Gemeenschappen met lagere inkomens in de Verenigde Staten zijn al lange tijd veel langzamer in het adopteren van zonne-energie dan hun welvarende buren, zelfs wanneer lokale en federale instanties belastingvoordelen en andere financiële prikkels aanbieden.
Maar commerciële en industriële daken, zoals die bovenop winkelgebouwen en fabrieken, bieden een grote kans om wat onderzoekers de ‘zonne-energiekloof’ noemen te verkleinen, aldus een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Energie en geleid door onderzoekers van Stanford University.
“Het tekort aan zonne-energie is een ernstig probleem in achtergestelde gemeenschappen, deels vanwege inkomensongelijkheid, maar ook omdat residentiële zonne-energie meestal niet praktisch is voor mensen die geen eigenaar zijn van hun huis”, zegt Ram Rajagopal, senior auteur van het onderzoek. en universitair hoofddocent civiele techniek en milieutechniek en elektrotechniek aan Stanford. "Deze nieuwe studie toont aan dat commerciële en industriële eigendommen de capaciteit hebben om zonne-energiebronnen te huisvesten om een deel van die leemte op te vullen."
Ongebruikte hulpbronnen
Eerst het slechte nieuws. De onderzoekers ontdekten dat niet-residentiële daken in achtergestelde gemeenschappen 38% minder elektriciteit opwekken dan in rijkere gemeenschappen. Die kloof, die vooral te wijten is aan de lagere inzet in armere gebieden, is de afgelopen twintig jaar groter geworden. Niettemin is deze kloof aanzienlijk kleiner dan die van residentiële zonne-energie in deze buurten.
Het goede nieuws, zeggen de onderzoekers, is dat niet-residentiële gebouwen een grote ongebruikte capaciteit hebben om zonne-energie te produceren voor hun eigen voordeel en om de gemeenschappen om hen heen van energie te voorzien. In gemeenschappen met lage inkomens reageren commerciële ondernemingen mogelijk beter op overheidsstimulansen voor zonne-energie dan huishoudens. Uit een eerder onderzoek van dezelfde onderzoekers bleek dat particuliere klanten in achtergestelde gemeenschappen, die mogelijk over minder financiële middelen beschikken en vaak geen eigenaar van hun huis zijn, minder reageren op belastingvoordelen en andere financiële prikkels.
“Met behulp van de DeepSolar-database van Stanford schatten we dat zonnepanelen op niet-residentiële gebouwen zouden kunnen voorzien in meer dan een vijfde van de jaarlijkse elektriciteitsvraag van woningen in bijna tweederde van de achtergestelde gemeenschappen”, zegt Moritz Wussow, hoofdauteur van het onderzoek.
“Bovendien zouden de ruwe kosten van die stroom in veel gemeenschappen lager zijn dan de residentiële tarieven die lokale elektriciteitsbedrijven in rekening brengen”, zegt Wussow, die in 2022 en 2023 gastonderzoeker was in de laboratoriumgroep van Rajagopal.
Om de distributie van niet-residentiële zonne-energie-installaties te kwantificeren, gebruikten de onderzoekers satellietbeelden en kunstmatige intelligentie om het aantal en de grootte van zonnepanelen op daken te identificeren in 72,739 volkstellingen in de Verenigde Staten. Ongeveer een derde van deze traktaten wordt door de Amerikaanse overheid als benadeeld beschouwd.
Het team volgde de inzet van niet-residentiële zonne-energie en het aantal ongebruikte daken die goede kandidaten zouden zijn voor zonne-installaties van 2006 tot en met 2016 en vervolgens opnieuw voor 2022. Vervolgens berekenden ze de gemiddelde jaarlijkse kosten voor de productie van zonne-energie in elk gebied, op basis van op de hoeveelheid lokale blootstelling aan de zon en andere variabelen. De kosten varieerden van ongeveer 6.4 cent per kilowattuur in het zonovergoten New Mexico tot bijna 11 cent in Alaska. Maar die kosten waren in veel van die gebieden lager dan de elektriciteitstarieven voor woningen, zelfs in veel noordelijke staten.
Chad Zanocco, co-auteur van de nieuwe studie en postdoctoraal onderzoeker in civiele techniek en milieutechniek, merkte op dat het verkrijgen van stroom naar woonwijken andere kosten met zich mee zou brengen, zoals batterijopslag en de aanleg van microgrids.
“We schatten dat batterijopslag de totale systeemkosten met ongeveer 50% zou verhogen, maar zelfs dat zou praktisch zijn in bijna tweederde van de achtergestelde gemeenschappen die we hebben bestudeerd,” zei Zanocco.
Schaalvoordelen
Als commerciële en industriële zonnepanelen hun overtollige elektriciteit aan lokale elektriciteitsnetten kunnen leveren, schrijven de onderzoekers, zouden bewoners met een lager inkomen toegang kunnen krijgen via gemeenschapsabonnementen in plaats van door hun eigen dakpanelen te bouwen. Commerciële en industriële locaties bieden ook grotere schaalvoordelen in vergelijking met individuele zonnepanelen voor huishoudens. Een ander groot voordeel is dat niet-residentiële stroomklanten ook zeer gevoelig kunnen zijn voor fiscale prikkels en andere overheidsstimulansen, wat tot een grotere adoptie kan leiden.
Een verdere verlaging van de barrières, zo merkten de onderzoekers op, is de Inflation Reduction Act van 2022, die staten en lokale gemeenschappen miljarden dollars heeft verstrekt voor de infrastructuur voor schone energie. Dat geld heeft de kosten van nieuwe microgrids al verlaagd.
“Naast het terugdringen van de CO2-uitstoot en het vertragen van de klimaatverandering, zou een betere toegang tot zonne-energie tastbare lokale voordelen bieden aan gemeenschappen met lagere inkomens”, zegt Zhecheng Wang, co-auteur en postdoctoraal onderzoeker aan het Stanford Institute for Human-Centered Artificial Intelligence.
“Dit zou de lokale schone en goedkope energieopwekking bevorderen, wat ook de veerkracht bij stroomuitval zou vergroten en de vervuiling zou verminderen die wordt veroorzaakt door elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen – waarvan er vele zich in gebieden met lage inkomens bevinden.”