Źródło: yale.edu
Farmy fotowoltaiczne mnożą się na niezagospodarowanych terenach, często szkodząc ekosystemom. Jednak umieszczanie daszków fotowoltaicznych na dużych parkingach ma wiele zalet – wykorzystanie już oczyszczonego terenu, wytwarzanie energii elektrycznej blisko tych, którzy jej potrzebują, a nawet zacienianie samochodów.
leć do Orlando na Florydzie, gdzie możesz zauważyć 22-akrowy panel energii słonecznej w kształcie głowy Myszki Miki na polu na zachód od Disney World. W pobliżu Disneya znajduje się także 270-akrowa farma fotowoltaiczna o konwencjonalnym projekcie, zlokalizowana na terenie dawnego sadu i lasu. Z drugiej strony, zaparkuj samochód na którymkolwiek z 32000 miejsc parkingowych Disneya, a nie zobaczysz nad głową baldachimu wytwarzającego energię słoneczną (lub zapewniającego cień) – nawet jeśli zajmiesz jedno z preferowanych miejsc za które odwiedzający płacą aż do 50 dolarów dziennie.
Tak to zwykle bywa z panelami fotowoltaicznymi: budujemy je na otwartej przestrzeni, a nie na obszarach zabudowanych. Oznacza to, że według globalnego spisu opublikowanego w zeszłym miesiącu w przeważającej mierze zajmują pola uprawne, jałowe i łąki, a nie dachy czy parkingi.Natura. Na przykład w Stanach Zjednoczonych około 51 procent instalacji fotowoltaicznych na skalę przemysłową znajduje się na pustyniach; 33 procent znajduje się na polach uprawnych; a 10 procent znajduje się na użytkach zielonych i w lasach. Zaledwie 2,5 procent energii słonecznej w USA pochodzi z obszarów miejskich.
Argument za takim rozwiązaniem może wydawać się przekonujący: taniej jest budować na niezabudowanym terenie niż na dachach czy parkingach. Szybkie i tanie budowanie alternatywnych źródeł energii ma kluczowe znaczenie w wyścigu o zastąpienie paliw kopalnych i zapobieżenie katastrofalnej zmianie klimatu. Łatwiej też zarządzać kilkoma dużymi farmami fotowoltaicznymi na otwartym terenie niż tysiącem małych rozproszonych po obszarach miejskich.
Pomimo zielonego wizerunku, umieszczanie instalacji fotowoltaicznych na terenach niezabudowanych często nie jest dużo lepsze niż umieszczanie tam działek.
Ale to niekoniecznie czyni go mądrzejszym. Niezabudowane grunty to szybko malejący zasób, a to, co pozostało, jest pod presją zapewnienia szeregu innych usług, których potrzebujemy od świata przyrody – między innymi uprawy żywności, ochrony dzikiej przyrody, przechowywania i oczyszczania wody, zapobiegania erozji i sekwestracji dwutlenku węgla. A ta presja szybko rośnie. Według jednego prawdopodobnego scenariusza opracowanego przez Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) do godziny 2050 dostarczanie energii słonecznej na wszystkie nasze potrzeby elektryczne mogłoby wymagać naziemnej energii słonecznej pokrywającej 0,5 procent całkowitej powierzchni Stanów Zjednoczonych. Aby spojrzeć na tę liczbę z odpowiedniej perspektywy, starszy badacz NREL, Robert Margolis, twierdzi, że to „mniej gruntów, niż już przeznaczyliśmy na uprawę etanolu z kukurydzy do biopaliw”.
Wychodzi jednak na 10,3 miliona akrów. Ponieważ bardziej wydajne jest wytwarzanie energii w pobliżu klientów, według badania NREL w niektórych stanach aż pięć procent ich całkowitej powierzchni lądowej – a w maleńkim stanie Rhode Island – 6,5 procent – będzie pod naziemnymi panelami fotowoltaicznymi. Jeśli poprosimy również energię słoneczną o zasilanie całej floty samochodowej w kraju, mówi Margolis, zwiększy to liczbę kolejnych 5 milionów akrów. To wciąż mniej niż połowa z 31 milionów akrów pól uprawnych wykorzystanych w 2019 r. pod uprawę kukurydzy na etanol – notorycznie nieskuteczne lekarstwo na zmianę klimatu.
