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“美国电力行业如果要依靠风电、光伏等可再生能源实现脱碳，必定会占用大量土地面积。”这是外界攻击风电和光伏时常用的论调之一。事实上，这些可再生能源项目需要用到的土地极少。美国国家可再生能源实验室(NREL)近期公布的一项研究结果显示，在美国本土48个州的区域内，只需要不到1%的土地用于风电、光伏项目，就可以实现脱碳目标。
风电、光伏的关键作用
目前，各国都在加快能源转型，并公布了实现净零排放目标的时间节点。作为全球碳排放的主要贡献者，美国拜登政府承诺，到2030年将该国的排放量在2005年的水平上削减50%~52%。多数研究表明，要实现上述目标，美国需要前所未有地增加风电和太阳能光伏发电装机，以使电力部门脱碳，并满足建筑、工业和交通部门对零碳电力日益增长的需求。
美国国家可再生能源实验室的研究发现，为了实现拜登政府的目标，即到2030年产生80%的零碳电力、到2035年产生100%的零碳电力，需要将风电和光伏在美国电力结构中的占比从2022年的14%左右提升至2035年的60%~75%。该实验室预计，加上现有地热和水力发电装机容量的适度增加，以及现有设施的升级，到2035年，可再生能源在美国总发电量中的占比可达70%~85%。剩余的大部分发电量将来自现有的核电站，少量来自天然气厂、沼气等。这意味着，如果要满足对零碳电力日益增长的需求，美国的总发电能力需要在2020年至2035年间翻三倍，包括20亿千瓦的风电和太阳能发电装机。
也就是说，到2030年，美国风电年度新增装机容量要达到7000万千瓦~1.45亿千瓦;光伏年度新增装机容量要达到4300万~9000万千瓦，比该国目前的年部署速度提高了四倍多。考虑到新项目选址、核准流程与加大设备制造效率都具有挑战性，美国想要按时实现电力脱碳目标似乎是不可能完成的任务。
然而，美国国家可再生能源实验室和其他机构的研究表明，这在技术上和经济上都是可行的。例如，根据劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Lab)的数据，大约9.3亿千瓦的风电、光伏装机及4.2亿千瓦的储能项目正在等待并网批准。
与此同时，美国能源信息署(EIA)预计，2023年美国的电池储能容量将增加一倍以上。美国《通胀削减法案》(Inflation Reduction Act)已明确提出，将为这些技术提供数千亿美元的新激励措施。美国国家可再生能源实验室在其2022年标准情景研究中指出，这些联邦激励措施将加速风电和光伏的部署，并有望到2030年使美国电力部门的二氧化碳排放量比2005年的水平降低80%以上。
风光直接占地面积极少
现有的多项研究均表明，可再生能源发电设施不需要占用过多的土地。根据美国国家可再生能源实验室的研究，到2035年，风电和光伏基础设施直接占用的土地面积将不到美国本土面积的1%。之所以需要很少的土地，一个关键原因是风电场只有2%的总面积被风电基础设施占用，剩下的98%可用于农业、放牧或其他用途。
海上风电场的占用面积同样相对较少，且能够使用比陆地项目大得多的风电机组。与此同时，屋顶太阳能光伏的部署不需要开辟任何新土地资源。
不可否认的是，要将这些清洁能源从美国中西部和地处平原、风能资源丰富的各州输送到东部的主要负荷中心，需铺设大量额外的输电线路。
研究显示，到2035年，美国的总输电能力必须增加1.3~2.9倍。假设2026年开始建设新线路，这将需要每年新增1400~10100英里(约2253~16254km)的高容量输电线(high-capacity line)。
到2035年，美国为实现风电、光伏和远程输电线路的清洁能源目标，所需的土地总量约为19700平方英里(约5.1万平方千米)。
这相当于目前该国铁路占用的土地面积，即18500平方英里;不到开采中的石油和天然气租赁面积(40500平方英里)的一半，不到目前乙醇生产所需面积(59500平方英里)的三分之一。美国国家可再生能源实验室提出的一种情景方案预计，美国大约需要部署25万台风电机组，这远远少于美国150万口石油和天然气井。
该研究还评估了美国实际可用于开发风光发电项目的土地面积。对于风电项目，美国国家可再生能源实验室在其模型中已将受保护的土地(如州和国家公园、保护区和水域)、城市地区、山区或复杂地形排除在外。该实验室还考虑了州和县的相关条例，并排除了与其他现有基础设施(如建筑物、道路、铁路和雷达)冲突的土地。对于公用事业规模的光伏项目，该实验室在研究中排除了美国农业部指定的“主要”或“重要”农田，并在大多数情况下，将潜在的光伏部署位置限制在距现有输电网12.4英里以内的地点。
综合上述考虑因素，该实验室在其计算的大多数情景下，美国48个州中约有29%的土地可用于风电项目开发，39%的土地可用于光伏项目开发。需要指出的是，该项研究没有考虑美国土地利用模式的变化，包括气候变化对土地可用性的影响。即便如此，该实验室针对可再生能源土地占用率的研究，其结果也足以鼓舞人心。
环境和公共健康效益
也许更重要的是，用风能和太阳能取代化石燃料，将大大减少开采、钻探、运输、生产和使用化石燃料所需的土地数量。用于后者的土地，以及用于处理煤灰和其他废物的土地，往往会给当地社区造成严重的长期环境和公共卫生问题。
相比之下，风电和光伏发电项目使用的土地，其影响往往是短期和可修复的。
前文提到，风电场所需土地的98%可用于农业、放牧或其他生产用途。太阳能和农业共存，或“农业光伏”系统，可以通过改善能源和粮食生产，使农业更具可持续性。
与化石燃料不同，风电和光伏发电不使用水，也不产生任何会污染空气、土地或水道的排放或废物。土地经过修复后可以很容易地恢复并重新使用。此外，相关领域的专业人士正在探索回收和再利用电池板和电池的新方法，取代送往垃圾填埋场。
