Các cộng đồng có thu nhập thấp trên khắp Hoa Kỳ từ lâu đã sử dụng năng lượng mặt trời chậm hơn nhiều so với các nước láng giềng giàu có, ngay cả khi các cơ quan địa phương và liên bang đưa ra các chính sách giảm thuế và khuyến khích tài chính khác.
Tuy nhiên, các mái nhà thương mại và công nghiệp, chẳng hạn như mái nhà trên các tòa nhà và nhà máy bán lẻ, mang lại cơ hội lớn để giảm bớt cái mà các nhà nghiên cứu gọi là “khoảng cách vốn chủ sở hữu năng lượng mặt trời”, theo một nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí Năng lượng thiên nhiên và được dẫn dắt bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford.
Ram Rajagopal, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Khoảng cách công bằng năng lượng mặt trời là một vấn đề nghiêm trọng ở các cộng đồng có hoàn cảnh khó khăn, một phần là do bất bình đẳng về thu nhập, nhưng cũng vì năng lượng mặt trời dân dụng thường không thực tế đối với những người không sở hữu nhà của họ”. và phó giáo sư về kỹ thuật dân dụng, môi trường và kỹ thuật điện tại Stanford. “Nghiên cứu mới này cho thấy các tài sản thương mại và công nghiệp có khả năng lưu trữ tài nguyên năng lượng mặt trời để lấp đầy một phần khoảng trống đó”.
Tài nguyên chưa được khai thác
Đầu tiên, tin xấu. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những mái nhà không dành cho dân cư tạo ra lượng điện ít hơn 38% ở những cộng đồng có hoàn cảnh khó khăn so với những cộng đồng giàu có hơn. Khoảng cách đó, chủ yếu là do mức độ triển khai thấp hơn ở các khu vực nghèo hơn, đã ngày càng mở rộng trong hai thập kỷ qua. Tuy nhiên, khoảng cách này thấp hơn đáng kể so với năng lượng mặt trời dân cư ở những khu vực lân cận này.
Các nhà nghiên cứu cho biết tin tốt là các tòa nhà phi dân cư có công suất lớn chưa được sử dụng để sản xuất năng lượng mặt trời vì lợi ích của chính họ và cung cấp cho cộng đồng xung quanh. Ở các cộng đồng thu nhập thấp, các doanh nghiệp thương mại có thể phản ứng nhanh hơn với các ưu đãi của chính phủ đối với năng lượng mặt trời so với các hộ gia đình. Một nghiên cứu trước đó của cùng các nhà nghiên cứu này đã phát hiện ra rằng khách hàng dân cư ở các cộng đồng khó khăn, những người có thể có ít nguồn tài chính hơn và thường không sở hữu nhà, ít phản ứng hơn với việc giảm thuế và các ưu đãi tài chính khác.
Moritz Wussow, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Sử dụng cơ sở dữ liệu DeepSolar của Stanford, chúng tôi ước tính rằng các mảng năng lượng mặt trời trên các tòa nhà phi dân cư có thể đáp ứng hơn 1/5 nhu cầu điện dân dụng hàng năm ở gần 2/3 cộng đồng có hoàn cảnh khó khăn”.
Wussow, một sinh viên nghiên cứu thỉnh giảng trong nhóm phòng thí nghiệm của Rajagopal vào năm 2022 và 2023, cho biết: “Ngoài ra, chi phí thô của nguồn điện đó ở nhiều cộng đồng sẽ thấp hơn so với giá dân cư mà các công ty điện lực địa phương tính”.
Để định lượng việc phân bổ lắp đặt năng lượng mặt trời cho các khu phi dân cư, các nhà nghiên cứu đã sử dụng hình ảnh vệ tinh và trí tuệ nhân tạo để xác định số lượng và kích thước của các mảng năng lượng mặt trời trên mái nhà trong 72,739 vùng điều tra dân số trên khắp Hoa Kỳ. Khoảng một phần ba trong số những vùng đó được chính phủ Hoa Kỳ coi là bất lợi.
Nhóm đã theo dõi việc triển khai năng lượng mặt trời ở các khu vực phi dân cư cũng như số lượng mái nhà chưa sử dụng có thể là ứng cử viên sáng giá cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời từ năm 2006 đến năm 2016 và sau đó là vào năm 2022. Sau đó, họ tính toán chi phí trung bình hàng năm để sản xuất điện mặt trời ở từng khu vực, dựa trên vào mức độ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời cục bộ và các biến số khác. Chi phí dao động từ khoảng 6.4 xu/kWh ở New Mexico ngập nắng đến gần 11 xu ở Alaska. Nhưng những chi phí đó thấp hơn giá điện dân dụng ở nhiều khu vực đó - thậm chí ở nhiều bang phía bắc.
Chad Zanocco, đồng tác giả của nghiên cứu mới và là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ về kỹ thuật dân dụng và môi trường, lưu ý rằng việc cung cấp điện cho các khu dân cư sẽ bao gồm các chi phí khác, chẳng hạn như lưu trữ pin và xây dựng lưới điện siêu nhỏ.
Zanocco cho biết: “Chúng tôi ước tính rằng việc lưu trữ pin sẽ làm tăng tổng chi phí hệ thống lên khoảng 50%, nhưng điều đó thậm chí còn thực tế ở gần XNUMX/XNUMX cộng đồng có hoàn cảnh khó khăn mà chúng tôi đã nghiên cứu”.
Quy mô nền kinh tế
Các nhà nghiên cứu viết rằng nếu các mảng năng lượng mặt trời thương mại và công nghiệp có thể cung cấp lượng điện dư thừa vào lưới điện địa phương thì những cư dân có thu nhập thấp hơn có thể có quyền truy cập thông qua đăng ký cộng đồng thay vì xây dựng các tấm pin trên mái nhà của riêng họ. Các khu thương mại và công nghiệp cũng mang lại hiệu quả kinh tế nhờ quy mô lớn hơn so với các tấm pin mặt trời dành cho hộ gia đình riêng lẻ. Một lợi thế lớn khác là khách hàng sử dụng điện phi dân cư cũng có thể rất nhạy cảm với các ưu đãi về thuế và các ưu đãi khác của chính phủ, dẫn đến việc áp dụng nhiều hơn.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng việc hạ thấp hơn nữa các rào cản là Đạo luật Giảm lạm phát năm 2022, đạo luật này đã cung cấp hàng tỷ đô la cho các tiểu bang và cộng đồng địa phương để xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng sạch. Số tiền đó đã làm giảm chi phí của các lưới điện siêu nhỏ mới.
Zhechen Wang, đồng tác giả và nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Trí tuệ nhân tạo lấy con người làm trung tâm của Stanford, cho biết: “Ngoài việc giảm lượng khí thải carbon và làm chậm biến đổi khí hậu, việc tăng cường tiếp cận năng lượng mặt trời sẽ mang lại lợi ích rõ ràng cho các cộng đồng có thu nhập thấp tại địa phương”.
“Điều này sẽ thúc đẩy việc sản xuất năng lượng sạch và chi phí thấp tại địa phương, điều này cũng sẽ làm tăng khả năng phục hồi khi mất điện và giảm ô nhiễm do các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch gây ra—nhiều nhà máy trong số đó nằm ở các khu vực thu nhập thấp.”