Pomimo zielonego wizerunku, umieszczanie instalacji fotowoltaicznych na terenach niezabudowanych często nie jest dużo lepsze niż umieszczanie tam działek. Deweloperzy mają tendencję do burzenia terenów, „usuwając całą roślinność nadziemną” – mówi Rebecca Hernandez, ekolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. Jest to szkodliwe dla owadów i żywiących się nimi ptaków. Na południowo-zachodnich pustyniach, gdzie obecnie buduje się większość amerykańskich farm fotowoltaicznych, straty mogą również obejmować „000-roczne krzewy kreozotu i 100-letnie juki” lub coś gorszego. Na przykład proponowany projekt 530-megawatowy Aratina Solar Project wokół Boron w Kalifornii zniszczyłby prawie 4300 drzew Jozuego w zachodniej części kraju, gatunku zagrożonego, jak na ironię, przez rozwój i zmiany klimatyczne. (Obecnie rozważa się nadanie mu statusu chronionego przez państwo). W Kalifornii zagrożone wyginięciem żółwie pustynne są poddawane translokacji, z nieznanymi skutkami, mówi Hernandez. Natomiast tendencja do skupiania instalacji fotowoltaicznych w strefach buforowych wokół obszarów chronionych może dezorientować ptaki i inne dzikie zwierzęta oraz komplikować korytarze migracyjne.
Atrakcyjność parkingów i dachów polega natomiast na tym, że jest ich dużo, blisko klientów, w dużej mierze niewykorzystanych do wytwarzania energii słonecznej i na terenach, które zostały już pozbawione dużej części swojej wartości biologicznej.
Na przykład typowe supercentrum Walmartu ma pięcioakrowy parking i jest to pustkowie, zwłaszcza jeśli trzeba się przez nie przedzierać w pocie czoła w bulgoczącym asfalcie słońcu. Jak wynika z niedawnego badania, którego współautorem jest Joshua Pearce z Western University w Ontario, wystarczy przykryć go baldachimem, a będzie w stanie utrzymać trzymegawatową instalację fotowoltaiczną. Pearce twierdzi, że baldachim nie tylko zapewni zasilanie sklepu, sąsiedniej społeczności czy ukrytych pod nim samochodów, ale także zacieni klientów, dzięki czemu będą mogli dłużej robić zakupy w miarę uzupełniania się akumulatorów w samochodzie. Gdyby Walmart zrobił to we wszystkich 3571 swoich supercentrach w USA, łączna moc wyniosłaby 11,1 gigawatów energii słonecznej, co w przybliżeniu odpowiada kilkunastu dużym elektrowniom węglowym. Biorąc pod uwagę niepełny charakter energii słonecznej, Pearce szacuje, że wystarczyłoby to do trwałego zamknięcia czterech z tych elektrowni.
A jednak daszki słoneczne ledwo zaczynają pojawiać się na nieskończonej powierzchni parkingów w tym kraju. Na przykład system tranzytowy metra w Waszyngtonie właśnie zawarł umowę na budowę pierwszych osłon fotowoltaicznych na czterech parkingach na stacjach kolejowych o przewidywanej mocy 12,8 megawatów. Międzynarodowy port lotniczy im. Johna F. Kennedy'ego w Nowym Jorku buduje obecnie swój pierwszy baldachim o mocy 12,3 megawata, którego koszt wynosi 56 milionów dolarów. Jednak regionalny port lotniczy Evansville (Indiana) ma już dwa, obejmujące 368 miejsc parkingowych, a ich koszt wynosi 6,5 miliona dolarów. Według rzecznika, baldachim fotowoltaiczny zarobił 310000 dolarów w pierwszym roku działania, na podstawie wyższych cen tych powierzchni i sprzedaży energii po stawkach hurtowych lokalnemu przedsiębiorstwu energetycznemu.
