Sản xuất năng lượng gió và mặt trời của Hoa Kỳ đã mang lại 249 tỷ USD lợi ích sức khỏe về khí hậu và chất lượng không khí từ năm 2019–2022: Nghiên cứu
của Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley
Tín dụng: Tính bền vững của Báo cáo Di động (2024). DOI: 10.1016/j.crsus.2024.100105
Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Cell Reports Sustainability tập trung vào chất lượng không khí và những lợi ích về khí hậu của năng lượng gió và mặt trời.
Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng việc tạo ra năng lượng từ gió và mặt trời mang lại lợi ích đáng kể cho sức khỏe và khí hậu, nhưng nghiên cứu này cung cấp một thông tin cập nhật quan trọng: Nó tính đến những thay đổi gần đây trong hệ thống điện (bao gồm cả sự phát triển liên tục của gió và mặt trời để cung cấp hơn 30% tổng sản lượng điện ở một số khu vực), nó bao gồm những cập nhật gần đây về nghiên cứu tác động đến sức khỏe và tác động của khí hậu, cung cấp một phân tích định lượng mới về sự không chắc chắn và nó sử dụng một phương pháp tạo điều kiện thuận lợi cho việc cập nhật và nhân rộng hàng năm ở các khu vực mới. Bài viết là miễn phí và có sẵn công khai.
Nghiên cứu này đánh giá lợi ích của việc tạo ra gió và mặt trời thông qua việc giảm lượng khí thải sulfur dioxide (SO2), nitơ oxit (NOx) và carbon dioxide (CO2). Nghiên cứu ước tính giá trị đồng đô la của việc giảm phát thải và số ca tử vong sớm tránh được.
Những phát hiện chính
Vào năm 2022, việc sản xuất năng lượng gió và mặt trời đã mang lại tổng lợi ích sức khỏe và khí hậu ước tính là 14,3 ¢/kWh gió và 10,0 ¢/kWh năng lượng mặt trời (hoặc tính theo đơn vị MWh: 143 USD/MWh gió và 100 USD/ MWh-của-mặt trời).
Chỉ bao gồm các lợi ích về sức khỏe chất lượng không khí trong nhà, các lợi ích là 3,6¢/kWh năng lượng gió ($36/MWh năng lượng gió) và 1,7¢/kWh năng lượng mặt trời ($17/MWh năng lượng mặt trời), phần còn lại là lợi ích khí hậu.
Vào năm 2022, việc tạo ra gió và mặt trời đã giúp giảm lượng khí thải SO2 và NOx đủ để ngăn chặn 1.200 đến 1.600 ca tử vong sớm ở Hoa Kỳ (phản ánh phạm vi không chắc chắn ở phân vị thứ 5 đến 95).
Tổng lợi ích về sức khỏe và khí hậu từ gió, mặt trời và sức khỏe từ năm 2019-2022 lên tới 249 tỷ USD.
Năng lượng gió và năng lượng mặt trời mang lại lợi ích cho chất lượng không khí và khí hậu bằng cách giảm nhu cầu tạo ra điện bằng nhiên liệu hóa thạch như khí đốt tự nhiên và than đá. Nghiên cứu này sử dụng mô hình thống kê để xác định mức giảm sản xuất khí đốt tự nhiên và than xảy ra do hoạt động sản xuất gió và mặt trời.
Các đặc tính phát thải của các máy phát điện này được sử dụng để xác định lượng phát thải có thể tránh được. Sau đó, một bộ mô hình chất lượng không khí được sử dụng để ước tính giá trị đồng đô la của lợi ích sức khỏe cộng đồng trong nước do lượng khí thải SO2 và NOx tránh được, đồng thời ước tính chi phí xã hội của carbon (chi phí toàn cầu của việc phát thải carbon dioxide) đã được sử dụng để tìm ra giá trị đồng đô la của lợi ích khí hậu.
Nghiên cứu đã phát triển các ước tính về lợi ích theo khu vực và cho thấy sự khác biệt về vị trí của các nhà máy điện gió và mặt trời dẫn đến sự khác biệt về lợi ích như thế nào. Một số khác biệt này có thể được quan sát trong hình bên dưới, trong đó gió có phần lớn giá trị từ miền Trung Hoa Kỳ, Trung Tây và Texas, so với năng lượng mặt trời tập trung nhiều hơn ở các khu vực Tây Hoa Kỳ và Texas.
Tỷ lệ lợi ích thu được từ mỗi khu vực, từ việc tránh sử dụng than và khí đốt cũng như từ việc tránh được CO2, SO2 và NOx đối với gió và mặt trời. Việc sản xuất gió tập trung nhiều hơn ở trung tâm địa lý của Hoa Kỳ và bù đắp lượng than nhiều hơn một chút so với khí đốt tự nhiên. Sản xuất năng lượng mặt trời tập trung ở miền Tây Hoa Kỳ và Texas, đồng thời bù đắp lượng khí đốt tự nhiên nhiều hơn than đá một chút. Tín dụng: Báo cáo di động về tính bền vững (2024). DOI: 10.1016/j.crsus.2024.100105
Cả hai công nghệ đều giảm lượng khí thải từ cả nhà máy sử dụng khí đốt tự nhiên và than, nhưng lợi ích từ gió có ý nghĩa quan trọng hơn đối với việc giảm phát thải từ các nhà máy than so với lợi ích từ năng lượng mặt trời. Một khía cạnh đổi mới của nghiên cứu này là theo dõi cẩn thận sự không chắc chắn thông qua việc sử dụng phân tích Monte Carlo. Các giới hạn không chắc chắn thu được và thảo luận về các nguyên nhân chính dẫn đến sự không chắc chắn được trình bày chi tiết trong toàn bộ bài viết.
Bài viết bao gồm thảo luận bổ sung về các chủ đề như thương mại liên vùng về sản xuất điện gió và mặt trời, lợi ích bổ sung của việc giảm phát thải khí mê-tan liên quan đến sản xuất khí đốt tự nhiên, phát thải trong vòng đời từ việc sản xuất và xây dựng các nhà máy điện gió và mặt trời, cách bổ sung pin việc lưu trữ có thể ảnh hưởng đến việc tính toán lợi ích phát thải và các đặc tính vận hành khác nhau của các nhà máy than và khí đốt tự nhiên ảnh hưởng như thế nào đến ước tính lợi ích ("hiệu ứng không liên tục").
Cách tiếp cận được phát triển trong bài viết này dựa trên dữ liệu đầu vào tương đối đơn giản, cho phép cập nhật hàng năm và có khả năng mở đường cho ứng dụng của nó sang các khu vực khác.
