Согласно исследованию, опубликованному в журнале Environmental Science & Technology, переход большинства стран мира на полное обеспечение энергией за счет ветра, солнца, геотермальных источников и гидроэнергетики к 2050 году позволит снизить потребность в энергии и затраты на нее, улучшить качество воздуха и замедлить изменение климата.
Авторы исследования утверждают, что эти преимущества могут быть реализованы при затратах, значительно меньших, чем при внедрении технологий, которые удаляют углекислый газ (CO2) из воздуха и улавливают его из стационарных источников, таких как промышленные дымовые трубы.
Ведущий автор исследования Марк Джейкобсон, профессор гражданской и экологической инженерии в Stanford Doerr School of Sustainability и Stanford School of Engineering, сообщает, что если потратить 1 доллар на улавливание углерода вместо ветра, воды и солнца, то это увеличивает выбросы CO2, загрязнение воздуха, потребности в энергии, затраты на энергию, количество трубопроводов и общие социальные издержки.
Он добавляет, что это утверждение справедливо, даже если системы безуглеродной энергетики приводят в действие технологию, используемую для извлечения углекислого газа. Джейкобсон утверждает, что использование чистой, возобновляемой энергии для прямого улавливания воздуха вместо замены источника CO2 ископаемого топлива, как и её использование для искусственного интеллекта или майнинга биткойнов, всегда является альтернативной стоимостью, так как препятствует замене источников ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии, потому что создает больший спрос на эти возобновляемые источники энергии.
Джейкобсон и его соавторы сравнили годовые затраты на энергию, выбросы, воздействие на здоровье населения и социальные издержки, связанные с внедрением любого из двух экстремальных сценариев во всех секторах 149 стран в течение следующих 25 лет.
Один из сценариев предполагает полный переход на использование тепла и электроэнергии, вырабатываемых ветром, солнцем, геотермальными источниками и гидроэнергетикой, для всех энергетических нужд, а также некоторые достижения в области энергоэффективности; сокращение спроса на энергию за счет улучшения общественного транспорта, увеличения количества велосипедов и удаленной работы; и коммерциализацию водородных топливных элементов для дальних воздушных перевозок и судоходства. В этом случае исследователи предполагают, что водород будет производиться с использованием воды и электроэнергии из возобновляемых источников, а не с использованием ископаемого топлива, как это происходит в большинстве случаев сегодня.
Другой сценарий предполагает, что страны сохранят свою нынешнюю зависимость от ископаемого топлива с некоторыми возобновляемыми источниками энергии, ядерной энергией и биомассой, одновременно повышая энергоэффективность в той же степени, что и в случае с полностью возобновляемыми источниками энергии. В этом втором экстремальном случае все 149 стран также добавят оборудование для улавливания углекислого газа из промышленных дымовых труб и будут использовать технологию, известную как синтетическое прямое улавливание углерода из воздуха, для извлечения CO2 из окружающего воздуха.
Сравнивая эти два «нереалистично экстремальных случая», авторы пишут, что это позволяет выявить климатические, медицинские и социальные издержки, связанные с инвестированием денег в улавливание углерода и прямое улавливание воздуха, которые в противном случае могли бы пойти на электрификацию и использование энергии ветра, воды и солнца. Ни один из случаев не учитывает потенциальные затраты или выгоды от усилий по увеличению секвестрации углерода в естественных поглотителях углерода, таких как водно-болотные угодья, леса, почва и океаны.
Джейкобсон и его соавторы обнаружили, что если 149 исследованных стран успешно ликвидируют ископаемое топливо и сжигание биомассы за счет возобновляемых источников энергии и повышения эффективности к 2050 году, они смогут сократить свои конечные потребности в энергии более чем на 54%. По заключению авторов, годовые затраты на энергию снизятся почти на 60%. Будут предотвращены сотни миллионов заболеваний и 5 миллионов смертей в год, связанных с загрязнением воздуха от энергии — будь то от дровяных печей и керосиновых ламп или от газовых электростанций.
Джейкобсон, который также является старшим научным сотрудником Stanford Woods Institute for the Environment, сообщает, что когда устанавливаются ветряные турбины для замены угольной электростанции, устраняется не только CO2, но и загрязнение от угля.
Джейкобсон объясняет, что широкое распространение электрификации снижает потребность в энергии отчасти потому, что электрические тепловые насосы и транспортные средства более эффективны, чем газовые обогреватели и приборы, обычные кондиционеры и двигатели внутреннего сгорания. Другая экономия энергии достигается за счет устранения энергии, необходимой для добычи, транспортировки и переработки нефти, газа, угля и урана.
Джейкобсон утверждает, что можно иметь самый эффективный способ удаления CO2 из воздуха, но это не меняет эффективности сжигания, так как сохраняется та же неэффективная энергетическая инфраструктура. Он подчёркивает, что гораздо дешевле и эффективнее просто заменить ископаемый источник электричеством или теплом, получаемым из возобновляемого источника.
Авторы исследования пишут, что климатическая политика, способствующая расширению использования возобновляемых источников энергии, а также улавливанию углерода и прямому улавливанию воздуха для борьбы с выбросами от ископаемого топлива и биомассы, «не делает различий между хорошими и плохими решениями», и любая политика, способствующая улавливанию углерода и прямому улавливанию воздуха, «должна быть отменена». Они добавляют, что «единственный способ устранить все загрязняющие воздух и вызывающие потепление климата газы и частицы из энергии — это устранить сжигание».