Uniwersytet Rutgers zbudował jeden z największych w kraju parkingów zasilanych energią słoneczną na terenie kampusu w Piscataway w stanie New Jersey, o powierzchni 32-akra, mocy wyjściowej 8-megawatów i biznesplanie opracowanym przez kierownika kampusu ds. oszczędzania energii określane jako „od samego początku całkiem dodatnie pod względem gotówkowym”. Nowe badanie Yale School of the Environment wykazało, że zadaszenia słoneczne na parkingach mogłyby zapewnić jedną trzecią energii Connecticut, pomóc w osiągnięciu celu gubernatora, jakim jest sektor elektryczny o zerowej emisji dwutlenku węgla do 2040 r., a przy okazji służyć sprawiedliwości środowiskowej poprzez ograniczenie efektu miejskiej wyspy ciepła . Jednak według Kierena Rudge’a, autora badania, jak dotąd w Connecticut istnieje niewiele takich zadaszenia.
Nowe zachęty państwowe mogłyby pomóc w budowie farm fotowoltaicznych na terenach zdegradowanych lub zamkniętych składowiskach śmieci, a nie na bardziej wrażliwych ekosystemach.
Jednym z powodów, dla których takich obiektów jest wciąż niewiele, jest fakt, że budowa paneli fotowoltaicznych na terenach zabudowanych może kosztować od dwóch do pięciu razy więcej niż na otwartej przestrzeni. W przypadku zadaszenia parkingu, mówi Pearce, „mamy do czynienia z solidniejszą stalą konstrukcyjną z dość solidną betonową podstawą”. To jakby wznosić budynek bez ścian. Dla spółki publicznej skupionej na wynikach kwartalnych okres zwrotu wynoszący 10 lub 12 lat może również wydawać się zniechęcająco długi. Ale to niewłaściwy sposób patrzenia na to, mówi Pearce. „Jeśli mogę zapewnić Państwu zwrot większy niż cztery procent z gwarantowanej inwestycji w infrastrukturę, która przetrwa co najmniej 25 lat”, będzie to mądra inwestycja. Można również całkowicie uniknąć kosztów początkowych, płacąc za instalację przez zewnętrzną firmę lub organizację non-profit na podstawie umowy zakupu energii.
Według nich jest jeszcze jeden powód utrzymującego się niedoboruBlokowanie SłońcaZ raportu Environment America z 2017 r., koalicji stanowych grup ekologicznych z siedzibą w Denver, wynika, że interesy przedsiębiorstw użyteczności publicznej i paliw kopalnych wielokrotnie podważały politykę rządu, która zachęcałaby do stosowania energii słonecznej na dachach i parkingach. W raporcie tym opisano lobbing przeciwko energii słonecznej prowadzony przez Edison Electric Institute, reprezentujący przedsiębiorstwa użyteczności publicznej; Amerykańska Rada Wymiany Legislacyjnej (ALEC), grupa lobbująca znana z włączania prawicowego języka do prawa stanowego; finansowana przez Kocha organizacja Americans for Prosperity; oraz Consumer Energy Alliance, między innymi grupa frontowa zajmująca się paliwami kopalnymi i użyteczności publicznej.
