Hvorfor veier som er belagt med solcellepaneler, er ikke en så lys ide

For fire år siden spredte en viral kampanje verden med et løfte om å bekjempe klimaendringer og hoppe på økonomien ved å bytte asfalt på verdens veier med solcellepaneler. Den dristige ideen har gjennomgått noen veitest siden. De første resultatene fra foreløpige studier har nylig kommet ut, og de er litt undervurderende.

Et solpanel ligger under en vei, har en rekke ulemper. Ettersom det ikke er den optimale tiltvinkelen, vil den gi mindre strøm og det vil være mer utsatt for skygging, noe som er et problem som skygge over bare 5 prosent av overflaten på et panel kan redusere kraftproduksjonen med 50 prosent .

Panelene er også sannsynligvis dekket av smuss og støv og vil trenge langt tykkere glass enn konvensjonelle paneler for å tåle vekten av trafikken, noe som vil ytterligere begrense lyset de absorberer.
Kan ikke dra nytte av luftcirkulasjon, det er uunngåelig disse panelene vil varme opp mer enn et tak på solpanel også. For hver 1 grader Celsius over optimal temperatur taper du 0,5 prosent av energieffektiviteten.

Som et resultat må en betydelig nedgang i ytelse for en solvei sammenlignet med solpaneler på taket, forventes. Spørsmålet er hvor mye og hva er den økonomiske prisen?

En av de første solveiene som skal installeres er i Tourouvre-au-Perche i Frankrike. Dette har en maksimal effekt på 420 kW, dekker 2.800 m² og koster € 5m (£ 4.5m) for å installere. Dette innebærer en kostnad på € 11,905 per installert kW.

Mens veien skal generere 800 kilowatt timer per dag (kWh / dag), viser noen nylig utgitte data et utbytte nærmere 409 kWh / dag, eller 150.000 kWh / år. For en ide om hvor mye dette er, bruker gjennomsnittlig britisk hjem ca 10 kWh / dag. Veiets kapasitetsfaktor – som måler effektiviteten av teknologien ved å dele sin gjennomsnittlige effekt med potensiell maksimal effekt – er bare 4 prosent.

Derimot har Cestas solfabrikk i nærheten av Bordeaux, som har rader solpaneler som er forsiktig vinklet mot solen, en maksimal effekt på 300.000 kW og en kapasitetsfaktor på 14 prosent. Og til en pris på € 360m, eller € 1200 pr. Installert kW, en tiendedel av kostnaden for vår solvei, genererer den tre ganger mer strøm.

I USA har et selskap som heter Solar Roadways utviklet en smart motorvei med solcellepaneler, inkludert sensorer og LED-lys for å vise trafikk advarsler om eventuelle kommende farer, som for eksempel en hjort. Det har også oppvarming pads å smelte snø om vinteren.

Flere av SR3-panelene er installert i en liten del av fortau i Sandpoint i Idaho. Dette er 13,9 m² i området, med en installert kapasitet på 1.529 KW. Installasjonskostnaden er gitt som $ 48.734 (ca £ 37.482), noe som innebærer en kostnad per installert kW på € 27 500, mer enn 20 ganger høyere enn Cestas kraftverk.

Solar Roadway sine egne estimater er at LED-lampene vil forbruke 106 MWh per lane mil, med panelene som genererer 415 MWh – slik at mer enn 25 prosent av den nyttige strømmen forbrukes av lysdiodene. Dette vil redusere ytelsen enda lenger. Oppvarmingsplater er også sitert som tegning 2,28 MW per lane mil, slik at kjører dem i bare seks dager, ville deaktivere noen netto gevinst fra solcellepanelene.

Og dette er før vi ser på dataene fra Sandpoint-installasjonen, som genererte 52.397 kWh om seks måneder, eller 104,8 kWh over et år. Herfra kan vi estimere en kapasitetsfaktor på bare 0,782 prosent, som er 20 ganger mindre effektiv enn Cestas kraftverk.

Når det er sagt, bør det påpekes at dette panelet ligger på et torg. Hvis det er en ting vi kan konkludere med, er det at en del av fortau omgitt av bygninger i en snøhvit nordlig by ikke er det beste stedet å finne en solinstallasjon. Men kanskje det er et større punkt – solveier på bygater er bare ikke en god idé.

