Kuna teknolojia kadhaa zinazopatikana za kaboni ndogo ili kutoa umeme. Lakini je! Ni bora kuliko mafuta na nguvu za nyuklia?

Ili kujibu swali hilo, mtu anahitaji kulinganisha sio tu uzalishaji wa vyanzo tofauti vya nguvu lakini pia faida za kiafya na vitisho kwa mifumo ya ikolojia of nishati ya kijani.

Uzalishaji wa umeme unawajibika kwa karibu robo uzalishaji wa gesi chafu duniani, na mahitaji yamekaribia kuongezeka kama Idadi ya watu waliohifadhiwa inaunganishwa kwenye gridi ya taifa, na umeme na magari ya umeme kuongezeka. Kwa hivyo kukomesha ongezeko la joto ulimwenguni itahitaji mabadiliko ya uzalishaji wa umeme.

Lakini ni muhimu kuepuka mitego anuwai ya mazingira katika mabadiliko haya, kama vile kuvuruga mazingira na wanyama pori au kusababisha uchafuzi wa hewa.

Ndani ya karatasi ya utafiti, tulichambua athari za uzalishaji wa umeme kutoka kwa vyanzo mbadala, utengamano wa nyuklia mitambo ya umeme na mafuta, na bila CO? kukamata na kuhifadhi (CCS) teknolojia ya kutenganisha CO? na kuihifadhi chini ya ardhi. Tulihesabu athari za mazingira zinazohusiana na uzalishaji, uendeshaji na uvunjaji wa vifaa, pamoja na uzalishaji, usafiri na uchomaji wa mafuta. Kisha tulilinganisha hali ya msingi na a mazingira ya umeme wa kaboni ya chini ambayo ingeweza kuzuia wastani wa joto ulimwenguni kutoka kupanda zaidi ya nyuzi mbili Celsius juu ya viwango vya preindustrial ifikapo mwaka 2050 - the hatua wanasayansi wa hali ya hewa wanasema wataepuka mabadiliko hatari ya hali ya hewa.

Utafiti wetu unathibitisha kwa nguvu kwamba mafuta - hasa makaa ya mawe - weka mzigo mzito kwa mazingira na kwamba miradi mingi ya nishati mbadala ina athari ndogo zinazohusiana na uchafuzi wa mazingira na afya ya binadamu. Walakini, hakuna chanzo cha nishati bila athari mbaya za mazingira. Kuketi kwa mmea wa umeme, muundo wa mradi na uchaguzi wa teknolojia ni maswala muhimu ambayo wawekezaji na serikali wanapaswa kuzingatia kwa umakini sana.

Jua linaangaza

Kubadilisha mimea ya nguvu za mafuta na vyanzo vya nishati mbadala, pamoja na jua, upepo, umeme wa maji na nguvu ya mvuke, itapunguza aina anuwai ya uchafuzi wa mazingira. Ukubwa wa tofauti katika uchafuzi wa mazingira kati ya visukuku na chaguzi zingine za nishati mbadala ni ya kushangaza. Kwa mfano, tuligundua kuwa mchakato mzima wa utengenezaji, uanzishaji na utumiaji wa paneli za picha husababisha uchafuzi mdogo kuliko tu kupeleka mafuta kwa mmea wa umeme wa makaa ya mawe wakati madini yanajumuishwa.

Je! Juu ya alama ya mazingira ya kutengeneza mifumo ya nishati mbadala?

Photovoltaics (PV) hutoka vizuri sana katika uchambuzi wetu. Leo, uzalishaji wa seli za PV hutumia nguvu kidogo kuliko hapo awali. Uzalishaji wa kaboni kwa kila kitengo cha umeme wa PV ni moja ya kumi au chini ya mimea yenye nguvu zaidi ya gesi asilia. Shida za kiafya za binadamu, kama ugonjwa wa kupumua kutoka kwa athari ya chembechembe, ni karibu theluthi moja ya zile za mitambo ya kisasa inayotumia makaa ya mawe na vifaa vya hali ya juu vya kudhibiti uchafuzi wa mazingira. Hitimisho sawa zinashikilia uchafuzi wa maji na mchanga kwenye mifumo ya ikolojia, tuligundua.

Lakini paneli za jua zinahitaji nafasi zaidi kutoa nguvu sawa na mafuta ya mafuta au jenereta za nguvu za nyuklia. Je! Sio shida kufunika maeneo makubwa na paneli za jua kuwa shida? Sio lazima. Kiasi cha ardhi inayohitajika kuzalisha saa ya kilowatt kutoka PV inalinganishwa na ile ya nguvu ya makaa ya mawe, wakati ardhi inayohusishwa na makaa ya mawe ya madini inahesabiwa. Na karibu nusu ya mitambo ya PV katika hali yetu ya baadaye mnamo 2050 inaweza kuwekwa juu ya paa.

Kuzalisha paneli za PV inahitaji metali anuwai, nyingi ambazo zinatengenezwa tu ndani maeneo yenye mipaka. Baadhi ya metali hizo zina sumu kali. Matibabu ya taka na kuchakata, ambayo hatukujumuisha katika tathmini yetu, kwa hivyo ni muhimu.

PV, kwa kweli, hutoa umeme tu wakati jua linaangaza. Walakini, teknolojia tofauti ya jua - kuzingatia nguvu ya jua-mafuta. Tulidhani teknolojia ya CSP, ambayo kwa sasa ina matumizi duni sana ikilinganishwa na PV, itatoa robo moja ya umeme wa jua katika hali yetu ya uzalishaji wa chini.

