美国电力行业假如要依托风电、光伏等可再生能源实现脱碳，一定会占用年夜量地盘面积。 这是外界进犯风电和光伏经常用的论调之一。事实上，这些可再生能源项目需要用到的地盘少少。美国国度可再生能源尝试室(NREL)近期发布的一项研究成果显示，在美国本土48个州的区域内，只需要不到1%的地盘用在风电、光伏项目，便可以实现脱碳方针。风电、光伏的要害感化今朝，列国都在加速能源转型，并发布了实现净零排放方针的时候节点。作为全球碳排放的首要进献者，美国拜登当局许诺，到2030年将该国的排放量在2005年的程度上削减50%~52%。大都研究注解，要实现上述方针，美国需要史无前例地增添风电和太阳能光伏发电装机，以使电力部分脱碳，并知足建筑、工业和交通部分对零碳电力日趋增加的需求。美国国度可再生能源尝试室的研究发现，为了实现拜登当局的方针，即到2030年发生80%的零碳电力、到2035年发生100%的零碳电力，需要将风电和光伏在美国电力布局中的占比从2022年的14%摆布晋升至2035年的60%~75%。该尝试室估计，加上现有地热和水力发电装机容量的适度增添，和现有举措措施的进级，到2035年，可再生能源在美国总发电量中的占比可达70%~85%。残剩的年夜部门发电量未来自现有的核电站，少许来自自然气厂、沼气等。这意味着，假如要知足对零碳电力日趋增加的需求，美国的总发电能力需要在2020年至2035年间翻三倍，包罗20亿千瓦的风电和太阳能发电装机。也就是说，到2030年，美国风电年度新增装机容量要到达7000万千瓦~1.45亿千瓦;光伏年度新增装机容量要到达4300万~9000万千瓦，比该国今朝的年摆设速度提高了四倍多。斟酌到新项目选址、核准流程与加年夜装备制造效力都具有挑战性，美国想要按时实现电力脱碳方针仿佛是不成能完成的使命。但是，美国国度可再生能源尝试室和其他机构的研究注解，这在手艺上和经济上都是可行的。例如，按照劳伦斯伯克利国度尝试室(Lawrence Berkeley National Lab)的数据，年夜约9.3亿千瓦的风电、光伏装机和4.2亿千瓦的储能项目正在期待并网核准。与此同时，美国能源信息署(EIA)估计，2023年美国的电池储能容量将增添一倍以上。美国《通胀削减法案》(Inflation Reduction Act)已明白提出，将为这些手艺供给数千亿美元的新鼓励办法。美国国度可再生能源尝试室在其2022年尺度情形研究中指出，这些联邦鼓励办法将加快风电和光伏的摆设，并有望到2030年使美国电力部分的二氧化碳排放量比2005年的程度下降80%以上。风光直接占地面积少少现有的多项研究均注解，可再生能源发电举措措施不需要占用过量的地盘。按照美国国度可再生能源尝试室的研究，到2035年，风电和光伏根本举措措施直接占用的地盘面积将不到美国本土面积的1%。之所以需要很少的地盘，一个要害缘由是风电场只有2%的总面积被风电根本举措措施占用，剩下的98%可用在农业、放牧或其他用处。海优势电场的占用面积一样相对较少，且可以或许利用比陆地项目年夜很多的风机电组。与此同时，屋顶太阳能光伏的摆设不需要斥地任何新地盘资本。不成否定的是，要将这些洁净能源从美国中西部和地处平原、风能资本丰硕的各州输送到东部的首要负荷中间，需铺设年夜量额外的输电线路。研究显示，到2035年，美国的总输电能力必需增添1.3~2.9倍。假定2026年最先扶植新线路，这将需要每一年新增1400~10100英里(约开元体育2253~16254km)的高容量输电线(high-capacity line)。到2035年，美国为实现风电、光伏和长途输电线路的洁净能源方针，所需的地盘总量约为19700平方英里(约5.1万平方千米)。这相当在今朝该国铁路占用的地盘面积，即18500平方英里;不到开采中的石油和自然气租赁面积(40500平方英里)的一半，不到今朝乙醇出产所需面积(59500平方英里)的三分之一。美国国度可再生能源尝试室提出的一种情形方案估计，美国年夜约需要摆设25万台风机电组，这远远少在美国150万口石油和自然气井。该研究还评估了美国现实可用在开辟风光发电项目标地盘面积。对风电项目，美国国度可再生能源尝试室在其模子中已将受庇护的地盘(如州和国度公园、庇护区和水域)、城市地域、山区或复杂地形解除在外。该尝试室还斟酌了州和县的相干条例，并解除了与其他现有根本举措措施(如建筑物、道路、铁路和雷达)冲突的地盘。对公用事业范围的光伏项目，该尝试室在研究中解除了美国农业部指定的 首要 或 主要 农田，并在年夜大都环境下，将潜伏的光伏摆设位置限制在距现有输电网12.4英里之内的地址。综合上述斟酌身分，该尝试室在其计较的年夜大都情形下，美国48个州中约有29%的地盘可用在风电项目开辟，39%的地盘可用在光伏项目开辟。需要指出的是，该项研究没有斟酌美河山地操纵模式的转变，包罗天气转变对地盘可用性的影响。即使如斯，该尝试室针对可再生能源地盘占用率的研究，其成果也足以鼓舞人心。情况和公共健康效益或许更主要的是，用风能和太阳能代替化石燃料，将年夜年夜削减开采、钻探、运输、出产和利用化石燃料所需的地盘数目。用在后者的地盘，和用在处置煤灰和其他废料的地盘，常常会给本地社区造成严重的持久情况和公共卫生问题。比拟之下，风电和光伏发电项目利用的地盘，其影响常常是短时间和可修复的。前文提到，风电场合需地盘的98%可用在农业、放牧或其他出产用处。太阳能和农业共存，或 农业光伏 系统，可以经由过程改良能源和食粮出产，使农业更具可延续性。与化石燃料分歧，风电和光伏发电不利用水，也不发生任何会污染空气、地盘或水道的排放或废料。地盘颠末修复后可以很轻易地恢复并从头利用。另外，相干范畴的专业人士正在摸索收受接管和再操纵电池板和电池的新方式，代替送往垃圾填埋场。