“美國電力行業(yè)如果要依靠風(fēng)電斋垫、光伏等可再生能源實(shí)現(xiàn)脫碳茫虽，必定會(huì)占用大量土地面積。”這是外界攻擊風(fēng)電和光伏時(shí)常用的論調(diào)之一遮晚。事實(shí)上盛媚，這些可再生能源項(xiàng)目需要用到的土地極少枝扭。美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)近期公布的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示岖习，在美國本土48個(gè)州的區(qū)域內(nèi)谨敏，只需要不到1%的土地用于風(fēng)電、光伏項(xiàng)目创撼，就可以實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)考皂。
風(fēng)電、光伏的關(guān)鍵作用
目前曼中，各國都在加快能源轉(zhuǎn)型遗酷，并公布了實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。作為全球碳排放的主要貢獻(xiàn)者肯绅，美國拜登政府承諾笛驴，到2030年將該國的排放量在2005年的水平上削減50%~52%。多數(shù)研究表明枷窿，要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)避归，美國需要前所未有地增加風(fēng)電和太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)，以使電力部門脫碳管呵，并滿足建筑梳毙、工業(yè)和交通部門對(duì)零碳電力日益增長的需求。
美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的研究發(fā)現(xiàn)捐下，為了實(shí)現(xiàn)拜登政府的目標(biāo)账锹，即到2030年產(chǎn)生80%的零碳電力、到2035年產(chǎn)生100%的零碳電力坷襟，需要將風(fēng)電和光伏在美國電力結(jié)構(gòu)中的占比從2022年的14%左右提升至2035年的60%~75%奸柬。該實(shí)驗(yàn)室預(yù)計(jì)，加上現(xiàn)有地?zé)岷退Πl(fā)電裝機(jī)容量的適度增加婴程，以及現(xiàn)有設(shè)施的升級(jí)廓奕，到2035年，可再生能源在美國總發(fā)電量中的占比可達(dá)70%~85%档叔。剩余的大部分發(fā)電量將來自現(xiàn)有的核電站桌粉，少量來自天然氣廠、沼氣等衙四。這意味著铃肯，如果要滿足對(duì)零碳電力日益增長的需求，美國的總發(fā)電能力需要在2020年至2035年間翻三倍凹毛，包括20億千瓦的風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)宦逃。
也就是說，到2030年鸳岩，美國風(fēng)電年度新增裝機(jī)容量要達(dá)到7000萬千瓦~1.45億千瓦;光伏年度新增裝機(jī)容量要達(dá)到4300萬~9000萬千瓦柄哀，比該國目前的年部署速度提高了四倍多嘱董。考慮到新項(xiàng)目選址把丹、核準(zhǔn)流程與加大設(shè)備制造效率都具有挑戰(zhàn)性略尘，美國想要按時(shí)實(shí)現(xiàn)電力脫碳目標(biāo)似乎是不可能完成的任務(wù)。
然而磷尊，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室和其他機(jī)構(gòu)的研究表明，這在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的胡炼。例如豹女，根據(jù)勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Lab)的數(shù)據(jù)，大約9.3億千瓦的風(fēng)電碍蚊、光伏裝機(jī)及4.2億千瓦的儲(chǔ)能項(xiàng)目正在等待并網(wǎng)批準(zhǔn)拷肌。
與此同時(shí)，美國能源信息署(EIA)預(yù)計(jì)旨巷，2023年美國的電池儲(chǔ)能容量將增加一倍以上巨缘。美國《通脹削減法案》(Inflation Reduction Act)已明確提出，將為這些技術(shù)提供數(shù)千億美元的新激勵(lì)措施采呐。美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室在其2022年標(biāo)準(zhǔn)情景研究中指出若锁，這些聯(lián)邦激勵(lì)措施將加速風(fēng)電和光伏的部署，并有望到2030年使美國電力部門的二氧化碳排放量比2005年的水平降低80%以上斧吐。
風(fēng)光直接占地面積極少
現(xiàn)有的多項(xiàng)研究均表明又固，可再生能源發(fā)電設(shè)施不需要占用過多的土地。根據(jù)美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的研究煤率，到2035年仰冠，風(fēng)電和光伏基礎(chǔ)設(shè)施直接占用的土地面積將不到美國本土面積的1%。之所以需要很少的土地蝶糯，一個(gè)關(guān)鍵原因是風(fēng)電場(chǎng)只有2%的總面積被風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)施占用洋只，剩下的98%可用于農(nóng)業(yè)、放牧或其他用途昼捍。
