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Land-Sparing Opportunities for Solar Energy Development in Agricultural Landscapes: A Case Study of the Great Central Valley, CA, United States

机译：农业景观中太阳能发展的土地节约机会：以美国加利福尼亚州大中央山谷为例

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Land-cover change from energy development, including solar energy, presents trade-offs for land used for the production of food and the conservation of ecosystems. Solar energy plays a critical role in contributing to the alternative energy mix to mitigate climate change and meet policy milestones; however, the extent that solar energy development on nonconventional surfaces can mitigate land scarcity is understudied. Here, we evaluate the land sparing potential of solar energy development across four nonconventional land-cover types: the built environment, salt-affected land, contaminated land, and water reservoirs (as floatovoltaics), within the Great Central Valley (CV, CA), a globally significant agricultural region where land for food production, urban development, and conservation collide. Furthermore, we calculate the technical potential (TWh year(-1)) of these land sparing sites and test the degree to which projected electricity needs for the state of California can be met therein. In total, the CV encompasses 15% of CA, 8415 km(2) of which was identified as potentially land-sparing for solar energy development. These areas comprise a capacity-based energy potential of at least 17 348 TVVh year(-1) for photovoltaic (PV) and 2213 TWh year(-1) for concentrating solar power (CSP). Accounting for technology efficiencies, this exceeds California's 2025 projected electricity demands up to 13 and 2 times for PV and CSP, respectively. Our study underscores the potential of strategic renewable energy siting to mitigate environmental trade-offs typically coupled with energy sprawl in agricultural landscapes.
机译：包括太阳能在内的能源发展带来的土地覆被变化，为用于粮食生产和生态系统保护的土地提供了折衷方案。太阳能在促进替代能源组合以减轻气候变化和达到政策里程碑方面起着关键作用；然而，在非常规表面上开发太阳能可以减轻土地稀缺的程度尚未得到研究。在这里，我们评估了大中央山谷（CV，CA）内四种非常规土地覆盖类型的太阳能开发的土地节约潜力：建筑环境，受盐影响的土地，受污染的土地和蓄水池（作为浮法） ，这是全球重要的农业地区，粮食生产，城市发展和保护用地在此相撞。此外，我们计算了这些土地节约用地的技术潜力（TWh年（-1）），并测试了其中可以满足加利福尼亚州预计电力需求的程度。总的来说，CV涵盖了15％的CA，其中8415 km（2）被确定为太阳能开发的潜在土地储备。这些区域的光伏发电量至少为17348 TVVh年（-1），聚光太阳能发电量为2213 TWh年（-1）。考虑到技术效率，这超过了加利福尼亚州2025年预计的PV和CSP分别高达13倍和2倍的电力需求。我们的研究强调了战略性可再生能源选址在缓解环境权衡（通常与农业景观中的能源蔓延相结合）方面的潜力。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2017年第24期|14472-14482|共11页
  • 作者

    Hoffacker Madison K.; Allen Michael F.; Hernandez Rebecca R.;

  • 作者单位

    Univ Calif Davis, Land Air & Water Resources, Davis, CA 95616 USA;

    Univ Calif Riverside, Ctr Conservat Biol, Riverside, CA 92521 USA;

    Univ Calif Davis, Land Air & Water Resources, Davis, CA 95616 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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