Уголь сохраняет статус наиболее экологически грязного топлива в мире. Его сжигание дает максимальные выбросы углекислого газа на единицу энергии. Примеси в угле формируют огромные объемы аэрозолей диоксида серы и оксидов азота. Дополнительно образуется зола, часто содержащая токсичные металлы. Поэтому преимущества для здоровья от перехода с угля обычно значительно перевешивают затраты на новые источники энергии.
Загрязнение воздуха крадет солнечную энергию
Новое исследование выявило, что последствия угольных выбросов шире проблем здоровья: они мешают другим энергоисточникам. Ученые установили, что аэрозоли природного и антропогенного происхождения существенно снижают выработку солнечных панелей. Годовые потери достигают сотен миллионов мегаватт/часов, причем львиная доля аэрозолей связана именно с углем.
Глобальный анализ солнечного потенциала
Исследование базируется на создании всемирного каталога солнечных электростанций. Ученые использовали существующие базы, обогатив их спутниковыми снимками, обработанными ИИ, и данными от добровольцев.
Спутниковые данные помогли определить размеры станций, а локальные погодные данные оценить объемы генерации.
Затем ученые смоделировали возможную выработку энергии при отсутствии рассеивания солнечного света облаками и аэрозолями.
Ошеломляющие масштабы потерь
Результаты поражают. В 2023 году мир недополучил свыше четверти возможной солнечной энергии: более 20% потерь вызвано облачностью, около 6% аэрозолями. В абсолютных цифрах это свыше 500 миллионов мегаватт/часов.
Вклад одних только аэрозолей огромен. За пять лет до 2023 года ежегодный ввод новых солнечных мощностей позволял генерировать дополнительно 250 миллионов мегаватт/часов, но примерно 75 миллионов терялось из-за аэрозольного загрязнения.
Двойной удар аэрозолей
Аэрозоли также усиливают облакообразование, дополнительно снижая доступность света для панелей. Однако оценить этот эффект сложнее, поэтому фокус анализа остался на прямом воздействии аэрозолей.
Природные и антропогенные источники
Часть аэрозолей имеет естественное происхождение, например, пыль из пустынь. Хотя пустыни идеальны для солнечной энергетики, глобальная инфраструктура там пока слабо развита. Поэтому влияние природной пыли меньше ожидаемого.
Основной источник проблемы уголь. Аэрозоли диоксида серы, преимущественно от сжигания угля, составляют почти половину всех учтенных частиц. Еще около 18% углеродистые частицы, также связанные с ископаемым топливом.
Китай: проблемы и прогресс
Воздействие аэрозолей распределено неравномерно. В Китае они снижают солнечную генерацию примерно на 7,7%, нивелируя от трети до половины ежегодного прироста.
Ситуация в Китае улучшается. После серьезных проблем с загрязнением воздуха страна строит новое поколение эффективных угольных электростанций и закрывает самые грязные. Данные подтверждают положительный эффект для солнечной энергетики: влияние аэрозолей в Китае снижается.
Источник: naked-science.ru
