Soarele care se revarsă pe acoperișurile școlilor și în campusurile din întreaga țară este o resursă nevalorificată care ar putea ajuta la reducerea facturilor la electricitate, sugerează o nouă cercetare.
Panourile solare oferă umbră și energie la școala Casey Middle School din Boulder, Colorado. (Credit imagine: Dennis Schroeder / NREL)
Studiul, publicat în ediția din aprilie a revistei de specialitate Environmental Research Letters, arată că valorificarea tuturor spațiilor viabile pentru panouri solare ar putea permite școlilor să satisfacă până la 75 la sută din necesarul de energie electrică și să reducă amprenta de carbon a sectorului educațional cu până la 28 la sută.
În același timp, panourile solare ar putea ajuta școlile să se deconecteze de la rețelele alimentate de centrale electrice pe bază de gaz natural și cărbune care produc particule, dioxid de sulf și oxizi de azot – poluanți atmosferici care pot contribui la smog și ploi acide, precum și la consecințe grave asupra sănătății, inclusiv atacuri de cord și reducerea funcției pulmonare. „Aceasta este o acțiune pe care o putem întreprinde și care aduce beneficii mediului și sănătății umane într-un mod real și semnificativ”, a declarat Gabrielle Wong-Parodi, cercetător comportamental de la Stanford, unul dintre autorii studiului.
Noi proiecte solare pot aluneca cu ușurință pe lista de priorități într-o perioadă de proteste pe scară largă ale profesorilor care cer creșterea finanțării școlilor, reducerea numărului de elevi în clase și salarii mai mari. Dar Departamentul de Energie al SUA estimează că școlile K-12 cheltuiesc mai mult de 6 miliarde de dolari pe an pe energie, iar costurile cu energia în multe districte sunt pe locul doi după salarii. În sectorul învățământului superior, costurile anuale cu energia se ridică la peste 14 miliarde de dolari.
Documentul de față sugerează că investițiile în proiecte solare potrivite – cu stimulentele potrivite din partea statelor – ar putea elibera bani atât de necesari în bugetele școlilor. „Școlile plătesc oricum pentru electricitate”, a declarat Wong-Parodi, profesor asistent de știința sistemului terestru la Stanford’s School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth). „Aceasta este o modalitate, în unele cazuri, prin care își pot reduce costurile. Dacă există o reducere sau o subvenție, acest lucru se poate întâmpla mai repede.”
Beneficii neglijate
Instituțiile de învățământ reprezintă aproximativ 11% din consumul de energie al clădirilor din SUA și 4% din emisiile de carbon ale națiunii. Dar, în timp ce potențialul panourilor solare pentru case și întreprinderi a fost studiat pe scară largă, cercetările anterioare au omis în mare parte clădirile școlare.
Noile estimări se bazează pe date pentru 132.592 de școli, inclusiv peste 99.700 de școli publice și 25.700 de școli private K-12, precum și aproape 7.100 de colegii și universități. Cercetătorii au început prin a estima suprafața de acoperiș disponibilă pentru panouri solare la fiecare instituție, producția orară de energie electrică având în vedere cantitatea de soare de la fața locului și cererea orară de energie electrică a fiecărei instituții.
Nu este surprinzător faptul că studiul constată că trei state mari și însorite – Texas, California și Florida – au cel mai mare potențial pentru generarea de energie electrică din panouri solare pe acoperișurile școlilor, aproape 90 la sută dintre instituții având cel puțin o anumită suprafață de acoperiș potrivită pentru instalații. Între timp, locuitorii din statele din vestul mijlociu, inclusiv Wisconsin și Ohio, vor înregistra cele mai mari reduceri ale principalilor poluanți atmosferici – și ale costurilor asociate cu abordarea efectelor conexe asupra sănătății – dacă școlile trec de la rețea la energia solară.
Peste efectele măsurabile asupra poluării aerului și a facturilor la electricitate, instalațiile solare pot oferi, de asemenea, noi oportunități de învățare pentru elevi. Unele școli folosesc deja datele de la sistemele lor de energie solară la fața locului pentru a-i ajuta pe elevi să se lupte cu fracțiile, de exemplu, sau să vadă direct cum schimbarea unghiurilor panourilor poate afecta producția de energie. „Se ia această idee abstractă a energiilor regenerabile ca fiind ceva ce poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră și o aduce acasă”, a spus Wong-Parodi.
Sunt mari economii
Potrivit studiului, nu este viabil din punct de vedere economic ca instituțiile de învățământ să achiziționeze sisteme solare pe acoperiș direct în niciun stat. Mai degrabă, proiectele pot avea sens din punct de vedere financiar pentru școli dacă acestea încheie un contract cu o companie care să instaleze, să dețină și să opereze sistemul și să vândă energia electrică școlii la un tarif stabilit.
La nivel național, cercetătorii estimează că beneficiile care decurg dintr-un impuls total pentru instalațiile solare pe clădirile școlare ar putea valora până la 4 miliarde de dolari pe an, dacă se presupune că fiecare tonă de carbon eliberată în aer costă societatea 40 de dolari, iar valoarea unei vieți umane statistice – în modul în care autoritățile de reglementare și economiștii o calculează – este fixată la 10 milioane de dolari. Beneficiile estimate surprind costul deceselor premature și alte efecte asupra sănătății legate de poluarea aerului de la centralele electrice.
Sestimațiile grupului nu iau în considerare impactul asupra mediului și sănătății legat de mineritul și transportul internațional al materiilor prime, sau de fabricarea și eliminarea panourilor solare. O astfel de viziune holistică, scriu ei, „ar putea da rezultate destul de diferite.”
Centrându-se pe impactul probabil în Statele Unite, cercetătorii concluzionează că aproape toate statele ar putea obține o valoare de la proiectele solare din școli mult mai mare decât suma pe care o cheltuiesc pe subvenții și reduceri. Studiul arată că acest lucru este valabil chiar și atunci când se iau în considerare costurile tipice de instalare, întreținere, operare și înlocuire de rutină a hardware-ului.
„Există un argument pentru creșterea nivelului de stimulente pentru a crește adoptarea panourilor solare de către sectorul educațional”, a declarat autorul studiului, Inês Azevedo, care codirijează Centrul pentru luarea deciziilor privind clima și energia de la Universitatea Carnegie Mellon și se va alătura facultății Stanford Earth în iulie 2019.
California și New York, totuși, sunt excepții. În aceste două state, cercetătorii au concluzionat că reducerile disponibile în prezent depășesc beneficiile financiare, de sănătate, de mediu și de schimbare climatică oferite societății de sistemele solare pe acoperișul școlilor – cel puțin la prețurile actuale de compensare a emisiilor de carbon prin alte mijloace.
„California și New York fac o treabă fantastică în ceea ce privește stimularea energiei solare, dar încă nu vedem o penetrare de 100 %”, a spus Wong-Parodi. „O bună utilizare a timpului și a resurselor lor ar putea fi să evalueze toate școlile care încă nu o au și să încerce să înțeleagă de ce.”
Wong-Parodi este, de asemenea, Center Fellow la Stanford Woods Institute for the Environment. Coautorii Nichole Hanus și Parth Vaishnav sunt afiliați la Universitatea Carnegie Mellon. Co-autorul Naïm Darghouth este afiliat la Lawrence Berkeley National Laboratory.
Cercetarea a fost susținută de National Science Foundation, Carnegie Mellon University și National Renewable Energy Laboratory.
Pentru a citi toate articolele despre știința de la Stanford, abonați-vă la publicația bisăptămânală Stanford Science Digest.