Rzucanie cieniaw raporcie Centrum Różnorodności Biologicznej z 2018 r. 10 stanom przyznano ocenę negatywną za politykę aktywnie zniechęcającą do stosowania fotowoltaiki na dachach. Stany te – Alabama, Floryda, Georgia, Indiana, Luizjana, Oklahoma, Tennessee, Teksas, Wirginia i Wisconsin – reprezentują jedną trzecią krajowego potencjału fotowoltaicznego na dachach, ale w 2017 r. wygenerowały zaledwie 7,5 procent. Zazwyczaj utrudniają to właścicielom domów lub właścicieli nieruchomości do zainstalowania energii słonecznej i przyłączenia jej do sieci lub zabraniają osobie trzeciej płacenia za instalację. Większość z nich nie posiada również polityki pomiaru netto lub w inny sposób ogranicza zdolność odbiorców energii słonecznej do przekazywania do sieci nadwyżki energii, którą wytwarzają w ciągu dnia, w celu zaliczenia jej na poczet tego, co odbiorą w innym czasie. W większości brakuje również standardów dotyczących portfela energii odnawialnej, które wymagałyby od przedsiębiorstw użyteczności publicznej wytwarzania lub zakupu części energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii.
Istnieje możliwość obalenia takich zasad. W 2015 r. przedsiębiorstwo energetyczne z Nevady nalegało, aby komisja przedsiębiorstw użyteczności publicznej zatwierdziła środki nakładające kary na panele fotowoltaiczne na dachach. Reakcja wyborców wkrótce skłoniła legislaturę jednomyślnym głosowaniem do unieważnienia komisji i przywrócenia przepisów pro-solarnych. Wyborcy mogliby również pójść o krok dalej i nakłonić władze stanowe i lokalne, aby zachęcały do mądrzejszego lokalizowania energii słonecznej, oferując ulgi podatkowe na fotowoltaikę na dachach i parkingach, a także – mówi Rebecca Hernandez – na instalacje fotowoltaiczne, które zapewniają wiele korzyści technicznych i ekologicznych.
Może to oznaczać dodatkowe zachęty ze strony państwa do budowy farm fotowoltaicznych na terenach zdegradowanych, zamkniętych składowiskach śmieci lub zdegradowanych gruntach rolnych, a nie na bardziej wrażliwych lub produktywnych ekosystemach. Według raportu z 2019 rNaturaz badania wynika, że zdegradowane tereny Stanów Zjednoczonych zajmują obecnie obszar dwukrotnie większy od Kalifornii, a energia słoneczna może zapewnić ponad jedną trzecią krajowej energii elektrycznej. Może to również oznaczać zachęty do stosowania nowych technologii. Na przykład „floatowoltaika” – panele słoneczne unoszące się na kanałach śródlądowych, lagunach ściekowych i innych zbiornikach wodnych – są tańsze w budowie i bardziej wydajne ze względu na naturalne chłodzenie. W pewnych okolicznościach przynoszą także korzyści dzikiej przyrodzie, przyciągając czaple, perkozy, kormorany i inne ptactwo wodne, prawdopodobnie w celu żerowania na rybach zwabionych cieniem pod spodem.
Inteligentniejsze zachęty mogłyby również dotyczyć gospodarstw pracujących – na przykład w suchych, nierentownych zakątkach pól z ogromnymi systemami nawadniającymi z centralnym obrotem lub na polach obsadzonych roślinami odpornymi na cień. Massachusetts ma już pierwszy taki program motywacyjny, ukierunkowany na farmy fotowoltaiczne połączone z nasadzeniami zapylaczy lub przeznaczone do wypasu owiec, a także w innych kategoriach o podwójnym przeznaczeniu.
Możliwe, że nastąpią ograniczenia w zakresie zagospodarowania przestrzennego farm fotowoltaicznych, szczególnie na obszarach już zaniepokojonych utratą gruntów rolnych na rzecz pododdziałów. Ale to mało prawdopodobne. Stany chętniej pójdą za przykładem Kalifornii, gdzie przepisy budowlane „o zerowym zużyciu energii netto” w połączeniu z względami praktycznymi wymagają obecnie, aby prawie wszystkie nowe budynki komercyjne i mieszkalne od początku korzystały z energii słonecznej. W takim scenariuszu parkingi, długotrwałe obciążenie budżetów detalicznych i plaga miejskiego krajobrazu, zamiast tego z opóźnieniem zaczną odgrywać swoją rolę w wytwarzaniu energii i rzucaniu cienia na świat, jeśli nie jego ratowaniu.