海上風(fēng)電場(chǎng)的占用面積同樣相對(duì)較少驮尘，且能夠使用比陸地項(xiàng)目大得多的風(fēng)電機(jī)組。與此同時(shí)念焙，屋頂太陽能光伏的部署不需要開辟任何新土地資源扑跌。
不可否認(rèn)的是，要將這些清潔能源從美國中西部和地處平原鲤境、風(fēng)能資源豐富的各州輸送到東部的主要負(fù)荷中心创皿，需鋪設(shè)大量額外的輸電線路。
研究顯示丛疲，到2035年爸蝠，美國的總輸電能力必須增加1.3~2.9倍梢跳。假設(shè)2026年開始建設(shè)新線路，這將需要每年新增1400~10100英里(約2253~16254km)的高容量輸電線(high-capacity line)十旗。
到2035年仲峡，美國為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏和遠(yuǎn)程輸電線路的清潔能源目標(biāo)溯内，所需的土地總量約為19700平方英里(約5.1萬平方千米)酵逾。
這相當(dāng)于目前該國鐵路占用的土地面積，即18500平方英里;不到開采中的石油和天然氣租賃面積(40500平方英里)的一半闷畸，不到目前乙醇生產(chǎn)所需面積(59500平方英里)的三分之一尝盼。美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室提出的一種情景方案預(yù)計(jì)，美國大約需要部署25萬臺(tái)風(fēng)電機(jī)組佑菩，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于美國150萬口石油和天然氣井盾沫。
該研究還評(píng)估了美國實(shí)際可用于開發(fā)風(fēng)光發(fā)電項(xiàng)目的土地面積。對(duì)于風(fēng)電項(xiàng)目殿漠，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室在其模型中已將受保護(hù)的土地(如州和國家公園赴精、保護(hù)區(qū)和水域)、城市地區(qū)绞幌、山區(qū)或復(fù)雜地形排除在外蕾哟。該實(shí)驗(yàn)室還考慮了州和縣的相關(guān)條例，并排除了與其他現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施(如建筑物啊奄、道路渐苏、鐵路和雷達(dá))沖突的土地。對(duì)于公用事業(yè)規(guī)模的光伏項(xiàng)目菇夸，該實(shí)驗(yàn)室在研究中排除了美國農(nóng)業(yè)部指定的“主要”或“重要”農(nóng)田琼富，并在大多數(shù)情況下，將潛在的光伏部署位置限制在距現(xiàn)有輸電網(wǎng)12.4英里以內(nèi)的地點(diǎn)泻漏。
綜合上述考慮因素翎噩，該實(shí)驗(yàn)室在其計(jì)算的大多數(shù)情景下，美國48個(gè)州中約有29%的土地可用于風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)哆念，39%的土地可用于光伏項(xiàng)目開發(fā)治弯。需要指出的是，該項(xiàng)研究沒有考慮美國土地利用模式的變化桨拉，包括氣候變化對(duì)土地可用性的影響凡盔。即便如此，該實(shí)驗(yàn)室針對(duì)可再生能源土地占用率的研究涎捆，其結(jié)果也足以鼓舞人心幅瑞。
環(huán)境和公共健康效益
也許更重要的是，用風(fēng)能和太陽能取代化石燃料灯葡，將大大減少開采蒙便、鉆探狮屏、運(yùn)輸、生產(chǎn)和使用化石燃料所需的土地?cái)?shù)量仓陆。用于后者的土地瞎嬉，以及用于處理煤灰和其他廢物的土地，往往會(huì)給當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)造成嚴(yán)重的長期環(huán)境和公共衛(wèi)生問題厚柳。
相比之下氧枣，風(fēng)電和光伏發(fā)電項(xiàng)目使用的土地，其影響往往是短期和可修復(fù)的别垮。
前文提到挑胸，風(fēng)電場(chǎng)所需土地的98%可用于農(nóng)業(yè)、放牧或其他生產(chǎn)用途宰闰。太陽能和農(nóng)業(yè)共存，或“農(nóng)業(yè)光伏”系統(tǒng)簿透，可以通過改善能源和糧食生產(chǎn)移袍，使農(nóng)業(yè)更具可持續(xù)性。
與化石燃料不同老充，風(fēng)電和光伏發(fā)電不使用水葡盗，也不產(chǎn)生任何會(huì)污染空氣、土地或水道的排放或廢物啡浊。土地經(jīng)過修復(fù)后可以很容易地恢復(fù)并重新使用觅够。此外，相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人士正在探索回收和再利用電池板和電池的新方法扳辆，取代送往垃圾填埋場(chǎng)尽由。
