Каждый год часть энергии, которую могли бы вырабатывать солнечные панели, теряется из-за аэрозолей в атмосфере.
Уголь остается самым загрязняющим видом топлива из всех, что использует человечество. При его сжигании выделяется больше всего углекислого газа на единицу произведенной энергии, а содержащиеся в угле примеси образуют огромное количество аэрозолей диоксида серы, а также оксидов азота. Кроме того, после сгорания остается угольная зола, часто насыщенная токсичными металлами. Поэтому польза для здоровья от отказа от угольной энергетики обычно оценивается как значительно превышающая затраты на строительство новых источников энергии.
Однако новое исследование показало, что последствия угольного загрязнения выходят далеко за рамки проблем со здоровьем: оно мешает работе других источников энергии. Ученые выяснили, что аэрозоли — как природного, так и антропогенного происхождения — заметно сокращают объем электроэнергии, который могли бы производить солнечные панели. Потери исчисляются сотнями миллионов мегаватт-часов в год, и значительная часть этих аэрозолей образуется именно при сжигании угля.
Новое исследование основано на создании глобального каталога солнечных электростанций. Исследователи использовали существующие базы данных, дополнив их спутниковыми снимками, проанализированными с помощью искусственного интеллекта, а также сведениями, собранными добровольцами.
Спутниковые изображения позволили определить размеры солнечных станций, а погодные данные, привязанные к конкретным координатам, — оценить объемы выработки электроэнергии.
После этого ученые смоделировали, сколько энергии станции могли бы производить, если бы солнечный свет не рассеивался облаками и аэрозолями.
Результаты оказались впечатляющими. В 2023 году мир недополучил более четверти потенциальной солнечной генерации: свыше 20% потерь пришлось на облачность, а еще около 6% — на аэрозоли. В абсолютных цифрах это более 500 миллионов мегаватт-часов.
Одни только аэрозоли вносят огромный вклад в эти потери. Исследователи отметили, что за пять лет до 2023 года в мире ежегодно вводилось достаточно солнечных мощностей для производства дополнительных 250 миллионов мегаватт-часов электроэнергии, однако около 75 миллионов мегаватт-часов из этого объема терялось именно из-за аэрозольного загрязнения.
Аэрозоли также способствуют образованию облаков, что дополнительно уменьшает количество солнечного света, достигающего панелей. Однако оценить этот эффект значительно сложнее, поэтому основной анализ сосредоточен именно на аэрозолях.
Часть аэрозолей возникает естественным образом — например, из-за пыли, поднимаемой ветрами в пустынях. Но, несмотря на репутацию пустынь как идеального места для солнечной энергетики, глобальная солнечная инфраструктура пока относительно слабо развита в таких регионах, поэтому природная пыль влияет меньше, чем можно было бы ожидать.
Главным источником проблемы остается уголь. По оценкам исследователей, аэрозоли диоксида серы, преимущественно образующиеся при сжигании угля, составляют почти половину всех аэрозолей, учтенных в исследовании. Еще около 18% приходится на углеродистые частицы, также обычно связанные с ископаемым топливом.
Однако влияние аэрозолей распределяется по миру крайне неравномерно. В Китае аэрозоли сокращают выработку солнечной энергии примерно на 7,7% и сводят на нет от трети до половины ежегодного прироста солнечной генерации.
В последние годы ситуация в Китае постепенно улучшается. После серьезных проблем с загрязнением воздуха страна начала строить новое поколение более эффективных угольных электростанций и выводить из эксплуатации наиболее грязные объекты. Данные показали, что это уже положительно влияет и на солнечную энергетику: воздействие аэрозолей в Китае снижается.
По информации https://naked-science.ru/community/1186469
Обозрение "Terra & Comp".
