Ada sejumlah teknologi rendah karbon yang tersedia untuk menghasilkan listrik. Tapi apakah mereka benar-benar lebih baik dari pada bahan bakar fosil dan tenaga nuklir?

Untuk menjawab pertanyaan itu, seseorang perlu membandingkan tidak hanya emisi sumber daya yang berbeda tetapi juga manfaat kesehatan dan ancaman terhadap ekosistem of green energi.

Produksi listrik bertanggung jawab seperempat dari emisi gas rumah kaca global, dan permintaan diperkirakan akan meningkat populasi terlayani terhubung ke grid, dan elektronik dan kendaraan listrik berkembang biak. Jadi menghentikan pemanasan global akan membutuhkan transformasi produksi listrik.

Tetapi penting untuk menghindari berbagai perangkap lingkungan dalam transisi ini, seperti mengganggu ekosistem dan satwa liar atau penyebabnya polusi udara.

Di sebuah telaahan, kami menganalisis dampak pembangkit listrik dari sumber terbarukan, fisi nuklir pembangkit listrik dan bahan bakar fosil, dengan dan tanpa BERSAMA? penangkapan dan penyimpanan (CCS) teknologi untuk memisahkan CO? dan menyimpannya di bawah tanah. Kami memperhitungkan dampak lingkungan yang terkait dengan produksi, pengoperasian dan pembongkaran fasilitas, serta produksi, pengangkutan dan pembakaran bahan bakar. Kami kemudian membandingkan skenario dasar dengan a skenario karbon rendah karbon yang akan mencegah suhu rata-rata global meningkat lebih dari dua derajat Celsius di atas tingkat pra-industri oleh 2050 - the titik ilmuwan iklim mengatakan akan menghindari perubahan iklim yang berbahaya.

Studi kami dengan tegas menegaskan bahwa bahan bakar fosil - terutama batubara - tempatkan beban berat pada lingkungan dan bahwa sebagian besar proyek pembangkit listrik yang terbarukan memiliki dampak terkait polusi yang lebih rendah terhadap ekosistem dan kesehatan manusia. Meskipun demikian, tidak ada sumber energi tanpa efek samping lingkungan yang merugikan. Penentuan tapak pembangkit tenaga listrik, rancangan proyek dan pilihan teknologi merupakan isu penting yang harus dipertimbangkan oleh investor dan pemerintah dengan sangat hati-hati.

Solar bersinar

Mengganti pembangkit listrik bahan bakar fosil dengan sumber energi terbarukan, termasuk tenaga surya, angin, tenaga air dan tenaga panas bumi, akan mengurangi beragam jenis polusi. Besarnya perbedaan polusi antara fosil dan beberapa opsi energi terbarukan sangat menakjubkan. Sebagai contoh, kami menemukan bahwa keseluruhan proses pembuatan, pemasangan dan pengoperasian panel fotovoltaik menyebabkan polusi lebih sedikit daripada hanya mengirimkan bahan bakar ke pembangkit listrik tenaga batu bara saat penambangan disertakan.

Bagaimana dengan jejak lingkungan yang sebenarnya membuat sistem energi terbarukan?

Fotovoltaik (PV) keluar dengan sangat baik dalam analisis kami. Saat ini, produksi sel PV menggunakan energi jauh lebih sedikit daripada sebelumnya. Emisi karbon per unit listrik PV adalah sepersepuluh atau kurang dari pembangkit listrik gas alam yang paling efisien sekalipun. Masalah kesehatan manusia, seperti penyakit pernafasan dari paparan materi partikulat, sekitar sepersepuluh dari pembangkit listrik tenaga batu bara modern dengan peralatan pengendalian pencemaran yang canggih. Kesimpulan serupa berlaku untuk pencemaran air dan tanah pada ekosistem, kami temukan.

Tapi panel surya membutuhkan lebih banyak ruang untuk menghasilkan jumlah tenaga yang sama dengan pembangkit listrik tenaga fosil atau pembangkit tenaga nuklir. Seharusnya tidak menutupi area yang luas dengan panel surya menjadi masalah? Belum tentu. Jumlah lahan yang dibutuhkan untuk menghasilkan kilowatt-hour dari PV sebanding dengan daya batubara, bila lahan yang terkait dengan pertambangan batubara diperhitungkan. Dan sekitar setengah dari instalasi PV dalam skenario masa depan kita di 2050 dapat ditempatkan di atas atap rumah.

Memproduksi panel PV memang membutuhkan berbagai logam, yang banyak diproduksi hanya di dalamnya lokasi terbatas. Beberapa dari logam tersebut sangat beracun. Pengolahan limbah dan daur ulang, yang tidak kami sertakan dalam penilaian kami, oleh karena itu penting.

PV tentu saja memberikan listrik hanya saat matahari bersinar. Namun, berbeda teknologi surya - berkonsentrasi tenaga panas matahari, yang berkonsentrasi ringan untuk menghasilkan panas - bisa menjadi cara yang layak untuk maju karena memberikan kinerja serupa dalam hal pengurangan polusi namun menawarkan pilihan untuk menyimpan panas dan dengan demikian menghasilkan listrik di malam hari. Kami mengasumsikan teknologi CSP, yang saat ini memiliki adopsi yang sangat rendah dibandingkan dengan PV, akan memberikan seperempat tenaga surya dalam skenario rendah emisi kami.

