ประโยชน์ต่อสุขภาพของการใช้พลังงานลมแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล — ScienceDaily


ปัจจุบัน เกือบ 10 เปอร์เซ็นต์ของกระแสไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกามาจากพลังงานลม แหล่งพลังงานหมุนเวียนมีประโยชน์ต่อสภาพอากาศ คุณภาพอากาศ และสุขภาพของประชาชน โดยแทนที่การปล่อยก๊าซเรือนกระจกและสารมลพิษทางอากาศที่โรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลผลิตขึ้น

การศึกษาใหม่ของ MIT พบว่าประโยชน์ต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับพลังงานลมอาจมากกว่าสี่เท่า หากผู้ปฏิบัติงานให้ความสำคัญกับการลดการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่ก่อมลพิษมากที่สุดเมื่อมีพลังงานจากลม

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์นักวิจัยวิเคราะห์กิจกรรมรายชั่วโมงของกังหันลม รวมถึงรายงานการปล่อยมลพิษจากโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลทุกแห่งในประเทศระหว่างปี 2554 ถึง 2560 พวกเขาติดตามการปล่อยมลพิษทั่วประเทศและทำแผนที่มลพิษกับประชากรที่ได้รับผลกระทบ จากนั้นจึงคำนวณคุณภาพอากาศในระดับภูมิภาคและค่าใช้จ่ายด้านสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับแต่ละชุมชน

นักวิจัยพบว่าในปี 2014 พลังงานลมที่เกี่ยวข้องกับนโยบายระดับรัฐช่วยปรับปรุงคุณภาพอากาศโดยรวม ซึ่งส่งผลดีต่อสุขภาพทั่วประเทศมูลค่า 2 พันล้านดอลลาร์ อย่างไรก็ตาม เพียงประมาณร้อยละ 30 ของผลประโยชน์ด้านสุขภาพเหล่านี้เข้าถึงชุมชนที่ด้อยโอกาส

ทีมงานยังพบว่าหากอุตสาหกรรมไฟฟ้าต้องลดการผลิตของโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่ก่อมลพิษมากที่สุด แทนที่จะเป็นโรงงานที่ประหยัดต้นทุนที่สุด ในช่วงเวลาของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม ประโยชน์ต่อสุขภาพโดยรวมอาจเพิ่มขึ้นสี่เท่าถึง 8.4 พันล้านดอลลาร์ทั่วประเทศ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์จะมีการแบ่งกลุ่มประชากรที่คล้ายคลึงกัน

“เราพบว่าการให้ความสำคัญกับสุขภาพเป็นวิธีที่ดีในการเพิ่มประโยชน์สูงสุดในวงกว้างทั่วทั้งสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีมาก แต่ก็ชี้ให้เห็นว่ามันไม่ได้ช่วยแก้ปัญหาความเหลื่อมล้ำ” Noelle Selin ผู้ร่วมวิจัยกล่าว ศาสตราจารย์ใน สถาบันข้อมูล ระบบ และสังคม และภาควิชาวิทยาศาสตร์โลก บรรยากาศ และดาวเคราะห์ที่เอ็มไอที “เพื่อจัดการกับความไม่เสมอภาคของมลพิษทางอากาศ คุณไม่สามารถมุ่งเน้นไปที่ภาคการผลิตไฟฟ้าหรือพลังงานหมุนเวียนและพึ่งพาผลประโยชน์ของมลพิษทางอากาศโดยรวมในการจัดการกับความเหลื่อมล้ำทางเชื้อชาติและชาติพันธุ์ที่เกิดขึ้นจริงและต่อเนื่องเหล่านี้ได้ คุณจะต้องพิจารณาแหล่งที่มาของมลพิษทางอากาศอื่นๆ เช่นเดียวกับปัจจัยเชิงระบบพื้นฐานที่กำหนดว่าพืชตั้งอยู่ที่ใดและผู้คนอาศัยอยู่ที่ไหน”

ผู้เขียนร่วมของ Selin เป็นผู้เขียนนำและอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ MIT Minghao Qiu PhD ’21 ปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด และ Corwin Zigler จาก University of Texas at Austin

บริการเปิดเตียง

ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ ทีมงานมองหารูปแบบระหว่างช่วงเวลาของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมกับกิจกรรมของโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เพื่อดูว่าตลาดไฟฟ้าในภูมิภาคปรับกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าอย่างไรเพื่อตอบสนองต่อพลังงานหมุนเวียนที่หลั่งไหลเข้ามา

“หนึ่งในความท้าทายทางเทคนิคและการมีส่วนร่วมของงานนี้ คือ การพยายามระบุว่าโรงไฟฟ้าใดที่ตอบสนองต่อพลังงานลมที่เพิ่มขึ้นนี้” Qiu กล่าว

ในการทำเช่นนั้น นักวิจัยได้เปรียบเทียบชุดข้อมูลในอดีต 2 ชุดจากช่วงเวลาระหว่างปี 2011 และ 2017 ได้แก่ การบันทึกพลังงานแบบชั่วโมงต่อชั่วโมงของกังหันลมทั่วประเทศ และการบันทึกโดยละเอียดของการวัดการปล่อยมลพิษจากพลังงานที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลทุกชนิด โรงงานในสหรัฐฯ ชุดข้อมูลครอบคลุมตลาดไฟฟ้าระดับภูมิภาคหลัก 7 แห่ง แต่ละตลาดให้พลังงานแก่รัฐเดียวหรือหลายรัฐ