Veier representerer ikke så stort et område som vi antar. Institutt for transport gir en oversikt over lengden på Storbritannias ulike veistyper.

Forutsatt at vi kan klatre disse i solcellepaneler, fire baner på hver motorvei, to baner på A- og B-veiene og halvveis for C og U veier (mange er enkeltveisveier og bare ikke vil være egnet) vi kommer opp med et areal på to milliarder m².

Det høres ut som mye før du innser at bygninger i byområder har et areal på 17,6 milliarder m². Så bare å dekke en brøkdel av Storbritannias hustak med solcellepaneler vil umiddelbart gi mer kraft enn å sette dem på veier. Det er ganske bortsett fra fordelene som en høyere posisjon ville gi for større kraftproduksjon.

Alt dette antyder at bare en liten del av veinettet ville være egnet. Og i lys av den relativt små størrelsen på veinettet, kunne solveier bare bli en nisjekilde og aldri snarveien til vår fremtidige energiforsyning.

Strender i fare på grunn av økningen i atmosfærisk CO2

Utsiktene til sanddyner og strender kan snart forandres på grunn av økningen av karbondioksidutslipp i atmosfæren, som allerede er en viktig faktor i de pågående klimaendringene. Resultatene er resultatet av en studie som er koordinert av Institutt for studier av antropiske virkninger og bærekraft i marinemiljøer av Nasjonalt forskningsråd (CNR-IAS) i Oristano, utført i samarbeid med Ca ‘Foscari University of Venice. Forskningen, publisert i tidsskriftet Climatic Change, analyserte kjedereaksjonen av effekter på havmiljøet utløst av økningen i CO2, og estimerte at fra nå til 2100 kunne akkumuleringen av sediment ved basen av Middelhavsdynesystemet falle med 31% , med erosjon av strender og økt risiko for flom. Case-studien analysert av forskerne var Bay of San Giovanni, langs Sinis-halvøya på Sardinia.

«Langt fra elvens munn kan dune-stranden-systemer helt eller delvis dannes av karbonat-sediment produsert av marine økosystemer, for eksempel undergravene i Posidonia Oceanica,» forklarer Simone Simeone, CNR-lasforsker og koordinator for studien. «Disse sedimentene kan oppløses av havets økende surhet, ifølge nyere studier, i slutten av århundret kan den marine pH-verdien ha falt med 0,4 enheter. Det som forårsaker surgjøring av havene, som det er kjent, er at stigende nivå av karbondioksid i atmosfæren. »

Forskningen har vist at effektene av dette fenomenet kan forvride den sedimentære balansen i et stranddynesystem. «Vi har funnet ut at en betydelig mengde av sedimentet som danner stranddynesystemet består av restene av organismer som er sårbare for effekten av forsuring. En reduksjon i pH kan betydelig påvirke forekomsten av disse organismer i marine økosystemer og dermed redusere karbonat sediment, «legger Simeone.

Imidlertid vil selv neddykkede sedimenter være i fare. «Vi har å gjøre med» grunnlaget «for stranddynesystemet, hvis sedimentære balanse kan bli forstyrret. Noen strender som gradvis vokser eller stabile miljøer kan bli til ødeleggende miljøer. Videre viser denne undersøkelsen at effekten av forsuring på stranddynesystemet, kombinert med forventet økning i havnivå, vil resultere i ytterligere tilbaketrekking av strandlinjen, samt økning i uønskede effekter av flom, «konkluderer Emanuela Molinaroli, professor i geomorfologi og sedimentologi for avdelingen av miljøvitenskap, informatikk og statistikk av Ca ‘Foscari.

Finansielle giganter kan ha en sentral rolle for klimastabilitet

Finansinstitusjoner, som banker og pensjonskasser, har en sentral rolle å spille i arbeidet for å unngå farlige klimaendringer. Og det handler ikke bare om å omdirigere investeringer til fornybar energi og kullkraftvirksomheter, men også for å styrke motstanden og stabiliteten til den brasilianske Amazon og borealskogen i Russland og Canada, to kjente «tipping-elementer» i jordsystemet. Slike tipping elementer har også blitt referert til som «Sleeping Giants», fordi de en gang «vekket» kan ha svingete virkninger på det globale klimaet ved å bli store emittere av karbondioksid, i motsetning til lagring av karbon i jord og vegetasjon.

