Сообщества с низкими доходами в Соединенных Штатах уже давно гораздо медленнее внедряют солнечную энергию, чем их богатые соседи, даже несмотря на то, что местные и федеральные агентства предлагают налоговые льготы и другие финансовые стимулы.
Но, согласно новому исследованию, опубликованному в Природа Энергетика под руководством исследователей из Стэнфордского университета.
«Дефицит солнечной энергии является серьезной проблемой в малообеспеченных сообществах, отчасти из-за неравенства доходов, но также и потому, что солнечная солнечная энергия в жилых домах обычно непрактична для людей, которые не владеют своими домами», — сказал Рам Раджагопал, старший автор исследования. и доцент кафедры гражданского строительства, экологической инженерии и электротехники в Стэнфорде. «Это новое исследование показывает, что коммерческая и промышленная недвижимость способна разместить солнечные ресурсы, чтобы частично заполнить этот пробел».
Неиспользованные ресурсы
Сначала плохие новости. Исследователи обнаружили, что крыши нежилых домов производят на 38% меньше электроэнергии в неблагополучных общинах, чем в более богатых. Этот разрыв, главным образом из-за более низкого уровня развертывания сил в более бедных районах, увеличился за последние два десятилетия. Тем не менее, этот разрыв значительно ниже, чем у жилых солнечных батарей в этих районах.
Хорошая новость, по словам исследователей, заключается в том, что нежилые здания имеют большие неиспользуемые мощности по производству солнечной энергии для собственной выгоды и снабжения окружающих их сообществ. В сообществах с низкими доходами коммерческие предприятия могут быть более чувствительными к государственным стимулам в области солнечной энергии, чем домашние хозяйства. Более раннее исследование, проведенное теми же исследователями, показало, что покупатели жилья в неблагополучных общинах, которые могут иметь меньше финансовых ресурсов и часто не владеют своими домами, меньше реагируют на налоговые льготы и другие финансовые стимулы.
«Используя базу данных DeepSolar Стэнфордского университета, мы подсчитали, что солнечные батареи на нежилых зданиях могут удовлетворить более пятой годовой потребности населения в электроэнергии почти в двух третях малообеспеченных сообществ», — сказал Мориц Вуссов, ведущий автор исследования.
«Кроме того, себестоимость этой электроэнергии во многих населенных пунктах будет меньше, чем тарифы для населения, взимаемые местными электроэнергетическими компаниями», — сказал Вуссов, который был приглашенным студентом-исследователем в лабораторной группе Раджагопала в 2022 и 2023 годах.
Чтобы количественно оценить распределение нежилых солнечных электростанций, исследователи использовали спутниковые изображения и искусственный интеллект, чтобы определить количество и размер солнечных батарей на крышах в 72,739 XNUMX переписных участках по всей территории Соединенных Штатов. Правительство США считает около трети этих участков неблагополучными.
Команда отслеживала установку солнечных батарей в нежилых зданиях, а также количество неиспользуемых крыш, которые могли бы стать хорошими кандидатами для установки солнечных батарей, с 2006 по 2016 год, а затем снова в 2022 году. Затем они рассчитали среднегодовую стоимость производства солнечной электроэнергии в каждом районе, основываясь на от количества местного воздействия солнца и других переменных. Затраты варьировались от примерно 6.4 цента за киловатт-час в залитом солнцем Нью-Мексико до почти 11 центов на Аляске. Но во многих из этих районов – даже во многих северных штатах – эти затраты были ниже, чем тарифы на электроэнергию для населения.
Чад Занокко, соавтор нового исследования и научный сотрудник в области гражданского и экологического строительства, отметил, что обеспечение электроэнергией жилых районов потребует других затрат, таких как хранение аккумуляторов и строительство микросетей.
«По нашим оценкам, использование аккумуляторных батарей увеличит общие затраты на систему примерно на 50%, но даже это будет практично почти в двух третях изученных нами неблагополучных сообществ», — сказал Занокко.
Эффект масштаба
Если коммерческие и промышленные солнечные батареи смогут подавать избыток электроэнергии в местные электросети, пишут исследователи, жители с низкими доходами смогут получить доступ к ней через общественные подписки, а не путем строительства собственных панелей на крыше. Коммерческие и промышленные объекты также обеспечивают большую экономию за счет масштаба по сравнению с индивидуальными солнечными панелями в домашних хозяйствах. Еще одним большим преимуществом является то, что потребители энергии, не относящиеся к жилым домам, также могут быть очень чувствительны к налоговым льготам и другим государственным стимулам, что приведет к более широкому внедрению.
Исследователи отметили, что дальнейшим снижением барьеров является Закон о снижении инфляции 2022 года, который предоставил штатам и местным сообществам миллиарды долларов на инфраструктуру экологически чистой энергетики. Эти деньги уже снизили стоимость новых микросетей.
«Помимо сокращения выбросов углекислого газа и замедления изменения климата, расширение доступа к солнечной энергии принесет ощутимые местные выгоды сообществам с низкими доходами», — сказал Чжэчэн Ван, соавтор и научный сотрудник Стэнфордского института человекоориентированного искусственного интеллекта.
«Это будет способствовать местному производству чистой и недорогой энергии, что также повысит устойчивость к перебоям в работе и уменьшит загрязнение, вызываемое электростанциями, работающими на ископаемом топливе, многие из которых расположены в районах с низкими доходами».