“แคลิฟอร์เนียและนิวยอร์กต่างเป็นตลาดของตนเอง ในขณะที่ตลาดในนิวอิงแลนด์ครอบคลุมรัฐต่างๆ 7 รัฐ และมิดเวสต์ครอบคลุมมากกว่านั้น” Qiu อธิบาย “เรายังครอบคลุมประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานลมทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา”

โดยทั่วไปแล้ว พวกเขาสังเกตเห็นว่าในช่วงเวลาที่มีพลังงานลม ตลาดจะปรับตัวโดยลดกำลังการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติและโรงไฟฟ้าถ่านหินซับบิทูมินัสเป็นหลัก พวกเขาตั้งข้อสังเกตว่าพืชที่เลิกผลิตน่าจะถูกเลือกด้วยเหตุผลด้านการประหยัดค่าใช้จ่าย เนื่องจากพืชบางชนิดมีค่าใช้จ่ายในการเลิกใช้น้อยกว่าพืชชนิดอื่นๆ

จากนั้น ทีมงานใช้แบบจำลองทางเคมีในชั้นบรรยากาศที่ซับซ้อนเพื่อจำลองรูปแบบลมและการขนส่งสารเคมีของการปล่อยมลพิษทั่วประเทศ และกำหนดว่าที่ใดและที่ความเข้มข้นใดที่การปล่อยมลพิษทำให้เกิดอนุภาคละเอียดและโอโซน ซึ่งเป็นสารมลพิษ 2 ชนิดที่ทราบกันดีว่าสร้างความเสียหายต่อคุณภาพอากาศและมนุษย์ สุขภาพ. ในที่สุด นักวิจัยได้ทำแผนที่ประชากรทั่วไปทั่วประเทศ โดยอ้างอิงจากข้อมูลการสำรวจสำมะโนประชากรของสหรัฐฯ และใช้วิธีการทางระบาดวิทยามาตรฐานในการคำนวณค่าใช้จ่ายด้านสุขภาพของประชากรอันเป็นผลมาจากการสัมผัสมลพิษ

การวิเคราะห์นี้เผยให้เห็นว่าในปี 2014 วิธีการทั่วไปในการประหยัดค่าใช้จ่ายเพื่อแทนที่พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลในช่วงเวลาของพลังงานลมส่งผลให้ได้รับประโยชน์ด้านสุขภาพหรือการประหยัดถึง 2 พันล้านดอลลาร์ทั่วประเทศ ส่วนแบ่งผลประโยชน์เหล่านี้น้อยลงไปยังประชากรที่ด้อยโอกาส เช่น ชนกลุ่มน้อยและชุมชนที่มีรายได้น้อย แม้ว่าความเหลื่อมล้ำนี้จะแตกต่างกันไปในแต่ละรัฐ

“มันเป็นเรื่องราวที่ซับซ้อนกว่าที่เราคิดไว้ในตอนแรก” Qiu กล่าว “ประชากรบางกลุ่มต้องเผชิญกับมลพิษทางอากาศในระดับที่สูงขึ้น และคนเหล่านั้นจะเป็นผู้มีรายได้น้อยและชนกลุ่มน้อยทางเชื้อชาติ สิ่งที่เราเห็นคือการพัฒนาพลังงานลมสามารถลดช่องว่างนี้ในบางรัฐ แต่เพิ่มขึ้นอีกในรัฐอื่นๆ ขึ้นอยู่กับว่าพืชเชื้อเพลิงฟอสซิลชนิดใดถูกแทนที่”

กำลังบิด

จากนั้น นักวิจัยได้ตรวจสอบว่ารูปแบบของการปล่อยมลพิษและประโยชน์ต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องจะเปลี่ยนไปอย่างไร หากพวกเขาจัดลำดับความสำคัญของการลดโรงงานที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลต่างๆ ในช่วงเวลาของพลังงานลม พวกเขาปรับแต่งข้อมูลการปล่อยมลพิษเพื่อสะท้อนถึงสถานการณ์ทางเลือกหลายประการ: สถานการณ์หนึ่งที่โรงไฟฟ้าที่สร้างมลพิษและสร้างความเสียหายต่อสุขภาพมากที่สุดถูกปิดลงก่อน และอีกสองสถานการณ์ที่พืชผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุดตามลำดับ อันดับแรกจะลดผลผลิตลง

พวกเขาพบว่าในขณะที่แต่ละสถานการณ์เพิ่มประโยชน์ต่อสุขภาพโดยรวม และโดยเฉพาะสถานการณ์แรกอาจให้ประโยชน์ต่อสุขภาพเพิ่มขึ้นสี่เท่า แต่ความเหลื่อมล้ำดั้งเดิมยังคงอยู่: ชนกลุ่มน้อยและประชากรที่มีรายได้น้อยยังคงได้รับประโยชน์ด้านสุขภาพน้อยกว่าชุมชนที่มีฐานะดี

“เรามาสุดทางแล้วและพูดว่า ไม่มีทางที่เราจะแก้ปัญหาความเหลื่อมล้ำนี้ได้ด้วยการตัดสินใจอย่างชาญฉลาดว่าพืชชนิดใดที่จะแทนที่” Selin กล่าว

“สิ่งหนึ่งที่ทำให้ฉันมองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับประเด็นนี้คือ มีการให้ความสนใจมากขึ้นเกี่ยวกับความยุติธรรมด้านสิ่งแวดล้อมและประเด็นด้านความเสมอภาค” เซลินสรุป “บทบาทของเราคือการหากลยุทธ์ที่มีผลกระทบมากที่สุดในการจัดการกับความท้าทายเหล่านั้น”

งานนี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา และสถาบันสุขภาพแห่งชาติ



ข่าวต้นฉบับ

About Author