Dette er meldingen til en ny studie publisert i det siste utgaven av Global Environmental Change.

«I motsetning til standard tilnærminger i grønn økonomi, utarbeider vi hvordan finansielle aktører knytter seg til økonomiske aktiviteter som endrer store økosystemer av avgjørende betydning for å stabilisere planets klima,» forklarer forfatteren Victor Galaz, nestleder i Stockholm Resilience Center på Stockholms Universitet.

Artikkelen er basert på en studie utført av et team av forskere fra Global Economic Dynamics og Biosphere Programmet (GEDB) ved Det Kongelige svenske akademiske vitenskap, Stockholm Resilience Center ved Stockholms Universitet, Australian National University og Groningen i Nederland.

«Vår forskning gir oss mulighet til å identifisere et lite sett av internasjonale finansielle aktører som kan påvirke klimastabiliteten gjennom sitt eierskap av aksjer i økonomiske sektorer som endrer både Amazonas regnskog og boreale skoger, sier medforfatter Beatrice Crona, administrerende direktør for GEDB og forsker ved Stockholms Resilience Center.

Disse finansinstitusjonene betegnes «Financial Giants» i den nye studien som også undersøker hvordan incentiver og disincentives for tiden påvirker deres potensial for å styrke eller undergrave stabiliteten i klimaet.

«Studien er den første i sitt slag å knytte data om globale investorer og vitenskapen om tippepunkter i jordsystemet,» sier medforfatter Will Steffen fra Australian National University i Canberra.

Investorens sentrale rolle

I de siste tiårene har forskere begynt å bruke begrepet «tipping elements» eller «Sleeping Giants» for å beskrive et begrenset antall biomer og prosesser på planeten som er svært viktig for å opprettholde global klimastabilitet. Disse biomer og prosesser kan forandre seg raskt når menneskets trykk når et kritisk nivå. Den nye studien tydeliggjør sammenhengen mellom aksjeeierskap, globale institusjonelle investorer og to av disse tipping-elementene: Amazonas regnskog og boreal skogene i Russland og Canada.

«Vi fokuserer på disse skogkledde områdene fordi de representerer tipping elementer som er svært utsatt for tipping i de neste tiårene, og hvor finanssektoren spiller en avgjørende rolle,» forklarer Victor Galaz.

Dette innebærer at det finansielle systemet kan gi en viktig spak for å sikre stabiliteten til disse tipping-elementene på kort sikt og på lang sikt.

Studien konkluderer med at Amazonas regnskog, boreal skog og andre tipping elementer er nå systemiske farer for det globale finansielle systemet. Hvis den interne dynamikken i disse store regionene endres, og fører til utslipp av store mengder karbon i atmosfæren fra jord og vegetasjon, vil stabilisering av klimaet i fremtiden bli betydelig vanskeligere, noe som igjen påvirker finansiell stabilitet.

En håndfull aksjeeiere

Som undersøkelsen viser, er det allerede i dag finansielle investeringer som bidrar til økonomiske aktiviteter som driver noen sovende jenter mot sine tipping points. For eksempel gir investorer kapital til, eller eier aksjer i, selskaper som produserer soya, biff, tømmer og andre varer som krever omfattende avskoging og skogforringelse.

Forfatterne finner at en rekke aksjeeiere eier betydelige aksjer på tvers av de største selskapene i de viktigste sektorene. Den totale beholdningen av disse investorene når over 10% terskelen i tre av åtte selskaper i Amazonas, fem av seksten i kanadiske boreal skoger, og tre av fem i russiske boreal skoger, skriver de.

Disse institusjonelle investorene med en global rekkevidde kalles «Financial Giants» av forfatterne fordi de har en flott, men urealisert kraft for å påvirke motstanden til flere av planetens sovende giganter.

«Investorer har flere midler til rådighet for å påvirke selskapene i porteføljen: De kan kreve eksplisitte mål som skal oppfylles for gjenbosetting og rehabilitering, samt beskyttelse og forbedring av biologisk mangfold. De kan også troverdig true å avhende fra selskapene dersom interesser og målsettinger vil være for langt fra hverandre. Dette kan påvirke kostnaden for egenkapitalen for de solgte firmaene, i tillegg til omdømme, sier Bert Scholtens fra

Hvorfor en varmere verden kan tilsvare et våtere arktisk

Arktis oppvarmer seg raskere enn resten av kloden, og som det gjør, forventes det å bli våtere. Men hvorfor? Hvilke mekanismer kan kjøre disse endringene?

En ny studie ser etter historie for svar, og undersøker hva som skjedde i regionen i en periode med oppvarming for rundt 8000 år siden. Forskningen finner bevis på at det i denne gamle tiden ble det vestlige Grønland blitt fuktigere, en trend som ofte er knyttet til økt nedbør. Studien viser videre at to forskjellige klimaprosesser kan ha bidratt til denne forhøyede fuktigheten. Prosessene er:

Som arktikken smelter, smelter sjøis, utsetter regionale farvann for sol, luft og økt fordampning.
Når planeten varmer, øker luftfuktigheten mer i områder nærmere ekvator. Dette skaper en ubalanse i global fuktighet, og til slutt trekkes fuktig luft fra lavere breddegrader inn i tørraren Arktis.
«Vi brukte geologiske bevis for å fastslå at begge disse prosessene sannsynligvis bidro til en økning i fuktigheten i Vestgrønland da regionen varmet opp raskt for 8000 år siden,» sier lederforsker Elizabeth Thomas, PhD, professor i geologi ved University of Buffalo College av kunst og vitenskap. «Som sådan kan begge prosessene være igjen i dag, noe som bidrar til mulige fremtidige økninger i arktisk fuktighet, og til slutt nedbør.»

«Vi har ikke lange eller detaljerte skriftlige oversikt over arktisk nedbør, så vi forstår ikke helt hvordan nedbør kan øke som følge av oppvarming,» sier hun. Det er et viktig studieområde, legger hun til, fordi «nedbør i Arktis har komplekse samspill med klimaet, og det påvirker også plantemiljøene og påvirker hvor raskt isbreene kan krympe.»

Studien ble utgitt denne måneden i geofysiske forskningsbrev av et team av forskere fra UB, University of Massachusetts og Northern Arizona University. Forskningen ble finansiert av National Science Foundation.

Ledetråder i lakebed gjørme

For å lære om klimagene i Vestgrønland analyserte forskerne lakebedmudder som dateres tilbake i tusenvis av år. Dette sedimentet inneholder organisk materiale – for eksempel gamle bladvoks, og forbindelser produsert av bakterier – som avslører informasjon om regionens klimatiske fortid.

Som Thomas forklarer, når det gjelder bladvoks, påvirker været det kjemiske innholdet i disse voksene på måter som forskere kan spore. Spesielt inneholder bladvoks små mengder av en sjelden form for hydrogen kalt deuterium, og konsentrasjonen av deuterium kan gå opp eller ned som respons på faktorer som fuktighet og nedbørsmønstre. (Et eksempel: I arktiske bladvoks varierer deuteriumkonsentrasjonen avhengig av om nedbør oppstod lokalt eller fra skyer som reiste lange avstander fra lave breddegrader for å ankomme i regionen).

Kjemikalier kalt forgrenede glyceroldialkylglyceroltetraetere (GDGT), produsert av bakterier, holder også ledetråder om tidligere klima. Sammensetningen av disse forbindelsene varierer avhengig av temperaturen i det omgivende miljø ved den tid de ble produsert. Som et resultat kan forskere bruke forgrenede GDGT til å rekonstruere forhistoriske temperaturtrender, sier Thomas.

Disse kjemiske indikatorene gjorde det mulig for Thomas ‘team å undersøke eldgamle og nedbørstrender i Vestgrønland som regionen varmer opp for 8000 år siden. Den nye forskningen var basert på bladvoks og forgrenede GDGT som ble funnet i en sedimentprøve som laget ekstrahert fra bunnen av Sikuiui-sjøen i Vest-Grønland.

«Disse kjemiske indikatorene er ganske nye verktøy, og de gjør oss i stand til å undersøke det gamle klimaet på måter som ikke var mulige før,» sier Thomas. «Vi kan bruke disse verktøyene til å undersøke hvordan luftfuktigheten svingte i en region for tusenvis av år siden, eller om stormer i et område oppsto lokalt eller langt unna. Dette er viktig fordi forståelsen av det som skjedde i antikken kan gi oss innblikk i hva som kan skje i dag som klimaet endres. «

Klimaendringer forårsaker allerede økt stress, depresjon og negativ mental helse

Mental helse har allerede blitt påvirket av hendelser knyttet til klimaendringer, som flerårig temperaturoppvarming, økt nedbør og ekstreme værforhold, viser en ny studie.

Forskere analyserte data fra nesten to millioner amerikanske innbyggere som rapporterte tilstanden av deres mentale helse i 30 dager med amerikanske sentre for sykdomsbekreftelse og forebygging mellom 2002 og 2012, kombinert med klimadata.

I gjennomsnitt, måneder med temperaturer over 30C eller mer enn 25 dager med nedbør så økte rapporter om stress, depresjon og «problemer med følelser», sa forskere i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.

Klimaendringer knyttet til økte selvmordssatser, studiefunn
Nick Obradovich, studiens medforfatter, og Massachusetts Institute of Technology forsker, sa: «Det er veldig viktig å vurdere dette som et annet stykke i puslespillet om å forstå hvordan klimaendringer vil påvirke samfunnet, og konklusjonen her er at det ikke er sannsynlig å være god.»

Den store skalaen av studien legger vekt på den voksende beviskilden som viser eksponering for klimaendringer relatert varme, forverrer mental helse og øker selvmordsraten.

Foruroligende fant Dr Obradovits team også at kvinner og de med lav inntekt var 60 prosent mer sannsynlig å rapportere psykiske helseproblemer som følge av vær enn de høyeste inntektene.

Studien bemerket også en 4 prosent økning i rapporter om dårlig psykisk helse knyttet til orkanen Katrina, som rammet den amerikanske gulfkysten i august 2005 og rammet millioner av mennesker.

Delving dypere inn i funnene, sa Dr Obradovich: «En av våre teorier er at det muligens blir drevet gjennom effekten av høyere temperaturer i søvn. Det er imidlertid mange andre måter det kan skje på. »

Han trodde andre mulige faktorer kan inkludere de negative effektene av varme på individets produktivitet og kognitive funksjon, eller dens innvirkning på hjernens evne til å regulere følelser.

«Vi vet ikke sikkert, og en stor del av arbeidet som vi som klimaendringer sosialforskere og virkningsforskere må gjøre, er å finne ut hva som driver effektene – i stor grad fordi hvis du er en politimaker du vil vite hva du bør målrette for å redusere disse effektene, «sa han.

Dr. Obradovich påpekte også at studien ikke tok hensyn til virkningen at den eksistensielle risikoen for klimaendringer kunne ha på vår kollektive mental helse, eller vanskeligere å kvantifisere symptomer på klimaendringer som økende havnivå.

Hva betyr IPCCs klimapåmelding og hvordan vil det påvirke våre liv?
Han oppfordret alle land til å forbedre deres psykiatriske tjenester, så hvis folk «står overfor stressressurser som er produsert av klimaendringer, kan de ha et bedre grunnnivå for mental helse og tilgjengelighet».

Studien uttalte imidlertid at sammenhengen mellom stigende varmetall og forverret mental helse «ikke kan fortsette inn i fremtiden», da mennesker kunne finne en måte å tilpasse seg enten teknologisk eller fysiologisk til de observerte virkningene.

På dagen for studiens publikasjon varslet FNs mellomstatslige panel for klimaendringer, det er bare 12 år igjen for å begrense globale temperaturøkninger til under 1,5C.

FNs rapport hevdet at haster og hidtil usete politiske endringer er nødvendige for å unngå de verste effektene av global oppvarming.