non necessariamente. La quantità di terra necessaria per generare un chilowattora dal fotovoltaico è paragonabile a quella del carbone, quando viene considerata la terra associata al carbone da miniera. E circa la metà degli impianti fotovoltaici nel nostro scenario futuro in 2050 potrebbe essere posizionata sui tetti.

La produzione di pannelli fotovoltaici richiede vari metalli, molti dei quali sono prodotti solo in Italia posizioni limitate. Alcuni di questi metalli sono altamente tossici. Il trattamento e il riciclaggio dei rifiuti, che non abbiamo incluso nella nostra valutazione, sono quindi importanti.

Il fotovoltaico, ovviamente, fornisce elettricità solo quando il sole splende. Tuttavia, una diversa tecnologia solare - concentrazione di energia solare termica, che concentra la luce per produrre calore, può essere una strada percorribile in quanto offre prestazioni simili in termini di riduzione dell'inquinamento, ma offre la possibilità di immagazzinare calore e quindi generare elettricità la sera. Abbiamo ipotizzato che la tecnologia CSP, che attualmente ha un'adozione molto bassa rispetto al fotovoltaico, fornirebbe un quarto dell'elettricità solare nel nostro scenario a basse emissioni.

Dal punto di vista delle emissioni di carbonio e della salute, l'energia solare è molto meglio della generazione di energia da combustibili fossili. Ma gli impianti solari su larga scala richiedono grandi tratti di terra e possono avere un impatto negativo sulle specie locali. 11_jamey_stillings_20121027_bse / flickr, CC BY

Abbiamo riscontrato che gli effetti ambientali dell'energia idroelettrica variano ampiamente. Alcune dighe causano impatti climatici significativi attraverso le emissioni di metano dalla decomposizione della biomassa nei serbatoi. Altre dighe causare problemi ecologici altrettanto gravi attraverso la distruzione dell'habitat. Possono anche bloccare la migrazione di specie acquatiche e ridurre il flusso di sedimenti e il trasporto di nutrienti, con effetti sulle pianure alluvionali e sui delta. D'altra parte, i bacini idrici formano nuovi habitat per uccelli e altre specie.

L'energia idroelettrica offre una buona illustrazione dell'importanza della selezione del sito e della progettazione del progetto. Alcuni progetti possono essere economicamente sostenibili, ma alla fine non dovrebbero essere realizzati se la società considera il degrado ambientale che possono causare. Per altri progetti, gli impatti possono essere limitati da strategie di mitigazione come flusso di flusso ambientale ed scale di pesce, che forniscono una deviazione per la migrazione dei pesci intorno a una diga.

Lezioni simili valgono per l'energia eolica, dove la distruzione dell'habitat durante la costruzione dovrebbe essere ridotta al minimo e le operazioni adeguate al fine di ridurre collisioni con rapaci e pipistrelli. Inoltre, le risorse di energia eolica variano ampiamente tra le varie località, il che sostiene la scelta di località in cui le risorse eoliche sono più abbondanti.

La bioenergia minaccia la biodiversità

Biomassa l'energia o la combustione di materiale vegetale per la produzione di energia, svolge un ruolo centrale nella maggior parte dei piani per limitare il riscaldamento globale a 2 ° C al di sopra dei livelli preindustriali. Contrariamente a fotovoltaico e eolico, fornisce energia rinnovabile su richiesta.

Quando combinato con CO? acquisizione e archiviazione, può rimuovere il carbonio dall'atmosfera e posizionalo sottoterra. Bosco ceduo a rotazione rapida, come salice ed miscanto, per produrre energia può anche ridurre le emissioni nette di gas a effetto serra del biopotere. In questi modi, gli effetti sulla salute della combustione della biomassa possono essere ridotti.

La produzione di energia da bioenergia, come trucioli di legno, ha emissioni di carbonio e altri inquinanti atmosferici. Catturare il carbonio e pomparlo sottoterra migliora il suo impatto ambientale. Dipartimento forestale dell'Oregon, CC BY

Tuttavia, l'uso del suolo richiesto per far crescere anche queste piante a crescita rapida sminuisce l'uso del suolo di altre fonti di energia. Ciò ha implicazioni ecologiche significative. Come misurato dalle specie perse per chilowattora generate, abbiamo scoperto che i danni ecologici della biomassa sono paragonabili a quelli del carbone e del gas.

Pertanto, mentre offre benefici dalla riduzione delle emissioni di gas a effetto serra, la potenza della biomassa diventa più favorevole agli ecosistemi solo se utilizzata con cattura e stoccaggio del carbonio, abbiamo concluso.

Le strategie di mitigazione del clima possono offrire una rara opportunità di ridurre non solo le emissioni di carbonio, ma anche una vasta gamma di problemi ambientali. Tuttavia, l'impiego di tecnologie a basse emissioni di carbonio dovrebbe evitare habitat sensibili al fine di realizzare appieno i loro benefici ambientali senza innescare conseguenze indesiderate.

Mentre la maggior parte delle persone riconosce che il solare e l'eolico sono fonti di energia a basse emissioni di carbonio, la bioenergia e la cattura e lo stoccaggio del carbonio hanno anche un ruolo indispensabile in praticamente tutti gli scenari in cui i paesi riducono rapidamente le emissioni di carbonio. I nostri risultati indicano che dobbiamo cercare modi per utilizzare queste tecnologie riducendo al minimo i danni agli ecosistemi. Non si tratta solo di impiegare energia pulita, ma di quali tecnologie, dove e come.

Circa l'autore

Edgar Hertwich, professore di ecologia industriale, Università di Yale; Anders Arvesen, ricercatore in ingegneria energetica e di processo, Università norvegese di scienza e tecnologia; Sangwon Suh, professore di ecologia industriale, University of California, Santa Barbarae Thomas Gibon, Ph.D. Candidato, Università norvegese di scienza e tecnologia

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

libri correlati

at InnerSelf Market e Amazon