Dari segi emisi karbon dan kesehatan, tenaga surya jauh lebih baik daripada pembangkit tenaga bahan bakar fosil. Tapi tanaman solar berskala besar membutuhkan lahan yang luas dan dapat berdampak negatif pada spesies lokal. 11_jamey_stillings_20121027_bse / flickr, CC BY

Efek lingkungan dari tenaga air sangat bervariasi, kami temukan. Beberapa bendungan menyebabkan dampak iklim yang signifikan melalui emisi metana dari dekomposisi biomassa di waduk. Bendungan lainnya menyebabkan masalah ekologis yang sama seriusnya melalui perusakan habitat. Mereka juga dapat memblokir migrasi spesies air dan mengurangi aliran sedimen dan transportasi nutrisi, yang mempengaruhi dataran banjir dan delta. Di sisi lain, waduk membentuk habitat baru untuk burung dan spesies lainnya.

PLTA menawarkan gambaran bagus tentang pentingnya pemilihan lokasi dan perancangan proyek. Beberapa proyek mungkin layak secara ekonomi namun pada akhirnya tidak dapat direalisasikan jika masyarakat menganggap kerusakan lingkungan dapat mereka timbulkan. Untuk proyek lain, dampaknya dapat dibatasi oleh strategi mitigasi seperti aliran lingkungan dan tangga ikan, yang menyediakan jalan memutar untuk memindahkan ikan ke sekitar bendungan.

Pelajaran yang sama berlaku untuk tenaga angin, di mana perusakan habitat selama konstruksi harus diminimalkan dan operasi disesuaikan agar mengurangi tabrakan dengan raptor dan kelelawar. Selain itu, sumber daya angin sangat bervariasi di seluruh lokasi, yang berpendapat untuk memilih lokasi di mana sumber daya angin lebih melimpah.

Bioenergi mengancam keanekaragaman hayati

Biomassa energi, atau bahan tanaman terbakar untuk pembangkit tenaga listrik, memainkan peran sentral dalam sebagian besar rencana untuk membatasi pemanasan global ke 2 ° C di atas tingkat pra-industri. Bertentangan dengan PV dan angin, ia menyediakan on-demand renewable power.

Bila dikombinasikan dengan CO? penangkapan dan penyimpanan, itu bisa gosok karbon dari atmosfer dan tempatkan di bawah tanah. Membakar coppice rotasi pendek, seperti willow dan miscanthus, untuk menghasilkan tenaga juga bisa menurunkan emisi gas rumah kaca bersih biopower. Dengan cara ini, efek kesehatan dari pembakaran biomassa dapat dikurangi.

Menghasilkan tenaga dari bioenergi, seperti serpihan kayu, memiliki emisi karbon dan polutan udara lainnya. Menangkap karbon dan memompanya di bawah tanah memperbaiki jejak lingkungannya. Departemen Kehutanan Oregon, CC BY

Namun, penggunaan lahan yang dibutuhkan untuk tumbuh bahkan tanaman yang tumbuh cepat ini mengerdilkan penggunaan lahan dari sumber daya lainnya. Ini memiliki implikasi ekologis yang signifikan. Seperti yang diukur oleh spesies yang hilang per kilowatt-hour yang dihasilkan, kami menemukan bahwa kerusakan ekologi biomassa sebanding dengan batubara dan gas.

Jadi sementara itu memberikan manfaat dari pengurangan emisi gas rumah kaca, daya biomassa menjadi lebih menguntungkan bagi ekosistem hanya jika digunakan dengan penangkapan dan penyimpanan karbon, kami menyimpulkan.

Strategi mitigasi iklim dapat memberikan kesempatan langka untuk mengurangi tidak hanya emisi karbon tetapi juga berbagai masalah lingkungan. Namun, penyebaran teknologi rendah karbon harus menghindari habitat yang sensitif agar dapat sepenuhnya menyadari manfaat lingkungannya tanpa memicu konsekuensi yang tidak diinginkan.

Sementara kebanyakan orang menyadari bahwa matahari dan angin adalah sumber energi rendah karbon, penangkapan dan penyimpanan bioenergi dan karbon juga memiliki peran yang sangat diperlukan pada dasarnya semua skenario dimana negara-negara secara cepat mengurangi emisi karbon. Hasil kami menunjukkan bahwa kita perlu mencari cara untuk menggunakan teknologi ini sambil meminimalkan kerugian pada ekosistem. Ini bukan hanya tentang apakah kita menggunakan energi bersih, tapi teknologi apa, di mana dan bagaimana.

Tentang Penulis

Edgar Hertwich, Guru Besar Ekologi Industri, Universitas Yale; Anders Arvesen, Peneliti Teknik Energi dan Proses, Universitas Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Norwegia; Sangwon Suh, Profesor di Ekologi Industri, University of California, Santa Barbara, dan Thomas Gibon, Ph.D. Calon, Universitas Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Norwegia

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon