化石燃料の代わりに風力エネルギーを使用することの健康上の利点 — ScienceDaily

今日の米国の電力の約 10% は、風力発電によるものです。 再生可能エネルギー源は、そうでなければ化石燃料ベースの発電所によって生成される温室効果ガスと大気汚染物質の排出を置き換えることにより、気候、大気の質、および公衆衛生に利益をもたらします。

新しい MIT の調査によると、優先順位の高いオペレーターが、風力からのエネルギーが利用可能なときに、最も汚染の激しい化石燃料ベースの発電所からの出力を削減した場合、風力発電に関連する健康上の利点は 4 倍以上になる可能性があります。

で発表された研究では、 科学の進歩、研究者は、2011年から2017年の間に、国内のすべての化石燃料ベースの発電所から報告された排出量と同様に、風力タービンの時間ごとの活動を分析しました。 . . 次に、地域の大気質と関連する各コミュニティの健康コストを計算しました。

研究者は、2014 年に州レベルの政策に関連した風力発電が大気の質を全体的に改善し、その結果、国全体で 20 億ドルの健康上の利益がもたらされたことを発見しました。 しかし、これらの健康上の利点のうち、恵まれないコミュニティに届いたのは約 30% にすぎませんでした。

チームはさらに、電力業界が、風力発電の時代に、最もコストを節約できる発電所ではなく、最も汚染された化石燃料ベースの発電所の出力を削減した場合、全体的な健康上の利点が 4 倍になる可能性があることを発見しました。全国で84億ドル。 ただし、結果には同様の人口統計的内訳があります。

「健康を優先することは、米国全体で広範囲にわたる方法で利益を最大化する優れた方法であることがわかりました。これは非常に前向きなことです。しかし、それは格差に対処するつもりはないことを示唆しています」と、研究の共著者であるノエル・セリン教授は述べていますMIT のデータ、システム、社会研究所と地球、大気、惑星科学の部門。 「大気汚染の格差に対処するために、電力部門や再生可能エネルギーだけに焦点を当てて、これらの現実的で永続的な人種的および民族的格差に対処する全体的な大気汚染の利点を期待することはできません.他の大気汚染源に目を向ける必要があります. .” だけでなく、植物がどこにあり、どこに人が住んでいるかを決定する根本的な体系的要因.

Selin の共著者は、筆頭著者で元 MIT 大学院生の Minghao Qiu PhD ’21 (現在はスタンフォード大学) とテキサス大学オースティン校の Corwin Zigler です。

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彼らの新しい研究では、チームは風力発電の期間と化石燃料ベースの発電所の活動の間のパターンを探し、地域の電力が再生可能エネルギーの流入に応じて発電所市場の出力をどのように調整したかを調べました。

「技術的な課題の 1 つであり、この研究の貢献は、この増大する風力発電に対応する発電所を特定しようとすることです」と Qiu 氏は述べています。

そのために、研究者は 2011 年から 2017 年までの期間の 2 つの履歴データセットを比較しました。1 時間ごとの全国の風力タービンのエネルギー出力の記録と、すべての化石燃料ベースの電力からの排出量測定の詳細な記録です。 . 米国のプラント データセットは、7 つの主要な地域電力市場のそれぞれをカバーしており、各市場は 1 つまたは複数の州にエネルギーを供給しています。

「カリフォルニアとニューヨークにはそれぞれ独自の市場がありますが、ニューイングランドの市場は約 7 つの州をカバーし、中西部はさらに多くの州をカバーしています」と Qiu 氏は説明します。 また、米国の風力発電全体の約 95% をカバーしています。

一般に、彼らは、風力発電が利用可能だった時代に、市場は天然ガスと亜瀝青炭火力発電所の出力を本質的に縮小することで調整したことを観察した. 彼らは、断念されたプラントはコスト削減の理由で選ばれた可能性が高いと指摘した.

次に、チームは洗練された大気化学モデルを使用して、全国の風のパターンと排出物の化学輸送をシミュレートし、排出物が微粒子とオゾンを生成した場所と濃度を特定しました。健康。 最後に、研究者は、米国の国勢調査のデータに基づいて、全国の一般的な人口統計集団をマッピングし、標準的な疫学的アプローチを適用して、汚染暴露の結果としての人口の健康コストを計算しました。

この分析により、2014 年には、風力エネルギーの時代に化石燃料ベースのエネルギーを置き換えるための一般的なコスト削減アプローチが、全国で 20 億ドルの健康上の利益または節約につながったことが明らかになりました。 この格差は州によって異なりますが、これらの利益のわずかな割合が、マイノリティや低所得コミュニティなどの不利な立場に置かれた人々に行きました。

「当初考えていたよりも複雑な話です」と Qiu 氏は言います。 「特定の人口グループは、より高いレベルの大気汚染にさらされており、それらは低所得者や人種的少数派グループです。私たちが見ているのは、風力発電を開発すると、特定の州ではこのギャップが縮小する可能性がありますが、他の州ではさらに拡大する可能性があるということです。どの化石燃料工場が置き換えられるかによる」

微調整力

次に、研究者は、風力発電時に化石燃料ベースのさまざまなプラントを停止することを優先した場合、排出パターンと関連する健康上の利点がどのように変化するかを調べました。 彼らは排出データを微調整して、いくつかの代替シナリオを反映させました。 そして、それぞれ最も多くの二酸化硫黄と二酸化炭素を生成する植物が最初に生産量を削減する2つの他のシナリオ.

彼らは、各シナリオが全体的な健康上の利益を増加させ、特に最初のシナリオでは健康上の利益が 4 倍になる可能性があることを発見しましたが、元の格差は存続し、未成年者や低所得の人口は、より裕福なコミュニティよりも小さな健康上の利益しか経験していませんでした。

「私たちは道の終わりにたどり着き、どの植物を移動させるかをより賢く決定することによって、この格差に対処する方法はないと言いました」とセリンは言います.

「この分野について私が楽観視できる理由の 1 つは、環境正義と公平性の問題により多くの注目が集まっていることです」と Selin 氏は結論付けています。 「私たちの役割は、これらの課題に対処する上で最も影響力のある戦略を見つけ出すことです。」

この作業は、米国環境保護庁と国立衛生研究所によって部分的にサポートされました。

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