Kwa mtazamo wa uzalishaji wa kaboni na afya, nguvu ya jua ni bora zaidi kuliko uzalishaji wa nguvu za mafuta. Lakini mimea mikubwa ya jua inahitaji ardhi kubwa na inaweza kuwa na athari mbaya kwa spishi za hapa. 11_jamey_stillings_20121027_bse / flickr, CC BY

Athari za mazingira kutoka kwa umeme wa maji hutofautiana sana, tumepata. Mabwawa mengine husababisha athari kubwa ya hali ya hewa kupitia uzalishaji wa methane kutoka kuoza kwa mimea kwenye mabwawa. Mabwawa mengine kusababisha shida kubwa sawa za kiikolojia kupitia uharibifu wa makazi. Wanaweza pia kuzuia uhamiaji wa spishi za majini na kupunguza mtiririko wa mashapo na usafirishaji wa virutubisho, ambayo huathiri maeneo ya mafuriko na delta. Kwa upande mwingine, mabwawa huunda makazi mapya ya ndege na spishi zingine.

Umeme wa maji hutoa kielelezo kizuri cha umuhimu wa uteuzi wa wavuti na muundo wa mradi. Miradi mingine inaweza kuwa na faida kiuchumi lakini mwishowe haifai kutekelezwa ikiwa jamii itazingatia uharibifu wa mazingira unaoweza kusababisha. Kwa miradi mingine, athari zinaweza kupunguzwa na mikakati ya kupunguza kama vile mtiririko wa mkondo wa mazingira na ngazi ya samaki, ambayo hutoa mwendo kwa samaki wanaohamia karibu na bwawa.

Masomo kama hayo yanashikilia nguvu ya upepo, ambapo uharibifu wa makazi wakati wa ujenzi unapaswa kupunguzwa na shughuli kurekebishwa ili kupunguza migongano na raptors na popo. Pia, rasilimali za nguvu za upepo hutofautiana sana katika maeneo, ambayo inasema kwa kuchagua mahali ambapo rasilimali za upepo ni nyingi zaidi.

Bioenergy inatishia bioanuwai

Biomass nishati, au kuchoma nyenzo za mmea kwa uzalishaji wa umeme, ina jukumu kuu katika mipango mingi ya kupunguza ongezeko la joto ulimwenguni hadi 2 ° C juu ya viwango vya preindustrial. Kinyume na PV na upepo, inatoa nguvu inayohitajika kwa mahitaji.

Wakati imejumuishwa na CO? kukamata na kuhifadhi, inaweza kusugua kaboni kutoka anga na kuiweka chini ya ardhi. Kuungua koppice ya mzunguko mfupi, kama vile Willow na miscanthusIli kuzalisha nguvu pia inaweza kupunguza uzalishaji wa gesi chafu wa baiolojia. Kwa njia hizi, athari za kiafya za kuchoma majani zinaweza kupunguzwa.

Kutengeneza nguvu kutoka kwa bioenergy, kama chips za kuni, ina uzalishaji wa kaboni na vichafuzi vingine vya hewa. Kukamata kaboni na kuisukuma chini ya ardhi kunaboresha nyayo zake za mazingira. Idara ya Misitu ya Oregon, CC BY

Walakini, matumizi ya ardhi yanahitajika kukuza hata mimea hii inayokua haraka hupunguza matumizi ya ardhi ya vyanzo vingine vya nguvu. Hii ina athari kubwa kiikolojia. Kama inavyopimwa na spishi zilizopotea kwa kila kilowati-saa iliyozalishwa, tuligundua kuwa uharibifu wa kiikolojia wa majani unalinganishwa na ule wa makaa ya mawe na gesi.

Kwa hivyo wakati inatoa faida kutokana na uzalishaji wa gesi chafu uliopunguzwa, nguvu ya majani inakuwa nzuri zaidi kwa mifumo ya ikolojia tu inapotumika. na kukamata kaboni na kuhifadhi, tulihitimisha.

Mikakati ya kupunguza hali ya hewa inaweza kutoa fursa adimu ya kupunguza sio tu uzalishaji wa kaboni lakini pia anuwai ya shida za mazingira. Walakini, kupelekwa kwa teknolojia za kaboni ya chini inapaswa kuzuia makazi nyeti ili kutambua kikamilifu faida zao za mazingira bila kusababisha athari zisizotarajiwa.

Wakati watu wengi wanatambua kuwa jua na upepo ni vyanzo vya nishati ya kaboni ya chini, bioenergy na kukamata kaboni na kuhifadhi pia zina jukumu muhimu katika hali zote ambazo nchi hupunguza haraka uzalishaji wa kaboni. Matokeo yetu yanaonyesha kwamba tunahitaji kutafuta njia za kutumia teknolojia hizi wakati wa kupunguza athari kwa mifumo ya ikolojia. Sio tu juu ya kama tunaajiri nishati safi, lakini ni teknolojia gani, wapi na jinsi gani.

Kuhusu Mwandishi

Edgar Hertwich, Profesa wa Ikolojia ya Viwanda, Chuo Kikuu cha Yale; Anders Arvesen, Mtafiti katika Uhandisi wa Nishati na Mchakato, Chuo Kikuu cha Norway cha Sayansi na Teknolojia; Sangwon Suh, Profesa katika Ikolojia ya Viwanda, Chuo Kikuu cha California, Santa Barbara, na Thomas Gibon, Ph.D. Mgombea, Chuo Kikuu cha Norway cha Sayansi na Teknolojia

Makala hii ilichapishwa awali Mazungumzo. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon